第3章 能量的转化与守恒 综合训练（3.3-3.4含解析）.docx

3.3-3.4综合训练、选择题1.下图几种情景中，人做了功的是（）A.推车而未动C.拉物而升高D.提物水平而行2.在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（）A.在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对它做了功B.手推动球杆前进时，手对球杆做了功C.桌面对球的支持力做了功D.白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在对白球做功3 .如图所示，用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱，拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙，长度为Sm,水平面CD光滑，长度为羽，运动时间分别为tm、如，运动速度分别为A.若SAB=Sa>,则拉力在AB段做功较多B.若SQSa）且tAB=tg,则拉力在AB段做功较快C.若SAB=Sa）且tAB>t,则拉力在AB段做功较快D.若VAB=Va）,则拉力在AB段和CD段做功一样多4 .对物体做功的理解,下列说法正确的是（）.A.作用在物体上的力越大,力对物体所做的功越多B.物体通过的路程越长,作用在物体上的力对物体所做的功越多C.有力作用在物体上,这个力就一定对物体做功D.有力作用在物体上,物体在这个力的方向上通过了距离,这个力对物体做了功5 .如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其从一一,此过程中，弹簧测力计的示数将（）B.逐渐变小D.先变小后变大B. Wl =W2 =W3C. W2<W1 =W3D. Wl<W2<W3A.逐渐变大C.先变大后变小6 .如下图的三种场景中，拉力件、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为柏、W2、M,下列关于它们大小关系的判断中正确的是（）7 .如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为R、F2,拉力做的功为帖、W2,拉力做功的功率分别为R、Pz,则下列判断中正确的是)A. Fi<F2 W. =W2 P1<P2B. Fi>F2Wi>W2P1>P2C. F1<F2W1<W2P<P2D. F1<F2W1=W2P1>P28 .下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦）其中所需动力最小的是9 .小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图所示，他这样做的最终目的是（）A.便于直接读出拉力的大小B.便于提供不同方向的拉力C.便于正确认识力臂D.便于测量力臂的大小10.用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为1米，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示。不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（）A.动滑轮的重力为10牛B.该滑轮组的机械效率可以达到100%C.提升物体的重力越大，此滑轮组的机械效率越高D.每次提升重物时，滑轮组做的额外功为40焦二、填空题11 .如图所示是一把开瓶盖的新型起子，要打开瓶盖，用力方向应为（选填"F"或"F”）,从起子的使用情况看，这是一个杠杆（选填“省力”或“费力”）o12 .如图所示，某同学用已调好的弹簧测力计测量一个放在水平桌面上的钩码的重力。他从图甲所示位置（此时指针指在0刻线）开始将弹簧测力计缓慢竖直向上提起，记下弹簧测力计移动的距离h和对应的读数F,并描出Fh图像如图乙所示。（1）钩码的重力为No（2）当h=13cm时，弹簧测力计对钩码所做的功为Jo13 .在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了三次实验，实验数据记录在图表中。实验次数钩码所受重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/cm机械效率120.11.00.3667%240.11.70.378.4%360.12.40.3（1）在实验过程中，应沿竖直方向拉动弹簧测力计。（2）在第3次测量中，机械效率为o（3）分析表中数据可得出：同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越（填“高”或“低”）。14 .如图所示，OAB为一可绕0点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB,且OA长度为40cm,AB长度为30cm,在OA中点C处挂一质量为Ikg的物块，要求在端点B处施加一个最小的力F,使杠杆在图示位置平衡，则力F的力臂应是cm,最小的力F是N。15 .如图所示的推车可以视为杠杆。当推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，这时支点是当后轮遇到路沿A时，售货员向上提扶把，这时支点是三、实验题16 .斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）小明做了如下猜想：猜想1：与斜面的表面材料有关；猜想2：与斜面的倾斜程度有关；猜想3：与物体受到的重力大小有关。小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。实验序号123456斜面倾角l(l>)2(2>1)斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物块重G/N2.02.04.06.02.02.0沿斜面拉力F/N1.351.522.704.051.521.70回答下列问题：(1)物体从斜面底端沿斜面匀速拉到顶端过程中，拉力的大小F物体在斜面上受到的摩擦力f的大小(选填“大于”、“小于”或“等于”)；(2)通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，；(3)小明通过实验验证猜想3是错误的，他的依据是；(4)完成实验后，小明还想知道实验1中物体在斜面上受到的摩擦力f的大小。已知斜面倾角时，斜面长1m、高O.5m,分析可知f=No四、解答题17.某重力为20000牛的汽车在水平公路上以20米/秒的速度匀速前进时，汽车受到的阻力是车重的0.05倍，此车前进IoOo米，求此汽车行驶时牵引力做的功是多少？汽车的功率是少？18一辆质量是3.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是IXIOR,汽车沿水平方向匀速移动了2m,滑轮组的机械效率为90机求：(1)拉力F做的总功。(2)有用功的大小。(3)汽车受到的阻力大小。3.3-3.4综合训练答案解析、选择题1.C【解析】做功的两个要素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。A.推车而未动时，车受到推力，但是没有在力的方向上通过距离，因此推力没有做功，故A不合题意；B.搬而未起时，石头受到向上的力，但是石头没有在力的方向上通过距离，因此这个力没有做功，故B不合题意；C.拉物而升高时，物体受到向上的拉力，且物体在向上的方向上通过距离，因此拉力对物体做功，故C符合题意；D.提物水平而行时，物体受到的拉力竖直向上，而物体没有在这个方向上通过距离，因此拉力对物体不做功，故D不合题意。故选Co2. 【答案】B【解析】【分析】做功包括两个必要的因素，一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可.本题考查的是力是否做功，要抓住做功的两个必要条件来做判断，且尤其注意力与距离的对应性.【解答】解：A.重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故A错误；B、手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故B正确；C、桌面支持力与小球的运动方向垂直，支持力对小球不做功，故C错误；D、手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误.故选B.3. B【解析】根据W=FS分析做功的大小，根据P:FV比较功率的大小。根据题意可知，拉力F相等，且AB和CD的距离相等，根据忙FS可知，拉力做的功一样多，故A错误；若Sab>So）且卜=5,根据公式V=：可知，速度vb>vo>°根据P=FV可知，拉力做功功率Pab>Puj,则拉力在AB段做功快，故B正确；若SAB=SCi,且tB>t，根据公式V=：可知，速度VabQm根据P=FV可知，拉力做功功率Pab<>Pg则拉力在CD段做功快，故C错误：根据W=FS=FVt可知，只知道拉力和速度的大小关系，不知道时间的大小，无法判断做功的大小，故D错误。故选B。4. D【解析】根据公式W=FS可知，功由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定，据此判断即可。A.当物体移动的距离相同时，作用在物体上的力越大，力对物体所做的功越多，没有控制距离相同，故A错误；B.当物体受到的力相同时，物体通过的路程越长，作用在物体上的力对物体所做的功越多，没有控制力的大小相同，故B错误；C.有力作用在物体上，且物体在力的方向上通过距离，那么这个力就一定对物体做功，故C错误；D.有力作用在物体上，物体在这个力的方向上通过了距离，这个力对物体做了功，故D正确。故选D5. (1)掌握杠杆平衡条件：F>L1=F2L2;(2)分析在改变弹簧测力计拉力的方向的过程中力臂的变化情况，从而得出结论。【解答】解：由图知，测力计在位置时，其动力臂等于右段杆长，此时动力臂最长，由一一的过程动力臂先变大后变小，根据杠杆的平衡条件，测力计的示数先变小后变大。蝇Do6 .根据功的计算公式W=Fs可知：比较功的大小要比较拉力F和移动距离S的大小，从题目中找出F、L的大小就可比较做功的多少。解：由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s,拉力做的功为：W1=F.s;第二幅图中，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s,拉力做的功为：W2=F2s;第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s,拉力做的功为：Ws=F:,×2s又因为拉力R、F2、F3大小相等，所以综上分析可得：W1=W2<Wa.故A正确，BCD错误。故选：A.7 .斜面倾斜角度越大，越费力。斜面AB的倾斜角度小于斜面AC,所以斜面肥更省力，斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功。速度相同，AB>AC,所以物体沿斜面AC用时较少，根据公式P=I,可判断拉力所做的功的功率大小。t【解答】解：(1)斜面AB倾斜角度小于斜面AC,所以物体沿AB运动时拉力较小，即：F<F2;(2)使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即：W1=W2;(3) Y从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，根据V=且得出的t=且可知：在速度相同时，物体沿AC运动时用时较少，tV则根据公式P=可知，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即PlVP2。t故选：A.8 .A.不计机械重和摩擦，则用机械做的功等于直接用手做的功。B、根据滑轮组的省力特点进行判断；C、使用定滑轮不省力；D、根据杠杆的平衡条件进行分析。【解答】解：不计机械重和摩擦，A.由图知I,R×8m=G×4m,所以R=JlG;2B、滑轮组由三段绳子承担，所以F?='3C、由图知，是使用的是定滑轮，所以F3=G;D、根据杠杆的平衡条件：E×(L÷3L)=GXL,所以R=4综上所述，D最省力。蝇Do9 .C；10 .【分析】(1)由图乙可知，提升物重G=20N时，滑轮组的机械效率n-50%,不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，,据此求动滑轮重力;耳有用一Gh_GW有用+"额Gh+G动hG+G动(2)不计绳重和摩擦，使用滑轮组时，需要克服动滑轮的重力做额外功，使得有用功小于总功，滑轮第10页(共14页)组的机械效率总小于100机（3）由图像可知，滑轮组的机械效率与提升物体重力的关系。（4）不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功。【解答】解：A.由图乙可知，提升物重G=20N时，滑轮组的机械效率n=50%,不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率HGh=G（总W有用T额Gh+G动hG+G动则动滑轮重力：G动=1ILG=1-50%x20Y=20N,故A错误；50%B、不计绳重和摩擦，使用滑轮组时，需要克服动滑轮的重力做额外功，使得有用功小于总功，所以滑轮组的机械效率总小于100%,故B错误；C、由图像可知，提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，故C正确；D、由题知，每次物体被提升的高度均为1m,提升动滑轮上升的高度也都是1m,则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W鬻=G动h=20NXlm=20J,故D错误。S½:Co二、填空题ILFz;省力【解析】（1）瓶盖对起子的阻力向下，要想打开瓶盖，起子对瓶盖的作用力必须向上，据此分析；（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。（D根据图片可知，当用力方向为R时，起子对瓶盖的作用力向下；当用力方向为F?时，起子对瓶盖的作用力向上，可以打开瓶盖。（2）如下图所示，此时动力臂大于阻力臂，起子为省力杠杆。1.2°12.(1)4.5第U页供14页）【解析】(1)当缓缓提钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小；(2)由图象获取信息，并会对钩码受力分析；利用W=FS=Gh解答。(1)钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小，故钩码所受的重力为4.5N；(2)h从O到5cm,钩码没有移动距离，所以F做功为0；h从5cm到13Cin克服钩码重力做功：W2=Gh=4.5N×(0.13m-0.05m)=0.36J。13. (1)要正确测量拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；(2)根据n二!亘二生计算出滑轮组的机械效率；WttFs(3)分析表格中数据，得出机械效率与钩码重力的关系。【解答】解：(1)测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数；(2)第3次测量中，机械效率为11=上=生=6NX°ImXIoo%Q83.3机W总Fs2.4N×0.3m(3)由表格中数据可知，同一滑轮组，被提升的钩码越重，机械效率越高。故答案为：(1)匀速；(2)83.3%；(3)高。14. 根据杠杆的平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，根据杠杆的平衡条件求出最小的动力的大小。【解答】解：在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，当OB作为力臂时，动力臂是最大的，动力最小；0A=40cm,AB=30cm,根据勾股定理可知，=(30cm)2÷(40cm)2=50cm；OC=20cm；根据杠杆的平衡条件可知：G×OC=F×OB,mg×OC=F×OB,即：IkgX10Nkg×20cm=F×50cm,解得：F=4N故答案为：50；4。15. C；B【解析】杠杆上固定不动的点就是杠杆的支点，根据杠杆的使用过程判断即可。(1)当推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，此时C点左侧的车体下沉，而右侧的车体上翘，唯独C点不动，则这时支点是C；（2）当后轮遇到路沿A时，售货员向上提扶把，这时支点B点左侧的车体上翱，而右侧的车体下沉，唯独B点不动，则这时支点是Bo三、实验题16. （1）分析物体沿斜面上的力的做功情况判断力的大小关系；（2）采用控制变量法对比数据，即可得出结论；（3）根据受力情况，依据力的平衡条件确定摩擦力大小。【解答】解：（1）物体从斜面底端沿斜面匀速拉到顶端过程中，物体克服重力做功为有用功，摩擦力所做的功是额外功，拉力F做功为总功，可见Wr>Wt;又由TV=Fs,物体在拉力和摩擦力方向上的路程相等，所以拉力大于摩擦力；（2）对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；（3）探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同，所以需要对比1、3、4的实验数据；根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等；由题意可知，这三次实验的省力情况相同，故猜想3是错误的；（4）根据W=Fs、W总=WfJ+W额可得：Fs=Gh+fs（S表示斜面的长度、h表示斜面的高度）代入数据，解得：f=0.35N；故答案为：（1）大于；（2）斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；（3）比较1、3、4几次实验，沿斜面的拉力与物体的重力的比值相等；（4）0.35。四、解答题17. 此汽车行驶时牵引力做的功是IXIO'J；汽车的功率是2X10%。18. （1）解：当汽车沿水平方向匀速移动了2m时，绳子末端移动4m,拉力F做的总功1%=FS=IXlo3NX4m=4XlO3Jo（2）解：根据O="向得，W有用=Wjb=90%×4×103J=3.6×IO3J0VAa（3）解：Wfj用=FIs*F拉=J用=1.8×103N,由于汽车匀速运动，汽车受到的阻力f3率Zm=F拉=L8X1（）3n°【解析】（1）使用滑轮组水平拉动物体时，首先根据s=ns车计算出绳子自由端移动的距离，然后根据W就二FS计算拉力做的总功；（2）已知总功根据公式W制=nW总计算有用功；w*（3）汽车克服阻力做有用功，根据公式F拉=,.计算汽车产生的拉力，然后根据二力平衡的知识计算出汽车受到的阻力0