Análisis de ejemplos de trabajo mecánico y eficiencia en el primer volumen de Física de segundo grado
1. Preguntas de opción múltiple
1. En el ejemplo que se muestra en la imagen, el lugar donde no se realiza ningún trabajo es ().
A. El montacargas levanta la mercancía.
B. El helicóptero levantó la torre con cables.
C. El caballo tira del tronco.
D. Li Gang trabajó duro, pero no logró apartar esas grandes rocas.
2. La campeona olímpica de levantamiento de pesas Yang Xia levantó rápidamente una barra que pesaba más de 100 kilogramos por encima de su cabeza en la primera etapa y la mantuvo en el aire durante tres segundos en la segunda etapa. Los tres jueces encendieron luces blancas, indicando que el levantamiento de pesas fue un éxito. Respecto a su trabajo con barra durante el levantamiento de pesas, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta ()
No realizó ningún trabajo durante la primera fase?
b. No trabajó en la segunda fase.
c.Trabaja en dos etapas.
D. No trabajó en ninguna de las etapas.
3. Un compañero de clase utilizó una fuerza de 100 N para patear una pelota de fútbol de 5 N a 20 m. Respecto al trabajo que realizó al patear el balón, cuál de las siguientes afirmaciones es correcta ().
a.
B.Hizo 100J.
c. No hizo ningún trabajo en el balón.
D. Ha hecho aportaciones al fútbol, pero las condiciones principales no son suficientes para el cálculo.
4. Entre las siguientes afirmaciones sobre el poder, la correcta es ()
A.
B. Cuanto más tarde el objeto en realizar un trabajo, mayor será su potencia.
C. Cuanto más rápido funciona un objeto, mayor es su poder.
D. Cuanto menos tiempo tarde un objeto en realizar un trabajo, mayor será su potencia.
5. ¿Cuál de las siguientes opciones es correcta ()
A.
B. Es imposible tener maquinaria que ahorre mano de obra pero que ahorre mano de obra.
C. Puede haber algunas máquinas que funcionan rápidamente pero hacen muy poco.
Puede haber máquinas con alta eficiencia mecánica pero baja potencia.
6. La eficiencia mecánica de la máquina A es mayor que la de la máquina B, lo que significa ()
A.a tiene más trabajo útil que b.
El trabajo total de B.A es menor que el de b.
C. Para el mismo trabajo total, A tiene más trabajo útil que b.
D. Para completar el mismo trabajo útil, A tiene más trabajo total que B.
7. Al arar con tractor se suele ir muy despacio. El objetivo de esto es ()
A. Garantizar la calidad de la tierra cultivada
B Ahorrar combustible
C. p>
D. Ninguna de las afirmaciones anteriores es cierta.
8. Las dos poleas son exactamente iguales y pesan 20N. De las dos formas que se muestran en la figura, un objeto con un peso de 400 N se levanta 10 m con la misma velocidad, excluyendo la fricción y el peso de la cuerda. ¿Cuál de las siguientes es correcta ()?
A.F1 hace más trabajo que F2.
B.F1 y F2 realizan el mismo trabajo.
C.F1 realiza menos trabajo que F2.
D. La potencia del trabajo realizado por F1 y F2 es igual.
9. Como se muestra en la figura, el objeto A se mueve en línea recta a una velocidad constante sobre una plataforma horizontal a una velocidad de 0,2 m/s bajo la acción de la fuerza F. El puntero del resorte la escala es 3N, independientemente del peso de la polea y la cuerda y la fricción entre ellos, entonces ().
A. La magnitud de la fuerza de fricción sobre el objeto a es 3N.
La tensión interna f de B.5 realiza 3J de trabajo
cLa potencia de la fuerza de tracción f es 1,2 W
D. La gravedad no actúa sobre el objeto a.
10. La grúa levanta mercancías con masa m y se eleva verticalmente a una velocidad constante de V en el tiempo t.
A. El trabajo realizado por el cable de la grúa sobre la tensión de la carga es mgh.
B. La potencia de esta grúa es de 100 megatones.
C El trabajo que realiza la grúa para vencer la gravedad de la carga es mgv.
D. El trabajo realizado por la fuerza combinada sobre los bienes es 0.
11. Si una persona tira de un objeto de 440 N a lo largo de la pendiente con una fuerza de tracción de 200 N y lo tira con velocidad constante en una pendiente de 5 m de largo y 2 m de alto, entonces se puede obtener ().
A. La eficiencia mecánica del plano inclinado es 88
bLa fuerza de fricción del plano inclinado sobre el objeto es 24N.
c Si no hay fricción, el propósito se puede lograr con una fuerza de 176N.
d. Si el objeto se tira con aceleración, la eficiencia mecánica del plano inclinado aumenta.
12. Un objeto que pesa 100 N se levanta a velocidad constante mediante tres dispositivos como se muestra en la figura. Las fuerzas de tracción utilizadas son 30 N, 80 N y 40 N respectivamente. En este momento, la relación entre las eficiencias mecánicas de los tres dispositivos η1, η2 y η3 es ().
a .n1 \uη2 \un3 b .n1 \un3 \un2
c .n1 =n2 \un3d .n1 \un2 \un3
Consejos:
1. Para realizar un trabajo se deben cumplir dos condiciones, es decir, que una fuerza actúa sobre el objeto y que el objeto recorre una cierta distancia en la dirección de la fuerza. En d, el niño empuja la roca, pero la roca no tiene distancia en la dirección del empuje.
2. En la segunda etapa, la barra se levanta hacia arriba, pero la barra permanece estacionaria y no hay distancia hacia arriba.
3. Cuando los estudiantes juegan al fútbol, la pelota recibe fuerza y recorre una cierta distancia en la dirección de la fuerza. Sin embargo, debido al corto tiempo de acción, se desconoce la distancia recorrida por el balón al interactuar con el pie, por lo que no se puede calcular el trabajo.
4. La potencia es una cantidad física que describe la velocidad de realización de un trabajo. Tenga en cuenta que la potencia no se puede comparar sólo en términos de W o T, sino sólo en términos de "completar el mismo trabajo en el mismo tiempo" o "completar el mismo trabajo".
5. Toda la maquinaria ahorra mano de obra. Tenga en cuenta que la potencia, la eficiencia mecánica, P y eta no están necesariamente relacionadas.
6. Según la definición de eficiencia mecánica, cuando el trabajo total w siempre permanece sin cambios, cuanto mayor sea el trabajo útil w, mayor η.
7. ¿Fórmula especial P=F para el cálculo de potencia? v, cuando p permanece sin cambios, la disminución de v puede aumentar la fuerza de tracción f.
8. El trabajo realizado por F2 no sólo eleva el objeto 10 m, sino que también eleva la polea móvil hacia arriba 10 m. Esta parte es trabajo extra, por lo que el trabajo de F2 es mayor que el de F1. La potencia, w 1￠W2, t1=t2, es P65448.
9. VF, VF=2 VA=0,4m/s, entonces PF=3N×0,4m/s=1,2W Si el objeto no recorre la distancia en la dirección de la gravedad, entonces WG=0. Las características de ahorro de mano de obra de la polea conducida pueden verse como F=2F=6N.
10, la carga sube verticalmente a velocidad constante, entonces T = G carga = mg. De la fórmula de cálculo del trabajo sabemos W = T? H=mgh, potencia P= T? v=mgv. Como la fuerza resultante es 0, el trabajo w de la fuerza resultante es igual a 0.
11, W total = FL = 200N × 5m = 1000J, W útil = Gh = 440N × 2m = 880J, luego
.
W extra = W total-W tiene = 1000j-880j = 120j,
¿Y w extra =f? l, fricción,
cuando no hay fricción.
Cuando el objeto se acelera y se tira, W siempre se hace más grande, W no cambia, por lo que η se hace más pequeño.
12,, usado para el plano inclinado, para la palanca
; para el bloque de poleas
, entonces η 1𗎕2𗎕3.
Pregunta 1 ¡La respuesta es incorrecta! La respuesta correcta es d.
¡La respuesta a la pregunta 2 es incorrecta! La respuesta correcta es b.
¡La respuesta a la pregunta 3 es incorrecta! La respuesta correcta es d.
¡La respuesta a la pregunta 4 es incorrecta! La respuesta correcta es c.
¡La respuesta a la pregunta 5 es incorrecta! La respuesta correcta es ACD.
¡La respuesta a la pregunta 6 es incorrecta! La respuesta correcta es c.
¡La respuesta a la pregunta 7 es incorrecta! La respuesta correcta es c.
¡La respuesta a la pregunta 8 es incorrecta! La respuesta correcta es c.
¡La respuesta a la pregunta 9 es incorrecta! La respuesta correcta es CD.
¡La respuesta a la pregunta 10 es incorrecta! La respuesta correcta es AD.
¡La respuesta a la pregunta 11 es incorrecta! La respuesta correcta es ABC.
¡La respuesta a la pregunta 12 es incorrecta! La respuesta correcta es a.
2. Preguntas para completar los espacios en blanco y preguntas integrales
13. La clase organizó una competencia de escalada de edificios. La fuerza para escalar el edificio fue mayor que la de la clase. . Las cantidades físicas que se deben medir durante una actividad son _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
13. Respuesta: el peso de los concursantes; la altura de la competencia de escalada; el tiempo requerido para subir al edificio
14. Experimento "Block", algunos estudiantes Se realizó un experimento con el mismo dispositivo y los datos medidos son los siguientes:
Experimento multiplicado por tensión
F(N) peso del código del gancho
G(N ) Distancia de elevación de la báscula de resorte s (m) Código del gancho altura de elevación h (m) Eficiencia mecánica η
1 0,5 2,0 0,50 0,10 η1
2 0,7 3,0 0,60 0,12 85,7
(1) Este bloque de poleas consta de al menos _ _ _ _ _ _ poleas, y eta 1 en la tabla es _ _ _ _ _ _ _ _.
(2) A partir de los datos experimentales y los resultados de los cálculos se puede ver que cuanto más pesado es el código del gancho, mayor es la eficiencia mecánica del bloque de poleas.
14, respuesta: (1) 4; 80 (2) alto
Pista: s=5h, lo que significa que el número de segmentos de cuerda para soportar el peso es 5, luego en al menos dos poleas móviles y dos grúas, cuyo último tramo está enrollado por una polea móvil, cuando un mismo bloque de poleas levanta diferentes pesos a la misma altura y realiza el mismo trabajo extra, cuanto más pesado es el objeto, más útil es.
15, como se muestra en la imagen, es un diagrama esquemático de un dispositivo de elevación utilizado por un maestro al pintar la pared exterior de un edificio, con su extremo superior fijado al techo. Si la masa de la polea móvil es de 2,5 kg, la masa del banco de trabajo es de 7,5 kg, la masa de pintura y todas las herramientas es de 20 kg y la masa del maestro trabajador es de 60 kg, el peso de la cuerda y la fricción no se tienen en cuenta. (g es 10N/kg). Cuando el banco de trabajo se detiene a una altura de 10 metros sobre el suelo, la fuerza de tracción del maestro trabajador sobre la cuerda es _ _ _ _ _ _ _ n si el banco de trabajo se eleva desde una altura de 10 m sobre el suelo hasta una altura de A 30 m del suelo, el trabajador maestro necesitará al menos _ _ _ _ _ j trabajo.
15, respuesta: 300; 6000
Sugerencia: Si el personal y el dispositivo elevador se consideran como un todo, el número de segmentos de cuerda que soportan el peso total de la polea móvil. y el total es 3. Nunca pienses en n=2. Cuando la unidad del ascensor se eleva 20 metros, los trabajadores deben tirar de la cuerda hacia abajo 60 metros, no 40 metros. (Tenga en cuenta que si el maestro tira de la cuerda en el suelo, entonces n = 2)
16 Como se muestra en la figura, el bloque de polea se usa para tirar del objeto A con un peso de 600 N para moverlo. una velocidad constante en la dirección horizontal. En 40 segundos, el objeto se mueve 8 m y el trabajo realizado por la fuerza de tracción F es 1280 J. Pregunta:
(1) La magnitud de la fuerza de tracción F y la potencia de la fuerza de tracción
(2) Si el peso de la polea móvil es 12 N (excluyendo la cuerda; peso y fricción), calcular la eficiencia mecánica.
16. Respuesta: (1) Cuando el objeto se mueve 8 m y n=2, entonces la distancia que F tira hacia arriba es s=2×8m=16m.
(2)
Análisis del examen de ingreso a la escuela secundaria
Predicción de puntos de prueba
Los principales exámenes de este capítulo en exámenes provinciales y municipales en los últimos años incluyen: 1. Dos factores necesarios para el mérito; 2. Cálculo de la escala de trabajo 3. Aplicación práctica y cálculo de potencia 4. Medición de la eficiencia mecánica del bloque de poleas;
Aparece principalmente en forma de completar espacios en blanco, selección, experimento y cálculo, y la proporción de puntuación es de alrededor de 5. Se espera que en futuros exámenes de ingreso a la escuela secundaria, este capítulo todavía se utilice para evaluar la capacidad de análisis y razonamiento integral de los estudiantes, y las proposiciones también se combinarán con la cinemática.
Dos factores necesarios para trabajar en el centro de pruebas 1
En el ejemplo 1 y las cuatro imágenes que se muestran en (ciudad de Nanchang), lo que representa el trabajo realizado por los niños en objetos es () .
Análisis:
El trabajo al que se refiere la mecánica física tiene dos factores necesarios: uno es la fuerza que actúa sobre el objeto; el segundo es la fuerza que atraviesa el objeto en la dirección de; la fuerza. Ambos elementos deben estar disponibles al mismo tiempo para que se considere que están trabajando en el objeto. En las Figuras A, B y D, aunque la persona ejerce una fuerza fuerte sobre el objeto, no hace que el objeto se mueva en la dirección de la fuerza, por lo que la persona no realiza ningún trabajo sobre el objeto en este momento; En la figura C, el niño ejerce una fuerza fuerte sobre el balde. Al tirar hacia arriba, el balde se mueve hacia arriba una cierta distancia, por lo que el niño realiza trabajo sobre el balde.
Respuesta: c
Ejemplo 2. (Provincia de Henan) Una persona tira de una caja de madera con la misma fuerza de tracción horizontal y avanza la misma distancia sobre superficies horizontales lisas y rugosas. Respecto al trabajo realizado por la fuerza de tracción, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta ()?
A. Trabajar más en terreno irregular.
B. Trabajar más en terreno plano.
c. Hacer la misma cantidad de trabajo dos veces
D Las condiciones no son suficientes para comparar la cantidad de trabajo realizado dos veces
Análisis:
Esta pregunta pone a prueba el concepto y cálculo del trabajo. La clave para resolver el problema es comprender que la cantidad de trabajo realizado sobre un objeto está determinada por el tamaño de la fuerza y la distancia recorrida por el objeto en la dirección de la fuerza, y no tiene nada que ver con otros factores. Se puede ver que en ambos casos, si la caja de madera se mueve la misma distancia S a lo largo de la dirección de la fuerza con la misma fuerza de tracción F, el trabajo realizado por la fuerza de tracción debe ser igual y C es correcto.
Respuesta: c
Eficiencia mecánica del punto de prueba 2 y cálculos relacionados
Ejemplo 3. (Provincia de Henan) La afirmación correcta es ()
A. Cuanto mayor sea la eficiencia mecánica, más rápido será el trabajo mecánico.
B. Cuanto mayor es la eficiencia mecánica, más trabajo mecánico se realiza.
C. Cuanto mayor es la potencia, más rápido funciona la máquina.
D. A mayor potencia, más trabajo realiza la máquina.
Análisis:
La eficiencia mecánica es el ratio de trabajo útil sobre trabajo total, indicando el porcentaje de trabajo útil sobre trabajo total. Cuanto mayor sea la eficiencia mecánica, mayor será la proporción de trabajo útil en el trabajo total. La eficiencia mecánica no tiene nada que ver con la velocidad y la cantidad de trabajo realizado. Es posible que una máquina con alta eficiencia mecánica no necesariamente haga más trabajo con mayor rapidez o más, por lo que las opciones A y B son incorrectas. La potencia es una cantidad física que representa la velocidad a la que un objeto realiza un trabajo. Las máquinas con más potencia funcionan más rápido, las máquinas con menos potencia funcionan más lento, por lo que la opción C es correcta. La potencia es igual al trabajo realizado por un objeto por unidad de tiempo, y su magnitud está determinada tanto por el trabajo como por el tiempo. Una máquina de alta potencia no necesariamente hace más trabajo, también depende del tiempo. Entonces la opción d es incorrecta.
Respuesta: c
Desarrollo extracurricular
Como se muestra en la figura, bajo la acción de la fuerza de tracción F, una masa A que pesa 80 N se mueve a una velocidad de 0.2 m/s en el plano horizontal. La velocidad es un movimiento lineal uniforme. En este momento, la lectura del dinamómetro de resorte es 20 N y la eficiencia mecánica del dispositivo es 80. Encuentre:
(1) El trabajo realizado por la tensión del dinamómetro de resorte sobre la masa A en 2 s
(2) El tamaño de la tensión F y la potencia del; Trabajo realizado por la tensión F.
Análisis:
El objeto A se mueve en línea recta a velocidad constante bajo la tensión del dinamómetro de resorte. La lectura del dinamómetro de resorte muestra la magnitud de la tensión. Calcule la distancia S que recorre el objeto A en la dirección de la fuerza de tracción en 2 s. La cantidad de trabajo realizado por la fuerza de tracción se puede obtener mediante la fórmula de cálculo del trabajo. Para el dispositivo que se muestra en la figura, el trabajo realizado por la tensión F que actúa sobre el extremo libre de la cuerda es el trabajo total, y el trabajo realizado sobre el objeto A es el trabajo útil. Entonces puedes calcular el tamaño de F y luego puedes calcular la potencia de F.
Conocido: G=80N VA=0.2m/s FA=20N η=80, encuentre (1)WA (2)F, PF.
Solución: La distancia que recorre el objeto A en la dirección de la fuerza de tracción en (1) 2 s.
¿SA=VA? t=0.2m/s×2s=0.4m
Entonces, el trabajo realizado por la fuerza de tracción sobre el objeto A en 2s es
WA=FA? SA=20N×0.4m=8J
(2) Se puede ver en la figura que la distancia S recorrida por la fuerza de tracción F es siempre la mitad de la distancia recorrida por el objeto A, es decir,
cuando el objeto Cuando A se mueve a una velocidad de 0,2 m/s, la velocidad a la que se mueve la fuerza de tracción F.
Respuesta: (1)8J (2)50N, 5W