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．如图甲所示是工人搬运货物的情景，过程简化为如图乙所示：先利用斜面将货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点，这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求： (1)货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小； (2)斜面的机械效率是多少？ (3)货物在斜面上受到的摩擦力大小。 2．如图所示，是我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”，实现了国产大型邮轮制造“零的突破”。其部分参数如表。海水的密度取，g取10N/kg。求： 总长度（m） 323.6 宽度（m） 37.2 满载排水量（t） 13.6万 最大吃水深度（m） 11 (1)“爱达·魔都号”邮轮满载时受到的浮力； (2)“爱达·魔都号”邮轮满载时底部受到海水的压强； (3)若“爱达·魔都号”邮轮以36km/h的速度匀速航行时，邮轮所受的阻力为船重的0.2倍，则邮轮牵引力做功的功率是多少？ 3．人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材。质量为 1.8×103kg 的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（ g=10N/kg）求: (1)石材受到的阻力； (2)在石材移动20s过程中，工人做的有用功； (3)在石材移动 20s 过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。 4．南通地铁1号线试运行结束，即将正式开通。兴趣小组收集到地铁机车沿平直轨道行驶2.4km过程中的数据如表，求： 地铁机车 地铁电力机车输入功率 平均速度 牵引力 106W 60km/h 5×104N （1）地铁机车牵引力所做的功； （2）输入电力机车的能量； （3）地铁机车的效率。 5．如图所示，工人用此滑轮组将重为300N的物体匀速提升0.5m，竖直向上的拉力为125N，不计绳重及轮与轴间的摩擦。求： (1)提升物体所做有用功。 (2)滑轮组的机械效率。 (3)当物体重力增大到925N时，细线刚好被拉断。求细线刚好被拉断时滑轮组的机械效率。 6．工地上起重机正在作业，如图所示。起重机将400kg的石材在100s内匀速吊起20m，若动滑轮（含吊钩）的质量为100kg，不计绳重和摩擦。求： (1)物体上升的速度是多少？ (2)滑轮组的机械效率为多少？ 7．如图所示，建筑工人用150N的拉力F，将重为240N的物体从地面匀速提升到距地面3m高处，用时10s。求： (1)绳子自由端上升的距离； (2)工人利用滑轮组做的有用功； (3)该次提升过程，滑轮组的机械效率。 8．中国基础建设能力领先世界，被誉为基建狂魔，如图甲所示是一台塔式起重机，在起重臂上用图乙所示的滑轮组匀速竖直提升物体A的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力F为4000N，物体A在10s内升高2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为80%，若滑轮组不计绳重和摩擦。（g=10N/kg）求： （1）拉力F做功的功率； （2）物体A所受的重力； （3）滑轮组提升物体A所做的额外功。      9．某起重机的滑轮组结构示意图如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。求 (1)起重机提升重物所做的功。 (2)钢丝绳的拉力F。 (3)滑轮组最大载重时的机械效率（保留一位小数）。 10．如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求： （1）飞机在航行过程中的阻力； （2）发动机的效率。    11．在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量为1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是1m/s，绳子自由端的拉力F是500N，故障车被匀速拖离时受到的阻力是车重的0.08。（g取10N/kg） 求： (1)A处拉力的大小。 (2)拉力F在30s内所做的功。 (3)该装置的机械效率。 12．用如图所示的滑轮组提升重物，若货物的重用G物表示，动滑轮重用G动表示，拉力用F表示。 (1)若不计摩擦和绳重，请你写出G动、F和G物之间的关系式； (2)若不计摩擦和绳重，已知动滑轮重30N，货物重360N、上升速度是0.3m/s，求： ①绳子自由端拉力F？ ②绳子自由端的运动速度？ ③货物上升3m过程中，绳端的移动距离？ 13．工人用如图所示装置在6s内将质量为60kg的货物匀速提升1m，此过程中拉力的功率为200W。不计绳重和轮与轴的摩擦。g取10N/kg，求： (1)此过程中的有用功； (2)工人所用的拉力； (3)滑轮组的机械效率。 14．一辆质量为的汽车，在水平公路上沿直线匀速行驶时，受到的阻力是车重的0.05倍。（g取10N/kg）求： (1)汽车受到的重力大小； (2)汽车发动机的牵引力大小； (3)若汽车通过路程，牵引力所做的功。 15．2025年安阳市住建局启动了南大街街区风貌整治工作。如图甲是工人施工时的场景。工人利用如图乙所示的滑轮组，将重为480N的物体在20s内匀速提升3m。已知他自身的重量为800N，对绳子施加的拉力F=300N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2。（g取10N/kg）求： (1)工人站在水平地面上，没拉绳子之前对地面的压强。 (2)拉力F的功率。 (3)该滑轮组的机械效率。 16．如图所示，小桂用20N的水平力匀速推着重100N的木箱在水平地板上10s前进了4m。求： （1）小桂对木箱所做的功； （2）小桂做功的功率。 17．北京2022年冬奥会成功申办，冰雪运动越来越受到人们的喜爱，如图所示是一款雪地摩托，其净重为160kg，静止时与地面接触的总面积为，当其以最大功率75kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达100km/h。（g=10N/kg） (1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少？ (2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？ (3)该车发动机为一款单缸4冲程汽油机，若其效率为25%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶69min，需要多少千克汽油？（汽油的热值为） 18．一辆汽车的发动机为四冲程汽油机，在一次测试中，汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗了1.5kg汽油，此过程汽车受到的牵引力为1000N。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，求： (1)1.5kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)该汽油机在这次测试中的机械效率是多少？（结果保留一位小数） 19．一款家用轿车在一段平直公路上匀速行驶3000s消耗了5kg汽油，发动机的效率为30%。已知汽油的热值为：q汽油＝4.6×107J/kg。求： （1）完全燃烧5kg汽油放出的热量； （2）汽车发动机在3000s内所做的有用功； （3）汽车匀速行驶时牵引力的功率。 20．《天工开物》中记载了中国古人利用桔槔汲水的情景，如今一些农田在灌溉时仍然传承着这种汲水方式。桔椑的主要结构如图所示，其上方的横杆是一根硬棒，横杆由竖木支撑，可绕通过O点的转轴转动，横杆A点绑有配重石块，B点连接一根细杆，细杆下方连有木桶，使用时人可对细杆施加向上或向下的力。已知OA长为1m，OB长为3m。横杆的自重、支点处的摩擦均忽略不计，汲水过程中细杆始终竖直。 (1)桔棒属于什么类型的杠杆? (2)若配重石块重300N，则石块质量为多少kg?（g取10N/kg） (3)若配重石块重300N，当横杆在水平位置静止时，求B点受到的拉力F的大小。 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)240W (2)75% (3)200N 【解析】【小题1】货物从b点到d点的运动过程中，这个过程中推力F=800N，推力做功W=Fs′=800N×1.5m=1200J 做功功率 【小题2】利用斜面将货物匀速推到车上时，推力做的有用功W有=Gh=1000N×0.9m=900J 总功W总=Fs=800N×1.5m=1200J 机械效率 【小题3】额外功W额=W总-W有=1200J-900J=300J 货物受到的摩擦力 2．(1) (2) (3) 【详解】（1）邮轮所受的浮力 （2）邮轮满载时底部受到海水的压强 （3）邮轮匀速航行所受的牵引力等于所受的阻力为 邮轮的航速 邮轮牵引力做功的功率 3．(1)1.8×103N (2)3.6×103J (3)800N 【详解】（1）石材的重力 由石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍可知，石材受到的阻力 （2）由图乙可知，石材移动1m所需的时间为10s，则石材移动的速度 20s石材移动的距离 工人做的有用功 （3）由图可知n=3，由 可知，绳子自由端的拉力 4．（1）1.2×108J；（2）1.44×108J；（3）83.3% 【详解】解：（1）地铁机车牵引力所做的功 （2）电力机车工作时间 输入电力机车的能量 （3）地铁机车的效率 答：（1）地铁机车牵引力所做的功为1.2×108J； （2）输入电力机车的能量为1.44×108J； （3）地铁机车的效率为83.3%。 5．(1)150J (2)80% (3)92.5% 【详解】（1）根据题意，物体重力G=300N，提升高度h=0.5m 提升物体所做的有用功为 （2）由图可知，该滑轮组由3段绳子承担物重，即n=3 绳子自由端移动的距离为 拉力F所做的总功为 滑轮组的机械效率为 （3）不计绳重及轮与轴间的摩擦，拉力 由此可得动滑轮的重力为 当物体重力增大到时，滑轮组的机械效率为 6．(1) (2)80% 【详解】（1）物体上升的速度是 （2）石材的重力 动滑轮（含吊钩）的重力 有用功 总功为 滑轮组的机械效率为 7．(1)6m (2)720J (3)80% 【详解】（1）承担物重的绳子有2段，绳子自由端移动的距离 （2）工人利用滑轮组做的有用功 （3）工人做的总功 滑轮组的机械效率 8．（1）1600W；（2）6400N；（3）3200J 【详解】解：（1）由图可知，，卷扬机做的总功为 则拉力做功的功率为 （2）根据 可知，物体A所受的重力为 （3）滑轮组提升物体A所做的额外功为 答：（1）拉力F做功的功率为1600W； （2）物体A所受的重力为6400N； （3）滑轮组提升物体A所做的额外功为3200J。 9．(1) (2) (3) 【详解】（1）起重机匀速提升钢板所用的力与钢板重力相等 起重机提升重物所做的功为 （2）起重机的滑轮组做的总功为 由图可知，有四段绳子承重，则钢丝绳移动的距离为 钢丝绳的拉力为 （3）起重机的滑轮组做的额外功为 动滑轮的重力为 由，滑轮组最大载重时的机械效率 10．（1）3×105N；（2）50% 【详解】解：（1）已知飞机发动机的功率 飞机匀速航行的速度 由可知，飞机航行过程中的牵引力为 由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为 （2）这些燃油完全燃烧放出的热量为 由可知，飞机发动机做的功为 则发动机的效率为 答：（1）飞机在航行过程中的阻力为3×105N； （2）发动机的效率是50%。 11．(1)1200N (2)4.5×10⁴J (3)80% 【详解】（1）A处拉力的大小 （2）故障车在30s内移动的距离 绳子自由端移动的距离 拉力F在30s内所做的功 （3）有用功 该装置的机械效率 12．(1) (2)①130N；②0.9m/s；③9m 【详解】（1）由图可知，承担物重的绳子的段数n=3，设物体上升的高度为h，则绳子自由端移动的距离 s=nh=3h 拉力F做的总功 W总=Fs=F×3h=3Fh 有用功W有=G物h。不计摩擦和绳重，额外功：W额=G动h，又因为W总=W有+W额，即3Fh=G物h+G动h，所以拉力 （2）①不计摩擦和绳重，绳子自由端拉力 ②绳子自由端的速度 v绳=nv物=3×0.3m/s=0.9m/s ③绳端的移动距离 答：（1）G动、F和G物之间的关系式为； （2）①绳子自由端拉力为130N； ②绳子自由端的运动速度为0.9m/s； ③绳端移动的距离为9m。 13．(1)600J (2)400N (3)50% 【详解】（1）货物重力G=mg=60kg×10N/kg=600N 此过程中的有用功W有用=Gh=600N×1m=600J （2）由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，绳子自由端移动的距离为 总功为W总=Pt=200W×6s=1200J 工人所用的拉力 （3）滑轮组的机械效率 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）重力 （2）受到的阻力是车重的0.05倍，阻力为 车匀速直线行驶时，根据二力平衡，阻力与牵引力大小相等，牵引力为750N。 （3）若汽车通过300m路程，牵引力所做的功 15．(1) (2)90W (3)80% 【详解】（1）工人站在水平地面上时，工人对地面的压力等于工人的重力即 由可得，没拉绳子之前对地面的压强为 （2）由图乙可知，动滑轮上的有2段绳子，则绳子自由端向下移动的距离为 由可得，拉力F做的功为 由可得，拉力F的功率为 （3）对重物做的有用功为 由可得，滑轮组的机械效率为 16．（1）80J；（2）8W 【详解】解：（1）根据W=Fs可知，对木箱所做的功 W=Fs=20N×4m=80J （2）根据可知，做功的功率 答：（1）小桂对木箱所做的功为80J； （2）小桂做功的功率为8W。 17．(1)； (2)2700N； (3)27kg 【详解】（1）解：雪地摩托的重力静止时对水平地面的压力为 雪地摩托静止时对水平地面的压强为 （2）题可知最大功率75kW，最高速度可达100km/h，由公式可得 因为在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶，由牛顿第二定律可得 （3）根据可得，该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶69min所做的功 根据可得，汽油完全燃烧放出的热量 根据可得，汽油的质量 18．(1)6.9×107J (2)17.4% 【详解】（1）1.5kg汽油完全燃烧放出的热量是Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J （2）汽车的速度为v=72km/h=20m/s，行驶的路程为s=vt=20m/s×10×60s=12000m 牵引力所做的功为W=Fs=1000N×12000m=1.2×107J 该汽油机在这次测试中的机械效率 19．（1）2.3×108J；（2）6.9×107J；（3）2.3×104W 【详解】解：（1）5kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）已知发动机的效率η=30%，由可知发动机做的有用功为 （3）汽车匀速行驶时牵引力的功率 答：（1）完全燃烧5kg汽油放出的热量为2.3×108J； （2）汽车发动机在3000s内所做的有用功为6.9×107J； （3）汽车匀速行驶时牵引力的功率为2.3×104W。 20．(1)省力杠杆 (2)30kg (3)100N 【详解】（1）杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。省力杠杆的动力臂大于阻力臂，费力杠杆的动力臂小于阻力臂，等臂杠杆的动力臂等于阻力臂。观察可知，在桔槔使用过程中，动力臂大于阻力臂，所以桔槔属于省力杠杆。 （2）配重石块重300N，g取10N/kg，则石块质量 （3）当横杆在水平位置静止时，配重石块重300N，已知OA长为1m，OB长为3m，根据相似三角形可得 根据杠杆平衡条件有 则 解得 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 $