简单机械机械能易错题分析与解答

——简单机械机械能

【习题11l】请你利用杠杆平衡条件：F1×L1=F2×L2，编一道题，只编题，不需要解答。(编制习题型)

【分析】 F1、L1、F2、L2中任意设定三个量，求剩余的一个量，问题即可解答。

【习题112】如图所示钢丝钳是日常生活中和劳动技术课上经常用到的工具，使用钢丝钳时涉及到许多物理知识，请写出三个：

(1) ______________________________

(2) ______________________________

(3) ______________________________

【答案】 (1)省力杠杆；(2)增大压强；(3)绝缘等。

【习题113】下表是王岩同学测定滑轮组机械效率的实验记录表格，实验装置如图1—44

砝码重G(N)拉力F(N)砝码升高的高

度h(m)细绳另一端通过

的距离L(m)

总功W(J)有用功

W(J)

机械效率η

30．80．300．015％

【分析】对于滑轮组，其细绳自由端通过的距离L应是砝码升高的高度h的n倍。

【答案】砝码升高的高度h与细绳另一端通过的距离L，是由滑轮组的自身结构决定的。由实验装置图可以看出，L=5 h，而实验数据却是L=6h，显然是错误的。

【习题114】从①人上楼梯；②利用定滑轮将重物提升到高处这两个运动中任选一个，想办法来测定人做功的功率，写出主要的步骤及需测量的物理量，并用表示这些物理量的字母写出人做功功率的表示式。

【答案】人上楼梯：先用磅秤称出人的质量m，则其重量为 mg；用刻度尺测出楼梯的竖直高度h；用秒表测出人上楼所用时间t；人上楼梯做功功率P=

用定滑轮提升重物：用弹簧秤测出重物的重量G；用刻度尺测出提升的高度h；用秒表测出提升重物到设定高度所需时间t；若忽略滑轮的质量和绳与滑轮间的摩擦力，则P= 【习题115】现要求用划、为F的力提升一个物重为G的物体(F

【分析】因为F

【答案】杠杆、滑轮、滑轮组、轮轴、斜面等。(如图所示)

【习题116】如图所示为指甲刀示意图，请标出该物体中杠杆的支点、动力作用点及

阻力作用点。该物体还应用了物理知识中的哪些知识。

【分析】手柄上动力作用点处受力面积大压强小，刀口处受力面积小压强大；动能和弹性势能的相互转化；运动部分的接触面光滑摩擦力小等。

【习题117】一个力学实验箱内如图所示器材，请写出利用这些器材可做的三个力学实验名称(或目的)及相应器材的字母代号，填入下表中。

实验名称(或目的)选用器材(填字母代号)

例：用天平称石块质量测石块密度

测滑轮组机械效率

测水的密度

测石块的体积

测力的大小

C、E

B、C、D、E、K

A、D、G、H、I、J

B、C、F、K

B、D、E、K

G

【习题118】有一量程为10 N的弹簧秤，现用它来测量大西瓜的重量，其他辅助可任意选用，但不得切割西瓜，请你设计三种方法测出它的质量。

【答案】测量方法提示：

(1)用滑轮组测量。

(2)用杠杆测量，并注意两个力臂比值应较大。

(3)仿曹冲称象方法，将一个塑料面盆放入西瓜后，使其浮在水池中，在面盆上记下刻度，再用小石子或细沙，放入面盆使两次刻度一致，再分别测量出这部分小石头或细沙的重量即为西瓜的重量。

【习题119】在“测滑轮组机械效率”的实验中，你感到最困难的操作步骤或实验环节是什么你认为如何解决比较好

【分析】此题属于综合开放题，改变了以往考查测滑轮组机械效率的原理、步骤、注意事项、填表格等传统方式，用一种新颖的问答方式使学生把实验的整体过程重新过滤、整理、思考、总结，真正融入实验操作中，去寻找答案。

【答案】 (1)较困难的操作有：①滑轮组的装配和绕线；②绳子自由端的移动距离和钩码提升高度的测量；③拉力大小的测量等。

(2)解决办法：①先固定定滑轮上端，将细绳的一头拴在定滑轮下端的钩上，然后再穿绕动滑轮(动滑轮下端最好先挂上一两个钩码)；②距离的测量：可在细绳的自由端和动滑轮下的小钩上各固定一个用细铁丝做的指向直尺的指针；③要准确测量拉力，应匀速拉动，手不发抖，需多练几次，多测几次等。

【习题120】下列设备、工具中都使用了简单机械，请填入所用简单机械的名称(全名)。

①起重机钢索下面钓钩上的铁轮是__________；②旗杆顶端的轮是__________；③自行车的飞轮与后轮是__________；④铡刀是__________；⑤镊子是__________；⑥天平是__________。

【分析】简单机械有杠杆(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆)，轮轴，滑轮(定滑轮、动滑轮、滑轮组)等。

【答案】应填：①动滑轮；②定滑轮；③轮轴；④省力杠杆；⑤费力杠杆；⑥等臂杠杆。

【习题121】如图所示，开始时金属块静止在水平放置的平底容器内，悬

挂金属块的绳子处于自由伸长状态。现通过弹簧测力计拉动绳子的自由端，使

金属块匀速上升，此时弹簧测力计的示数为10 N。已知动滑轮重2．2 N，不计

弹簧测力计的自重和一切摩擦，求：(1)开始时，金属块对容器底的压力。(2)

匀速提起金属块时滑轮组的机械效率。(3)在图示状态下，向容器中倒入适量的

水，使金属块浸没在水中，拉动弹簧测力计使金属块在水中匀速上升，此时弹

簧测力计的示数为9 N，那么金属块的密度是多少

【分析】此题属一题多问，要注意区别金属块静置在容器底部平衡时的

受力与向容器内倒入水后，它浸没在水中以及匀速上升时平衡状态的受力。．【答案】 (1)匀速提升金属块时，动滑轮受力平衡：

金属块对容器底的压力F压=G金=17．8 N

(2)设金属块匀速上升h，则弹簧测力计下拉2^，滑轮组的机械效率为：89％

(3)8．9×103 kg/m3

【习题122】现在许多市场管理部门都要求农贸市场用案秤代替杆秤，因为违法商贩很容易利用杆秤短斤少两欺骗顾客，请你说出一个违法商贩欺骗顾客的做法。

【分析】利用杠杆平衡条件解决此问题。

【答案】①增加秤盘的质量；②减少秤砣的质量；③改变提钮的位置.

【习题123】 2001年9月11日，恐怖分子劫持飞机撞击了美国纽约的世贸大厦，使这个高层建筑坍塌，请你说出飞机在飞行以及整个撞击过程能量转化的三种情况。

【答案】从题设条件出发，会发现飞机在飞行的过程中、撞击大楼后、大楼倒塌的过程中都有能量转化。

飞机在飞行过程中—→内能转化为机械能；撞击大楼后—→机械能转化为内能；大楼倒塌的过程中—→重力势能转化为动能。

【习题124】俄罗斯“和平”号空间站于2001年3月23日坠入新西兰和智利之间的南太平洋，空间站在进入稠密大气层时烧毁，在这个过程中能量是怎样转化的【答案】动能增加，势能减少；机械能转化为内能；燃烧时，化学能转化为内能。

【习题125】我们在学习杠杆的原理时知道阿基米德有一句豪言壮语__________“给我一根杠杆和一个支点，我就能撬动地球”。如果真有这样的杠杆和支点，他能撬动地球吗

你有几种方法证明他撬不动地球。(地球的质量为6 ×1024kg)(策略开放)

【分析】 (1)设阿基米德的质量为60 kg，支点距地球的距离为1m。

根据杠杆的平衡原理 L1==1023 m

这样远的距离他的运动速度即使是光的速度，所需的时间t=1023 m／3×108m／s≈3×1015 s≈1011年。他的寿命不可能那样长0

(2)设他把地球移动lcm，根据功的原理，则人撬地球时应移动的距离：s=1021m，若他移动的速度为10 m／s，则他撬地球的时间为t=3 ×1016年。从这里可以看出，阿基米德只注意了杠杆省力，却忽视了杠杆不能省功，从以上的计算中可以得出无论怎样撬动地球都是不可能的。

【习题126】如图所示，展现的是三千多年前古埃及人修建金字塔时搬动巨大石块的场景，他们都使用了哪些方法请运用所学的物理知识说出其中的道理。(结论开放)

【分析】图中给出了古埃及人修建金字

塔时，利用简单机械及减少摩擦力的情景。

【答案】 (1)杠杆原理：动力臂大于阻

力臂的省力杠杆。

(2)滚动摩擦：滚动摩擦比滑动摩擦力小。

【习题127】火箭点火后，燃料燃烧过

程中将__________能转化为__________能；燃

烧时产生的高温、高压气体迅速向外喷射，这

是__________能转化为__________能的过程。

【分析】这是一道能量转化题，其中涉及化学能、内能、机械能的转化，关键是比较每一过程始、末状态各种能量的变化情况。

【答案】燃料燃烧时，发生化学反应，将化学能转化成了内能；燃烧后的气体向外喷射，将内能转化为机械能。故应填：化学、内、内、机械。

【习题128】许多交通事故造成的损失与伤害，是与物体具有惯性有关的。为了减少此类事故的发生，在公路交通管理中有许多要求和措施。就你所知，填写出任意两条。(1)(2)

【答案】 (1)对机动车辆行驶的速度有所限制。

(2)公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带。

【习题129】怎样才能使手中的乒乓球脱手后，从地面弹起超过脱手时的高度，为什么(条件开放)

【答案】用力抛向地面或上空，使脱手时的乒乓球既具有动能，又具有重力势能，当它从地面弹起时就会把这些动能和重力势能全部转化为重力势能，上升到最高点时就会高出脱手高度。

【习题130】用60 N的水平推力推着某物体在水平地面上作匀速直线运动，4 s内通过的路程是8 m，则在这段时间内，请你补充问题并解答。

【分析】

(1)物体运动的速度是多大

(2)推力做了多少功

(3)推力做功的功率是多大

【答案】 (1)2 m／s

(2)480 J

(3)120 W

答：(1)物体运动的速度为2 m／s。

(2)推力做了480 J的功。

(3)推力做功的功率是120 W。

【习题13l】如图所示用三种方法把沙子运上楼，根据图中的数据你能求出哪些物理量(结论开放)

【答案】沙子的质量m=10 kg；人的质量；滑轮

的质量；口袋、桶的质量；有用功、额外功、总功；机

械效率。(三种)

【习题132】要测量你从一楼上到二楼的功率，

需要哪些器材需要测哪些量(结论开放)

【答案】 (1)需要的器材：体重计、尺、手表。被

测量：自己的体重、一楼到二楼的高度和上楼所用的时间。

(2)需要的器材：有台秤、尺、手表。被测量：自己的质量、一楼到二楼的高度和上楼所用的时间。

【习题133】请你设计一个研究动能、重力势能、弹性势能相互转化的实验装置，说明下面几点：

(1)所需器材；

(2)操作方法；

(3)观察结果。

【答案】 (1)一根弹簧、一只小钢球；

(2)将钢球固定在弹簧一端，手捏住弹簧的另一端，手提弹簧带动钢球上下跳动；

(3)向下运动时重力势能转化为动能和弹性势能，后半段动能也逐渐转化为弹性势能，最低点动能、重力势能都为0，弹性势能最大；向上运动时弹性势能转化为动能和重力势能，后半段动能也逐渐转化为重力势能，最高点动能、弹性势能都为0，重力势能最大。

相信同学们会想出更简单的答案。

【习题134】现有一只两端开口的玻璃管，一根细线、一张纸、一个砝码、一根弹簧、一杯水，请你从中任选器材，设计一个小实验，要求(结论开放)：

(1)选用的器材____________________ 。(2)说明研究目的____________________ 。(3)说明研究方法____________________ 。

(4)说明研究结果__________ 。

【分析】可以做机械能相互转化实验，证明大气压强存在实验，证明液体内部有压强实验，弹性势能和弹性形变有关实验等。

【答案】实验一：①用一根细线、一只砝码；②研究机械能转化；③用一根细线将砝码悬挂起来，让砝码左右摆动，观察砝码的速度和高度；④高度增加时速度减小，高度减少时速度增大，说明动能和重力势能可以相互转化。

实验二：①用一杯水、一张纸；②证明大气压强的存在；③将杯子装满水，纸盖住杯口，用手按住倒置过来，松开按住杯口的手，发现纸不掉；④由于大气压强将纸和杯紧紧压在一起，所以水流不出来，纸也不掉。

实验三：①两端开口的玻璃管、纸片、杯子和水；②证明液体内部有压强；③用纸盖住玻璃管的一端，另一端开口朝上放入水杯中，纸不掉入水中；④由于液体内部有向上的压强托住了纸。

实验四：①弹簧、砝码、一杯水；②证明浸入液体里的物体受到浮力；③在空气中把砝码挂在弹簧下面，弹簧伸长，再将砝码浸入水中，弹簧缩短；④由于受到水的浮力弹簧受到的拉力减小。(其他合理答案也可以)

【习题135】图中甲、乙两装置在相同的时间内，用同样大

小的拉力F1和F2拉物重相同的重物 G1和G2，升高相同的高度，若

它们的机械效率分别是η1和η2，它们的功率分别是P l和P2，则

有( )

A．ηl>η2 B．η1<η2C．P1>P2 D．P1

【答案】 A、D

【习题136】如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，以0．2 m／s的速度匀速前进了1m，物体A所受的阻力为自身重的0．1倍，此时测力计a的示数为120 N，测力计b的示数为50 N。根据已知的条件，你都能求出哪些物理量呢(要求至少求出10项)(结论开放)

【答案】①物体A受到的拉力FA=120 N；②物体A受到地面的摩擦力120 N；③物体A的重力G1=200 N；④物体A移动1m所用时间5 s；⑤拉力FA对物体做的功W有=120 J；

⑥绳子末端拉力 F绳=50 N；⑦绳子末端移动的距离S绳=3 m；⑧拉力F对绳子做的功W总=150 J；⑨拉力FA做的功的功率P有=24 W；⑩拉力FA做的功的功率P总=30 w；⑩机械效率80％；⑩物体受到的支持力N=1200 N；⑩重力做的功W＝0 。