第十一章

機(jī)械功與機(jī)械能綜合專(zhuān)題提升一1.小鷺想探究彈性勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)。她利用一段彈簧、光滑軌道、物塊A和B等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖W1-1所示，用物塊將彈簧壓縮到一定程度后釋放，物塊沿軌道向左滑行，最高可沖到光滑斜面虛框處。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)可通過(guò)觀察同一滑塊_____________________來(lái)判斷彈性勢(shì)能的大小。沖上斜面的高度（2）比較如圖W1-1甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以初步得出，彈簧的彈性形變?cè)酱螅哂械膹椥詣?shì)能就越______。（3）若物塊沖上斜面的最大高度ha＝hc＜hb，彈性形變的大小la＜lb＝lc，則物塊達(dá)到最高處所具有的重力勢(shì)能Ea、Eb、Ec的大小關(guān)系是________________。大Ea＜Eb＝Ec2.圖W1-2所示是某研究小組進(jìn)行“研究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)中采用的器材有斜面、鋼球、木塊、刻度尺等。（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察______________________來(lái)比較鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動(dòng)能的大小；要研究物體的動(dòng)能跟質(zhì)量的關(guān)系，就要改變物體的質(zhì)量，同時(shí)控制速度不變。具體辦法是換用___________________，并讓它們從___________________沿斜面由靜止滑下。木塊滑行距離的長(zhǎng)短不同質(zhì)量的鋼球斜面的同一高度（2）某同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)裝置探究“物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量”的關(guān)系，它將不同質(zhì)量的鋼球從斜面上由靜止自由滑下，實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下:鋼球的質(zhì)量m/g0.10.150.200.250.300.350.40木塊的滑行距離s/m0.120.100.120.110.110.130.12根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該同學(xué)得出“物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量無(wú)關(guān)”，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)論與物理事實(shí)是否相符?______（填“相符”或“不相符”）；你認(rèn)為出現(xiàn)此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的主要原因是______________________________________________________________________________________。不相符不同質(zhì)量的鋼球沒(méi)有從斜面的同一高度釋放，未控制鋼球的速度相同（3）質(zhì)量和速度哪一個(gè)對(duì)動(dòng)能的影響較大?某物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器進(jìn)一步得出了兩組數(shù)據(jù)，分別如表一和表二所示。表一（鋼球撞擊時(shí)的速度v＝8cm/s）序號(hào)鋼球質(zhì)量m/g木塊滑行距離s/cm110010220020330030表二（鋼球質(zhì)量m＝100g）序號(hào)鋼球撞擊速度v/（cm·s-1）木塊滑行距離s/cm18102164032490分析這兩組數(shù)據(jù)可以得出______對(duì)物體的動(dòng)能影響較大。速度3.近幾年我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)飛速發(fā)展，各地都建有許多電梯公寓，圖W1-3所示是某種升降電梯工作原理圖，它主要由轎廂、配重、纜繩、滑輪和電動(dòng)機(jī)等部件組成，連接轎廂的兩根纜繩非常靠近，轎廂空載時(shí)的重量是5100N，配重的重量是5000N。質(zhì)量為60kg的某人，乘電梯從1樓到10樓共用時(shí)10s，已知每層樓的高度是3m，電梯勻速上升，不計(jì)纜繩重力和一切摩擦力，在此過(guò)程中，求：（g取10N/kg）（1）配重重力所做的功。（2）電動(dòng)機(jī)的功率。解：（1）由題意可知，配重移動(dòng)的距離和電梯升高的距離相等為h＝3m×9＝27m，則配重重力所做的功W配重＝G配重h＝5000N×27m＝1.35×105J。（2）由題意可知，配重和電動(dòng)機(jī)對(duì)轎廂做的總功W＝（G物+G人）h＝（5100N+60kg×10N/kg）×27m＝1.539×105J，電動(dòng)機(jī)對(duì)轎廂做的功W電＝W-W配重＝1.539×105J-1.35×105J＝1.89×104J，電動(dòng)機(jī)的功率P電＝

＝1.89×103W。答：（略）4.一種搬運(yùn)建筑材料的機(jī)械裝置，其右端滑輪組的組裝方式有兩種，分別如圖W1－4甲、乙所示，不計(jì)繩重與摩擦。

（1）分別用甲、乙兩種方式，向上運(yùn)送材料，其中比較省力的是______方式。乙（2）若采用乙方式，某次提升3000N的材料時(shí)，材料上升的高度與時(shí)間的關(guān)系如圖W1－4丙所示，材料在上升過(guò)程中電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)拉鋼絲繩的力F＝1200N，求：①動(dòng)滑輪的重力；②材料在上升過(guò)程中電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)拉鋼絲繩的力的功率；③該裝置的機(jī)械效率（結(jié)果保留至0.1%）。解：（2）①由圖乙可知，n＝3,不計(jì)繩重與摩擦?xí)r，拉力F＝

（G+G動(dòng)），則動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)＝3F－G＝3×1200N－3000N＝600N；②由圖丙可知，在上升階段材料上升的高度h＝12m，所用時(shí)間t＝20s-4s＝16s，拉力端移動(dòng)距離s＝3h＝3×12m＝36m，拉力做的總功W總＝Fs＝1200N×