江苏省南京市外国语学校2026-2027学年九年级上学期月考(9月份)模拟练习卷
2026-09-15
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摘要:
**基本信息**
江苏省南京市外国语学校九年级上月考物理模拟卷,聚焦杠杆、滑轮、功与功率核心知识,通过救援机器狗、汉代滑轮砖刻等真实情境,融合科学思维与探究能力考查,难度适中(0.8),适配月考诊断需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|12题24分|杠杆分类、功的判断、功率比较|以撬棒、钢丝钳等工具考查杠杆应用(物理观念)|
|填空题|10题28分|杠杆力臂计算、滑轮组效率、功与功率|结合独轮车、跳绳情境,强化生活联系(科学态度)|
|作图题|3题6分|力臂作图、滑轮组绕法|注重规范表达,体现模型建构(科学思维)|
|实验题|2题16分|杠杆平衡条件、滑轮组效率|设计多变量对比实验,培养探究能力(科学探究)|
|计算题|3题26分|牵引力功、起重机功率、效率计算|结合货车、起重机工程场景,提升综合应用(科学思维)|
内容正文:
江苏省南京市外国语学校2026-2027学年九年级上学月考(9月份)
物理模拟练习卷
难度系数:0.8
本卷满分100分,考试时间90分钟。
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(共24分)
1.(本题2分)下列选项中的机械在使用过程中属于省力杠杆的是( )
A.撬棒 B.筷子
C.镊子 D.食品夹
2.(本题2分)如图所示,用钢丝钳剪钢丝时,常把手尽量往远离钢丝钳的转轴的位置,这样是为了( )
A. 减小动力臂,方便使用
B. B.增大阻力臂,方便使用
C.增大动力臂,能够省力
D.减小阻力臂,能够省力
3.(本题2分)下列数据符合实际的是( )
A.机械改进后,机械效率可以达到100%
B.一杯纸杯的开水冷却到可以喝,放出的热量为
C.从地上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中对鸡蛋做的功约为
D.一位初中生以正常速度从一楼登上三楼,登楼的功率约为
4.(本题2分)如图所示,救援机器狗背着急救包行走,下列情况中,机器狗对急救包做功的是( )
A.站立不动
B.在水平地面上匀速转圈
C.背着急救包水平方向匀速行走
D.背着急救包上楼梯
5.(本题2分)甲、乙两台塔吊机器的功率分别为P甲=25kW和P乙=40kW。则下列判断正确的是( )
A.乙一定比甲做功快
B.乙一定比甲做功多
C.相同时间内两机器做功一样多
D.乙的机械效率一定比甲的机械效率大
6.(本题2分)如图所示,A、B、C三个物体的重力关系是GA<GB<GC它们在同样大小的力F作用下,沿着力的方向分别通过相同的路程,则
A. 力F对物体A做功少
B. 力F对物体B做功少
C. 力F对物体C做功少
D. 力F对三个物体做功相同
7.(本题2分)如图所示,光滑斜面AB、AC,,沿斜面AB、AC分别将同一重物从底部拉到顶部,所需拉力分别为、,所做的功分别为、,则( )
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
8.(本题2分)如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①、②。下列有关说法正确的是( )
A.①、②两次的摩擦力大小f1=f2
B.①、②两次的拉力大小关系是F1>F2
C.经过相同时间,①、②两次拉力做功的关系是W1<W2
D.①、②两次拉力做功功率的关系是P1<P2
9.(本题2分)如图,某次拓展训练中,在有安全保护的前提下中学生小明沿直杆匀速下滑,在3s的时间内人的脚从A滑到B。下列关于小明所受重力在AB段做功的功率最接近的是( )
A.200W B.400W C.700W D.1000W
10.(本题2分)甲、乙两机械做功情况的部分数据如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲的机械效率等于乙的机械效率
B.甲机械的总功为
C.乙机械的额外功为
D.甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功
11.(本题2分)我国很早就有使用滑轮的记载,如图甲的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。借助图乙所示装置(篮子质量不计),体重为600N的采矿工人用400N的拉力将重为700N的矿石从矿坑匀速提起,10s内矿石上升了3m,忽略绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A.定滑轮重力为200N
B.提升过程中做的有用功为2400J
C.提升过程中拉力做功的功率为300W
D.该滑轮组的机械效率为87.5%
12.(本题2分)小聪用两个相同的滑轮组成如图所示不同的滑轮组,在相同时间内分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为,不计绳重及摩擦,下列关系正确的是( )
A.做的功大于做的功
B.做功的功率小于做功的功率
C.
D.
第II卷(非选择题)
二、填空题(共28分)
13.(本题6分)杠杆的应用非常广泛,如图所示的两种剪刀,正常使用时属于省力杠杆的是_______剪刀(填甲、乙)根据功的原理,使用这两种剪刀都不能省______;工程车上的起重臂就是一个_______(费力/省力)杠杆(如图所示)。如图所示,A装置是______滑轮(选填“定”或“动”),它的实质是_________,使用它的作用是_________
14.(本题3分)爱自己,爱锻炼!如图所示,人的前臂可以看成杠杆,肘关节O为支点。小健用手托起一个铁球时,胳膊上的肱二头肌会对前臂施加一个动力,铁球对前臂施加一个阻力,此时前臂属于________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),这种杠杆的好处是________。若阻力臂的长度为25cm,铁球的重力为20N,动力臂的长度为5cm,则肱二头肌对前臂的拉力为________N。
15.(本题2分)如图所示,工人利用滑轮组将300N的重物匀速向上提升到3m高的平台上,他所用的拉力为180N,绳子自由端向下移动的距离为________m。不计绳重及摩擦,动滑轮重为________N。
16.(本题3分)一个木箱重500N,小明用100N的水平推力在10s内沿水平方向推动木箱前进10m,则10s内推力做功___________J,功率为___________W,木箱的重力做功___________J。
17.(本题2分)小明所受的重力比爸爸所受的重力小,两人同时开始从一楼匀速爬到五楼,爸爸先到达。此过程中爸爸做的功比小明做的功________(选填“多”或“少”),做功的功率________(选填“大”或“小”)。
18.(本题1分)如图是西北农民常用的独轮车,若车和泥土总重为2000 N,车轴为支点O,将车把抬起时,作用在车把上的竖直向上的力F至少为________N。
19.(本题2分)如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为的物体缓慢升高,拉力大小,拉力移动的距离为。有用功为_______J,杠杆的机械效率为_______%。
20.(本题3分)如图所示,斜面长3m,高,建筑工人用绳子在5s内将重250N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是120N,则拉力做的功是______J,拉力的功率是______W,根据图示可知。斜面的机械效率约为______%。
21.(本题3分)用如图所示的动滑轮将重32N的物体匀速提升2m,拉力F为20N。此过程中有用功为______J,滑轮组机械效率为______,根据已知条件,以下四个物理量:①动滑轮的重力、②拉力的功率、③额外功、④动滑轮上升的高度,能求出的有______(选填序号)。
22.(本题3分)体重为600N的小亮喜欢跳绳,跳绳时其重心高度随时间变化关系如图。则小亮每跳一次绳克服重力做功_________J,若小亮连续跳绳1分钟,跳绳_________次,在这段时间内克服重力做功的平均功率为_________ W。
三、作图题(共6分)
23.(本题2分)图甲是一款升降机,其支撑臂相当于一个杠杆,O为支点,其简化图如图乙。请在图乙中画出阻力F的力臂l。
24.
(本题2分)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图为支点,A为手握鱼竿的作用点,请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力的力臂、人手钓鱼最小的动力的示意图。
25.(本题2分)如图所示,利用滑轮组匀速提升重物,要求使用时最省力,请完成该滑轮组的绕法。
四、实验题(共16分)
26.(本题8分)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)杠杆在如图甲的位置静止时,_______(是/不是)处于平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向_______(左/右)边旋一些,这样做的目的是:_______。
(2)杠杆平衡后,在左侧挂三个钩码,每个钩码重1N,如图乙所示,在右端用弹簧测力计竖直向下拉,为使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数_______N。
(3)当弹簧测力计处于图丙中的斜拉位置时,想使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将_______(变大/变小/不变),原因是_______。
(4)某次实验时如图丁所示,在A处挂2N的钩码,若使杠杆在水平位置平衡,则在B处施加的力( )
A.可能为2N B.一定为2N C.可能为4N D.一定为6N
27.(本题8分)如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验,测得的实验数据如下表。(钩码和滑轮的重均相同)
实验次数
钩码重力G/N
提升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
0.3
2
8
0.1
3.2
0.3
83.3%
3
8
0.1
2.0
0.5
80.0%
(1)在实验中,应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计;
(2)第一次实验中,如图所示,弹簧测力计的示数是___________N,机械效率是___________(精确到0.1%);
(3)由1、2两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升重物,___________;
(4)前两次实验中动滑轮的重小于___________N。
(5)由___________两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越低;
(6)在第三次实验操作的基础上,如图丁所示改变绳端拉力方向,测得的滑轮组机械效率将___________。(选填“偏高”“偏低”或“不变”)
五、计算题(共26分)
28.(本题8分)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为。
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小;
(2)求货车以10m/s的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功;
(3)当货车以90kW的额定功率,72km/h的速度匀速行驶时,求货车此时牵引力大小?
29.(本题9分)如图,塔式起重机的滑轮组将重为1.2×104N的重物5s内匀速吊起2m,滑轮组的机械效率为80%。求:
(1)提升重物做的有用功;
(2)绳端的拉力F;
(3)拉力的功率。
30.(本题9分)工人师傅用如图所示的滑轮组把900N的物体匀速提升了3m,此时绳子自由端所受拉力为400N,不考虑绳重及摩擦。求:
(1)滑轮组做的有用功为多少J?
(2)此时该滑轮组的机械效率为多少?
(3)当用该滑轮组匀速提升重1200N的物体时,机械效率是多少?
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江苏省南京市外国语学校2026-2027学年九年级上学月考(9月份)
物理模拟练习卷 参考答案
1.A
【知识点】杠杆的应用
【详解】A.撬棒在使用过程中,支点是中间的小石头,人手施加的力是动力,撬棒末端撬动大石头的力是阻力。从图中可以看出,动力臂大于阻力臂,所以撬棒是省力杠杆,故A符合题意;
B.筷子在使用过程中,虎口处可看作支点,手指施加的力是动力,筷子尖端夹食物的力是阻力。动力臂小于阻力臂,所以筷子是费力杠杆,故B不符合题意;
C.镊子在使用过程中,镊子尾部连接处是支点,手指施加的力是动力,镊子尖端夹持物体的力是阻力。动力臂小于阻力臂,所以镊子是费力杠杆,故C不符合题意;
D.食品夹在使用过程中,夹子尾部连接处是支点,手施加的力是动力,夹子前端夹食物的力是阻力。动力臂小于阻力臂,所以食品夹是费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
2.C
【知识点】杠杆的动态平衡分析
【详解】钢丝钳属于杠杆,转轴是杠杆的支点,根据杠杆平衡条件 ,变形可得动力。 手往远离转轴的位置握时,阻力和阻力臂都不变,动力臂增大,因此动力减小,可以省力,故选C。
3.D
【知识点】功的计算和估算、功率的估算、机械效率的定义、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】A.因为使用机械做功时,不可避免地要做一部分额外功,有用功总小于总功,所以机械效率的数值总小于100%,故A不符合题意;
B.一纸杯水的质量
开水的温度约为100℃,能喝时水的温度比人体温度略高,约为40℃,则一杯纸杯的开水冷却到可以喝,放出的热量
故B不符合题意;
C.一个鸡蛋的重力约为0.5N,从地上拿起并把它缓慢举过头顶过程中,鸡蛋上升的高度约为1.7m,则对鸡蛋所做的功
故C不符合题意;
D.估测中学生的重力为500N,一层楼的高度约为3m,三楼的高度
上楼的时间为30s,克服重力做的功
登楼的功率
故D符合题意。
故选D。
4.D
【知识点】力做功的必要因素
【详解】A.对物体做功必须同时满足两个条件:对物体有力的作用,且物体在这个力的方向上移动了距离。站立不动时,急救包受到向上的支持力,但没有移动距离,机器狗对急救包不做功,故A不符合题意;
BC.水平地面上匀速转圈和匀速行走时,急救包移动方向为水平方向,与机器狗对它支持力的方向垂直,故机器狗对急救包不做功,故BC不符合题意;
D.背着急救包上楼梯时,急救包受力的方向与移动方向在同一直线上,满足做功的两个条件,此时机器狗对急救包做功,故D符合题意。
故选D。
5.A
【知识点】功率的定义及意义、机械效率的定义
【详解】A.功率是指单位时间内做功的多少,是表示做功快慢的物理量,甲的功率比乙的功率小,说明乙做功一定比甲做功快,故A正确;
B.不知道做功的时间,所以功率大的乙不一定比甲做功多,故B错误;
C.由可知,相同时间内乙做功更多,故C错误;
D.机械效率是指有用功占总功之比,功率的大小与机械效率大小无关,所以由题目条件无法比较甲、乙机械效率的大小,故D错误。
故选A。
6.D
【知识点】功的计算和估算、比较功的大小
【分析】力对物体做功的大小等于力和力的方向上移动距离的乘积.三种情况中拉力大小相等,在力的方向上移动的距离相等,根据公式W=Fs即可比较三者做功的大小.
【详解】因为对三个物体的拉力相等都为F,三个物体在力F的方向上移动的距离相等都为s,根据功的计算公式W=Fs可知,F对三个物体所做的功一样多.
故选D.
7.A
【知识点】斜面模型及相关计算、比较功的大小
【详解】光滑斜面AB、AC高度相同,斜面,所以物体沿AC运动时拉力较小,即;由题知,AC和AB是两个光滑的斜面,拉力做的额外功为0,在两斜面上做的功均等于克服物体重力做的功,又因为物重相同,斜面高度相同,所以
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.A
【知识点】影响滑动摩擦力大小的因素、二力或多力平衡问题、功的计算和估算、P=Fv
【详解】AB.由图象可知,木块两次都做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,拉力等于滑动摩擦力,两次拉动同一木块在同一水平面上运动,木块对水平面的压力相同,接触面的粗糙程度一定,故两次木块受到的滑动摩擦力相等,即,则两次的拉力也相等,即,故A正确,B错误;
C.由图象可知,相同时间内木块第一次通过的路程较大,两次拉力的大小相等,根据可知,相同时间内拉力做功的大小关系是,故C错误;
D.由图象可知,相同时间内木块第一次通过的路程较大,则木块第一次运动的速度较大,即;两次拉力的大小相等,木块第一次运动的速度较大,公式可知,第一次拉力的功率较大,即,故D错误。
故选A。
9.C
【知识点】功的计算和估算、P=W/t、P=Fv
【详解】 一个中学生的质量约为50kg。取g = 10 N/kg,则该学生的重力约为
在有安全保护的前提下沿直杆匀速下滑,速度不会太快。所以下滑速度约为1.4m/s,所以功率
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.D
【知识点】有用功和额外功、机械效率的简单计算
【详解】A.由图可知,甲的机械效率为,乙的机械效率为。所以甲的机械效率小于乙的机械效率,故A错误;
B.甲机械中额外功,其占总功的75%,所以甲机械的总功为,故B错误;
C.由图可知,乙机械的有用功为,占总功的,而额外功占总功的,所以其额外功大于,故C错误;
D.甲机械做的有用功为
而乙机械做的有用功为,所以甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功,故D正确。
故选 D。
11.D
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=W/t、有用功和额外功、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】由图乙可知,滑轮组承重绳子段数。
A.不计绳重及摩擦时,拉力满足,只能求出动滑轮重力,无法得到定滑轮重力,故A错误;
B.提升过程的有用功是克服矿石重力做的功,故B错误;
C.拉力端移动距离
拉力做的总功
拉力做功的功率,故C错误;
D.滑轮组的机械效率,故D正确。
故选D。
12.C
【知识点】功的计算和估算、P=W/t、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】AB.由公式可知,同一物体被提升到相同高度,因此两个滑轮组的有用功 。不计绳重及摩擦时,额外功是克服动滑轮重力做的功,由,使用两个相同的滑轮,且物体被提升高度h相同,因此两个滑轮组的额外功。总功,两个滑轮组的总功即拉力做的功。由于做功时间相同,功率也相同,故做功的功率等于做功的功率,故AB错误;
CD.机械效率的公式为,由于 且 ,所以。故C正确,D错误。
故选C。
13. 甲 功 费力 定 等臂杠杆 可以改变力的方向
【知识点】杠杆的分类、定滑轮的概念、实质及特点
【详解】[1][2]由图片和生活经验可知:甲剪刀正常使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;乙剪刀正常使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功,故这两种剪刀都不能省功。
[3]工程车上的起重臂使用时,它的动力臂小于阻力臂,它是费力杠杆,它的好处是能够省距离。
[4][5][6]A装置的轴不能随物体一起移动是定滑轮,实质是等臂杠杆,使用它不省力,但可以改变用力方向。
14. 费力 省距离 100
【知识点】杠杆的分类、生活中常见的杠杆模型、运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】[1][2] 小健用手托起一个铁球时,前臂动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,根据杠杆的平衡条件可知,这种结构的好处是省距离。
[3]由杠杆的平衡条件可知,肱二头肌对前臂的拉力为
15. 6 60
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系
【详解】由图可知,该滑轮组承担物重的绳子段数 ,因此绳子自由端移动距离
不计绳重及摩擦,滑轮组拉力满足公式,得动滑轮重为
16. 1000 100 0
【知识点】力做功的必要因素、功的计算和估算、P=W/t
【详解】[1]10s内推力做功
[2]功率
[3]木箱在重力的方向上没有移动距离,重力做的功为0。
17. 多 大
【知识点】比较功的大小、比较功率的大小
【详解】根据功的计算公式,两人爬楼的高度相同,爸爸的重力大于小明的重力,因此爸爸做的功更多。
根据功率的计算公式,爸爸做的功比小明多,且爸爸爬楼所用时间比小明短,因此爸爸做功的功率更大。
18.500
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】独轮车在使用时以车轴O为支点,其阻力臂为,动力臂为
根据杠杆的平衡条件可得,作用在车把上的竖直向上的最小动力为
19. 1.8 90
【知识点】有用功和额外功、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】[1]有用功为
W有用=Gh=18N×0.1m=1.8J
[2]总功为
W总=Fs=8N×0.25m=2J
机械效率为
20. 360 72 41.7
【知识点】机械效率的简单计算、斜面机械效率的计算
【详解】[1][2] 拉力做的功为
拉力的功率为
[3] 有用功为
则斜面的机械效率约为
21. 64 80 ③④
【知识点】有用功和额外功、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】[1][2]此过程中有用功
由于动滑轮上的绳子段数n=2,故总功
故滑轮组机械效率
[3]①若不计摩擦和绳重,则拉力,由于不知道是否存在摩擦和绳重,所以无法求出动滑轮的重力,故①不符合题意;
②拉力的功率为,因做功时间未知,所以无法求出拉力的功率,故②不符合题意;
③额外功,故③符合题意;
④由于动滑轮和物体一起运动,故动滑轮上升的高度等于物体上升的高度,物体上升2m,故动滑轮上升2m,故④符合题意。
故选③④。
22. 54 180 162
【知识点】功的计算和估算、P=W/t
【详解】[1]由图可知,小亮每跳一次高度为0.09m,则每跳一次克服重力做功
[2]由图可知,小亮跳一次所用的时间是,则小亮连续跳绳1分钟,跳绳
[3]在这段时间内克服重力做功的平均功率为
23.
【知识点】力和力臂的作图
【详解】过支点O,向F的作用线作垂线,支点到垂足之间的垂线段就是所求的力臂,标注垂直符号、字母即可。
24.
【知识点】力和力臂的作图、杠杆的最省力问题
【详解】由图可知,O为支点,过O点向F2做垂线,垂线段的距离即为F2的力臂;要让动力最小,根据杠杆平衡条件,动力臂需要最长,连接OA,以OA做为力臂时,力臂最长,力最小,再过A点做与OA垂直的动力F1,如图所示:
25.
【知识点】滑轮组的连线问题
【详解】由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,绳子的有效段数可能为2或3,要求使用时最省力,故绳子的有效段数为3,此时先把绳子一端与动滑轮上面的挂钩连接起来,该滑轮组的绕法如下图所示:
26.(1) 是 右 避免杠杆自身重力对实验的影响
(2)2.4
(3) 变大 拉力的力臂变小了
(4)C
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的动态平衡分析、探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验注意事项和错误分析、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动时,杠杆都处于平衡状态。
[2]为使杠杆在水平位置平衡,如图甲,杠杆左端下沉,说明左边较重,应将平衡螺母向右调。
[3]消除杠杆自重对实验的影响,同时方便测量力臂(因为杠杆在水平位置平衡时,力臂与杠杆上的刻度重合)。
(2)如图乙,左侧
力臂为
右侧力臂
杠杆平衡条件有
可得弹簧测力计
(3)[1][2]弹簧测力计在图丙中斜拉时,拉力的力臂变短(因为力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是斜边长)。要保持杠杆平衡,由于力臂变短,拉力必须变大。
(4)由图丁可知,,
根据杠杆平衡条件可得
若在B处竖直向下拉,则力臂最大为
此时拉力为
若斜拉则
那么,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
27.(1)匀速
(2) 1.8 74.1%
(3)物重越大,机械效率越高(或越大)
(4)1.4
(5)2、3
(6)偏低
【知识点】测量滑轮组的机械效率
【详解】(1)在实验中,测量绳端拉力F时,应在竖直向上方向上匀速拉动弹簧测力计,使物体匀速上升,物体处于平衡状态,此时弹簧测力计示数等于拉力大小。
(2) [1]由图可知,弹簧测力计最小分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为1.8N。
[2]分析第1次实验中数据可知,根据可得,机械效率为
(3)比较第1、2次实验数据可知,钩码越重,机械效率越高,故可得出结论:使用同一滑轮组,重物越重,机械效率越高。
(4)不计绳重和摩擦时,拉力,则动滑轮的重
由第一次实验可知,
由第二次实验可知,
实际情况中绳子和滑轮之间由摩擦,所以前两次实验中动滑轮的重应小于1.4N。
(5)比较第2、3次实验,钩码的重力相同,动滑轮的重力变大,机械效率降低,可得出结论:滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关,使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越低。
(6) 由图丁可知,拉力F沿斜向上方向拉动时,拉力的力臂变短,与丙相比需要更大的拉力才能拉动物体上升,因此总功更大,而有用功不变,根据可得,机械效率偏低。
28.(1);(2);(3)
【知识点】二力或多力平衡问题、功的计算和估算、P=Fv
【详解】解:(1)货车空载行驶时所受的阻力大小
(2) 货车匀速行驶,处于平衡状态,牵引力与阻力大小相等,是一对平衡力,即牵引力等于阻力
货车行驶的路程
牵引力做的功
(3)货车的速度
最大牵引力
答:(1)货车空载行驶时所受的阻力大小为;
(2)10s内货车牵引力做的功为;
(3)货车此时牵引力大小为。
29.(1)2.4×104J;(2)5×103N;(3)6000W
【知识点】P=W/t、机械效率的简单计算
【详解】解:(1)提升重物做的有用功
(2)由可得,拉力做的总功
由图可知,滑轮组绳子的有效股数
则绳端移动的距离
由可得,绳端的拉力
(3)拉力的功率
答:(1)提升重物做的有用功为2.4×104J;
(2)绳端的拉力F为5×103N;
(3)拉力的功率为6000W。
30.(1)2700J
(2)75%
(3)80%
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】(1)由题意可知滑轮组做的有用功就是提升重物做的功,所以滑轮组做的有用功为
W有用=Gh=900N×3m=2700J
(2)由图可知承担物重的有效绳子段数为3,则绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×3m=9m
则该滑轮组的机械效率为
(3)不考虑绳重及摩擦,该滑轮组的机械效率表达式为
由(2)可知,当G=900N时,该滑轮组的机械效率为75%,代入上式中可得动滑轮的重力为
G动=300N
则可知用该滑轮组匀速提升重1200N的物体时其机械效率为
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