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1、功和机械能及简单机械竞赛辅导试题1、（2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）如图9所示，滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行，在横杆前相对滑板竖直向上起跳，人与滑板分离后分别从杆的上、下方通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力。则运动员 ( ) A.起跳上升过程中，重力势能转化为动能 B.匀速滑行时，人的重力与地面对滑板的支持力为一对平衡力C.以滑板为参照物，运动员始终是静止的 D.由于惯性，人越过杆后仍将落在滑板上 2、（2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）如图l3甲所示，小强在水平地面上用力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时问变化的图像如图丙所示，以下对于这一过程的分析中
2、正确的是( ) A.0ls内木箱没有动是因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力 B.1s2s内木箱受到的摩擦力大小为4N C.2s3s内人对木箱的推力做功为6J D.如果3s后人停止用力，木箱将做匀速直线运动3、（2011青岛竞赛题）飞机、轮船运动时，受到的阻力并不固定，当速度很大时，阻力和速度的平方成正比，如果要把飞机、轮船的速度增大到2倍，发动机的输出功率要增大到原来的（ ）A2倍 B4倍 C6倍 D8倍图64、(2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛题）晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字样，他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。
3、所谓排气量就是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动2周。现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L，最大功率为74kW，当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为14:1，压缩比是10（即气缸总容积与燃烧室容积的比值），若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3,汽油的热值为4.6107J/kg、密度为0.71103kg/m3。请计算：（1）.这台发动机在最大功率时的热机效率。（2
4、）.发动机在最大功率时，汽车的最高时速为175km/h，计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。5、步行不仅是一种简易的健身运动，而且还能方便地对一些长度进行估测。（1）人正常步行时，步距变化不大，因此，步距可作为身体上的一把“尺子”。为了使这把“尺子”更可靠，请你说出一种测量步距的方法。（2）小华测出自己的步距为0.5m，他从教学楼的一端走到另一端，共走了84 步，则教学楼的长度是多少米？如果这个过程用时35s，则他的步行速度是多少？（3）小华根据自己的腿长和步距画出了图6所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要
5、克服重力做功。如果小华的质量为50kg，请根据图6中小华测量的有关数据，计算他每走一步克服重力所做的功。（g取10N/kg ) （4）资料表明，人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功。请你分析一下，人步行时还在哪些方面消耗能量？（写出一条）6、（2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）某次刮大风时把一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了如图l2所示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是 ( ) 7、(2010全国初中应用物理知识竞赛题).体操、投掷、攀岩等体育运动都不能缺少的“镁粉”，它的学名是碳酸镁。体操运动员在上杠前都要在手上涂擦“镁粉”，其目的是 ( ) A.仅仅是为了利用“
6、镁粉”，吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑 B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”，能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦” C仅仅是为了利用“镁粉”，填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀 D.上述各种功能都具有 8、(2011全国初中应用物理知识竞赛题)如图所示的装置中，均匀木棒AB的A端固定在铰链上，悬线一端绕过某定滑轮，另一端 套在木棒上使木棒保持水平，现使线套逐渐向右移动，但始终保持木棒水平，则悬线上的拉力（棒和悬线均足够长）（） A逐渐变小 B逐渐变大 C先逐渐变大，后又变小 D先逐渐变小，后又变大 9、（2
7、011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）小刚同学想测量家中一头肥猪的重，如图所示。他用绳将猪绑住挂在木棒的B点，将棒的一端O放在石坎上，人通过挂在A端的测力计拉起木棒的另一端，使木棒刚好到达水平位置。已知测力计示数F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。问：（1） 请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少？（2） 你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大还是偏小，并说明产生误差的原因是什么？（3） 如果猪的实际重力为1200N，猪被拉离地面0.1m，这个过程中杠杆装置的机械效率是多少？功和机械能及简单机械竞赛辅导试题参考答案1. 答案：D解析：运动员起跳上升过程中，动能转化为重力势能
8、，选项A错误。匀速滑行时，人的重力与滑板对人的支持力为一对平衡力，选项B错误。以滑板为参照物，运动员做竖直上抛运动，选项C错误。由于惯性，人和滑板水平方向速度相等，人越过杆后仍将落在滑板上，选项D正确。2.答案：B解析：0ls内木箱没有动是因为人对木箱的推力等于地面给木箱的摩擦力，选项A错误。由图丙可知，2s3s内木箱匀速运动，木箱受到的滑动摩擦力大小为4N。1s2s内木箱加速运动，木箱受到的滑动摩擦力大小为4N，选项B正确。2s3s内人对木箱的推力为4N，木箱移动距离为2m，做功为W=Fx=4N2m=8J，选项C错误。如果3s后人停止用力，木箱将在摩擦力作用下做减速直线运动，选项D错误。3、
9、.答案：D解析：由f=kv2，P=Fv，F=f可得P=kv3.。当速度增大到2倍，发动机的输出功率P要增大到原来的23=8倍，选项D正确。4、【解析】（1）这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功 W有=74103W60s=4.44106J.。在1min内转动5200r，吸入汽油和空气的混合气2600次。 1min内发动机消耗汽油的质量为：m= V =1.35kg/m31.810-3 m32600 =0.47 kg。 1min内汽油完全燃烧放出的热量W总=0.47kg4.6107J/ kg=2.16107J。这台发动机在最大功率时的热机效率=W有/W总100%=21%（2）汽车以最高时
10、速175km/h前进100km所用时间：t=s/v=100km/175km/h =34.3min。 汽车每行使100km的耗油质量为：m= 0.47 kg/min34.3min=16.1kg 。 汽车每行使100km的耗油体积为 V= m/=16.1kg/0.71kg/L=22.7L 。5、解析：（1）用刻度尺测出沿直线步行10步的距离，除以10即得步距。（2）教学楼的长度为：x0.5m8442n由x=vt可得他的步行速度为：v1.2m/s。（3）单脚着地迈步时重心升高h=65cmcm=5cm0.05m 每走一步克服重力做功W=Gh=mgh=50kg10N/kg0.05m.=25J。（4）四肢
11、的运动要消耗能量；身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量；心脏推动血液循环要消耗能量；人体向外散热要消耗能量。6、1.答案：B解析：根据滑轮知识，AB图绳中拉力为二人拉力之和，且拉树的力为两根绳中的拉力。根据杠杆知识，B图在动力臂大，所以每个人所需拉力最小的方案是B。7.答案：D解析：体操运动员在上杠前在手上涂擦“镁粉”的目的是为了利用“镁粉”吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑；利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”； 利用“镁粉”填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀，所以选项D正确。8、答案：D解析：使线套逐渐向右移动，动力臂先逐渐增大后逐渐减小，悬线上的拉力先逐渐变小，后又变大，选项D正确。9、【解析】：（1）设猪的重力为G，由杠杆平衡原理，GOB=FOA，解得G=1280N.。（2）利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大。产生误差的原因是木棒具有重力。（3）猪被拉离地面h=0.1m，A点升高H=4h=0.4m，有用功W有=Gh，总功W总=FH,，杠杆装置的机械效率是=100%=93.75%。
