第十一章简单机械和功计算专题训练--2025-2026学年苏科版物理九年级上册

第十一章 简单机械和功 计算专题训练 1．某汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为2.1×105W，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。 （1）完全燃烧700g柴油放出的热量为多少； （2）汽车的牵引力为多大； （3）该柴油发动机效率为多少？ 2．如图所示是我国自行研制的具有国际先进水平的歼-20战斗机。飞机的总质量约为1.7×104kg，设发动机用约1.4×105N的推力使战斗机以2倍声速（设声速为340m/s）飞行，飞行时间10s。 (1)飞机的重力为多少？ (2)10s内发动机做了多少功？ (3)发动机的功率是多大？ 3．我国自主设计的某核潜艇完全下潜后的排水量为，潜入水中匀速航行时所受的海水阻力与航速平方的关系如图所示，海水的密度取。求： （1）该潜艇完全下潜后受到海水的浮力； （2）该潜艇在水下600m深度处受到海水的压强； （3）该潜艇在水下以4m/s的速度匀速航行时，水平推力的功率。    4．如图所示，工人用相同的滑轮A、B组成滑轮组将重为400N的重物从井底匀速吊起2m，用时为8s，工人所用拉力F为250N。求： (1)滑轮 是动滑轮（选填“A”或“B”）。 (2)滑轮A的重力。 (3)此滑轮组的机械效率。 (4)拉力F的功率。 5．如图，工人用滑轮组提升重为400N的物体，物体在10s内匀速上升了2m，工人对绳子的拉力为250N。不计绳重和摩擦。求： (1)滑轮组的机械效率； (2)工人做的总功； (3)工人做功的功率。 6．用如图所示的滑轮组将重440N的货物在5s内提升3m，已知动滑轮重60N（不计绳重和摩擦），求： (1)滑轮组绳子自由端的拉力F。 (2)拉力F的功率。 (3)提升过程中滑轮组的机械效率η。 7．用20N的水平恒力在水平地面上推一个重力为50N的木箱，木箱以0.5m/s的速度匀速前进20s。求： （1）水平恒力所做的功； （2）水平恒力做功的功率； （3）箱子的底面积为0.1m2，静止在水平地面上，木箱对地面的压强。 8．如图所示，将重100N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为20N，AO∶OB=1∶3，甲物体的底面积为0.2m2，g取10N/kg。求：甲物体对地面的压力和压强各是多大？    9．杆秤作为华夏国粹，它制作轻巧、使用便利，曾是商品流通中的主要度量工具，同时它还承载着公平公正的象征意义。如图是小明同学在跨学科实践活动中制作的杆秤，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，此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。（解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） (1)要达到最大称量，应提起秤纽 ； (2)求秤砣的质量； (3)求距离C点12.5cm处的刻度值。 10．如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的滑轮组。某次用该滑轮组匀速起吊450kg的建材时，建材上升5m用时3s，电动机对绳子的拉力 F=2000N，求在此过程中：（g取10N/kg） (1)拉力F做功的功率是多少？ (2)该滑轮组的机械效率是多少？ (3)若该滑轮组克服绳重和摩擦所做的额外功为2500J，则动滑轮重是多少？ 11．现有一质量为20kg的箱子静止在水平地面上。小东用如图所示的滑轮组，用130N的力将箱子匀速竖直提升4m，不计绳重和摩擦。（g取10N/kg）求： （1）此过程中对箱子做的功； （2）小东在此过程中做的功； （3）滑轮组的机械效率； （4）若动滑轮重60N，开始时小东在绳子端施加的力只有75N时，则此时地面受到的压力。 12．一箱某品牌酱油放在水平地面上，如图所示。其包装箱上标识的相关名词含义如下：“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数；“净重”是包装箱内所装酱油的总质量；“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量；“体积”是包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容，通过计算回答： (1)这箱酱油对地面的压力是多少？ (2)如果这种包装箱的底部用的单层瓦楞纸最大承受压强是6000Pa，那么地面上最多叠放几箱？ (3)把最后一箱从地面搬到最上面一层的过程中对重物所做的功。 13．如图所示为某酒店的机器人，它能完成送餐传菜、配送物品、回收餐具等一系列工作。该机器人的质量为16kg，它的“脚”与地面总接触面积是20cm2。某次送餐中，它以 0.5m/s 的速度运行到水平距离100m的客房，机器人匀速直线运动时受到的摩擦力是重力的0.1倍。（g取10N/kg）求： (1)它静止在水平地面时对地面的压强； (2)这次送餐需要做的功； (3)这次送餐的功率。 14．一台起重机将重3600N的货物匀速提高4m，额外功是9600J，求： (1)起重机做的有用功是多少？ (2)总功是多少？ (3)机械效率是多少？ 15．如图是某厂家开发的汽车，其质量为1.8t，车轮与地面接触的总面积为0.8m2，该车在水平路面上匀速直线行驶18km，用时15min，这一过程中汽车发动机的输出功率为5×107W。（g取10N/kg）求： (1)汽车静止在水平地面上时对地面的压强。 (2)行驶过程中汽车受到的阻力。 (3)汽车牵引力做的功。 16．小丽参加体育测试，在跳绳测试中，1min跳了150次，每次跳起的高度为5cm，小丽的质量为50kg。求：（g/取10N/kg） （1）小丽每跳一次所做的功。 （2）小丽跳150次所做的功。 17．如图所示，体重为60kg的工人利用滑轮组提升重为900N的物体A，所用拉力为F，物体A匀速上升了2m，用时10s，此时滑轮组的机械效率为75%（不计绳重与摩擦），求： (1)滑轮组所做的有用功； (2)拉力F的功率； (3)动滑轮的重力。 18．如图所示，质量为3.2×103kg的卡车，经过一段水平路面，再沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行50m，已知卡车爬坡所用时间是5s，卡车的牵引力大小恒为2×104N，求： (1)卡车的重力； (2)卡车爬坡过程中牵引力所做的功； (3)卡车爬坡过程中牵引力做功的功率； (4)卡车爬坡过程中牵引力做功的效率。 19．如图所示，重为200N物体受到60N的水平推力作用，50s内在水平方向上加速移动了25m。求： (1)推力对物体所做的功； (2)是否能算出推力的功率，如果可以请算出推力的功率，如果不可以请说明理由。 20．小泽想把一个重1500N的物体搬到高1m的车厢里，为了省力，他将一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），如图甲所示。小泽用力把物体拉至车厢上，物体沿木板移动距离s与拉物体所用时间t的图像如图乙所示，则： (1)25s内做的有用功是多少？ (2)若物体与木板间的摩擦力为100N，斜面的机械效率是多少？ (3)25s内拉力的功率是多少? 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第十一章 简单机械和功 计算专题训练--2025-2026学年苏科版物理九年级上册》参考答案 1．（1）3.01×107J；（2）1.05×104N；（3）30% 【详解】解：（1）完全燃烧700g柴油放出的热量为 Q放=mq=700×10-3kg×4.3×107J/kg=3.01×107J （2）由 可得汽车的牵引力 （3）汽车在这段时间内做的有用功 W有=Pt=2.1×105W×43s=9.03×106J 该柴油发动机效率 答：（1）完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×107J； （2）汽车的牵引力为1.05×104N； （3）该柴油发动机效率为30%。 2．(1)1.7×105N (2)9.52×108J (3)9.52×107W 【详解】（1）飞机质量m=1.7×10⁴kg，则飞机重力 （2）发动机推力F=1.4×10⁵N，飞机匀速飞行速度 10s内位移 10s内发动机做功 （3）发动机的功率 3．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）核潜艇排开水的质量为 由题意知，核潜艇潜后受到海水的浮力为 （2）由得，下600m深度处受到海水的压强为 （3）由图可得，当时，潜水艇受到的海水阻力，由于潜艇是匀速航行，则 可知 由得，此时的水平推力的功率为 答：（1）潜艇完全下潜后受到海水的浮力。 （2）潜艇在水下600m深度处受到海水的压强为。 （3）潜艇在水下以4m/s的速度匀速航行时，水平推力的功率为。 4．(1)B (2)100N (3)80% (4)125W 【详解】（1）轴固定不动的滑轮为定滑轮，随物体一起运动的滑轮是动滑轮，由图可知，B是动滑轮。 （2）由图可知，滑轮组的有效绳子段数为n=2，由 得，滑轮A的重力G动=2F-G=2×250N-400N=100N （3）绳子自由端移动的距离为s=nh=2×2m=4m 滑轮组的机械效率 （4）拉力F做的功为W总=Fs=250N×4m=1000J 则拉力F的功率为 5．(1)80% (2)1000J (3)100W 【详解】（1）有用功为克服物体重力做功，即W有 = Gh = 400 N×2 m = 800 J 因为与动滑轮相连的绳子股数为2，所以绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m 拉力所做的总功W总=Fs=250N×4m=1000J 由效率公式可得机械效率 （2）工人做的总功为拉力做的功，即总功为1000J。 （3）由功率公式可得工人做功的功率 6．(1)250N (2)300W (3)88% 【详解】（1）如图所示，承担物重的绳子段数n=2，滑轮组绳子自由端的拉力 （2）绳子自由端移动的距离s=nh=2×3m=6m 绳子自由端的拉力做的功 拉力F的功率 （3）克服货物重力做功即为有用功W有=Gh= 440N×3m=1320J 提升过程中滑轮组的机械效率 7．（1）200J；（2）10W；（3）500Pa 【详解】解：（1）水平恒力所做的功 W=Fs=Fvt=20N×0.5m/s×20s=200J （2）水平恒力做功的功率 （3）木箱对地桌面的压强 答：（1）水平恒力所做的功为200J； （2）水平恒力做功的功率为10W； （3）木箱对地面的压强为500Pa。 8．40N，200Pa 【详解】解：根据杠杆平衡条件知道 由于AO∶OB=1∶3，则 OB=3AO 所以 对甲物体进行受力分析知道，甲物体共受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的拉力三个力的作用，且重力等于拉力与支持力之和，则甲物体对地面的压力 F甲=F支=G甲-FA=100N-60N=40N 甲物体对地面的压强 答：甲物体对地面的压力是40N，甲物体对地面的压强是200Pa。 9．(1)B (2)0.4kg (3)3.1kg或1kg 【详解】（1）根据杠杆平衡条件，在秤砣重力（即阻力）一定，阻力臂最大时，被称量的物体质量最大，要达到最大称量（即动力最大），动力臂应最短。当提起秤纽B时，货物重力的力臂最短，能达到最大称量。 （2）当提起秤纽B，秤砣移到最右端，物体质量最大，根据杠杆平衡条件可得：，秤砣的质量 （3）若以秤纽B为支点，距离C点12.5cm处对应的力臂，根据杠杆平衡条件，被测物体质量 若以秤纽C为支点，距离C点12.5cm处对应的力臂，根据杠杆平衡条件 ，此时被称物体质量 所以，若以秤纽B为支点，距离C点12.5cm处对应的刻度为3.1kg；若以秤纽C为支点，距离C点12.5cm处对应的刻度为1kg。 10．(1)10000W (2)75% (3)1000N 【详解】（1）设滑轮组有3段绳子支撑动滑轮，则重物上升5m时，电动机拉绳的长度为 拉力F做的功为 用时t＝3s，故拉力的功率 （2）重物质量m＝450kg，重力 重物上升高度 h＝5m，重物增加的重力势能 拉力对绳子所做功为 30000J，故滑轮组的机械效率 （3）由前两问可知，拉力所做总功与重物获得的重力势能之差为 7500J中克服绳重和摩擦做2500J，还剩5000J用于提升动滑轮本身。设动滑轮重为G轮，则它也随重物一起上升5m，故 解得 11．（1）800J；（2）1040J；（3）76.9%；（4）110N 【详解】解：（1）箱子的重力为 对箱子做的功为 （2）由图知绳子段数为n＝2，绳子移动的距离为 小东在此过程中做的功为 （3）滑轮组机械效率为 （4）对箱子和动滑轮受力分析知，箱子受到地面的支持力为 由于箱子受到地面的支持力与地面受到的压力是一对相互作用力，大小相等，所以 答：（1）此过程中对箱子做的功为800J； （2）小东在此过程中做的功为1040J； （3）滑轮组的机械效率为76.9%； （4）若动滑轮重60N，开始时小东在绳子端施加的力只有75N时，则此时地面受到的压力为110N。 12．(1)120N (2)5箱 (3)144J 【详解】（1）由图可知，包装箱及其内部所有物品的总质量为12kg，因为放在水平地面上，酱油对地面的压力等于它的重力 （2）这种包装箱的受力面积为 根据得单层瓦楞纸最大承受压力是 因为水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力的大小，所以单层瓦楞纸最大承受包装箱的总重力为 包装箱的个数为 （3）每箱高度30cm，叠放5箱时，最后一箱上升高度 此过程中对重物所做的功 13．(1)8.0×104Pa (2)1600J (3)8W 【详解】（1）由题意可知，机器人静止在水平地面时，对地面的压力等于自身的重力，即 由可得，对地面的压强为 （2）因为机器人匀速直线运动时处于平衡状态，则机器人受到的牵引力等于受到的摩擦力，即 由可得，这次送餐需要做的功为 （3）由可得，这次送餐的时间为 由可得，这次送餐的功率为 14．(1)14400J (2)24000J (3)60% 【详解】（1）起重机匀速提升货物时，有用功为克服重力所做的功 （2）总功等于有用功与额外功之和 （3）机械效率为 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压力等于其重力，即压力F=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N 则汽车对地面的压强 （2）汽车行驶的速度 根据功率公式，可得汽车的牵引力 因为汽车在水平路面上匀速直线行驶，所以汽车处于平衡状态，其受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，即汽车受到的阻力f=F牵=2.5×106N （3）汽车牵引力做的功W=Pt=5×107W×900s=4.5×1010J 16．（1）25J；（2）3750J 【详解】解：（1）小丽的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N 小丽每跳一次做的功 W1=Gh=500N×0.05m=25J （2）小丽跳绳1min时一共做的功 W1=150×25J=3750J 答：（1）小丽每跳一次做功为25J； （2）小丽跳150次所做的功是3750J。 17．(1)1800J (2)240W (3)300N 【详解】（1）滑轮组提升物体所做的有用功W有=Gh=900N×2m=1800J （2）拉力做的总功 拉力F的功率 （3）不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率 可知动滑轮的重力 18．(1)3.2×104N (2)1×106J (3)2×105W (4)80% 【详解】（1）卡车的重力为 （2）由题意可知，卡车在牵引力的作用下通过斜坡的路程为50m，则卡车爬坡过程中牵引力所做的功为 （3）卡车爬坡过程中牵引力做功的功率为 （4）因为斜坡与水平地面成角，所以50m的斜坡上升的总高度为 则爬坡过程中完成的有用功为 由题意分析可得， 所以，卡车爬坡过程中牵引力做功的效率为 19．(1)1500J (2)能算出推力功率，30W 【详解】（1）根据题意，推力F=60N，物体在水平方向上移动的距离s=25m，则推力对物体所做的功为 （2）可以算出推力的功率，功率是描述力做功快慢的物理量，等于所做的功与所用时间的比值。这里计算的是推力在50s内的平均功率，根据题意，推力做功的时间t=50s，由上一问可知推力做的功W=1500J，则推力的功率为 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）把一个重1500N的物体搬到高1m的车厢里，则有用功是 （2）物体与木板间的摩擦力为100N，硬木板长5m，则额外功是 斜面的机械效率是 （3）拉力做的总功 则拉力的功率是 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $