试题

（选做题1）螺旋常和杠杆连接在一起使用，达到省力的目的．那么螺旋是如何省力的呢？下面以举重螺旋（千斤顶）为例进行分析．如图为举重螺旋的结构示意图，设螺距为h，螺旋手柄末端到螺旋轴线的距离为l，当螺旋旋转一周时，重物被升高一个螺距．若这个螺旋的机械效率为η，用它将重力为G的物体举起，需要作用在手柄上的动力F为多少？
（选做题2）小红和小明在收听新闻中发现：海啸、山洪、泥石流、火山爆发等自然灾害频繁发生．小红和小明分头查阅了许多资料，得到了如下的一些信息：

①发生海啸时，海洋中聚积的能量造成滔天巨浪，形成一堵堵水墙狠命向岸上拍击，造成严重的人员财产损失	②潮汐能也是蕴含在海洋中的一种能量．利用潮汐来推动发电机发电的技术已日趋成熟	③火山爆发时，将大量的地热能带到地面，炽热岩浆将所到之处的动植物化为焦土	④地热能，被看作是人类历史上开辟的又一个新能源，它可直接用在住室取暖、温室、供热和工业上的发电
⑤水力发电是利用江河水流从高处流到低处存在的势能进行发电	⑥雨季，长江洪水爆发，就会冲毁堤坝，淹没大批农田和城镇	⑦泥石流经常突然爆发，所到之处破坏性极大，一切尽被摧毁	⑧封山育林、停耕还林可以固结表土，降低泥石流的发生频率

（1）他们经过讨论将上述能量释放分为了两大类：一类属于有益的能量，如：；另一类属于有害的能量，如：．
（2）他们发现海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的能和能，一旦释放可以产生强大的破坏力．
（3）他们了解到灾害的直接原因是由动能引起的，它的大小跟物体的和有关，对质量和速度相比，哪个对物体的动能影响更大呢？他们查阅了资料，得知动能的大小：E_k=

1

2

mv²．
（4）请你利用E_k=

1

2

mv²计算，发生泥石流时，泥石流的速度是15m/s，求一块0.3kg的小石头的动能是J．可见大量的石头滑下能产生巨大能量．

解：选做题1：螺旋旋转一周时，有用功W有=Gh
当作用在手柄末端上的动力为F时，此时力臂为L，当螺旋旋转一周时，F移动的距离是S=2πL
做的总功W总=Fs=F×2πL
此时螺旋的机械效率为η=

W有

W总

=

Gh

F2πL

；
∴作用在手柄上的动力：
F=

Gh

2πηL

；
选做题2：（1）有益的能量有②④⑤，可以被人来利用；有害的能量有①③⑥⑦，对人类的生活造成了破坏；
（2）海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的动能和重力势能；
（3）动能的大小跟物体的质量和速度有关；
（4）一块0.3kg的小石头的动能是E_k=

1

2

mv²=

1

2

×0.3kg×（15m/s）²=33.75J；
故答案为：（1）②④⑤；①③⑥⑦；
（2）动；重力势；  
（3）质量；速度；  
（4）33.75．