第11章简单机械和功章节练习（提优练）-- ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

第11章节简单机械和功章节练习 知识点题型分布： 考点1：杠杠的相关内容 考点2：滑轮的相关内容 考点3：功的相关定义和计算 考点4：功率的相关定义和计算 考点5：机械效率的相关内容 1、 选择题 1．（23-24八年级下·山东烟台·期末）下列关于物理量的单位对应关系不正确的是（　　） A．1Pa= B．1J= C．1kW=1000J D．1W= 2．（2023·天津西青·模拟预测）如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（　　） A．剪铁丝的手钳 B．自行车的刹车 C．剪头发的剪刀 D．起瓶盖的起子 3．（23-24八年级下·全国·课后作业）如图所示，用大小为F的拉力将重物G提升到一定的高度h，绳子自由端移动的长度为S，两个滑轮的重力均为G0， 不计绳与滑轮之间的摩擦，则下列说法不正确的是 A．S=3h     B．滑轮组的机械效率η= C．F=（G+2G0） D．拉力F做的功为W=3Fh 4．（23-24八年级·上海·假期作业）如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（　　） A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大 5．（24-25九年级下·山东临沂·开学考试）关于做功，下列叙述中正确的是（　　） A．举重运动员举着杠铃不动，举力做了功 B．起重机吊着货物沿水平方向匀速移动了一段距离，向上的拉力做了功 C．重物竖直下落，重力做了功 D．小球在水平面上滚动，重力做了功 6．（23-24八年级下·湖北武汉·阶段练习）如图所示的几个情景，下列说法正确的是（　　）    A．甲中，忽略一切阻力，小球从A到B点过程中，绳子对小球做了功 B．乙中，小红用力搬石块，但没有搬动，小红对石块做了功 C．丙中，小明拉着小车向前运动了一段距离，绳的拉力对小车做了功 D．丁中，小红穿着旱冰鞋推墙，在小红离开墙壁后退的过程中，墙壁对小红做了功 2、 填空题 7．（23-24八年级下·广东深圳·期末）物理学家瓦特，他的名字被命名为 的单位，物理学家 的名字被命名为压强的单位。 8．（23-24八年级下·贵州遵义·期末）如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平面以2m/s的速度做匀速直线运动，此时物体A所受的摩擦力是20N，如果滑轮、绳子所受重力及滑轮与轴的摩擦均不计，则拉力F的大小为 N；拉力F做功的功率为 W。 9．（23-24八年级下·上海长宁·阶段练习）小红拉着拉杆式书包在水平地面上前进，如图所示，书包底部的小轮与地面间的摩擦为 摩擦；当拉杆式书包水平放置地面时，拉杆可看做杠杆，且动力臂是阻力臂的5倍，若书包重为60牛，则小红在把手上用力向上提起时的拉力为 牛。 10．（23-24八年级下·湖南益阳·期末）如图是搬运砖的独轮车，当工人用力向上抬起车把时，独轮车相当于一个 杠杆（选填“省力”或“等臂”或“费力”）。若车体和砖所受的总重力为660N，独轮车的有关尺寸如图所示，则工人将车把匀速抬起时手对车把向上的拉力 N，手向 （选填“左”或“右”）移动一些，抬起车把会费力些。 11．（23-24九年级上·江苏泰州·期末）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m；图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图；若绳重和摩擦力不计，则动滑轮为 N，图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，该物理量大小为 ；该滑轮组提升此重物时的机械效率为 。 12．（23-24八年级下·安徽宣城·期末）如图所示，一轻杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30°的力F，此时轻杆水平平衡。若重物质量m=3kg，BO=3AO，g取10N/kg。则力F的大小为 N；若将图中拉力F沿顺时针缓慢转过90°，轻杆始终水平平衡，则拉力F （选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变小后变大”、“先变大后变小”）。 13．（22-23八年级下·吉林白山·期末）如图甲所示的是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住C点打开该夹子时，可把B点看作支点，此时夹子可近似看作 （填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。如图乙所示，螺纹 （填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。    14．（2023·江西上饶·模拟预测）如图所示，这是《吕氏春秋察今》中记载的“刻舟求剑”的故事，当中有这样的文句：“舟已行矣，而剑不行，求剑若此，不亦惑乎！”文中对舟和剑的运动状态的描述，所选择的共同参照物是 （选“剑”、“舟”或“江岸”）。船夫手中的船桨是 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 3、 解答题 15．（2022·广东江门·一模）如图所示，重力不计的杠杆OAB，可绕O点在竖直平面内转动。请在图中画出使杠杆保持平衡的最小动力F的示意图。 16．（2023·辽宁大连·二模）如图是用杠杆提升重物的装置。请画出重物重力G的示意图，并画出拉力F对转轴O的力臂l。 17．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）小潜在探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关时，提出了以下猜想： A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关； B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角度有关。 为了解决以上问题，小潜与几位同学一起用如图所示的装置。 进行了多次实验探究，记录部分实验数据如表： 实验次数 斜面倾角θ 物块重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 斜面的机械效率η 1 30° 5.00 0.6 4.17 1.2 3.0 5.0 60% 2 30° 3.00 0.6 2.50 1.2 1.8 3.0 60% 3 45° 3.00 0.8 2.80 1.2 2.4 3.4 71% （1）在实验操作过程中，应平行于斜面向上 拉动物块； （2）分析实验1、2的数据，可以得出的结论：对于同一斜面， ； （3）分析实验2、3的数据，可验证小潜的猜想 （填写字母）是 （选填“正确”或“错误”）的； （4）实验时要使木板的机械效率变大，应该把木板下面的木块A向 移动。 18．（2023·山东济宁·三模）建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.2% 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的；    （3）通过比较1与 （填实验次数的序号）两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； （4）通过比较 （填实验次数的序号）两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低； （5）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你认为以下措施不可行的是 。 A．减轻动滑轮重  B．增加所提物体重  C．给机械加润滑油  D．增加重物上升高度 19．（23-24九年级上·广西柳州·阶段练习）如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，所用的时间为40s，所用的拉力为400N，求： (1)拉力所做的总功为多少？ (2)此滑轮组的机械效率为多少？ 20．（2023·上海虹口·二模）重为500牛的小王参加一年一度的东方明珠登高比赛，若他从底楼出发到达300米高的终点，用时600秒。求： (1)小王比赛时克服重力所做的功W； (2)小王登高比赛的功率P。 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 答案解析： 1．C 【详解】A．压强公式为可得出压强单位是N/m2，用Pa取代N/m2，所以，故A正确； B．功的公式为可得出功的单位是，用J取代，所以，故B正确； C．kW是功率的单位，J是功的单位，，故C错误； D．功率的公式可得出功率单位是J/s，用W取代，所以，故D正确。 故选C。 2．C 【详解】A．剪铁丝的手钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误； B．自行车的刹车闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误； C．剪头发的剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确； D．起瓶盖的起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。 故选C。 3．C 【分析】（1）知道绳子的股数和重物上升的高度可求出绳子自由端移动的距离； （2）知道物重、动滑轮重及上升的高度，分别求出有用功和额外功，根据η＝，滑轮组的机械效率； （3）知道绳子的股数、物重和动滑轮重可求出拉力F的大小； （4）根据公式W＝Fs可求拉力F做的总功． 【详解】A. 由图可知，承担重物绳子的股数n＝3，所以绳子自由端移动的长度为s＝nh＝3h，故A正确；B. 滑轮组的机械效率η＝故B正确； C. 拉力F＝(G+G0)＝(G+G0)，故C不正确；D. 拉力F做的功W＝Fs＝Fnh＝3Fh，故D正确． 故选C. 4．C 【详解】过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得 l1＞l 2＞l 3 根据杠杆平衡条件可知，用动滑轮拉同一重物G，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是 F1＜F2＜F3 故选C。 5．C 【详解】A．举重运动员举着杠铃不动，有力无距离，不做功，故A错误； B．起重机吊着货物沿水平方向匀速移动了一段距离，有力有距离，但力和移动的方向是垂直的，不做功，故B错误； C．重物竖直下落，重力是竖直方向上，并且在竖直方向移动了距离，故重力做了功，故C正确； D．小球在水平面上滚动，有力有距离，但力和移动的方向是垂直的，不做功，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．甲中小球从A到B点过程中，绳子对小球的拉力与小球移动的距离一直是垂直关系，即小球在拉力方向没有发生距离，所以绳子对小球没有做功，故A错误； B．乙中小红用力搬石块，但没有搬动，由于石块在力的方向上没有发生距离，所以小红对石块没有做功，故B错误； C．丙中小明拉着小车向前运动了一段距离，由于小车在拉力方向上发生了距离，所以绳的拉力对小车做了功，故C正确； D．丁中小红穿着旱冰鞋推墙，在小红离开墙壁后退的过程中，墙壁没有对小红施加力的作用，所以墙壁对小红没有做功，故D错误。 故选C。 7． 功率 帕斯卡 【详解】[1][2]为了纪念物理学家，人们常用他们的名字命名为物理量的单位，物理学家瓦特，他的名字被命名为功率的单位，物理学家帕斯卡名字被命名为压强的单位。 8． 10 40 【详解】[1]由图知，动滑轮上的绳子段数n=2，因为物体匀速直线运动，所以动滑轮对物体的拉力 F拉=f=20N 因为滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，所以水平拉力 [2]物体移动的速度v物=2m/s，则拉力移动的速度 v=nv物=2×2m/s=4m/s 拉力的功率 9． 滚动 12 【详解】[1]箱底的小轮在地面上滚动，所以它与地面之间的摩擦是滚动摩擦。 [2]已知，动力臂是阻力臂的5倍，书包重为60牛，即l1:l2=5:1，根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，可得 10． 省力 180 左 【详解】[1]当工人用力向上抬起车把时，动力臂大于阻力臂，独轮车相当于一个省力杠杆。 [2]由杠杆平衡条件可得，工人将车把匀速抬起时手对车把向上的拉力 解得 [3]由杠杆平衡条件可知，阻力与阻力臂一定时，手向左移动一定距离，动力臂减小，动力将变大，所以会费力一点。 11． 45 总功 150J 70% 【详解】[1]由图可知，滑轮组由三段绳子承担总重，拉力的大小为50N，已知物体的重力为105N；绳重和摩擦力不计，所以 解得 [2][3]纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示绳端移动的距离，大小为3m，所以阴影部分表示力所做的总功，则 [4]设物体提升的高度为h，则滑轮组的机械效率 12． 20 先变小后变大 【详解】[1]反向延长力F的作用线，过支点O作力F作用线的垂线即为F的力臀L1因为右端施加一个与水平方向成30°的力F，则由几何知识可知 。物体重力 由杠杆平衡条件得 即 代入数据得 解得F=20N。 [2] 若将图中拉力F沿顺时针缓慢转过90°，拉力F的力臂先变大后变小，由杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变时，拉力F先变小后变大。 13． 等臂 密 【详解】[1]图中的燕尾夹，支点是B点，动力臂是BC，阻力臂是AB，，即动力臂等于阻力臂，该杠杆属于等臂杠杆。 [2]螺丝钉的螺纹属于斜面，螺纹越密，即越费距离，就会越省力。 14． 江岸 费力 【详解】[1]舟已行矣，而剑不行，意思是舟已经向前行驶了，但剑没有行进，即舟是运动的，剑是静止的。以江岸为参照物，舟相对于江岸的位置发生变化，是运动的，以江岸为参照物，剑相对于江岸的位置没有发生变化，是静止的，所以均以江岸为参照物。 [2]划船用的桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 15． 【详解】由图知道，线段OB是最大的动力臂l，此时力F最小，过B点作线段OB的垂线即可作出动力F，方向斜向上，如下图 16． 【详解】物体的重心在物体的几何中心，过物体的重心作竖直向下的力，即重力；过支点O作F作用线的垂线段，即力臂l，如图所示： 17． 匀速 机械效率与物块的重力无关 B 正确 左 【详解】（1）[1]拉力克服斜面的摩擦力做功，只有物体做匀速直线运动时，根据二力平衡的知识，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小，所以，需要匀速直线拉动弹簧测力计。 （2）[2]分析实验1、2的数据，斜面倾斜程度相同，物体的重力变大，斜面机械效率不变，可见，对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力大小无关。 （3）[3][4]分析实验2、3的数据，物体的重力相同，斜面的倾斜程度变大，斜面机械效率变大，可见，对于同一斜面，机械效率与斜面的倾斜程度有关，可验证小潜的猜想B是正确。 （4）[5]根据实验结论可知，倾角越大、机械效率越高，实验时，要使木板的机械效率变大，应该把木板下面的木块A向左移动。 18． 匀速 丙 3 3、4 D 【详解】（1）[1]由力的平衡条件可知，实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小。 （2）[2]由表格数据可知，第4次实验钩码上升高度为0.1m，绳端移动距离为0.5m，则承担物重的绳子股数为5；由甲、乙、丙图可知，丙图滑轮组承担物重的绳子股数为5，符合题意，故第4次实验是用丙图所示装置来完成的。 （3）[3]由题意可知，实验结论是：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高，则应控制两组实验钩码上升的高度相同，绳端移动的距离相同，钩码的个数不同，实验序号1、3符合题意。 （4）[4]比较实验序号3、4，两组实验钩码重相同，实验序号3承担物重的绳子股数为3，实验序号4承担物重的绳子股数为5，两组实验动滑轮的个数不一样，动滑轮的重力不同。实验序号4动滑轮的重力更大，机械效率更低，说明不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。 （5）[5]由实验序号3、4数据可知，可以通过减轻动滑轮重来提高滑轮组的机械效率；由实验序号1、3数据可知，可以通过增加所提物体重来提高滑轮组的机械效率；也可以减小滑轮组的摩擦，从而减小额外功来提高滑轮组的机械效率，比如给机械加润滑油；由实验序号1、2可知，当其他条件相同时，仅增加重物上升高度，滑轮组的机械效率不变，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 19．(1)1600J (2)75% 【详解】（1）由图知n＝2，则拉力移动的距离为物体提升高度的两倍，故拉力所做的总功为 W总＝Fs＝400N×4m＝1600J （2）有用功为 W有＝Gh＝600N×2m＝1200J 故此滑轮组的机械效率为 20．(1) (2) 【详解】（1）小王比赛时克服重力所做的功为 （2）小王登高比赛的功率为 $$