初中物理机械能试题

小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。第一次提升的重物 $A$的重力为 $G_A$，加在绳子自由端的拉力为 $F_1$．重物上升的速度为 $v_1$，运动时间为 $t_1$；第二次提升的重物 $B$的重力为 $G_B$，加在绳子自由端的拉力为 $F_2$．重物上升的速度为 $v_2$，运动时间为 $t_2$．已知 $F_1:G_A=5:8$， $G_B:G_A=3:2$， $v_1:v_2=2:1$， $t_1:t_2=2:3$．动滑轮的重力不能忽略。不计绳重与摩擦的影响。下列对两个过程的分析中，正确的是 $($　　 $)$

A．拉力之比为 $F_1:F_2=7:8$

B．拉力的功率之比为 $P_1:P_2=10:7$

C．机械效率之比 ${\eta }_1:{\eta }_2=14:15$

D．额外功之比 $W_1:W_2=2:3$

火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星，下列叙述正确的是 $($　　 $)$

A．卫星的机械能总量不变

B．卫星的机械能总量增加

C．卫星的动能增加，重力势能不变

D．卫星的动能不变，重力势能增加

如图所示，物体和动滑轮的总重力为 $200N$，当物体匀速上升的高度为 $2m$时，绳子移动的距离为　　 $m$，若滑轮组的机械效率为 $80\%$，则动滑轮重　　 $N$．（绳子的重力、绳子与滑轮各处的摩擦均忽略不计）

如图所示，用大小相等的拉力 $F$，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离 $S_{\mathit{AB}}=S_{\mathit{CD}}$，比较两种情况下拉力 $F$所做的功及其功率 $($　　 $)$

A． $\mathit{AB}$段做功较多B． $\mathit{CD}$段做功较多

C． $\mathit{AB}$段与 $\mathit{CD}$段做的功一样多D． $\mathit{AB}$段的功率比 $\mathit{CD}$段的功率大

直升飞机在空中匀速下降的过程中（忽略燃油的变化），关于直升飞机的动能和重力势能的变化情况描述正确的是 $($　　 $)$

A．动能减小，重力势能减小B．动能不变，重力势能增大

C．动能不变，重力势能减小D．动能增大，重力势能不变

如图所示，在小朋友沿着滑梯下滑的过程中，他的重力势能　　，他的动能可能不变也可能　　。（均填“增大”“减小”或“不变” $)$

如图所示，小刚用 $300N$的拉力在 $10s$内把重 $540N$的物体匀速提升了 $1m$，拉力的功率是　　 $W$，滑轮的机械效率是　　。

2019年4月23日，在庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动中，055大型驱逐舰接受检阅，向世界展示了我国大型驱逐舰的发展规模和强大实力。驱逐舰长 $174m$，宽 $23m$，吃水深度 $8m$，满载排水量 $12300t$，最大航速32节 $(1$节 $=0.5m/s$，海水密度为 $1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）驱逐舰行驶到某海域时，舰底受到的海水压强为 $7.21\times {10}^4\mathit{Pa}$，此时舰底所处的深度；

（2）驱逐舰满载时受到的浮力；

（3）驱逐舰满载时，以最大航速匀速直线航行，若所受海水阻力是其总重的0.1倍，它的动力功率。

在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。

（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。

实验 次数	滑轮 材质	钩码重 $G/N$	提升的高 度 $h/m$	有用功 $W_{\mathit{有用}}/J$	拉力 $F/N$	绳端移动 的距离 $s/m$	总功 $W_{总}/J$	机械效率。 $\eta$
1	铝	1	0.1	0.1	0.6	0.3	0.18	$56\%$
2	铝	2	0.1	0.2	1.0	0.3	0.3	$67\%$
3	铝	2	0.2	0.4	1.0	0.6	0.6	$67\%$
4	塑料	2	0.2	0.4	0.8	0.6	0.48	$83\%$
5	塑料	2	0.2	0.4	2.1	0.2	0.42	$95\%$

①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码　         　，机械效率越高。

②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与　        　有关。

③比较　       　两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

④第5次实验室利用了图　         　的装置完成的，判断依据是　          　。

⑤利用图甲的装置，把重 $6N$的物体用 $2.5N$的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为　      　。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。

（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用　      　的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。

（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都　　       。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是　　        。

$A$、焦耳定律

$B$、牛顿第一定律

$C$、阿基米德原理

$D$、欧姆定律

如图所示，小球沿轨道由静止从 $A$点向 $D$点运动的过程中（小球和轨道间存在摩擦），下列说法错误的是 $($　　 $)$

A．小球在 $A$点的重力势能最大

B．小球在 $B$点的速度最大

C．小球在 $C$点和 $B$点的机械能相等

D．小球不能到达 $D$点

用一个动滑轮在 $5s$内将一重为 $300N$的物体匀速向上提升 $3m$，动滑轮的机械效率是 $75\%$，则拉力大小为　     　 $N$，若忽略绳重与摩擦，动滑轮的重力为　　 $N$。

在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时，同学们提出了下列猜想

（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；

（2）滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；

（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；

（4）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。

小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验

验证的猜想是 $($　　 $)$

A．（1）B．（2）C．（3）D．（4）

如图所示，小球沿轨道由静止从 $A$处运动到 $D$处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则 $($　　 $)$

A．小球在 $A$处的动能等于在 $D$处的动能

B．小球在 $A$处的动能大于在 $D$处的动能

C．小球在 $B$处的机械能小于在 $C$处的机械能

D．小球在 $B$处的机械能等于在 $C$处的机械能

一辆质量为 $1.5\times {10}^3\mathit{kg}$的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 $8m$距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为 $80\%$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：

（1）做的有用功；

（2）作用在绳子自由端的拉力。

中国研制的“鲲龙” $\mathit{AG}600$是目前世界上最大的水陆两栖飞机，可用于森林灭火、水上救援等，其有关参数如表所示。在某次测试中，飞机在水面以 $12m/s$的速度沿直线匀速行驶，水平动力的功率为 $2.4\times {10}^{6}W$．水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

鲲龙” $\mathit{AG}600$有关参数
最大起飞质量	$53.5t$
最大巡航速度	$500\mathit{km}/h$
最大航行时间	$12h$
最大航行路程	$4500\mathit{km}$

（1）飞机以最大巡航速度飞行 $4000\mathit{km}$所用的时间；

（2）飞机在水面匀速行驶时，水平动力的大小；

（3）飞机关闭动力系统静止在水面上，达最大起飞质量时排开水的体积。