基础训练3.3-3.4简单机械与功-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

2024年九上科学基础训练3.3-3.4简单机械与功 一、选择题 1． 如图所示的工具，在使用过程中不省力的是（ ） 2． “竹抻面”是我国传统面点美食。如图甲，在制作面团的过程中，让一段毛竹的一端固定在绳扣中，人坐在另一端可以上下跳动，面团在毛竹不断挤压下变得更有韧性。如图乙是它的原理图，可以把毛竹视为一根杠杆。关于此杠杆的叙述中，正确的是（ ） A．B是支点 B．杠杆在B点受到向下的力 C．杠杆在B点受到的力大于F1 D．A点移动的距离小于B点移动的距离 3． 如图所示，图甲中用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动；图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ） A．木块第二次受到的拉力较大 B．第一次木块的动能大 C．第一次拉力对木块做功的功率大 D．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等 4． 如图所示，下列工具在使用中属于省力杠杆的是（ ） A． B． C． D． 5． 如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ） A．绳子自由端被拉下3 m B．做的有用功是1600 J C．拉力F的功率是80 W D．滑轮组的机械效率是80% 6． 一辆质量为1.4×104kg的小型压路机，以2km/h的速度在路面上匀速行驶．在施工时可以等效为每次钢轮以2.5×105N的恒力垂直作用在路面上，下压路面的距离为1mm，钢轮每秒钟压路25次．下列判断中正确的是（g=10N/kg）（ ） A．压路机静止时对水平路面的压力是1.4×104N B．压路机在5min内通过的路程是200m C．压路机在1min内对路面做功是3.7×105J D．压路机在1min内对路面做功功率是6.25×103W 7． 如图所示，为一可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时AB部分水平，保持重物静止不动，而使绳绕A点从图所示的位置沿图中的虚线CD转动，则（ ） A．顺时针转，F先变小后变大 B．顺时针转，F先变大后变小 C．逆时针转，F先变小后变大 D．逆时针转，F先变大后变小 8． 如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物质A相对于地面静止，物体B以0.1m/s 的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法正确的是（ ） A．F2的功率为0.3W B．弹簧测力计计数为6N C．物体A和地面之间有向左2N的摩擦力 D．如果增大F2，物体A可能向左运动 9． 已知某力F所做的功是15焦，则下列图象能大致反映力F与物体在力的方向上通过的距离s的关系的是（ ） 10．如图所示是汽车起重机，其中A，B组成滑轮组（结构如示意图），C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是（ ） A．滑轮组中A滑轮用于改变力的方向 B．当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大 C．当D杆伸长时力F的力臂将变小 D．H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大 二、填空题 11．如图所示,沿斜面把质量为12kg的个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是F=100N,斜面长2m、高1m.则其机械效率是 %,物体所受摩擦力是 N 12．某旅客在宁波机场候机时,用竖直作用在拉杆 A 点的力 F 使行李箱保持静止状态,此时行 李箱的重心在 C 点,行李箱的拉杆与水平面成 θ 角(如图所示),下列说法正确的有__________ A．增加重物，会使 F 变大，而地面受到轮子压力反而会变小 B．李箱的拉杆与水平面成 θ 角不变，缩短拉杆的长度，可使 F 变小 C．将箱内重物放底部，轻物放上部，可使 F 变小 D．若适当增大拉杆与水平面的角度，F 保持不变 13．如图所示，AOB 为一轻质杠杆，O为支点，AO＝OB．在杠杆右端 A 处用细绳悬挂重为 20N 的物体，当 AO 段处于水平位置时，为保持杠 B杆平衡，需在 B 端施加最小的力为 F1＝ N：若在 B 端施加一竖直向下的力 F 使杠杆 AOB 匀速转动到 BO 处于水平位置，当 BO 段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在 B 端施加最小的力为F2将 （选填“小于”、“等于”或“大于”）F1。 14．如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O,OA:OB=1:2，每个滑轮重100N.当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为_______N,物体M对地面的压力为_____N．(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计) 15．如图所示，斜面长2m、高1m，把一个质量为24kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力做功 J。若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力 N。在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是 。（g=10N/kg） 三、实验探究题 16．如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。 （1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆　 　（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态，接下来应向　 　（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止。 （2）如图乙所示，A点挂有2个质量均为50g的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂　 　个质量均为50g的钩码。 （3）将杠杆的支点移到如图丙所示的位置，为了杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆上画出最小动力F的示意图。 17．下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告， 实验名称：测量滑轮组的机械效率 实验步骤： （1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 。 （2）如图1所示，测量物体G所受的重力为 。 （3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是 （选填甲”或“乙”） （4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录： 实验次数 物体重量G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 弹簧测力计移机动的距离s/cm 机械效率η 1 5.00 1.80 15.00 85.2% 2 8.00 1.77 24.00 86.6% 3 10.00 1.75 30.00 87.6% 实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。 实验讨论与交流 ①小明和小红的实验结论： （选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由 。 ②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 ，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。 四、综合题 18．工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600N的货物，绳子自由端被竖直拉上6m，额外功为300J．求滑轮组的机械效率 19．一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了100cm，不计绳子与滑轮间摩擦，则： （1）拉力做功的大小为多少?拉力的功率是多少? （2）动滑轮的重力。 （参考答案） 一、选择题 1． 【答案】D 【解析】A．用羊角锤起钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；B．用撬棒撬物体时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；C．用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D．用钓鱼竿钓鱼时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 2． 【答案】Ｃ 3． 【答案】D 4． 【答案】C 【解析】A．筷子使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故A不符合题意； B．钓鱼竿使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故B不符合题意； C．钢丝钳翦断钢丝时，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，故C符合题意； D．食品夹使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故D不符合题意； 故选C。 5． 【答案】D 【解析】【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端被拉下的距离，根据W=Gh求出有用功， 根据W=Fs求出总功，利用P=求出拉力的功率，利用η=×100%求出滑轮组的机械效率． 【解答】解：由图可知，n=2，则绳子自由端被拉下的距离： s=nh=2×1m=2m，故A错误； 做的有用功： W有=Gh=800N×1m=800J，故B错误； 拉力做的总功： W总=Fs=500N×2m=1000J， 拉力的功率： P===100W，故C错误； 滑轮组的机械效率： η═×100%=×100%=80%，故D正确． 故选：D． 【点评】本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，熟练运用相关公式即可解题，属于基础知识的考查，比较简单． 　 6． 【答案】D 【解析】【分析】（1）压路机静止时对水平路面的压力等于自身的重力，根据G=mg求出压路机对水平路面的压力； （2）根据速度的变形公式求出压路机在5min内通过的路程； （3）根据W=Fh求出压路机在1min内对路面做功； （4）根据P=即可求出功率． 【解答】解： A．压路机静止时对水平路面的压力：F=G=mg=1.4×104kg×10N/kg=1.4×105N；故A错误； B．由v=可得，压路机在5min内通过的路程：s=vt=2km/h×h≈0.167km=167m；故B错误； C．压路机在1min内对路面做功：W=nFh=25×60s×2.5×105N×10﹣3m=3.75×105J；故C错误； D．压路机在1min内对路面做功功率是：P===6.25×103W，故D正确． 故选D． 【点评】此题考查压力及重力与压力的区别，速度公式及其应用，功和功率的计算，是一道综合性较强的题目，关键是各种公式及其变形公式的熟练运用，同时还要知道压路机静止时对水平路面的压力等于自身的重力． 　 7． 【答案】A 8． 【答案】C 9． 【答案】B 10．【答案】A 【解析】【考点】滑轮 杠杆 【解析】A．不随物体一起移动的滑轮是定滑轮，随物体一起移动的滑轮是动滑轮。定滑轮可以改变力的方向，但不能省力；动滑轮不可以改变力的方向，但可以省力。A滑轮随物体一起移动是动滑轮，动滑轮可以省力但不可以改变力的方向，故A错误。 B．当C杆伸长时吊臂阻力臂变长，在阻力和动力臂一定时，阻力臂越长，动力越大，根据物体间力的作用是相互的可知，对D杆的压力将变大，故B正确。 C．当D杆伸长时，物体变高，阻力臂F的力臂将变小，故C正确。 D．操纵汽车起重机时，应在车身外侧增加支柱即H，以防翻车，并避免轮胎受到过大的压力。故D正确。 故选：A 二、填空题 11．【答案】60；40。 【解析】【分析】①知道拉力大小，利用W=Fs求出总功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的机械效率。 ②克服摩擦力做的功即为额外功，根据W=fs求出摩擦力的大小。 【解答】解： 有用功：W有=Gh=mgh=12kg×10N/kg×1m=120J；拉力做的总功：W总=Fs=100N×2m=200J；则斜面的机械效率：η=×100%=60%；额外功：W额=W总-W有=200J-120J=80J，所以物体所受的摩擦力：f=W额/s=80J/2m=40N。 故答案为：60；40。 【点评】本题考查了使用斜面时功、机械效率和摩擦力的计算等，关键是知道克服摩擦力做的功即为额外功 12．【答案】C 13．【答案】20；小于 【解析】【解答】解：（1）当AO段处于水平位置时，如图所示最省力， 由F1LOB＝GLOA可知：F1＝＝G； 因为AO＝OB，所以F1＝G＝20N。 （2）当OB段处于水平位置时，如图所示最省力， 由F2LOB＝GLOC可知：F2＝＝G×； 由于LOC＜LOB，则F2＜G；所以F1＞F2； 故答案为：20；小于。 14．【答案】（1）．400（2）．4500 【解析】重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，由于力的作用是相互的，所以人会受到300N的向上的拉力，所以此时工人对地面的压力为： ； 从A点看，通过滑轮组，有三段绳子向下拉着滑轮，再加上一个滑轮的重，故A点受到的拉力为： 根据杠杆平衡条件得： ，代入得： 解得： 因为力的作用相互，绳子对M向上的拉力也为500N，所以M对地面的压力为： 。 点睛：重点是滑轮组的工作特点，以及杠杆平衡条件的应用，难点是求A点的拉力时，要理解下方的滑轮由绳子拉着，所以下方滑轮的重计算在绳子的拉力中，故A点拉力为绳子的拉力加一个滑轮的重。 15．【答案】240 120 红酒开瓶器 【解析】【解答】解：物体的重力：G=mg=24kg×10N/kg=240N，使用斜面时做的有用功： W有=Gh=240N×1m=240J；若斜面是光滑的，则拉力所做的做等于克服物体重力所做的功，由W=Fs可得拉力： F==120N； “核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”这三种机械中，核桃钳属于杠杆，衣架上的滑轮属于滑轮组，红酒开瓶器属于斜面。 故答案为：240；120；红酒开瓶器。 三、实验探究题 16．【答案】（1）达到；右；（2）3； （3）如上图 【解析】【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态。调节杠杆平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动。 （2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，根据杠杆平衡求出钩码的个数。 （3）若在杠杆上施加最小的力F，使杠杆在水平位置平衡，该力的方向应该垂直杠杆向上，使动力臂最长，在阻力和阻力臂一定时，动力臂最长时最省力，据此作图。 【解答】解：（1）杠杆保持静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡； 由图中，杠杆的右端较高，平衡螺母应向右端移动使杠杆平衡； （2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G， 因为，F1l1=F2l2， 所以，2G×3L=nG×2L， 所以，n=3，所以在B处挂3个钩码。 （3）为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上，动力臂为最长，如图所示： 故答案为：（1）达到；右；（2）3；（3）如上图。 【点评】本题是探究杠杆的平衡条件的实验，考查了实验操作、杠杆的平衡条件的应用和最小力的画法，注意以支点到力的作用点的距离作为力臂是最大的力臂，力最小。 　 17．【答案】（1）分度值； （2）4.6N； （3）刻度尺；乙； （4）①不科学；根据η=×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力 【解析】（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值。 （2）如图1所示，测力计分度值为0.2N，测量物体G所受的重力为4.6N； （3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用刻度尺测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s； 根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s=nh，绳子的有效段数n===﹣﹣﹣﹣==3，可以知道他们选用的滑轮组是乙； （4）①滑轮组的机械效率： η====，故滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关，由题意和表中数据，滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关；小明和小红的实验结论不科学； ②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变提升物体的重力，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。 故答案为：（1）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）①不科学；根据η=×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力。 　 四、综合题 18．【答案】由图知，n=3， 由s=nh可得，货物提升的高度： h===2m， 则所做的有用功： W有用=Gh=600N×2m=1200J； 拉力所做的总功： W总=W有用+W额=1200J+300J=1500J； 则滑轮组的机械效率： η==×100%=80%。 【解析】【分析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，由s=nh求出货物提升的高度h，利用W有用=Gh求有用功；已知额外功，根据W总=W有用+W额计算总功；最后根据公式η=求滑轮组的机械效率。 【解答】解：由图知，n=3， 由s=nh可得，货物提升的高度： h===2m， 则所做的有用功： W有用=Gh=600N×2m=1200J； 拉力所做的总功： W总=W有用+W额=1200J+300J=1500J； 则滑轮组的机械效率： η==×100%=80%。 答：滑轮组的机械效率为80%。 【点评】本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，求出承担物重的绳子股数n是解题的突破口。 19．【答案】（1）解：W=FS=200N ×3m ==600 J （2）解：G滑=3F-G物=3×200N-450N=150N 【解析】【考点】功的计算公式的应用，功率计算公式的应用 【分析】（1）由滑轮组的特点可知：拉力作用的距离为L=3h，可以运用公式W总=FL求出拉力的做的功 ；最后运用公式P=即可求出拉力的功率. （2）因为工人用滑轮组提起450N的重物，所以物体的重力就是450N，由于绳自由端的拉力F为200N，那么滑轮组的绳子有三段，那么绳子的拉力为3乘以200N，之后减去450N的重物，就是动滑轮的重力。 第 8 页，共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $$