10.用图甲的装置匀速拉动同一物体G,滑轮组的机械效率$\eta$与动滑轮的重力$G_{动}$的关系如图乙。不计绳重及摩擦,则(

A.被提升的物体重2 N
B.当$\eta=60\%$时,动滑轮重为3 N
C.动滑轮越重,滑轮组的机械效率越大
D.物体被提升2 m时,A点对应的拉力做功8 J
D
)A.被提升的物体重2 N
B.当$\eta=60\%$时,动滑轮重为3 N
C.动滑轮越重,滑轮组的机械效率越大
D.物体被提升2 m时,A点对应的拉力做功8 J
答案
10.D
解析
【分析】
本题需结合滑轮组机械效率公式,利用图像给出的动滑轮重力和机械效率的对应关系,先求出物体重力,再逐一分析各选项。核心思路:不计绳重及摩擦时,滑轮组机械效率η=G/(G+G动),结合图像数据计算未知量,再判断选项正误。
【解析】
不计绳重及摩擦时,滑轮组机械效率公式为:
η = W有/W总 = Gh/(Gh + G动h) = G/(G + G动)
1. 求物体重力:由图乙知,A点对应G动=1N,η=75%,代入公式得:
75% = G/(G + 1N) → 0.75(G+1)=G → G=3N,故A选项(物体重2N)错误。
2. 分析B选项:当η=60%时,代入公式60%=3N/(3N+G动),解得G动=2N,故B选项(动滑轮重3N)错误。
3. 分析C选项:由图乙曲线可知,动滑轮重力越大,机械效率η越小,故C选项错误。
4. 分析D选项:由图甲得滑轮组承担物重的绳子段数n=2;A点对应G动=1N,物体重G=3N,拉力F=(G+G动)/n=(3N+1N)/2=2N;物体提升2m时,绳子自由端移动距离s=nh=2×2m=4m,拉力做功W=Fs=2N×4m=8J,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算
【点评】
本题结合图像考查滑轮组相关计算,需熟练运用不计绳重摩擦时的机械效率公式,准确判断滑轮组绳子段数,是力学综合题,需注意公式的灵活应用。
【难度系数】
0.5
本题需结合滑轮组机械效率公式,利用图像给出的动滑轮重力和机械效率的对应关系,先求出物体重力,再逐一分析各选项。核心思路:不计绳重及摩擦时,滑轮组机械效率η=G/(G+G动),结合图像数据计算未知量,再判断选项正误。
【解析】
不计绳重及摩擦时,滑轮组机械效率公式为:
η = W有/W总 = Gh/(Gh + G动h) = G/(G + G动)
1. 求物体重力:由图乙知,A点对应G动=1N,η=75%,代入公式得:
75% = G/(G + 1N) → 0.75(G+1)=G → G=3N,故A选项(物体重2N)错误。
2. 分析B选项:当η=60%时,代入公式60%=3N/(3N+G动),解得G动=2N,故B选项(动滑轮重3N)错误。
3. 分析C选项:由图乙曲线可知,动滑轮重力越大,机械效率η越小,故C选项错误。
4. 分析D选项:由图甲得滑轮组承担物重的绳子段数n=2;A点对应G动=1N,物体重G=3N,拉力F=(G+G动)/n=(3N+1N)/2=2N;物体提升2m时,绳子自由端移动距离s=nh=2×2m=4m,拉力做功W=Fs=2N×4m=8J,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组机械效率、功的计算
【点评】
本题结合图像考查滑轮组相关计算,需熟练运用不计绳重摩擦时的机械效率公式,准确判断滑轮组绳子段数,是力学综合题,需注意公式的灵活应用。
【难度系数】
0.5
11.在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置(此时弹簧处于原长位置)。下列说法中正确的是
(

A.松手后,木块向左运动过程中没有力对木块做功
B.图乙弹簧在恢复过程中弹性势能是减小的
C.图甲和图乙中弹簧前后能量转化过程相同
D.图乙中木块刚离开弹簧时如果所受外力全部消失,木块会立即停止
(
B
)A.松手后,木块向左运动过程中没有力对木块做功
B.图乙弹簧在恢复过程中弹性势能是减小的
C.图甲和图乙中弹簧前后能量转化过程相同
D.图乙中木块刚离开弹簧时如果所受外力全部消失,木块会立即停止
答案
11.B
解析
【分析】本题考查力学相关基础知识点,需结合做功的条件、弹性势能的影响因素、牛顿第一定律,逐一分析选项。明确各概念内涵:做功需要力和力方向上的位移;弹性势能随弹性形变减小而减小;牛顿第一定律指出不受外力时物体保持原有运动状态,据此判断选项。
【解析】
1. 选项A:做功的两个必要因素是作用在物体上的力,以及物体在力的方向上通过的距离。松手后,木块向右运动,受到弹簧向右的弹力和水平向左的摩擦力,木块在这两个力的方向上都有位移,因此弹力和摩擦力都对木块做功,A错误。
2. 选项B:弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关,弹性形变越大,弹性势能越大。图乙中弹簧恢复原长的过程中,弹性形变程度逐渐减小,因此弹性势能减小,B正确。
3. 选项C:图甲中压缩的弹簧弹性势能转化为木块动能,同时木块运动时动能转化为内能;图乙中弹簧恢复原长后,木块动能转化为内能,两者能量转化过程不同,C错误。
4. 选项D:根据牛顿第一定律,木块刚离开弹簧时处于运动状态,若外力全部消失,木块会保持匀速直线运动,不会立即停止,D错误。
【答案】B
【知识点】功的判断、弹性势能、牛顿第一定律
【点评】本题为力学基础综合题,涵盖核心概念,需准确理解各知识点内涵,逐一分析选项即可解题,难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 选项A:做功的两个必要因素是作用在物体上的力,以及物体在力的方向上通过的距离。松手后,木块向右运动,受到弹簧向右的弹力和水平向左的摩擦力,木块在这两个力的方向上都有位移,因此弹力和摩擦力都对木块做功,A错误。
2. 选项B:弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关,弹性形变越大,弹性势能越大。图乙中弹簧恢复原长的过程中,弹性形变程度逐渐减小,因此弹性势能减小,B正确。
3. 选项C:图甲中压缩的弹簧弹性势能转化为木块动能,同时木块运动时动能转化为内能;图乙中弹簧恢复原长后,木块动能转化为内能,两者能量转化过程不同,C错误。
4. 选项D:根据牛顿第一定律,木块刚离开弹簧时处于运动状态,若外力全部消失,木块会保持匀速直线运动,不会立即停止,D错误。
【答案】B
【知识点】功的判断、弹性势能、牛顿第一定律
【点评】本题为力学基础综合题,涵盖核心概念,需准确理解各知识点内涵,逐一分析选项即可解题,难度适中。
【难度系数】0.5
12. 如图所示,是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。

(1)为了测出滑动摩擦力的大小,实验时应沿水平方向拉物块做
(2)甲、乙、丙三次实验中,滑动摩擦力最小的是
(3)单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,是用到
(4)比较甲、丁两次实验,某同学发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关;小红同学认为结论是错误的,她判断的理由是
(1)为了测出滑动摩擦力的大小,实验时应沿水平方向拉物块做
匀速直线
运动。这样测量的依据是二力平衡
。(2)甲、乙、丙三次实验中,滑动摩擦力最小的是
甲
(选填“甲”“乙”或“丙”)实验。(3)单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,是用到
乙、丙
两次实验得出的结论;单杠运动员在做回环动作时手不能握杠太紧,是用到甲、乙
两次实验得出的结论。(4)比较甲、丁两次实验,某同学发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关;小红同学认为结论是错误的,她判断的理由是
没有控制压力大小相等
。答案
12.(1)匀速直线 二力平衡 (2)甲 (3)乙、丙 甲、乙 (4)没有控制压力大小相等
解析
【分析】
本题是探究滑动摩擦力大小影响因素的实验题,需结合二力平衡原理和控制变量法分析各问题:
1. 测量滑动摩擦力时,利用二力平衡,需让物块做匀速直线运动,此时拉力等于摩擦力;
2. 滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关,压力越小、接触面越光滑,摩擦力越小,据此比较甲、乙、丙的摩擦力大小;
3. 分析涂防滑粉和握杠太紧的原理,对应控制变量的实验组合:涂防滑粉是增大接触面粗糙程度(压力相同),对应乙丙;握太紧是增大压力(粗糙程度相同),对应甲乙;
4. 甲丁实验中,切去物块A后压力改变,未控制压力相同,所以结论错误,因为探究接触面积的影响时需控制压力不变。
【解析】
(1) 实验时,沿水平方向拉物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件,这两个力大小相等,因此弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小,故测量依据是二力平衡。
(2) 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关:甲实验中,物块A对木板的压力最小,且接触面是木板(比丙的棉布更光滑);乙实验压力比甲大,接触面与甲相同;丙实验压力与乙相同,但接触面更粗糙。因此滑动摩擦力最小的是甲实验。
(3) 单杠运动员上杠前涂防滑粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,需控制压力相同,改变接触面粗糙程度,对应乙、丙两次实验;做回环动作时手不能握杠太紧,是在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力,需控制接触面粗糙程度相同,改变压力,对应甲、乙两次实验。
(4) 探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,需控制压力大小和接触面粗糙程度相同,改变接触面积。甲、丁两次实验中,切去物块A的一半后,物块对木板的压力也变为原来的一半,即没有控制压力大小相等,因此无法得出滑动摩擦力大小与接触面积的关系,小红判断正确。
【答案】
(1) 匀速直线;二力平衡 (2) 甲 (3) 乙、丙;甲、乙 (4) 没有控制压力大小相等
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;二力平衡;控制变量法
【点评】
本题考查探究滑动摩擦力大小影响因素的实验,核心是二力平衡的应用和控制变量法的正确使用,是力学中的基础实验题,重点考查学生对实验原理和变量控制的理解。
【难度系数】
0.6
本题是探究滑动摩擦力大小影响因素的实验题,需结合二力平衡原理和控制变量法分析各问题:
1. 测量滑动摩擦力时,利用二力平衡,需让物块做匀速直线运动,此时拉力等于摩擦力;
2. 滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关,压力越小、接触面越光滑,摩擦力越小,据此比较甲、乙、丙的摩擦力大小;
3. 分析涂防滑粉和握杠太紧的原理,对应控制变量的实验组合:涂防滑粉是增大接触面粗糙程度(压力相同),对应乙丙;握太紧是增大压力(粗糙程度相同),对应甲乙;
4. 甲丁实验中,切去物块A后压力改变,未控制压力相同,所以结论错误,因为探究接触面积的影响时需控制压力不变。
【解析】
(1) 实验时,沿水平方向拉物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件,这两个力大小相等,因此弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小,故测量依据是二力平衡。
(2) 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关:甲实验中,物块A对木板的压力最小,且接触面是木板(比丙的棉布更光滑);乙实验压力比甲大,接触面与甲相同;丙实验压力与乙相同,但接触面更粗糙。因此滑动摩擦力最小的是甲实验。
(3) 单杠运动员上杠前涂防滑粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,需控制压力相同,改变接触面粗糙程度,对应乙、丙两次实验;做回环动作时手不能握杠太紧,是在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力,需控制接触面粗糙程度相同,改变压力,对应甲、乙两次实验。
(4) 探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,需控制压力大小和接触面粗糙程度相同,改变接触面积。甲、丁两次实验中,切去物块A的一半后,物块对木板的压力也变为原来的一半,即没有控制压力大小相等,因此无法得出滑动摩擦力大小与接触面积的关系,小红判断正确。
【答案】
(1) 匀速直线;二力平衡 (2) 甲 (3) 乙、丙;甲、乙 (4) 没有控制压力大小相等
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;二力平衡;控制变量法
【点评】
本题考查探究滑动摩擦力大小影响因素的实验,核心是二力平衡的应用和控制变量法的正确使用,是力学中的基础实验题,重点考查学生对实验原理和变量控制的理解。
【难度系数】
0.6
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