初三暑假物理奥赛机械能.doc

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1、初三暑假物理奥赛(机械能)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第十二讲机械能【重点知识解读】1.物体由于运动而具有的能量叫做动能,Ek=1/2mv2；物体由于举高而具有的能量叫做重力势能,Ep=mgh；物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。2.当物体在力F作用下以速度v运动时，其功率P=Fv。3.功的原理：使用任何机械都不省功。【竞赛知识拓展】1.人造地球卫星由远地点向近地点运动，重力势能逐渐减

2、小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能。2.物体克服摩擦力运动产生热。3.机器以恒定功率P做功，t时间内做功W=Pt。【经典竞赛题分析】例1“手拉葫芦”(如图15所示)是一种携带方便、使用简易的手动起重机械，广泛用于工厂、工地、矿山、农业生产等环境，用来完成起吊货物等任务。其中HCB30型“手拉葫芦”的技术数据如下表：型号HCB30承载链条股数（股）2最大承载质量(t)3链条直径(mm)[来源:Zxxk.Com]8一次起升高度(mm)3手拉轮直径(mm)150测试载荷(kN)37.5承载轮直径(mm)50最

3、小净空高度（mm）470净重（kg）21.7最大载荷所需拉力(N)360毛重（kg）22.3注：“一次起升高度”是指，成年人在站立状态，用左、右两手交替拉动手拉链条进行正常起重操作的过程中，左手或右手下拉一次（按30cm计），所吊重物上升的高度。承载轮上所缠的承载链条较粗且两端固定，而手拉轮上所缠的手拉链条较细且构成一个完整的环。工作过程中，手拉链条、承载链条在轮上都不打滑。其缠绕情况如图16示。(取g=10N/kg)1．根据题目中提供的相关信息，通过计算，析判断HCB30型“手拉葫芦”的手拉轮与承载轮是

4、否是一个共轴的轮轴？2.计算该型“手拉葫芦”在满载的情况下正常工作时的机械效率。 [来源:学科网ZXXK]【竞赛实战训练】1.如图所示，在河中间固定一个细长圆管，管内有一轻质活塞，活塞下端位于水面，面积为1厘米2，质量不计，大气压强为1．0×105帕。现将活塞缓慢提高15米，则在该过程中外力对活塞做功为(A)50焦(B)100焦(C)150焦(D)200焦2．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（）A

5、．2倍B．4倍C．6倍D．8倍二．综合应用题1.警用弓弩因其发射时无光、声音小等特点，被广泛应用于反恐，如图7甲所示。图7乙和丙为两种配有不同瞄准装置的弩，它们可用来发射箭和钢珠，并配有手柄、肩托等辅助设备弩弦的拴绕使用了滑轮可有效地减小体积。请观察它的结构，并分析它的使用过程，其中用到了哪些物理知识?2.随着新能源、低碳等理念的普及，小明设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车，以下是他查到的一些数据：太阳辐射的总功率P总=3.9×1026w，太阳到地球的距离r=1.5×1011m，阳光穿过太空和地球周

6、围的大气层到达地面的过程中的能量损耗约为51％；太阳光垂直照射时，太阳能电池的能量转化效率最高约为15％；假设一辆太阳能电池车的质量约为750kg，期望达到的最高时速为72km／h，车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍，车身最多能敷设的太阳能电池板的面积约为8m2，驱动电机能够将输入功率的90％转化为用于牵引汽车前进的机械功率。(已知半径为r的球的表面积为S=4πr2)（1）．根据以上数据，通过计算对小明的设想进行分析与评价。（2）．你对他的设想有什么改进建议?3.小胖同学在暑假期间参加了农村电网

7、改造的社会实践活动，其中电工所挖的埋水泥电线杆的坑引起了小胖的兴趣。坑的形状如图5所示，从地面上看，坑基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点，坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡。请你回答：（1）．为什么要挖成图5所示的深坑，而不挖成图6甲所示的仅比电线杆略粗一点的圆筒状深坑，或者如图6乙、丙所示的那种大口径的方形或圆形的深坑?这样做有什么好处?（2）．通过计算对比分析：如果将这种水泥电线杆分别埋入图5、图6甲所示的坑中。则把水泥电线杆放到坑口适当位置后，在竖起水泥电线杆的过程中

8、，抬起水泥电线杆的细端至少分别需要多大的力?已知这种坑深2.0m，宽0.3m，地面处坑口长2.3m，坑底长0．3m。水泥电线杆的质量为600kg，长10.0m，粗端直径0.25m，其重心距粗端4.0m。(取g=10N/kg)（3）．在上述两种情况下，竖起水泥电线杆的过程中，人们对水泥电线杆至少分别要做多少功?