【一年创新】2016届中考科学专题9-机械能能量转化的量度简单机械

专题九能量的转化与守恒一：机械能能量转化的量度简单机械一、选择题1.(导向)如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒()A．绕O点顺时针方向转动B．绕O点逆时针方向转动C．仍保持平衡D．平衡被破坏，转动方向不定解析由于AO＝OC，再各增加一个相同的钩码时，动力×动力臂仍然等于阻力×阻力臂。答案C2．(改编)已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为()A．m1∶m2B.m1∶m2C.m2∶m1D.m31∶m32解析因为雨滴落到地面前均已做匀速直线运动，所以雨滴受的是平衡力，雨滴受到的阻力为f＝mg＝kv2，所以雨滴的速度为v＝mgk；又因为P＝Wt＝Fst＝Fv所以两雨滴功率之比为P1P2＝F1v1F2v2＝m1gv1m2gv2＝m1v1m2v2＝m1·m1gkm2·m2gk＝m31m32。答案D3．(衔接)如图所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一位移传感器上的拉力竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示。据图可知金属杆重()A．5NB．10NC．20ND．40N解析金属杆重心在中心上，力臂为L1＝0.8m，取图像上的一点F＝20N，L2＝0.4m，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂得：GL1＝FL2，所以G×0.8m＝20N×0.4m解得：G＝10N答案B二、非选择题4．(原创)如图甲所示的是现在比较流行的胶棉拖把，只需要用手在A处向上拉动即可把海绵里的水挤干，非常方便、卫生。这里拉杆ABC是____________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。如图乙所示，海绵被折叠、压扁，说明力可以改变物体的__________。解析(1)如图，在使用拉杆ABC时，C点是支点，AC是动力臂，BC是阻力臂，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；(2)在力的作用下海绵的形状发生了改变，这说明力改变了物体的形状。答案省力形状5.(2014·铁岭市)如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能，小球在A点的动能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能；若小球的质量为100g，它从A点落到地面，重力做功________J。(g取10N/kg)解析小球在A点的高度和B点的高度相等，小球的质量一定，根据重力势能的影响因素可知，小球在A、B两点的重力势能相等。小球从高处落下经过A位置，经两次弹跳后经过B位置，可知小球在A位置的机械能大于B位置时的机械能，由于小球在A、B两位置的重力势能相等，所以小球在A位置的动能大于在B位置的动能。小球从A点落到地面，重力做的功为W＝Gh＝mgh＝0.1kg×10N/kg×0.3m＝0.3J。答案等于大于0.36.如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小为8N，拉力移动的距离为0.25m。该杠杆的机械效率为________，此杠杆属于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。解析杠杆工作时的有用功为W有用＝Gh＝18N×0.1m＝1.8J，总功为W总＝Fs＝8N×0.25m＝2J，杠杆的机械效率为η＝W有用W总×100%＝1.8J2J×100%＝90%。杠杆工作时动力臂大于阻力臂，杠杆属于省力杠杆。答案80%省力7．如图所示是小张为新装的空调室外机设计的支架，支架可以看作杠杆，以O为支点，在支架P孔处拉一根铁线到墙上固定，要使铁线受到的拉力最小，请从P孔处画出铁线到墙的连线，并画出铁线拉力F的力臂l。解析阻力与阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，由图示可知，连接OP，让OP作为力臂l，力臂最大，拉力F最小。过P点做垂直于OP的作用力F即可。答案如图所示8．同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧(如图所示)。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文猜想：①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。(1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图所示的实验，此实验是为了验证猜想________，实验中弹性势能的大小是通过________来体现的。(2)请你设计一个实验方案来验证另一个猜想(写出简要的实验步骤，分析可能出现的现象并得出结论)。解析(1)图示实验中，弹簧A和B外形完全相同但材料不同，这是在探究弹性势能的大小跟弹簧材料之间的关系。由实验可知，弹性势能的大小是通过木块被推动距离的远近来体现的；(2)探究弹簧弹性势能的大小跟弹性形变程度的关系，设计实验方案验证时，需要保持弹簧的外形、材料完全相同，改变弹簧弹性形变的大小，比较木块移动的距离。答案(1)①木块被推动的距离(2)步骤：a.将小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩2cm，放手后小球弹出，与木块相碰，木块推动的距离为s1；b.将同一个弹簧压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧A右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。比较s1、s2得出结论：若s1＝s2说明弹簧弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；若s1＞s2，说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能越大；若s1＜s2，说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能越小9．(原创)如图所示，是由瑞士公司Rinspeed研发制造，世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车SQuba，也是全球首款潜水跑车。在陆地上SQuba最高时速可达126km/h，它还能够潜入10m深的水下，在水下的最高时速为3km/h。SQuba轻巧的车身由纳米碳纤维构成，整车质量仅有920kg，潜入水下时，乘客利用车携带的压缩空气装置，可以正常呼吸(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)。求：(1)SQuba受到的重力；(2)当汽车底部位于水下10m深处时，水对汽车底部的压强；(3)当体重为80kg的驾驶员驾驶SQuba在陆地上以最高速度匀速行驶时，汽车所受阻力为车重的0.2倍，则10min内汽车牵引力所做功的功率。解析(1)汽车受的重力：G＝mg＝920kg×10N/kg＝9200N；(2)水对汽车底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10m＝1×105Pa；(3)车人总重：G总＝m总g＝(m人＋m车)g＝(80kg＋920kg)×10N/kg＝10000N，因为汽车匀速行驶，所以汽车受的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×10000N＝2000N，v＝126km/h＝126×13.6m/s＝35m/s，汽车牵引力所做功的功率：P＝Wt＝Fst＝Fv＝2000N×35m/s＝7×104W＝70kW。答案(1)9200N(2)1×105Pa(3)70kW