第十一章　简单机械和功 整合拔尖--2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

姓名_________ 日期______ 等第______ 1 学科网（北京）股份有限公司 第十一章　简单机械和功 整合拔尖 【高频考点突破】 考点一 杠杆问题的分析与求解 1 . 小亮将杆秤改造成了图所示的“密度秤”。AOB可视为轻质杠杆，O为支点，边长为10cm的正方体M通过轻质细线悬挂于A点，AO的距离为10cm，重为5N的秤砣Q通过轻质细线悬挂在杠杆上。当M浸没在不同液体中，移动Q使得杠杆水平平衡时，在Q悬挂的位置标上相应液体的密度。小亮通过实验，将距O点80cm的B点标记为了“0”。不计支点处的摩擦，不考虑吸附液体等次要因素，下列说法正确的是（　　） A．悬挂着的物体M所受重力为4N B．该密度秤的测量范围为0-4g/cm3 C．若将M切去一半，测量范围不变 D．该密度秤的刻度分布是不均匀的 2 . 杆秤作为华夏国粹，曾是商品流通中的主要度量工具，它的原理和制作工艺无一不渗透着中国古代人民的智慧。如图是杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣改变其在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量为10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．秤砣的质量为0.4kg B．称2kg的荔枝，应提起C秤纽，秤砣移到离C秤纽20cm处 C．距离C点12.5cm，有两个刻度，分别为1kg和3.1kg D．若选用秤杆粗细不一致，所标记的刻度仍是均匀的 3. 如图所示，小明坐在座椅上，伸小腿时，小腿绕膝关节上固定点O转动，股四头肌群收缩提供动力F1。 （1） 请在图中画出动力臂l1。 （2） 小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力臂的变化情况是_______，动力的变化情况是_______。（变大/不变/变小） 4. 学习小组利用下列器材制作了一个测量液体密度的工具——密度秤。所用器材如下：长度为0.6m的轻杆、容积V＝1×10－4m3的空桶、重力G＝2N的秤砣、刻度尺、细线若干。制作时先将空桶悬挂于杆的端点A处，手提O处提纽，移动秤砣至B点时，轻杆恰好处于平衡状态（如图），用刻度尺量出OA的长度为0.1m，OB的长度为0.2m。接着，根据推导出的关系式，即可在轻杆上不同位置处标注相应的密度值，完成密度秤的制作。进行液体密度测量时，在空桶中装满待测液体，手提O处提纽，移动秤砣使杆水平平衡，此时读取秤砣所挂位置的密度值即为待测液体的密度。（g取10N/kg） （1） 根据推导可得，待测液体的密度ρ与秤砣所挂位置到B点的距离L的函数关系式为_________ ______。 （2） 该秤上标注零刻度线的位置到A端的距离为______m，该秤的最大测量值为__________kg/m3。 （3） 在标上刻度值后，用水对该密度秤进行准确度检验，请写出检验方法：__________________ __________________________________。 （4） 下列几种改进方案中，能提高密度秤测量精度的是________（多选，填字母）。 A. 换用重力更小的秤砣 B. 换用质量不变、容积更大的空桶 C. 减小提纽位置与A端之间的距离 D. 换用容积不变、质量更小的空桶 考点二 滑轮组受力情况的分析与求解 5. 如图所示，质量为50kg的人站在质量为30kg的吊篮内，他至少用________N的拉力拉住绳子才能使自己和吊篮在空中保持静止。（g取10N/kg，不计滑轮重和摩擦） 6. 如图所示为由三个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，下方悬挂重为G的物体，每个滑轮的重力均为G1，不计绳重及摩擦，物体静止，则绳端的拉力F为（　　） 考点三 功和功率问题的分析与求解 7. 如图所示为一款新型智能航拍无人机，机身总质量为2kg，小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m，无人机在上升过程中需要克服重力做功________J，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为________W。（g取10N/kg） 8. 某工地上，工人用起重机将重为1.2×104N的施工材料匀速吊上6m高的工作台，用了10s。施工材料上升的速度是_______m/s；起重机对施工材料做功为__________J，做功的功率是________W。 9. 一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段泥泞路面，若汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（　　） 10. 一辆汽车沿直线通过两段平直路面，已知后一段路面比前一段路面更粗糙，汽车始终保持匀速直线行驶。下列描述汽车行驶过程中发动机的功率P随时间t、克服阻力做功W随运动路程s的变化关系图像中，可能正确的是（　　） 考点四 利用滑轮组做功问题的分析与求解 11. 如图甲所示，小明利用滑轮组提升不同的重物，重为500N的小明的最大臂力为600N，动滑轮重100N，绳子能承受的最大拉力为800N。随着重物的重力从某一值增加到最大，小明绘制了滑轮组 的机械效率η与物重G的关系图像，如图乙所示，则A、B两点对应的机械效率分别为ηA＝______、ηB ＝______。（不计绳重及滑轮与轴间的摩擦） 12. 质量为60kg的工人用图甲的滑轮组在1min内将货物匀速提升了6m，绳端拉力为400N，机械效率随所提货物重力的变化关系如图乙所示，此时工人拉力的功率为_______W，动滑轮的重力为_____ ____N，工人提升货物的最大机械效率为______％。（摩擦和绳重均不计，绳不会被拉断，g取10N/kg） 【综合素能提升】 1. 如图所示为使用汽车打捞水下重物的示意图，在把重物从水底拉到井口的过程中，汽车以恒定的速度向右运动，不计水的阻力和滑轮的摩擦，水面高度变化忽略不计，四名同学画出了汽车功率P随时间t变化的图像，其中正确的是（　　） 2. 如图所示，斜面的长为高的4倍，物体恰能在斜面上匀速下滑，下滑一段距离的过程中，该物体的重力做的功和克服阻力做的功相等。若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面，则斜面的机械效率为（　　） A. 20％ B. 25％ C. 50％ D. 75％ 3. 明代宋应星在《天工开物》中记载的用于农业生产的汲水装置——辘轳沿用至今。如图甲所示为一种辘轳，它由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并使井绳缠绕起来，提起水桶。 （1） 如图甲所示的辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照________（省力/费力）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是______（A/B/C）点。 （2） 设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功________J；若要使辘轳静止在如图乙所示的位置，作用在C点的最小的力应为________N。（不计井绳的粗细和自重） （3） 如图丙所示的水龙头开关的设计也运用了同样的原理，为了更省力，开关应选用______（①/②）。 4. 某实验小组利用如图所示的实验装置来探究杠杆的机械效率：OB为粗细均匀、质量分布均匀的杠杆，C为OB的中点，OA＝OB/3，在A点用轻质绳悬挂总重为6N的钩码，在B点用轻质绳竖直悬挂弹簧测力计；竖直向上拉动弹簧测力计使其缓慢匀速上升0.2m（保持O点的位置不变），在此过程中弹簧测力计的示数始终为2.4N。则杠杆的机械效率为________，杠杆的重力为________N。若将弹簧测力计由B点移到D点，仍将钩码提升至刚才的高度，则弹簧测力计的示数将________（变大/不变/变小），此时的机械效率将________（变大/不变/变小）。 5. 如图所示，有一重为200N、底面积为0.4m2的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重为1000N的水，上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动。现在OA的中点B处悬挂一滑轮组，已知每个滑轮重为20N，滑轮组上悬挂着重为300N的重物甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，求：（忽略重物带出的水，ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg） （1） 当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强。 （2） 重物甲浸没在水中时所受的浮力。 （3） 假设滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO＝30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA＝620N，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 参考答案 【高频考点突破】 1、B；2、B； 3、如图所示；变大；变大；　 4、ρ＝2L×104kg/m4；0.3；6×103；将空桶装满水，再将秤砣移至B点右侧0.05m处，若轻杆平衡，则刻度准确；AB； 5、200； 6、D； 7、960；12； 8、0.6；7.2×104；7.2×103； 9、D； 10、B； 11、75％；90％； 12、120；200；88.9； 【综合素能提升】 1、C； 2、C； 3、省力；B；90；30；①； 4、83.3％；0.8；变大；不变； 5、（1）3000Pa；（2）200N；（3）如图所示，95％ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$