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判断推理之功和机械能

1、如图所示是某建筑工地上常用的塔式起重机示意图。在15 s的时间内，起重机将质量为0.5 t的水泥板竖直地从1楼匀速提升到了5楼，如果每层楼的高度是3 m，g=10 N/kg，那么起重机提升水泥板做的功是多少？

A、8× J

B、6× J

C、3× J

D、7.5× J

2、“蹦极”是一种极富刺激性的游乐项目，如图所示为一根橡皮绳，一端系在人的腰部，另一端固定在跳台上，当人落至途中A点时，橡皮绳刚好被拉直，当人落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力大小与人的重力大小相等，C点是游戏者所能达到的最低点，在游戏者离开跳台到最低点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是：

A、游戏者的动能一直在增加

B、游戏者到达B点时重力势能最小

C、游戏者到达B点时动能最大

D、游戏者在C点时的弹性势能最小

3、风能是一种清洁的可再生能源，很早就被人们所利用。下列关于利用风能发电的说法不正确的是（  ）。

A、风力发电场可以建在海上

B、风力发电是将风的动能转换为电能

C、风力发电的能量最终来源于太阳能

D、风力发电的过程中不会有能量的损失

4、如图所示为某人设计的一种机器，原理是这样的：在立柱上放一个强力磁铁A，两槽M和N靠在立柱旁。上槽M上端有一个小孔C，下槽N弯曲。如果在B处放一小铁球，它就会在强磁力作用下向上滚，滚到C时从小孔下落沿N回到B，开始往复运动，从而进行“永恒的运动”。关于这种机器，下列说法正确的是（  ）。

A、这种机器可以永恒运动，说明了永动机可以制造

B、这种机器是可以制造的，并且小球在下滑时能源源不断地对外做功

C、这种机器不能永恒运动，如果小球能从静止加速上升到C的话，它就不可能从C加速下滑到B，并再次从B回到C

D、这种机器不能永恒运动，关键是因为摩擦阻力太大，要消耗能量

5、如图所示，水平桌面上摆着一台杠杆，杠杆的左边悬挂着三个砝码，此时，如果在杠杆右边的相同位置施加一个向下的拉力，以保证杠杆的平衡，那么，拉力在图示竖直平面内从左往右沿逆时针旋转的过程中，拉力的大小变化是（  ）。（F表示拉力的大小，t表示从左往右逆时针旋转的时间）

A、如上图所示

B、如上图所示

C、如上图所示

D、如上图所示

【参考答案及解析】

1、

第一步，确定题型。
本题考查物理学中的能量问题。
第二步，分析原理。
由题意可知水泥板重力，水泥板上升高度，因此由W=Gh可求起重机对水泥板做功多少。
水泥板重力：G=mg=0.5× kg×10 N/kg=5000 N；
水泥板升高距离：h=3 m×4=12 m；
起重机提升水泥板做功：W=Gh=5 000 N×12 m=6×J；
因此，选择B选项。

2、

第一步，确定题型。
本题考查物理学中机械能守恒和牛顿第二定律。
第二步，分析原理。
从A到C，高度在下降，重力势能（mgh）在减少，橡皮筋（被拉长）弹性势能在增加，因此，在C点的时候重力势能最小，弹性势能最大；从B到C，橡皮筋对人的拉力大于人的重力，根据牛顿第二定律，人在做减速运动，因此在B点时速度最大，即在B点时动能最大。
因此，选择C选项。

3、

第一步，确定题型。
本题考查物理学中的能量问题。
第二步，分析原理。
风力发电的过程就是把风能转化为电能，但是不可能完全转化，总有熵值，现在转化的效率还很低下，一般能量转化的效率介于10%到20%之间，其余的能量都会损失，只有D项不符合。
因此，选择D选项。

4、

第一步，确定题型。
本题考查物理学中的能量转化问题。
第二步，结合选项进行分析。
能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。而题干中设计的这种机器中，小球的运动会造成能量的损耗，所以不可能一直运动下去，因此这种机器的设计违背了能量守恒定律，是不可能制造成功的，排除A、B项。如果小球能从静止加速上升到C的话，说明这种机器产生的摩擦阻力并不大，不足以阻碍小球的运动，而强磁力的作用一直存在，那么小球就不可能从C加速下滑到B，排除D项。
因此，选择C选项。

5、

第一步，确定题型。
本题考查物理学中的杠杆知识。
第二步，分析选项。
根据杠杆平衡原理“阻力×阻力臂=动力×动力臂”可知，当施加的拉力竖直向下时，此时阻力臂=动力臂，则拉力F等于左边三个砝码的重力，此时动力臂最长，拉力F最小。当拉力在竖直平面内从左向右沿逆时针旋转时，“阻力×阻力臂”恒定不变，动力臂先变大后变小，因此拉力F就先变小后变大，只有A项符合。
因此，选择A选项。

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