功和機械能及簡單機械競賽輔導試題

1、功和機械能及簡單機械競賽輔導試題1、（2013全國初中應(yīng)用物理知識競賽預賽題）如圖 9所示，滑板運動員沿水平地面向前勻速滑行，在橫桿前相對滑板豎直向上起跳，人與滑板分離后分別從桿的上、下方通過，忽略人和滑板在運動中受到的阻力。則運動員 （）A. 起跳上升過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能B. 勻速滑行時，人的重力與地面對滑板的支持力為一對平衡力C. 以滑板為參照物，運動員始終是靜止的D. 由于慣性，人越過桿后仍將落在滑板上2、（2013全國初中應(yīng)用物理知識競賽預賽題）如圖 13甲所示，小強在水平地面上用力推木箱，推力隨時間變化的圖像如圖乙所示，木箱速度隨時問變化的圖像如圖丙所示，以下對于這一過程的分析

2、中正確的是（）A. 0ls內(nèi)木箱沒有動是因為人對木箱的推力小于地面給木箱的摩擦力B. 1s2s內(nèi)木箱受到的摩擦力大小為4NC. 2s3s內(nèi)人對木箱的推力做功為 6JD. 如果3s后人停止用力，木箱將做勻速直線運動3、（2011青島競賽題）飛機、輪船運動時，受到的阻力并不固定，當速度很大時，阻力和速度的平方成正比，如果要把飛機、輪船的速度增大到2倍，發(fā)動機的輸出功率要增大到原來的（）A. 2倍 B. 4倍C. 6倍 D. 8倍4、（2008年全國初中應(yīng)用物理知識競賽復賽題）曉欣同學看到一些小汽車的尾部都標有“0.8” “1.6”、“1.8”或“ 2.0”等字樣，他上網(wǎng)查詢得知這是汽車發(fā)動機“排氣

3、量”的數(shù)值。所謂排氣量就是發(fā)動機氣缸的工作容積，是指所有氣缸內(nèi)活塞從下止點到達上止點所掃過的容積之和。一般情況下發(fā)動機的“排氣量”越大，功率越大。汽車發(fā)動機每一個工作循環(huán)要經(jīng)歷四個沖程，帶動曲軸轉(zhuǎn)動2周?，F(xiàn)有一輛小轎車發(fā)動機排氣量為 1.8L,最大功率為74kW,當該發(fā)動機以最大功率工作時， 曲軸的轉(zhuǎn)速為5200r/min 。汽油機工作時的最佳空燃比 （即空氣和燃油的質(zhì)量比）為 14:1，壓縮比是10 （即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值），若發(fā)動機在最大功率時汽 油和空氣的混合密度為 1.35kg/m 3,汽油的熱值為4.6X 107J/kg、密度為0.71 x 103kg/m3。請計算:（1）

4、這臺發(fā)動機在最大功率時的熱機效率。（2） 發(fā)動機在最大功率時，汽車的最高時速為175km/h，計算在此情況下汽車 每百公里油耗為多少升。5、步行不僅是一種簡易的健身運動，而且還能方便地對一些長度進行估測。（1）人正常步行時，步距變化不大，因此，步距可作為身體上的一把尺子”為了使這把 尺子”更可靠，請你說出一種測量步距的方法。（2） 小華測出自己的步距為 0.5m，他從教學樓的一端走到另一端，共走了 84步，則教學樓的長度是多少米? 如果這個過程用時 35s，則他的步行速度是多少？（3） 小華根據(jù)自己的腿長和步距畫出了圖6所示的步行示意圖，對步行時重心的變化進行了分析，當兩腳一前一后著地時重心降

5、低，而單腳著地邁步時重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。如果小華的質(zhì)量為 50kg,請根據(jù)圖6中小華測量的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算他每走一步克服重力所做的功。（g取10N/kg ）（4）資料表明，人步行時消耗的能量大于克服重力所做的功。請你分析一下，人步行時還在哪些方面消耗能 量？（寫出一條）6、（2013全國初中應(yīng)用物理知識競賽預賽題）某次刮大風時把一棵大樹吹倒了，需要兩個工人把它扶起，工 人們想到了如圖12所示的四種方案，每個人所需拉力最小的方案是（）7、（2010全國初中應(yīng)用物理知識競賽題 ）體操、投擲、攀巖等體育運動都不能缺少的“鎂粉”，它的學名是碳酸鎂。體操運動員在上杠前都要在手上涂擦“鎂

6、粉”，其目的是（）A. 僅僅是為了利用“鎂粉”，吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑B. 僅僅是為了利用手握著器械并急劇轉(zhuǎn)動時“鎂粉”，能起到襯墊作用，相當于在中間添加了一層“小球”做“滾動摩擦”C僅僅是為了利用“鎂粉”，填平手掌的褶皺和紋路，使手掌與器械的接觸面增大，將握力變得更加實在 和均勻D.上述各種功能都具有8、（2011全國初中應(yīng)用物理知識競賽題 在鉸鏈上，懸線一端繞過某定滑輪，另一端 套逐漸向右移動，但始終保持木棒水平，）如圖所示的裝置中，均勻木棒 AB的A端固定則懸線上的拉力（棒和懸線均足夠長）（套在木棒上使木棒保持水平，現(xiàn)使線A.逐漸變小B.逐漸變大C. 先逐漸變大，后

7、又變小D .先逐漸變小，后又變大9、（2011全國初中應(yīng)用物理知識競賽河南預賽）小剛同學想測量家中一頭肥豬的重，如圖所示。他用繩將豬綁住掛在木棒的 B點，將棒的一端 O放在石坎上，人通過掛在 A端的測力 計拉起木棒的另一端，使木棒剛好到達水平位置。已知測力計示數(shù)F=320N,0A=1.6m,0B=0.4m。問：（1）請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算豬的重力大約是多少？（2）你認為利用這種方法測出的豬的重力比實際重力偏大還是偏小，并說明產(chǎn)生誤差的原因是什么？（3）如果豬的實際重力為 1200N，豬被拉離地面 0.1m，這個過程中杠桿裝置的機械效率是多少?功和機械能及簡單機械競賽輔導試題參考答案1.答案：D解

8、析：運動員起跳上升過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，選項A錯誤。勻速滑行時，人的重力與滑板對人的支持力為一對平衡力，選項B錯誤。以滑板為參照物，運動員做豎直上拋運動，選項C錯誤。由于慣性，人和滑板水平方向速度相等，人越過桿后仍將落在滑板上，選項D正確。2答案：B解析：Ols內(nèi)木箱沒有動是因為人對木箱的推力等于地面給木箱的摩擦力，選項A錯誤。由圖丙可知，2s3s內(nèi)木箱勻速運動，木箱受到的滑動摩擦力大小為4N。1s2s內(nèi)木箱加速運動，木箱受到的滑動摩擦力大小為4N,選項B正確。2s3s內(nèi)人對木箱的推力為4N,木箱移動距離為 2m，做功為 W=Fx=4NX 2m=8J,選項C錯誤。如果3s后人停止用力，木

9、箱將在摩擦力作用下做減速直線運動，選項D錯誤。3、 答案：D解析：由f=kv2, P=Fv, F=f可得P=kv3.。當速度增大到2倍，發(fā)動機的輸出功率P要增大到原來 的23=8倍，選項D正確。4、 【解析】(1).這臺發(fā)動機在最大功率時1min內(nèi)發(fā)動機做的有用功36W 有=74 X 1(W< 60s=4.44 X J0在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動5200r，吸入汽油和空氣的混合氣2600次。3331min內(nèi)發(fā)動機消耗汽油的質(zhì)量為：m= pV1.35kg/m X 1.8 X im X 2600 =0.47 kgimin內(nèi)汽油完全燃燒放出的熱量W總=0.47kg X 4.6 X/1kg=2.16Xj1

10、0這臺發(fā)動機在最大功率時的熱機效率n =Wi/W總X 100%=21%(2).汽車以最高時速 175km/h 前進 100km 所用時間：t=s/v=100km/175km/h =34.3min。汽車每行使100km的耗油質(zhì)量為： m = 0.47 kg/min X 34.3min=16.1k®汽車每行使100km的耗油體積為 V = m'=/16.1kg/0.71kg/L=22.7L。5、 解析：(1)用刻度尺測出沿直線步行10步的距離，除以10即得步距。(2) 教學樓的長度為：x= 0.5mX 84= 42n由x=vt可得他的步行速度為：v= 絲卬=1.2m/s。(3)

11、單腳著地邁步時重心升高h=65cm、.652252 cm=5cm= 0.05m每走一步克服重力做功 W=Gh=mgh=50Xg10N/kgX 0.05m.=25J。(4) 四肢的運動要消耗能量；身體肌肉的收縮和拉伸要消耗能量；心臟推動血液循環(huán)要消耗能量；人體向外 散熱要消耗能量。6、1.答案：B解析：根據(jù)滑輪知識， AB圖繩中拉力為二人拉力之和，且拉樹的力為兩根繩中的拉力。根據(jù)杠桿知識，B圖在動力臂大，所以每個人所需拉力最小的方案是B。7答案：D解析：體操運動員在上杠前在手上涂擦“鎂粉”的目的是為了利用“鎂粉”吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑；利用手握著器械并急劇轉(zhuǎn)動時“鎂粉”能起到襯墊作用，相當于在中間添加了一 層“小球”做“滾動摩擦”；利用“鎂粉”填平手掌的褶皺和紋路，使手掌與器械的接觸面增大，將握力變得 更加實在和均勻，所以選項D正確。8、答案：D解析：使線套逐漸向右移動，動力臂先逐漸增大后逐漸減小，懸線上的拉力先逐漸變小，后又變大，選項D正確。9、 【解析】：(1)設(shè)豬的重力為 G,由杠桿平衡原理， G- OB=F0A