第十一章 简单机械和功-2025-2026学年物理苏科版（2024）九年级上册

第十一章 简单机械和功 本章复习 2025-2026学年物理苏科版（2024）九年级上册 一、单项选择题 1．如图所示，以下器具在使用时属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．钢丝钳 D．镊子 2．工人用如图的装置运送砂石(忽略绳重、动滑轮重、摩擦)．下列说法正确的是(　　) A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小 B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆 C．绳子自由端下拉1 m，桶上升2 m D．质量为55 kg的工人利用该滑轮组能提起120 kg 的砂石 3．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（　　） A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W 4．如图所示，一位重400N的中学生向上提着一个重40N的箱子沿教学大楼的楼梯从一楼匀速登上三楼，该过程中他向上提着箱子的力做功最接近的是（　　） A．24J B．240J C．2400J D．24000J 5．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.08g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 6．如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长)；物体B静止在地面上，受到水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是( ) A．物体A受到的摩擦力为10N B．拉力F的功率为1.5W C．滑轮组的机械效率为80％ D．拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动 7．如图所示，固定的斜面长s=2m，高h=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 8．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度。若用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率，、表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（　　） A．， B．， C．， D．， 9．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为2400J B．工人拉力的功率为60W C．此过程中该装置的机械效率约为88% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 10．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，取。下列说法中（　　） ①滑轮组的机械效率为②汽车受到的摩擦力为 ③汽车牵引力在4s内做的功为④汽车牵引力的功率为 A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 二、填空题 11．小明用20 N的水平推力，将重为150 N的购物车沿水平地面向前推动了5 m，用时4s，在此过程中，推力对购物车做功　 　J， 推力对购物车做功功率　 　w。 12．博物馆门口旁边设有便于轮椅通行的斜坡，斜坡地砖上密布着细小的凹槽，这是为了增大 　 　 力；斜坡的坡度要设计小一些，目的是使推轮椅上坡时更 　 　 （选填“省力”或“省功”）。 13．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。 14．如图所示，物体重为20N，某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m，则绳子自由端移动的速度为　 　m/s，拉力做功的功率为　 　W。（不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦） 15． 塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用的拉力，将的重物在内竖直匀速提升，则拉力的功率为　 　，该滑轮组的机械效率为　 　。 16． 如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，斜面长、高，则拉力所做的功为　 　J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为　 　N。 17．如图，一个箱子重500N静止在水平地面：小聪用200N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为　 　J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功　 　J，此时箱子受到地面的摩擦力为　 　N。 18． 在老旧小区改造中，工人用如图所示的装置把质量为的材料从地面竖直匀速提高，则绳子自由端移动的距离是　 　，若拉力为，这个装置的机械效率是　 　%。 三、作图题 19．如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中画出此时动力的力臂和阻力的示意图。 20．如图所示，利用图中滑轮组，用100N的力将重为400N的物体匀速提升到高处（绳重、轮重及摩擦不计） 四、实验探究题 21． 根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列问题。 实验序号 动力F1(N) 动力臂l1(cm) 阻力F2(N) 阻力臂l2(cm) 1 2 15 3 10 2 4 10 8 5 3 3 5 1 15 （1）某同学在调节杠杆水平位置平衡时，杠杆静止时的位置如图所示。此时杠杆　 　（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。 （2）在调节时，使杠杆在水平位置平衡的目的主要是　 　。 （3）某小组的同学采用两边挂钩码的方法做实验，当杠杆平衡时，测得的数据如上表所示。通过对表格中数据分析归纳，得到的结论是　 　。 （4）实验中，如果使用弹簧测力计来探究杠杆平衡的条件，其优点是：　 　。 五、计算题 22．在2024年巴黎奥运会举重比赛中，中国运动员李发彬夺得61公斤级冠军，并打破奥运会抓举记录。在抓举比赛的第三把，李发彬在2s内将质量为143kg的杠铃成功举高1.8m，接着按规定举着杠铃在空中静止停留了3秒钟，取10N/kg，求： （1）李发彬将杠铃举高1.8m的过程中，他对杠铃做的功； （2）在举高的2s内，李发彬对杠铃做功的功率。 23．在如图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮半径R =10cm，轴半径r=5cm，物重G=500N，每个动滑轮重 P =50N.如果不计绳重和摩擦，不计A、B间连接杆的重力，各段绳的方向保持相互平行，那么： （1）为把重物提起，作用在轮上的动力 F至少要大于多少牛顿? （2）若把重物提起0.1m，动力F 的作用点要移动几米? （3）该装置的机械效率是多少? 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A．使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误； B．使用食品夹时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B错误； C．使用钳子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确； D．使用镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D错误。 故选C。 【分析】杠杆分类：省力杠杆（动力臂大于阻力臂，省力费距离），费力杠杆（动力臂小于阻力臂，费力省距离），等臂杠杆（动力臂等于阻力臂，不省力也不费距离）。 2．【答案】B 【解析】【解答】A、定滑轮可以改变力的方向，不能改变力的大小，故A错误； B、动滑轮可以省力相当于省力杠杆，故B正确； C、动滑轮缠绕的绳子数为2，物体移动的距离是绳子移动距离的0.5倍，故C错误； D、120kg的砂石重力为G=mg=120kg×10N/kg=1200N，人的重力为550N，，大于人的重力，所以不能拉起，故D错误。 综上选B。 【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力 2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍， 3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。 3．【答案】C 【解析】【解答】物体速度v1=0.2m/s，绳子移动速度为 弹簧测力计的示数为的8N，故绳子拉力也为8N，拉力做功的功率为 故C符合题意。 故选C。 【分析】 弹簧测力计的示数为8N，则绳端的拉力F为8N，图中为动滑轮，绳端移动的速度为物体移动速度的2倍，根据：P=Fv计算拉力F做功的功率。 4．【答案】B 【解析】【解答】一层楼的高度大约是3m，该学生从一楼匀速登上三楼时，高度越3m×2=6m，向上提着箱子的力做功约为：W=Gh=40N×6m=240J，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【分析】根据物体的重力和高度变化，利用W=Gh，计算克服重力做功多少。 5．【答案】B 【解析】【解答】A、当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，则在B点所示的质量为物体的质量，在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，从O到B点共50个小格，则每一小格表示的质量为，故A错误； B、称中药（称取一定量的中药）时B端翘起，杆秤不能水平平衡，说明秤盘内中药的质量大于所需的质量，所以应减少中药的质量来使杆秤恢复水平平衡，故B正确； C、根据G=mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA=m砣g×OB，如果秤砣磨损了，OB变大，则测量结果将偏大，故C错误； D、若将提纽移到O点右侧，测量相同质量的物体时，左边力臂变大，则其量程变小，故D错误。 故选：B。 【分析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，杆秤水平平衡时，秤砣所在的位置显示的示数即物体的质量。 6．【答案】C 【解析】【解答】A、物体B静止在地面上，所以受力平衡；水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力，所以两个摩擦力之和为12N，即fAB+4N=12N，则fAB=8N；根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为f=fAB=8N；故A错误； B、由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，则拉力做功的功率：；故B错误； C、滑轮组的机械效率：，故C正确； D、若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。 故选：C。 【分析】（1）由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度等于物体A移动速度的2倍，利用P=Fv求拉力做功功率； （2）物体B静止在地面上，受到水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N，由此可求得物体A受到的摩擦力； （3）滑轮组的机械效率。 7．【答案】C 【解析】【解答】A．根据题意，对物体做的有用功为克服重力做功： 故A不符合题意； B．拉力做的总功为： 克服摩擦力做的额外功为： 则物体受的摩擦力为： 故B不符合题意； C．拉力做功的功率为： 故C符合题意； D．斜面的机械效率为： 故D不符合题意。 故选C。 【分析】（1）根据W=Gh计算拉力做的有用功； （2）利用W=Fs求出总功，物体克服摩擦力所做的功（额外功）等于总功与有用功的差，再利用W额=fs求出物体受到的摩擦力； （3）根据 计算拉力做功的功率； （4）根据计算斜面的机械效率。 8．【答案】A 【解析】【解答】解：根据题意可知，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有＝Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，据W总＝W有+W额 可知，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲＝W乙，机械效率为η＝，故也是相同的，即η甲＝η乙。 故选：A。 【分析】 （1）对于滑轮组，对钩码做的功是有用功，即W有=Gh； （2）此题中克服滑轮重做的功是额外功； （3）W总=W有+W额； 9．【答案】C 【解析】【解答】A．根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2， 则拉力， 绳子自由端移动的距离s=nh=2×8m=16m， 工人做的总功W总=Fs=170N×16m=2720J， 故A错误； B．根据题意可知，工人拉力的功率为， 故B错误； C．工人做的有用功为W有=Gh=300N×8m=2400J， 此过程中该装置的机械效率， 故C正确； D．根据可知，增加动滑轮的个数，可以增加动滑轮重，增大了额外功，所以会降低机械效率，故D错误。 故选C。 【分析】 A.根据计算绳子的拉力，根据s=nh计算拉力移动的距离，根据 W=Fs计算拉力所做的总功。 B.根据功率的公式进行计算； C.根据机械效率的公式进行计算。 D.根据分析判断。 10．【答案】B 【解析】【解答】①根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3， 则滑轮组的机械效率为：， 故①正确；②汽车的重力， 则汽车受到的摩擦力为，故②错误； ④汽车速度为； 汽车牵引力的功率为； 故④正确； ③汽车牵引力在4s内做的功为，故③错误。 故选B。 【分析】①根据滑轮组装置确定绳子股数，利用求出该滑轮组的机械效率； ②汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，据此求出摩擦力； ④根据W=Pt求出汽车牵引力的功率； ③根据W=Pt求出汽车牵引力在4s内做的功。 11．【答案】100；25 【解析】【解答】 推力对购物车做功 W=Fs=20N×5m=100J，根据W=Pt计算可知 推力对购物车做功功率 P=。 【分析】做功公式：W=Fs，功率公式W=Pt。 12．【答案】摩擦；省力 【解析】【解答】斜坡地砖的凹槽通过增大接触面粗糙程度来增大 摩擦 力；斜坡坡度小，利用斜面省力的特点，使推轮椅更省力。 综上第1空为摩擦；第2空为省力 【分析】1、斜坡地砖的凹槽增加了接触面粗糙程度。根据摩擦力影响因素，粗糙程度越大，摩擦力越大，目的是增大摩擦，防止轮椅滑动。 2、第二斜坡是斜面，坡度小（斜面缓）时，根据斜面省力原理，拉力更小，更省力。而根据功的原理，使用机械不省功。 13．【答案】0.72；83.3% 【解析】【解答】图中，动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功：W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J，拉力的功率：P==0.72W； 有用功：W有=Gh=6N×0.4m=2.4J， 滑轮组的机械效率：，故第1空填：0.72；第2空填：83.3%。 【分析】根据W=Fs，计算拉力做的总功；根据，计算功率；利用W=Gh，计算有用功， 结合，计算机械效率。 14．【答案】0.4；1.6 【解析】【解答】图中，动滑轮上绳子的段数为n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2s物=2×1m=2m 绳子自由端移动的速度：； 拉力做功的功率为：，故第1空填：0.4；第2空填：1.6。 【分析】根据绳子移动的距离和时间，利用，计算速度；根据P=Fv，计算拉力的功率。 15．【答案】120；80% 【解析】【解答】动滑轮缠绕绳子数为3，所以绳子移动距离时物体移动距离的3倍，移动距离为6m，速度为，根据P=Fv计算可知P=200N×6m/s=120W.有用功W有=Gh=480N×2m=960J，总功W=Fs=200N×6m=1200J，。 【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率： 。 16．【答案】3.6；1 【解析】【解答】 拉力做的功，即总功：W总=Fs=6N×0.6m=3.6J； 克服物重做的有用功：W有=Gh=10N×0.3m=3J， 忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功， 则额外功：W额=W总-W有=3.6J-3J=0.6J， 斜面对物体的摩擦力：。 【分析】 已知拉力和斜面长，根据W=Fs求拉力做的功，即总功；根据W=Gh求有用功；忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功，根据W总=W有+W额可得额外功，根据W额=fs求斜面对物体的摩擦力。 17．【答案】80；0；80 【解析】【解答】小聪用F=200N的水平拉力将箱子移动了s=0.4m，小聪的拉力做功为： ； 待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，此过程在推力的方向上没有移动距离，故小明的推力不做功，做功为0J； 小明用80N的水平推力推箱子，但没有推动，即此时箱子处于平衡状态，此时所受的推力和摩擦力是一对平衡力，故这两个力大小相等，此时箱子受到地面的摩擦力为： f=F=80N。 故答案为：80；0；80。 【分析】（1）利用W=Fs计算小聪的拉力做功； （2）做功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离； （3）箱子在水平推力的作用下静止，摩擦力和推力平衡，二力大小相等。 18．【答案】20；75 【解析】【解答】 （1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离：s=nh=2×10m=20m； （2）拉力F做功：W总=Fs=400N×20m=8000J； 物体的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N， 拉力做的有用功：W有=Gh=600N×10m=6000J， 滑轮组的机械效率：。 【分析】 （1）根据图片确定滑轮组绳子的有效股数n，绳子自由端移动的距离s=nh； （2）利用W=Fs求拉力F做的功，再利用W=Gh求拉力做的有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 19．【答案】 【解析】【解答】根据图片可知，支点为O，通过O点作力F1作用线的垂线，则支点O到动力作用线的距离为动力臂l1。阻力作用在吊杆的顶端，方向竖直向下，如下图所示： 【分析】力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离。确定力的三要素，然后沿力的方向画带箭头的线段即可。 20．【答案】 【解析】【解答】 用100N的力将重为400N的物体匀速提升到高处（绳重、轮重及摩擦不计） n=400N/100N=4。 【分析】根据拉力与物体重力的关系算出绳子的段数，画出绳子即可。 21．【答案】（1）是 （2）便于直接在杠杆上读出力臂的值 （3）动力×动力臂=阻力×阻力臂 （4）可以探究动力和阻力在支点同侧时的平衡条件 【解析】【解答】（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，图中杠杆处于静止状态，因而杠杆处于平衡状态； （2）杠杆在水平位置平衡时，力臂的长度可以直接通过读刻度得出； （3）从实验数据中，我们可以得出结论：当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂； （4）实验中，如果使用弹簧测力计来探究杠杆平衡的条件，其优点是：可以探究动力和阻力不在竖直方向上时的平衡条件，或可以探究动力和阻力在支点同侧时的平衡条件。 故答案为：（1）是； （2）便于直接在杠杆上读出力臂的值； （3）动力×动力臂=阻力×阻力臂；（4）可以探究动力和阻力在支点同侧时的平衡条件。 【分析】（1）杠杆的平衡状态包括两种：静止状态或匀速转动状态； （2）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，因此当力臂在水平方向时，与重力才刚好垂直； （3）从实验数据，我们可以得出结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂； （4）可以探究动力和阻力不在竖直方向上时的平衡条件，或使杠杆平衡条件结论更具有普遍性。 22．【答案】（1）李发彬将杠铃举高1.8m的过程中，他对杠铃做的功W＝Gh＝mgh＝143kg×10N/kg×1.8m＝2574J； （2）在整个抓举的过程中，李发彬对杠铃做功的功率P1287W。 【解析】【分析】（1）根据W＝Gh＝mgh求出他对杠铃做的功； （2）根据P得到在整个抓举的过程中，李发彬对杠铃做功的功率。 23．【答案】（1）如图所示，重物被两个动滑轮吊着，与动滑轮相连的绳子段数n =4，根据滑轮组的省力公式： 作用在滑轮组绳子的拉力 作用在轴上绳子的拉力 考虑到绳子与滑轮之间的摩擦，把重物提起，作用在轮上的动力 F至少要大于75N. （2）若把重物提起0.1m，则滑轮上绳子自由端移动的距离s= nh =4×0.1m=0.4m.如图所示，轮轴轴上通过的距离 s1也是0.4m. 根据轮轴的特点，轮上绳子通过的距离 因此最后绳子动力 F作用点要移动 0.8m. （3）因为物体提起的高度h=0.1m，所以做的有用功 作用在绳子上的拉力 F =75N，绳子最后移动的距离 做的总功 该装置的机械效率 。 【解析】【分析】(1)如图所示，动滑轮缠绕的绳子数n =4，根据滑轮组的拉力公式计算作用在滑轮组绳子的拉力 ，根据杠杆平衡可知作用在轴上绳子的拉力 . (2)若把重物提起0.1m，则滑轮上绳子自由端移动的距离s= nh ，分析轮轴轴上通过的距离；根据轮轴的特点，轮上绳子通过的距离 ； (3)因为物体提起的高度h=0.1m，根据做功公式计算所以做的有用功 ；做的总功 ，结合效率公式计算该装置的机械效率 。 学科网（北京）股份有限公司 $$