高中物理 第1章 第4节 人与机械课下作业综合提升 鲁科版必修2

【创新方案】高中物理第1章第4节人与机械课下作业综合提升鲁科版必修21．关于人与机械下列说法中正确的是()A．机械只能承担人类可以完成的工作B．机械能够承担某些人类无法完成的工作C．机械可以在超过额定功率的状态下长时间工作D．机械不可以在小于额定功率的状态下长时间工作解析：人类使用机械的目的，就是为了用它来代替人力做功，甚至完成超越人力的工作，所以A错误，B正确；机械的实际功率可以小于额定功率，但不能长时间大于额定功率，C、D错误。答案：B2．使用机械做功时()A．额外功少，机械效率就高B．有用功多，机械效率就高C．总功多，机械效率就高D．有用功占总功比例大，机械效率就高解析：由η＝eq\f(W有用,W总)，W总＝W有用＋W额外可知：W额外小，W有用可能更小，其机械效率不一定高，A错误；W有用多，W额外可能更多，其机械效率不一定高，B错误；W总多，W有用可能小，其机械效率不一定高，C错误；有用功占总功的比例越大，其机械效率越高，故正确答案为D。答案：D3．已知甲机器的机械效率是65%，乙机器的机械效率是80%，那么下列说法中正确的是()A．甲机器一定比乙机器省力B．甲机器一定比乙机器省距离C．甲机器做的有用功一定比乙机器多D．以上说法都不对解析：甲机器的机械效率比乙机器的机械效率低，只能说明在总功一定的情况下，乙机器做的有用功要比甲机器做的有用功多，故C错；只知道机器的机械效率不能说明机器是省力还是省距离，故A、B错误，本题选D。答案：D4．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝eq\f(人数×路程,消耗能量)。一个人骑电动自行车，消耗10MJ(106J)的能量可行驶30km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320MJ的能量可行驶10km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是()A．6∶1 B．12∶5C．24∶1 D．48∶7解析：由题中公式得：电动自行车的客运效率＝1×eq\f(30×103,10×106)，普通轿车的客运效率＝eq\f(4×10×103,320×106)，二者之比为24∶1，C正确。答案：C5.如图1所示，不计任何摩擦，分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一个物体匀速升到同一高度，其中机械效率最高的是()A．定滑轮B．动滑轮C．滑轮组D．无法确定解析：使用动滑轮和滑轮组提升物体，都需要克服滑轮自重而做功，图1所做的额外功多；而使用定滑轮不需克服滑轮自重做功，故A项正确。答案：A6.如图2所示，在相同的时间里，用力F甲、F乙把等重的物体提升相同的高度，乙的动滑轮比甲重(忽略绳重和摩擦)，比较它们的机械效率η甲、η乙和两力做功的功率P甲、P乙，则()A．η甲>η乙，P甲>P乙B．η甲>η乙，P甲<P乙C．η甲<η乙，P甲>P乙 图2D．η甲<η乙，P甲<P乙解析：本题中有用功相同，但乙的动滑轮比甲重，所以乙的额外功大，由η＝eq\f(W有用,W有用＋W额外)可知η甲>η乙；又因为在相同的时间内提升相同的高度，即P有用＝eq\f(W有用,t)＝eq\f(mgh,t)相同，由η＝eq\f(P有用,P总)⇒P总＝eq\f(P有用,η)，而η甲>η乙，所以P甲<P乙。答案：B7．一个人用10N的拉力，沿长为4m的固定斜面将重为16N的物体匀速地拉上高为2m的斜面顶端，该斜面的机械效率η及斜面对物体的摩擦力f的大小分别为()A．η＝50%，f＝8N B．η＝50%，f＝2NC．η＝80%，f＝8N D．η＝80%，f＝2N解析：斜面的机械效率η＝eq\f(W有用,W总)＝eq\f(Gh,Fl)＝eq\f(16×2,10×4)×100%＝80%；由力的平衡条件得：F－Geq\f(h,l)－f＝0，所以f＝F－Geq\f(h,l)＝(10－16×eq\f(2,4))N＝2N；故选D。答案：D8.如图3所示，工人用滑轮组提升重物，在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2m，已知工人向下的拉力为480N，下列说法中正确的是(g取9.8m/s2)()A．绳子的自由端被拉下8mB．工人所做的有用功是28800JC．工人做功的功率是196WD．滑轮组的机械效率为68% 图3解析：由动力通过的距离s与动滑轮通过的距离s0之间的关系s＝ns0(n为承重的绳子股数)，由图可知，s＝ns0＝3×2m＝6m，故A错；W有用＝Gs0＝100×9.8×2J＝1960J，W总＝Fs＝480×6J＝2880J，工人做功的功率为总功率，则P总＝eq\f(W总,t)＝eq\f(2880,10)W＝288W，机械效率为η＝eq\f(W有用,W总)＝eq\f(1960,2880)×100%≈68%。故D正确，B、C错。答案：D9.如图4所示，工人用240N的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸，用10min将绳子拉下60m，已知小船重1.8×104N，小船行进中受到的阻力是它所受重力的0.01倍，求：(1)工人拉绳时做功的功率； 图4(2)此装置的机械效率。解析：(1)工人拉绳时做功的功率P1＝eq\f(W1,t)＝eq\f(Fs,t)＝eq\f(240×60,10×60)W＝24W。(2)小船靠岸时的有用功率P2＝eq\f(W2,t)＝eq\f(μGs,t)＝eq\f(0.01×1.8×104×60,10×60)W＝18W此装置的机械效率η＝eq\f(P2,P1)＝75%。答案：(1)24W(2)75%10.小明学过机械效率后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物体的探究实验，如图5所示，并记录实验数据如表所示。 图5实验次数斜面的倾斜程度物体的重力G/N物体上升高度h/m沿斜面向上的拉力F/N物体移动的距离s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率η1较缓5.00.11.60.50.50.862.5%2较陡5.00.152.20.50.751.168.2%3最陡5.00.253.10.5(1)第三次实验填入表格中的数据：有用功为_______J，总功为________J，机械效率为________；(2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越________；(3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面的机械效率问题可获得的初步结论是：________________；(4)如果小明想要探究斜面的机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变？解析：(1)W有用＝Gh＝5.0×0.25J＝1.25JW总＝Fs＝3.1×0.5J＝1.55Jη＝eq\f(W有用,W总)＝eq\f(1.25J,1.55J)×100%＝80.6%(2)由表中斜面的倾斜程度越陡所用的拉力越大，可得出斜面越陡越费力的结论。(3)由表中在物体重力不变的情况下，斜面的倾斜程度越陡，机械效率越高，可得出在其他条件