内容正文:
九年级阶段性物理课堂练习
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分, 每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。)
1. 如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是( )
A. 托盘天平 B. 核桃夹
C. 筷子 D. 开瓶扳手
【答案】C
【解析】
【详解】A.托盘天平使用时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C符合题意;
D.开瓶扳手在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
2. 如图所示,小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗,图中顶端的定滑轮的作用是( )
A. 既省力,也改变施力的方向
B. 省力,但不改变施力的方向
C. 不省力,但改变施力的方向
D. 既不省力,也不改变施力的方向
【答案】C
【解析】
【详解】定滑轮是等臂杠杆,不能省力,但改变施力的方向,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3. 将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上,对物理课本所做的功最接近( )
A. 0.02J B. 0.2J C. 2J D. 20J
【答案】C
【解析】
【详解】一本物理课本的质量m=200g=0.2kg
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
课桌高度约为1m
人对课本做的功W=Gh=2N×1m=2J
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4. 甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示,则从图象可以判断( )
A. 甲比乙做功快 B. 甲比乙做功慢
C. 甲比乙做功多 D. 甲比乙做功少
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB.由图像可知,在相同时间内,甲比乙做功多,故由可知,甲的功率大,即甲比乙做功快,故A符合题意,B不符合题意;
CD.因做功的多少与功率和做功时间均有关,不知道机械做功的时间关系,故无法比较做功多少,故CD不符合题意。
故选A。
5. 下列说法中正确的是( )
A. 用水桶从井中提水的时候,对桶做的功是有用功
B. 用水桶从井中提水的时候,对水做的功是总功
C. 桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,对桶做的功是有用功
D. 桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
【答案】C
【解析】
【详解】 A.用水桶从井中提水的时候,对水做的功是有用功,对桶做功是额外功,故A错误;
B.用水桶从井中提水的时候,对水做的功是有用功,故B错误;
C.桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,对桶做的功是有用功,故C正确;
D.桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,桶里带了一些水,对桶做的功是有用功,对水做的功是额外功,故D错误。
故选C。
6. 下列情形中,人对物体没有做功的是( )
A. 将实心球抛向空中
B. 将弹簧拉力器拉长
C. 足球在草地上滚动
D. 把掉在地上的羽毛球捡起来
【答案】C
【解析】
【详解】A.将实心球抛向空中,实心球在人的力的方向上发生移动,则人对实心球做了功,故A不符合题意;
B.将弹簧拉力器拉长,弹簧在人的力的方向上发生移动,则人对弹簧做了功,故B不符合题意;
C.足球在草地上滚动,人对足球没有力的作用,人对足球没有做功,故C符合题意;
D.把掉在地上的羽毛球捡起来,羽毛球在人的力的方向上发生移动,则人对羽毛球做了功,故D不符合题意。
故选C。
7. 小明的家住在三楼,每次从一楼爬到三楼,他克服重力做的功最接近于( )
A. 100J B. 500J C. 1000J D. 3000 J
【答案】D
【解析】
【详解】小明的体重约为 ,每层楼高3m,一楼到三楼高为,他克服重力做的功为
故选D。
8. 总功是300J,额外功是30J,则有用功和机械效率分别是
A. 270J,10% B. 330J,90%
C. 270J,90% D. 330J,10%
【答案】C
【解析】
【详解】有用功:
W有=W总−W额 =300J-30J=270J,
机械效率:
η= ==90%
故C正确.
9. 下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是( )
A. 做功快的机械,机械效率一定大 B. 功率大的机械,做功一定快
C. 机械效率高的机械,功率一定大 D. 做功多的机械,机械效率一定高
【答案】B
【解析】
【详解】A.功率就是描述物体做功快慢的物理量,机械效率是有用功与总功的比值,做功快,功率一定大,机械效率不一定大,故A错误;
B.功率就是描述物体做功快慢的物理量,功率大的机械,做功一定快说法正确;
C.由于机械效率是有用功与总功的比值,功率就是描述物体做功快慢的物理量,机械效率高,功率不一定大,故C错误;
D.由于机械效率是有用功与总功的比值,做功多,有用功占总功的比值不一定大,机械效率不一定高,所以D错误。
故选B。
10. 如图所示,杠杆每小格距离相等,每个钩码质量相等,杠杆处于平衡状态,现将左右两边钩码各取下一个,为使杠杆平衡,可以采取哪些措施( )
A. 将左边钩码向右移一小格
B. 将右边钩码向右移一小格
C. 将左边钩码向左移一小格,将右边钩码向右移一小格
D. 将左右两边的钩码同时都向右移一小格
【答案】B
【解析】
【详解】根据杠杆的平衡条件分析判断。设一个钩码重力为G,一个格的长度为L,根据杠杆平衡条件可得
A.将左边钩码向右移一小格则有,杠杆不能平衡,故A错误;
B.将右边钩码向右移一小格则有,杠杆能平衡,故B正确;
C.将左边钩码向左移一小格,将右边钩码向右移一小格,则有,杠杆不能平衡,故C错误;
D.将左右两边钩码同时向右移一小格,则有,杠杆不能平衡,故D错误。
故选B。
11. 踮脚是一项很好的有氧运动(如图),它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是( )
A. 脚后跟是支点,是省力杠杆
B. 脚后跟是支点,是费力杠杆
C. 脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆
D. 脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】如下图所示,踮脚时,脚掌与地面接触的地方是支点,小腿肌肉对脚的拉力向上,从图中可知动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故应选C。
12. 如图所示,有一轻质木板(质量可忽略不计)长为L、右端放一重为G的物块,并用竖直向上的力F拉着,左端可绕O点转动。当物块向左做匀速滑动时,木板始终在水平位置保持静止,则下列表示拉力F与物块运动时间t的关系图中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意知道
动力臂为
OA=L
杠杆受到物体的压力(阻力)
F′=G
阻力臂为OB,物块向左做匀速滑动,则阻力臂
因杠杆平衡,故有
即
则
因G、v、L为常数,所以拉力F与运动时间t是一次函数关系,当t增大时,F减小,变化关系为直线,故D正确,ABC错误。
故选D。
二、填空题(每空1分,共26分。)
13. 如图所示,小华正在做俯卧撑,可以将他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为他的重心,相关长度已在图中标明。已知他的质量为60kg,则图示时刻地面对双手的支持力F的力臂L1=_________m,此时地面对双手的支持力F=__________N。
【答案】 ①. 1.5 ②. 400
【解析】
【详解】[1]由图可知,支点到动力之间的垂直距离为力臂,因此F的力臂为
[2]物体的重力为
根据杠杆平衡条件可得
带入数据为
解得F=400N。
14. 生活中我们经常使用简单机械。
(1)文具盒的使用属于杠杆原理的应用,打开如图1的文具盒,将盒盖上翻过程中,文具盒的盒盖相当于_______(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
(2)如图2是家用手摇晾衣架,A、B两滑轮中属于动滑轮的是_________;若衣服和晾衣架的总重为120N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F=_________N,请你提出一种使用时提高手摇晾衣架机械效率的方法:__________。
(3)如图3所示,已知撬棒AD=1m,CD=BC=0.15m,若要撬动石头,则以点________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)为支点最省力。
【答案】 ①. 省力 ②. A ③. 30 ④. 在滑轮处加润滑油/减小晾衣架的重力/多挂衣服 ⑤. D
【解析】
【详解】(1)[1]打开文具盒,将盒盖上翻过程中,支点在一端,动力臂大于阻力臂,所以文具盒的盒盖相当于省力杠杆。
(2)[2]B滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,A滑轮的轴与物体一起运动,是动滑轮。
[3]由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=4,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力为
[4]提高手摇晾衣架机械效率的方法:增大提升的物重或减小晾衣架重等。
(3)[5]要使施加在撬棒A点的动力最小,应使动力臂L1最大;当以D为支点,在A点施加垂直AD向上的动力时,动力臂为
即动力臂为最大值,则动力为最小。
15. 举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1.8m后又在空中保持4s,则该运动员前2s的功率是________W,表示的物理意义是________;后4s的功率是_______W。
【答案】 ①. 1800 ②. 运动员每秒做功1800焦 ③. 0
【解析】
【详解】[1]举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1.8m后又在空中保持4s,则该运动员前2s的功率是
[2]该运动员前2s的功率是
表示的物理意义是运动员每秒做功1800焦。
[3]后4s杠铃在运动员的力的作用下没有发生移动,则此过程中运动员做功为0J,功率是0W。
16. 木块在大小为5N的水平拉力作用下10s内在水平面上沿拉力方向前进2m,拉力做功为_______J,功率为_______W,若木块重15N,在此过程中重力对木块做功为______J.
【答案】 ①. 10 ②. 1 ③. 0
【解析】
【详解】拉力做功:
W=Fs=5N×2m=10J;
拉力做功功率:
;
木块在水平方向上运动,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0J.
17. 用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m,拉力F为50N,此过程中有用功为________ J,滑轮组机械效率为________。
【答案】 ①. 170 ②. 85%
【解析】
【详解】[1]过程中有用功为
[2]滑轮组的股数为,则绳子自由端移动距离为
过程中总功为
则机械效率为
18. 跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图,描绘了小明同学目测跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。小明1min能完成的跳绳个数为_________,若小明的体重为500N,则他1min克服重力做功的功率为________W。
【答案】 ①. 150 ②. 75
【解析】
【详解】[1]由图得,完成1次跳绳经历的时间为0.4s,则小明1min能完成的跳绳个数为
[2]若小明的体重为500N,则他1min克服重力做功的功率为
19. 一位同学用棒挑着重物扛在肩上行走,如图所示,他胳膊所用的力_____物重(选填“大于”、“小于”或“等于”),要使胳膊所用的力减小些,可采用的办法是将重物_____肩膀(选填“远离”或“靠近”),或者是将手更加_____肩膀(选填“远离”或“靠近”).
【答案】 ①. 大于 ②. 靠近 ③. 远离
【解析】
【详解】由图可知,挑着重物的棒是杠杆,支点在肩上,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,所以动力大于阻力;
根据杠杆平衡条件,要使胳膊所用的力减小些,重物重力不变,可减小阻力臂,采用的办法是将重物靠近肩膀;也可增大动力臂,将手更加远离肩膀.
20. 某大桥设计车速为 60km/h,图 1 为该大桥的实景图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,可逐步抽象成图 2、图 3、图 4 所示的模型.
(1) 它用到了________(选填“杠杆”或“斜面”)知识.为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当_________(选填“增加”或“减小”)桥塔的高度.
(2) 若某汽车质量为 5×103kg,在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的 0.06 倍,则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为_________W.(g 取 10N/kg)
【答案】 ①. 杠杆 ②. 增加 ③. 5×104
【解析】
【详解】(1)图4所示的模型,可以看作是一个在力的作用下静止在水平位置的硬棒,结合杠杆的定义,即可知道它就是杠杆的模型.所以用到了杠杆的知识.由图可知,若增加塔桥的高度,增加了支点O到钢索的垂直距离,即增大了动力臂,根据公式,可以得到,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂越大,动力越小,即桥对钢索的拉力就越小.
(2)汽车受到的重力为=5×103kg×10N/kg=5×104N;汽车发动机的牵引力为F=f=0.06G=0.06×5×104N=3×103N;汽车行驶的速度为;汽车的功率为.
21. 如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,假设用一始终垂直于水泥板的拉力F抬水泥板,在水泥板抬起过程中F______(选填“变大”、“变小”或“不变”),接着用如图所示的两种方法,欲使其一端抬离地面,则F1______F2;如果两种方法都将水泥板拉至竖直位置,不计空气阻力等因素,两次拉力做功W1______W2(均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 ①. 变小 ②. = ③. >
【解析】
【详解】[1]用一始终垂直于水泥板的拉力F抬水泥板,在水泥板抬起过程中,水泥板的重力不变,重力方向始终竖直向下,所以水泥板所受阻力不变,阻力臂变小,由于拉力F始终垂直与水泥板,故动力臂不变,由杠杆的平衡条件可知,动力变小,即拉力F变小。
[2]两种方法抬起水泥板时的情况如图所示:
在上述两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以阻力臂都等于动力臂的二分之一;根据杠杆的平衡条件可知
所以两种方法所用的力相同,即F1=F2。
[3]拉力做功为克服水泥板重力做功,两种情况均将水泥板拉至竖直位置,由图可知h1>h2,则两次拉力做功
W1=Gh1>W2=Gh2
三、解答题(22题6分,23题6分,24题7分, 25题6分,26题3分,27题6分,28题8分, 29题8分。)
22.
(1)如图甲所示,用螺丝刀撬起图钉,请在图上画出螺丝刀受到图钉阻力F2的力臂L2;并画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图;
(2)如图乙所示,杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态,L1为F1的力臂.请在图中作出F2的力臂L2及力F1;
(3)如图丙所示,一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起来,请画出滑轮组的绕线。
【答案】
【解析】
【详解】(1)作力F2的力臂时,先延长力F2,即力的作用线,从支点O作力的作用线的垂线,支点O到垂足的距离就是力臂L2;过A点作最小力时,应连接OA,把OA当做力臂时此时力最小,过A作OA的垂线就是力的作用线,根据阻力方向确定过A点力方向斜向下,如图所示
(2)作力F2的力臂应从支点O作力F2所在直线的垂线,O到垂足的距离就是力臂如图;作力F1的方法是,过L1的最远端作L1的垂线,即F1的作用线,与杠杆相交的点即为力的作用点,如图所示
(3)一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起来,可以从人手处开始绕线,直至绕到固定点,如图所示
23. 小明和小红用下图甲所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件:
(1)实验前,应使甲图中的杠杆在____位置平衡,可以将杠杆右端的平衡螺母向____调;调平衡后,小明在乙图所示位置处挂上3个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端的_____点挂上2个钩码.
(2)如乙图,用弹簧测力计在M位置用力和转到N位置用力使杠杆在水平位置处于平衡,弹簧测力计的示数将会变________,这是因为____________.
(3)小明用调节好的杠杆进行了一次实验,所得数据如下表:
于是他得出了杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,请你对此作出评价:_______
【答案】 ①. 水平 ②. 左 ③. B ④. 变大 ⑤. 在阻力和阻力臂一定时,动力臂在减小,动力增大 ⑥. 实验次数太少不具有普遍性
【解析】
【详解】解答:(1)在做探究杠杆平衡条件的实验时,为了便于测量力臂,应让杠杆在水平位置保持平衡,图甲中杠杆左端上翘,应将平衡螺母向上翘的左端移动.由杠杆的平衡条件,F1L1=F2L2,3G2L=2GnL,解得n=3,B点与支点相距3个小格,故为B点;
(2)如下图分析可知:
弹簧测力计在M位置时,力臂是红色的线段;弹簧测力计在N位置时,力臂是绿色的线段.根据动力×动力臂=阻力×阻力臂,阻力和阻力臂都不变,动力臂变短,动力变大,故弹簧测力计示数变大.(3)只做一次实验得出实验结论,具有偶然性.为得出普遍性的结论有进行多次实验.
24. 某班同学进行登楼比赛,看谁做功快。甲乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中。
学生
实验序号
学生的质量(千克)
楼梯的高度(米)
登梯做的功(焦耳)
所用的时间(秒)
甲
1
50
3
1500
5
2
50
3
1500
8
乙
3
54
6
12
4
54
3
1620
5
(1)第3次实验乙同学做的功______J。分析比较实验次数______,可以得出的初步结论是:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快;
(2)分析比较实验次数1和2,可以得出的初步结论是______;
(3)分析比较实验次数2与3,若要比较甲乙两位同学做功的快慢,则可以比较______来确定哪位同学做功快。因此为了比较做功快慢,还应在表格中添加栏目是______;
(4)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的学生是______(选填“甲”或“乙”)。我们所学过的物理量中,类似于这种表示“快慢”的物理量有______(写出一个)。
【答案】 ①. 3240 ②. 1、4 ③. 做相同的功,所用时间越少的,做功越快 ④. 做的功与所用时间的比值
⑤. 功/时间 ⑥. 乙
⑦. 速度
【解析】
【详解】(1)[1]第3次实验乙同学做的功
W=Gh=mgh=54kg×10N/kg×6m=3240J
[2]要得出“当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快”的结论,就要做功时间相同而做的功不同,由图可知1与4做功时间相同而做功的多少是不同的。
(2)[3]分析比较实验次数1和2可知,做功是相同的,第一次做功时间短,做功快。因此可得出结论:做相同的功,所用时间越少的,做功越快。
(3)[4]分析比较实验次数2与3可知做功时间和做功的多少都是不同的,若要比较甲乙两为同学做功的快慢就要计算做的功与所用时间的比值,比值大的做功快。
[5]做功时间和做功的多少都不同时,要比较做功的快慢就要计算做的功与所用时间的比值,因此还应在表格中添加栏目是功/时间。
(4)[6]比较四次做功的快慢:乙同学3、4次做的功比甲1、2次每次做的功都多,而乙第4次所用的时间与甲第1次的时间最短,都是5s,在相等的时间做功多的做功快,可见,乙同学登楼做功比甲要快一些。
[7]在物理学中,类似于表示“快慢”的物理量有,我们用“速度”这一物理量来表示物体运动的快慢。
25. 小明用同一滑轮组做了3组实验,实验数据记录如下表:
实验序号
钩码重
动滑轮重
钩码上升距离
弹簧测力计示数
弹簧测力计上升距离
机械效率
①
2
0.8
5
1
15
66.7%
②
4
0.8
5
1.7
15
/
③
6
0.8
5
15
83.3%
(1)在实验操作中应该使钩码______上升;
(2)第②次测量时滑轮组的机械效率约为______(保留到0.1%);第③次测量时,弹簧测力计示数为______N,滑轮组的额外功是______J;
(3)分析①、②、③次实验数据可知,使用同一滑轮组时,______,滑轮组机械效率越高;
(4)以下情形导致机械效率结果偏大的是______。
A.加速拉动弹簧测力计
B.弹簧测力计读数错误,致使读数偏大
C.钩码有磨损,导致实际质量比标注质量小
D.弹簧测力计的指针在零刻线以下,未调零测量拉力
【答案】 ①. 匀速 ②. 78.4 ③. 2.4 ④. 0.06 ⑤. 提升的重物重力越大 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]在实验操作中为了使测力计示数稳定,应该使钩码匀速上升。
(2)[2]第②次测量时滑轮组的机械效率约为
[3]第③次测量时,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N。
[4]第③次测量时,有用功
W有′=G′h=6N×0.05m=0.3J
总功
W总=Fs=2.4N×0.15m=0.36J
额外功
W额=W总-W有=0.36J-0.3J=0.06J
(3)[5]由①、②、③次实验数据可得,使用同一滑轮组时,提升的重物重力越大,滑轮组机械效率越高。
(4)[6] A.加速拉动弹簧测力计,会使拉力偏大,当提升物体上升相同高度时,有用功不变,总功变大,因此机械效率变小,故A不符合题意;
B.弹簧测力计读数错误,致使读数偏大会使测得的拉力偏大,当提升物体上升相同高度时,有用功不变,总功变大,因此机械效率变小,故B不符合题意;
C.钩码有磨损,导致实际质量比标注质量小,拉动钩码时,测得的拉力偏小,当提升物体上升相同高度时,有用功不变,总功偏小,因此机械效率变大,故C符合题意;
D.弹簧测力计的指针在零刻线以下,未调零测量拉力,会使测得拉力偏大,当提升物体上升相同高度时,有用功不变,总功变大,因此机械效率变小,故D不符合题意。
故选C。
26. 同学们在体育课上做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面。如图所示,仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力。
(1)先将头向前抬起,可以减小______力臂。在平躺至坐起的过程中,肌肉所施加的动力变化情况是 ______;
(2)同学们可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变______的大小。
【答案】(1) ①. 阻 ②. 变小
(2)功率
【解析】
【小问1详解】
[1][2]先将头向前抬起,人的重心向右移动,可以减小阻力臂;在平躺至坐起的过程中,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力会变小。
【小问2详解】
做仰卧起坐时,每次所做的功相同,同学们可以改变仰卧起坐的快慢,则做功的功率发生了改变,所以其实质是改变功率的大小。
27. 如图所示为我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时1min到达农田,行驶过程中受到阻力为500N。进入到农田进行深耕的过程中,拖拉机发动机的功率为50kW,连续工作了2h。请通过计算回答:
(1)在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度是多少?
(2)在平直公路上行驶过程中,发动机的牵引力做功是多少?
(3)进入到农田深耕的过程中,发动机做的功是多少?
【答案】(1)10m/s
(2)3×105J (3)3.6×108J
【解析】
【小问1详解】
已知该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时1min到达农田,则拖拉机的速度为
【小问2详解】
拖拉机匀速直线运动,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,则牵引力为
发动机的牵引力做的功是
【小问3详解】
进入到农田深耕的过程中,拖拉机发动机的功率为50kW,连续工作了2h,发动机做的功是
28. 合理利用机械有助于我们在生产中提高工作效率。某建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组提升物料。在10s内将重为810N的物料匀速提高了3m,此时机械效率为90%问:
(1)有用功是多少?
(2)总功是多少?
(3)绳端受到的拉力F为多少?
(4)拉力F做功的功率是多少?
【答案】(1)2430J
(2)2700J (3)300N
(4)270W
【解析】
【小问1详解】
有用功是
【小问2详解】
由得,总功是
【小问3详解】
滑轮组
拉力移动的距离为
由得,绳端受到的拉力F为
【小问4详解】
拉力F做功的功率是
29. 斜面在工农业生产中有着广泛的应用,如图所示,小丽在研究斜面机械效率时,用100N的力将重量为250N的物体,沿斜面从底部推到高为1m的顶端,斜面长为4m。求:
(1)她做的有用功是多少?
(2)她做的总功是多少?
(3)斜面的机械效率是多少?
(4)斜面对物体摩擦力是多少?
【答案】(1)250J
(2)400J (3)62.5%
(4)37.5N
【解析】
【小问1详解】
她做的有用功是
【小问2详解】
她做的总功是
【小问3详解】
斜面的机械效率是
【小问4详解】
克服摩擦力做的额外功为
斜面对物体摩擦力是
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九年级阶段性物理课堂练习
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分, 每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。)
1. 如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是( )
A. 托盘天平 B. 核桃夹
C. 筷子 D. 开瓶扳手
2. 如图所示,小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗,图中顶端的定滑轮的作用是( )
A. 既省力,也改变施力的方向
B. 省力,但不改变施力的方向
C. 不省力,但改变施力的方向
D. 既不省力,也不改变施力的方向
3. 将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上,对物理课本所做的功最接近( )
A. 0.02J B. 0.2J C. 2J D. 20J
4. 甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示,则从图象可以判断( )
A. 甲比乙做功快 B. 甲比乙做功慢
C. 甲比乙做功多 D. 甲比乙做功少
5. 下列说法中正确的是( )
A. 用水桶从井中提水的时候,对桶做的功是有用功
B. 用水桶从井中提水的时候,对水做的功是总功
C. 桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,对桶做的功是有用功
D. 桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
6. 下列情形中,人对物体没有做功的是( )
A. 将实心球抛向空中
B. 将弹簧拉力器拉长
C. 足球在草地上滚动
D. 把掉在地上的羽毛球捡起来
7. 小明的家住在三楼,每次从一楼爬到三楼,他克服重力做的功最接近于( )
A. 100J B. 500J C. 1000J D. 3000 J
8. 总功是300J,额外功是30J,则有用功和机械效率分别是
A. 270J,10% B. 330J,90%
C. 270J,90% D. 330J,10%
9. 下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是( )
A. 做功快的机械,机械效率一定大 B. 功率大的机械,做功一定快
C. 机械效率高的机械,功率一定大 D. 做功多的机械,机械效率一定高
10. 如图所示,杠杆每小格距离相等,每个钩码质量相等,杠杆处于平衡状态,现将左右两边钩码各取下一个,为使杠杆平衡,可以采取哪些措施( )
A. 将左边钩码向右移一小格
B. 将右边钩码向右移一小格
C. 将左边钩码向左移一小格,将右边钩码向右移一小格
D. 将左右两边的钩码同时都向右移一小格
11. 踮脚是一项很好的有氧运动(如图),它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是( )
A. 脚后跟是支点,是省力杠杆
B. 脚后跟是支点,是费力杠杆
C. 脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆
D. 脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆
12. 如图所示,有一轻质木板(质量可忽略不计)长为L、右端放一重为G的物块,并用竖直向上的力F拉着,左端可绕O点转动。当物块向左做匀速滑动时,木板始终在水平位置保持静止,则下列表示拉力F与物块运动时间t的关系图中,正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(每空1分,共26分。)
13. 如图所示,小华正在做俯卧撑,可以将他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为他的重心,相关长度已在图中标明。已知他的质量为60kg,则图示时刻地面对双手的支持力F的力臂L1=_________m,此时地面对双手的支持力F=__________N。
14. 生活中我们经常使用简单机械。
(1)文具盒的使用属于杠杆原理的应用,打开如图1的文具盒,将盒盖上翻过程中,文具盒的盒盖相当于_______(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
(2)如图2是家用手摇晾衣架,A、B两滑轮中属于动滑轮的是_________;若衣服和晾衣架的总重为120N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F=_________N,请你提出一种使用时提高手摇晾衣架机械效率的方法:__________。
(3)如图3所示,已知撬棒AD=1m,CD=BC=0.15m,若要撬动石头,则以点________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)为支点最省力。
15. 举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1.8m后又在空中保持4s,则该运动员前2s的功率是________W,表示的物理意义是________;后4s的功率是_______W。
16. 木块在大小为5N的水平拉力作用下10s内在水平面上沿拉力方向前进2m,拉力做功为_______J,功率为_______W,若木块重15N,在此过程中重力对木块做功为______J.
17. 用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m,拉力F为50N,此过程中有用功为________ J,滑轮组机械效率为________。
18. 跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图,描绘了小明同学目测跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。小明1min能完成的跳绳个数为_________,若小明的体重为500N,则他1min克服重力做功的功率为________W。
19. 一位同学用棒挑着重物扛在肩上行走,如图所示,他胳膊所用的力_____物重(选填“大于”、“小于”或“等于”),要使胳膊所用的力减小些,可采用的办法是将重物_____肩膀(选填“远离”或“靠近”),或者是将手更加_____肩膀(选填“远离”或“靠近”).
20. 某大桥设计车速为 60km/h,图 1 为该大桥的实景图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,可逐步抽象成图 2、图 3、图 4 所示的模型.
(1) 它用到了________(选填“杠杆”或“斜面”)知识.为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当_________(选填“增加”或“减小”)桥塔的高度.
(2) 若某汽车质量为 5×103kg,在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的 0.06 倍,则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为_________W.(g 取 10N/kg)
21. 如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,假设用一始终垂直于水泥板的拉力F抬水泥板,在水泥板抬起过程中F______(选填“变大”、“变小”或“不变”),接着用如图所示的两种方法,欲使其一端抬离地面,则F1______F2;如果两种方法都将水泥板拉至竖直位置,不计空气阻力等因素,两次拉力做功W1______W2(均选填“>”、“=”或“<”)。
三、解答题(22题6分,23题6分,24题7分, 25题6分,26题3分,27题6分,28题8分, 29题8分。)
22.
(1)如图甲所示,用螺丝刀撬起图钉,请在图上画出螺丝刀受到图钉阻力F2的力臂L2;并画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图;
(2)如图乙所示,杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态,L1为F1的力臂.请在图中作出F2的力臂L2及力F1;
(3)如图丙所示,一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起来,请画出滑轮组的绕线。
23. 小明和小红用下图甲所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件:
(1)实验前,应使甲图中的杠杆在____位置平衡,可以将杠杆右端的平衡螺母向____调;调平衡后,小明在乙图所示位置处挂上3个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端的_____点挂上2个钩码.
(2)如乙图,用弹簧测力计在M位置用力和转到N位置用力使杠杆在水平位置处于平衡,弹簧测力计的示数将会变________,这是因为____________.
(3)小明用调节好的杠杆进行了一次实验,所得数据如下表:
于是他得出了杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,请你对此作出评价:_______
24. 某班同学进行登楼比赛,看谁做功快。甲乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中。
学生
实验序号
学生的质量(千克)
楼梯的高度(米)
登梯做的功(焦耳)
所用的时间(秒)
甲
1
50
3
1500
5
2
50
3
1500
8
乙
3
54
6
12
4
54
3
1620
5
(1)第3次实验乙同学做的功______J。分析比较实验次数______,可以得出的初步结论是:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快;
(2)分析比较实验次数1和2,可以得出的初步结论是______;
(3)分析比较实验次数2与3,若要比较甲乙两位同学做功的快慢,则可以比较______来确定哪位同学做功快。因此为了比较做功快慢,还应在表格中添加栏目是______;
(4)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的学生是______(选填“甲”或“乙”)。我们所学过的物理量中,类似于这种表示“快慢”的物理量有______(写出一个)。
25. 小明用同一滑轮组做了3组实验,实验数据记录如下表:
实验序号
钩码重
动滑轮重
钩码上升距离
弹簧测力计示数
弹簧测力计上升距离
机械效率
①
2
0.8
5
1
15
66.7%
②
4
0.8
5
1.7
15
/
③
6
0.8
5
15
83.3%
(1)在实验操作中应该使钩码______上升;
(2)第②次测量时滑轮组的机械效率约为______(保留到0.1%);第③次测量时,弹簧测力计示数为______N,滑轮组的额外功是______J;
(3)分析①、②、③次实验数据可知,使用同一滑轮组时,______,滑轮组机械效率越高;
(4)以下情形导致机械效率结果偏大的是______。
A.加速拉动弹簧测力计
B.弹簧测力计读数错误,致使读数偏大
C.钩码有磨损,导致实际质量比标注质量小
D.弹簧测力计的指针在零刻线以下,未调零测量拉力
26. 同学们在体育课上做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面。如图所示,仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力。
(1)先将头向前抬起,可以减小______力臂。在平躺至坐起的过程中,肌肉所施加的动力变化情况是 ______;
(2)同学们可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变______的大小。
27. 如图所示为我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时1min到达农田,行驶过程中受到阻力为500N。进入到农田进行深耕的过程中,拖拉机发动机的功率为50kW,连续工作了2h。请通过计算回答:
(1)在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度是多少?
(2)在平直公路上行驶过程中,发动机的牵引力做功是多少?
(3)进入到农田深耕的过程中,发动机做的功是多少?
28. 合理利用机械有助于我们在生产中提高工作效率。某建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组提升物料。在10s内将重为810N的物料匀速提高了3m,此时机械效率为90%问:
(1)有用功是多少?
(2)总功是多少?
(3)绳端受到的拉力F为多少?
(4)拉力F做功的功率是多少?
29. 斜面在工农业生产中有着广泛的应用,如图所示,小丽在研究斜面机械效率时,用100N的力将重量为250N的物体,沿斜面从底部推到高为1m的顶端,斜面长为4m。求:
(1)她做的有用功是多少?
(2)她做的总功是多少?
(3)斜面的机械效率是多少?
(4)斜面对物体摩擦力是多少?
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