中考物理摩擦力、功率、机械效率类图像题专练(含解析).pdf
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1、中考物理摩擦力、功率、机械效率类图像题专练一、单选题1 .如图所示,图甲中用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动;图乙是两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象,第一次小车所受的拉力、摩擦力,速度分别为士、力和匕,第二次小车所受的拉力、摩擦力,速度分别为6、人和丫2,则下列关于力和速度大小比较中正确的是()甲A.耳=鸟;=力;V,v2 B.FtF2;ftf2;V,K;ff2-,vtK;f.=f2-,V,尸 2C.F F,P=PiB.Fi Fi,Pi P2D.FIF2,PIPi B.FFi,PPi C.FFz,P Pi D.FFi,PPi1 8.如图甲所示的装置,A是 重 1 5 N 的空
2、吊篮,绳子B和 C能承受的最大拉力分别为1 0 0 N 和 5 0 N。质量为 5 0 kg 的小张同学将A提升到高处,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A上升的速度v 随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,常数g取 1 0 N/kg。下列结论错误的是()甲 乙 丙A.此装置最多能匀速运载80N的货物B.第 2s内拉力尸的功率为40WC.动滑轮的重力为9ND.此装置提升重物的最大机械效率为80%1 9.在水平地面上的甲乙两个物体在水平牵引力尸甲、F 乙作用下都做匀速直线运动,它们运动的路程和所做的功随时间变化的图像分别如图所示,根据图像,可以判断牵引力尸甲、F 乙 以及做功功率P 甲、
3、P 乙大小关 系()A.甲 V P 乙 P 甲 乙C.P 甲 P 乙F甲F乙B.P 甲尸甲F 乙D.尸甲乙 尸甲 尸乙20.A、B 两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示,把体积相等的A、B 物体挂在滑轮组下,若要使它们处于静止状态,则在图乙的虚线框内悬挂B 物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)()A.2 个 B.3 个 C.4 个D.5 个21.用动滑轮匀速拉一个重物,绳重及摩擦不可忽略。只改变动滑轮的重力G,则动滑轮的机械效率与动滑轮重力G 的关系可能符合下列图中的()2 2.某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图线。所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图
4、线人所示。已知物体的质量为4 5 0 g,所用动滑轮的质量为5 0 g,绳子自由端的拉力 尸 为 1.3N,g 取 10N/kg。在 02 s的过程中,下列说法中正确的是()A.绳子自由端移动的速度为50cm/sB.拉力厂的功率为0.25WC.有用功为0.45JD.滑轮组的机械效率为90%2 3.用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同的物体,每次物体提升的高度均为1 m,滑轮组的机械效率与物体的重力关系如图乙所示。不计绳重和摩擦,下列分析正确的是()A.动滑轮的重力为5NB.该滑轮组的机械效率可以达到100%C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少D.每次提升重物时,滑轮组做的额外功为10J24.如图
5、所示是某起重机示意图。当重物由主梁右端缓慢移向支点。的过程中,拉力始终竖直,主梁始终水平且重力和支点处的摩擦不计,则拉力F 与重物到支点。的距离s 的关系图象是()25.用如图所示滑轮组匀速提升物体时,保持拉力尸对滑轮组的功率不变,动滑轮重为G”,不计绳重和摩擦。物体重为G、匀速提升物体的速度为V、动滑轮对物体做功的功率为P、滑轮组的机械效率为。如所示图像可能正确的是()拉 力F随物重G的变化图像动滑轮对物体做功的功率P随物重G的变化图像物体上升速度v 的倒数随物重G 的变化图像GD.I,/r滑轮组的机械效率被随物重G 的变化图像2 6.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设
6、置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力尸拉绳时,物体的速度和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示(不计绳重与摩擦)。下列计算结果正确的是()A.0s1s内,物体对地面的压力为10NB.Is2 s内,额外功是25JC.2s3 s内,拉力做的功是187.5JD.2s3 s 内,滑轮组的机械效率是83.3%二、填空题27.2021年 9 月 17 日,我国神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域,图乙是其阶段IH飞船返回舱着陆过程中的高度随时间的变化关系。(1)图乙中八2时段,返回舱在竖直向上推力作用下,竖直下落的速度减小,该过程中推力下与重力G的
7、 大 小 关 系 是;(不计大气阻力)(2)飞船 返 回 舱 的质量约为300kg,其 重 力 在/2白时段做功 J28.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-f图像如图所示,根据图像,两次物体所受的拉力:Fi 尸2;06 s两次拉力对物体所做的功:Wi W2-,06 s两次拉力对“小于”或“等于”)29.目前大多数汽车刹车采用油压制动;其原理是驾驶员踩下刹车踏板,向刹车总泵中的刹车油施加压力,通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上,卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力使车辆减速.从时速100公里到静止可能只需要几秒而已,油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉,造成了能
8、源的浪费,为节约能 源,现在的混合动力汽车采用再生制动器,它能把汽车刹车制动时消耗的动能部分转化为电能储存在蓄电池中,同时产生汽车所需的制动力,从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损;储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率;(1)再生制动器将动能转化为电能进行储存,此 时 蓄 电 池 相 当 于 电 路 中 的;(2)汽车在行驶过程中,很多部位会发热,如:发动机外壳发烫;轮 胎 发 热;刹车片发热;水箱中 的 水 变 热.其 中 主 要 属 于 通 过 做 功 改 变 内 能 的 是;A.B.C.D.(3)测 试 时,汽 车 在
9、大 小 为1000N的牵引力作用下,以25m/s的 速 度 正 常 行 驶1000m;此 过 程 中,汽车牵引力的功率为 W;如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为l.OxlO,N,该制动过程中汽车行驶的s-f的关系如图甲所示,则 在00.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为 J;(4)某次测试储能效率中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况 下,汽 车 通 过 的 路 程6与对应的速度大 小 计 算 出 动 能 反,画 出Ek随s变化的图像如图乙所示;则图中 表 示 开 启 再 生 制 动 器 的 图 线 是;(5)在本次测试过程中,由 图 像 可 知 本 次 测
10、试 的 储 能 效 率 为。5/m30.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其 V T 图象如图所示,在 第 10s时速度达到20m/s,通过的路程为120m,则该汽车在这一段路程行驶的平均速度为 m/s;若汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000N,那么在0 7 0 s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功是 J;若发动机的转化效率为8 0%,则使发动机做这么多功需要燃烧的汽油质量为 kgo(已知汽油的热值大约为5xlO7J/kg)31.小华和妈妈去超市购物,超市地面水平,她们将17kg物品放在小推车中水平推行,小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车
11、自重130N,所受阻力是总重的0.15倍。(g 取 1 ON/kg)(1)在。10s内,水平推力(选填 大于”、小于”或“等于)阻力,阻力大小为 No(2)1020s内 水 平 推 力 做 了 多 少 功?(3)1020s内 水 平 推 力 的 功 率 多 大?(4)第 15秒 小 推 车 的 机 械 能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第 5 秒小推车的机械能。3 2.跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经 2 0 s下 落 220m后,开始做匀速直线运动直至
12、落地,整个过程用时4 0 s,则运动员在整个下降过程中:平均速度是 m/s;重力做的功为 J;功率为 W。3 3 .如图甲所示的装置,A 是 重 1 5 N 的空吊篮,绳 子 B 和 C 能承受的最大拉力分别为1 0 0 N和 5 0 N,质 量 为 5 0 kg 的小明同学将A 提升到高处,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A 上升的速度随时间变化关系如图丙所示,忽略绳重及摩擦,则 第 2 s 内拉力F的功率为 W,动滑轮重为 N,此 装 置 提 升 货 物 的 最 大 机 械 效 率 为%。3 4 .优秀运动员短时间内的功率可达I k W,它的 物 理 意 义 是;如图是甲、乙两台机器
13、做功与做功所用时间的关系图像,由图像可知,甲、乙两物体的功率P甲 P乙(选填若运动员与其中一台机器实际功率之比为1:3,则 它 们 做 同 样 的 功 所 需 要 的 时 间 之 比 是。3 5 .电梯是高层住宅必备的交通工具,如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成,电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为4 5 0 kg,空轿厢的质量是5 0 0 kg,额定载重量是1 0 0 0 kg,某次电梯满载上升时的v-f 图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。(g=1 0 N/k
14、g)(1)电梯匀速运动阶段,对重的重力做了 _J 的功;(2)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢拉力为 N,其做功的功率是 W o36.小明从如图甲所示的位置,开始练习操作无人机的起飞和悬停,无人机获得的升力尸与时间f 的关系如图乙所示,5s后悬停在4m 高度。若整个过程不计空气阻力(g 取 lON/kg)。(1)无人机上升途中突然断电,无人机(选填“会 或 不会”)立即下落。第 33.5s内,无人机做运 动(选填“加速上升”、“减速上升”、“加速下降”或“减速下降”)。(2)无人机从开始上升到悬停的过程中,克服重力做功的功率为 W.37.放在粗糙程度相同的水平地面上的物体受到水平拉力的作用,
15、在 06秒内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示。则在2 6 s 内物体移动的距离是 m,拉力做的功是J,拉力做功的功率是 Wo38.吊车的钢索拉着货物竖直向上运动过程中,如图是货物上升的路程s 随时间f 变化的图像。不考虑空气的阻力和钢索重力,货物在8s受到的力是 的(选填“平衡”或 非平衡”),货物在4 s和 10s时钢39.如图甲所示,粗糙程度相同的水平地面上有一物体,受到方向不变的水平推力的作用,其和 修 图象分别如图乙和图丙所示。由图象可知,02s时,物体受到的摩擦力是 N,9 7 2 s内,推力对物体做功 J,功率是 W。40.如图甲,滑轮组在竖直向上的拉力尸作
16、用下,将重为120N的物体匀速提起,在4s内绳子自由端移动的距离为s=3m,图乙是滑轮组工作时的拉力厂与绳自由端移动距离s的关系图。(1)计算物体上升的速度v=m/s;(2)图 乙 中 阴 影 部 分 的 面 积 表 示 的 物 理 量 是,并计算出该物理量大小是(3)计算滑轮组提升该重物时的机械效率是 o三、计算题41.图甲是起重车吊臂上的滑轮组,在某次作业中将质量为1400kg的货物匀速提升,滑轮组上钢丝绳的拉力尸为5000N,货物上升过程中的sf图像如图乙所示(不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦,g取 10N/kg)o求:(1)动滑轮的重;(2)拉力尸的功率;(3)提升货物过程中滑轮
17、组的机械效率。甲s/m乙42.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重G 物的关系,改变G 物,竖直向下匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出,与G 物关系如图乙所示,不计绳重和摩擦。求:(1)若 6 s内将某重物匀速提升10cm,作用在细绳上的拉力为9N。此时拉力做的功和功率;(2)此滑轮组中动滑轮的重力;(3)当 G 物=9 N 时滑轮组的机械效率。甲1 2 乙 G找N43.如图甲所示,电动卷扬机通过滑轮组提升重物,卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小;在某一次提升重物过程中其拉力尸随时间变化的关系如图乙所示,重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示,不计钢丝绳重和摩擦力大小
18、;求:(1)02s拉力厂所做的功是多少?(2)24 s,提升重物过程中,卷扬机对绳子自由端施加的拉力尸的功率是多少?(3)24 s,提升重物过程中,滑轮组机械效率为8 0%,则动滑轮的重力是多少?(4)仍用该机械提升其他重物时,该滑轮组的机械效率的最大值是多少?(小数点后保留一位)甲 乙 丙4 4.如图甲所示,电动卷扬机通过滑轮组提升重物,卷扬机有两个档位可以调节对绳子自由端施加的拉力尸的大小;在某一次提升重物过程中其拉力F 随时间变化的关系如图乙所示,重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示,不计钢丝绳重和摩擦力大小。求:(1)02s拉力厂所做的功是多少?45.工人用图甲滑轮组运送建材上楼,每
19、次运送建材的重量不固定,滑轮组的机械效率ri随建材重力G变化图像如图乙,滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计,g=10N/kg。(1)若某次工人把重力为500N 的建材竖直向上匀速提升了 10m,求工人做的有用功;(2)当 把 400N 的 建 材 以 lm/s的速度匀速提升时,工人作用在绳子上的拉力的功率;(3)若此滑轮组的最大机械效率是7 5%,求工人的体重。46.体重为600N的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示,若工人用400N竖直向下的拉力拉绳子,在 Imin内将货物匀速向上提高了 6 m,摩擦及绳重忽略不计,求:(1)绳子自由端移动的速
20、度;(2)拉力的功率;(3)若工人两只脚与地面接触的总面积为400cm2 ,工人在提升重物过程中他对地面的压强;(4)这套装置中动滑轮所受的重力大小。47.小明参加社区志愿服务,利用斜面将箱子匀速推到车上,如图甲所示。已知斜面高1.2m,长 3 m,箱子的重力为300N,小明施加的沿斜面向上的推力是200N,箱子沿斜面向上运动的图象如图乙所示。求:(1)推力做功的功率;(2)斜面对箱子摩擦力的大小。48.为了将放置在水平地面上重为100N的重物提升到高处,小明同学设计了如图甲所示的滑轮组组装。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力尸拉绳时,重物的速度v 和上升的高度h随时间t 变化的关系图像
21、分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5xl0-2m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求:(1)在 23 s内,拉力厂的功率P 及滑轮组的机械效率;(2)在 12 s内,拉力尸做的功;(3)若绳子能承受的最大拉力是1500N,小明同学重为500N,他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升,最大能提升多重的物体?参考答案1.A【详解】由S T 图象知道,相同时间内第二次木块运动的路程大,由知道,第二次木块运动的速度较大,即V,v2由于木块对水平木板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变,即于 产 于2由于木块两次都做匀速直线运动,木块受平衡力作用,所以,两
22、次木块受到的拉力和摩擦力相等,则两次木块受到的拉力相等,即F=F?故 BCD错误,A 正确。故选Ao2.B【详解】A.木箱在0 ls内没有动,人对木箱的推力和地面对木箱的摩擦力是一对平衡力,所以人对木箱的推力等于地面对木箱的摩擦力,故 A 错误;B C D.由图丙可知,在 23 s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦 力 户 F,由图乙可知,在 23 s内推力尸=4 N,则木箱受到的滑动摩擦力为/=F=4N由图丙可知,木箱在12 s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,接触面的粗糙程度和对接触面的压力不变,物体受到的滑动摩擦力不变,
23、则 ls2s内木箱受到的摩擦力大小为4No 2s3s内木箱受推力和摩擦阻力的作用做匀速直线运动,两个力大小相等,是一对平衡力。力是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动的原因,故 B 正确,CD错误。故选B。3.D【详解】A.由 VY图象可知,0 2 s,物体处于静止状态,水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故 A 错误;B.由修图象可知,4 6s时,物体做匀速直线运动,由 F f 图像可知,此时推力为2 N,由于物体处于平衡状态,水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,则滑动摩擦力为2 N;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与速度无关,24 s内
24、物体做加速运动,滑动摩擦力为2 N,故 B错误;C.4 6 s,物体所受推力与重力不在同一直线上,不是一对平衡力;故 C 错误;D.由 1图象可知,6&,物体做减速运动,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,所受摩擦力大小为2 N,故 D 正确。故选D。4.C【详解】A B.物块运动时,在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力的作用;由题目和图像可知:物块在02s内在区域内做力口速运动,此时的拉力要大于摩擦力;在 2s3s内在区域内在做匀速运动,则拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相同;滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力大小不变,且前面分析已经得知物块在区域路面受到的摩擦
25、力比区域小,所以区域路面的粗糙程度比区域路面的粗糙程度小,故 AB错误;C.物块在区域物体做匀速直线运动,在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力,拉力F=2 N,所受的摩擦力也等于2 N,故 C 正确;D.该物在区域受到的支持力等于重力,故D错误。故选C。5.B【详解】演员甲的重力G=mg=30kg?9.8N/kg=294N因为演员甲下滑时受到的摩擦力和竹竿受到的摩擦力是一对相互作用力,而竹竿受到的摩擦力等于对传感器的压力即显示的受力,所以两个力的大小相等,即演员甲受到的摩擦力等于传感器受到的力,由图像可知,0ls内演员甲受到的摩擦力为18ON294N故8正确,ACZ)不正确。故
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