1. 螺丝钉的螺纹是斜面的变形。同样粗细的螺丝钉,螺纹越密,旋进木头时(
A.越费力
B.越省力
C.越省功
D.功率越大
B
)A.越费力
B.越省力
C.越省功
D.功率越大
答案
1. B
解析
【解析】
螺丝钉的螺纹是斜面的变形,在螺丝钉粗细相同(即斜面高度相同)的情况下,螺纹越密,相当于斜面的长度越长。根据斜面的省力原理,在高度相同时,斜面越长越省力;根据功的原理,使用任何机械都不省功,故C错误;功率是表示做功快慢的物理量,与旋进木头时的省力情况无关,故D错误。因此螺纹越密,旋进木头时越省力。
【答案】
B
【知识点】
斜面省力原理、功的原理
【点评】
本题考查斜面在实际生活中的应用,需理解螺纹是斜面的变形,结合斜面省力特点和功的原理分析选项,明确使用机械不省功,功率与该情境无关,属于基础概念应用题。
【难度系数】
0.8
螺丝钉的螺纹是斜面的变形,在螺丝钉粗细相同(即斜面高度相同)的情况下,螺纹越密,相当于斜面的长度越长。根据斜面的省力原理,在高度相同时,斜面越长越省力;根据功的原理,使用任何机械都不省功,故C错误;功率是表示做功快慢的物理量,与旋进木头时的省力情况无关,故D错误。因此螺纹越密,旋进木头时越省力。
【答案】
B
【知识点】
斜面省力原理、功的原理
【点评】
本题考查斜面在实际生活中的应用,需理解螺纹是斜面的变形,结合斜面省力特点和功的原理分析选项,明确使用机械不省功,功率与该情境无关,属于基础概念应用题。
【难度系数】
0.8
2. 动力作用在轮上时,轮轴转动一周,重物上升的高度 $ h = $
$ 2π r $
。(轮的半径为 $ R $,轴的半径为 $ r $)答案
2. $ 2π r $
解析
$2π r$
3. 如图所示,工人沿斜面把一箱货物从底端匀速拉进车厢,货物沿斜面匀速运动时受到的摩擦力为 $ 100\,\mathrm{N} $,斜面的长为 $ 5\,\mathrm{m} $,高为 $ 1\,\mathrm{m} $,箱货物重为 $ 1500\,\mathrm{N} $,忽略空气阻力。求:
(1)工人做的有用功;
(2)该斜面的机械效率。

(1)工人做的有用功;
(2)该斜面的机械效率。
答案
3. (1) 工人做的有用功
$ W_{\mathrm{有用}} = Gh = 1500 \, \mathrm{N} × 1 \, \mathrm{m} = 1500 \, \mathrm{J} $;
(2) 克服斜面摩擦做的额外功
$ W_{\mathrm{额外}} = fs = 100 \, \mathrm{N} × 5 \, \mathrm{m} = 500 \, \mathrm{J} $,
工人做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有用}} + W_{\mathrm{额外}} = 1500 \, \mathrm{J} + 500 \, \mathrm{J} = 2000 \, \mathrm{J} $,
斜面的机械效率
$ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1500 \, \mathrm{J}}{2000 \, \mathrm{J}} × 100\% = 75\% $。
$ W_{\mathrm{有用}} = Gh = 1500 \, \mathrm{N} × 1 \, \mathrm{m} = 1500 \, \mathrm{J} $;
(2) 克服斜面摩擦做的额外功
$ W_{\mathrm{额外}} = fs = 100 \, \mathrm{N} × 5 \, \mathrm{m} = 500 \, \mathrm{J} $,
工人做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有用}} + W_{\mathrm{额外}} = 1500 \, \mathrm{J} + 500 \, \mathrm{J} = 2000 \, \mathrm{J} $,
斜面的机械效率
$ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1500 \, \mathrm{J}}{2000 \, \mathrm{J}} × 100\% = 75\% $。
解析
【解析】
(1) 有用功是克服货物重力所做的功,根据公式$W_{\mathrm{有用}} = Gh$计算,代入数据求解;
(2) 先利用$W_{\mathrm{额外}} = fs$计算克服摩擦力做的额外功,再根据$W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有用}} + W_{\mathrm{额外}}$求出总功,最后根据$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%$计算斜面的机械效率。
【答案】
(1) $W_{\mathrm{有用}} = Gh = 1500\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m} = 1500\,\mathrm{J}$,即工人做的有用功为$1500\,\mathrm{J}$;
(2) 克服摩擦做的额外功$W_{\mathrm{额外}} = fs = 100\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m} = 500\,\mathrm{J}$,总功$W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有用}} + W_{\mathrm{额外}} = 1500\,\mathrm{J} + 500\,\mathrm{J} = 2000\,\mathrm{J}$,机械效率$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1500\,\mathrm{J}}{2000\,\mathrm{J}} × 100\% = 75\%$,即该斜面的机械效率为$75\%$。
【知识点】
有用功与额外功、机械效率计算
【点评】
本题考查斜面的有用功和机械效率的计算,明确有用功、额外功、总功的定义是解题核心,属于基础力学计算题型。
【难度系数】
0.6
(1) 有用功是克服货物重力所做的功,根据公式$W_{\mathrm{有用}} = Gh$计算,代入数据求解;
(2) 先利用$W_{\mathrm{额外}} = fs$计算克服摩擦力做的额外功,再根据$W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有用}} + W_{\mathrm{额外}}$求出总功,最后根据$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%$计算斜面的机械效率。
【答案】
(1) $W_{\mathrm{有用}} = Gh = 1500\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m} = 1500\,\mathrm{J}$,即工人做的有用功为$1500\,\mathrm{J}$;
(2) 克服摩擦做的额外功$W_{\mathrm{额外}} = fs = 100\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m} = 500\,\mathrm{J}$,总功$W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有用}} + W_{\mathrm{额外}} = 1500\,\mathrm{J} + 500\,\mathrm{J} = 2000\,\mathrm{J}$,机械效率$\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1500\,\mathrm{J}}{2000\,\mathrm{J}} × 100\% = 75\%$,即该斜面的机械效率为$75\%$。
【知识点】
有用功与额外功、机械效率计算
【点评】
本题考查斜面的有用功和机械效率的计算,明确有用功、额外功、总功的定义是解题核心,属于基础力学计算题型。
【难度系数】
0.6
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