内容正文:
九年级物理月度作业
2026.9
(总分100分 时间100分钟)
一、单选题(每题2分,共12题,共24分)
1. 如图为《天工开物》中记载的六桨客船。人划船时船桨属于( )
A. 省力杠杆 B. 费力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 不是杠杆
【答案】B
【解析】
【详解】划船时,动力臂小于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,动力大于阻力,属于费力杠杆。故选B。
2. 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. 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
【答案】C
【解析】
【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. 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. 小明完成一次俯卧撑做的功约为2000 J
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0.1 J
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100 W
【答案】D
【解析】
【详解】A.任何机械工作时都需做额外功,,由可知,机械效率一定小于100%,故A不符合题意;
B.中学生体重约,做一次俯卧撑重心上升高度约,小明完成一次俯卧撑做的功约为,故B不符合题意;
C.一个鸡蛋重力约,从地面举过头顶高度约,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为,故C不符合题意;
D.初中生体重约,一楼到三楼上升高度约,登楼时间约,登楼做的功为
功率,故D符合题意。
故选D。
4. 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
【答案】D
【解析】
【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. 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
【答案】A
【解析】
【分析】
【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. 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
【答案】D
【解析】
【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. 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. ,
【答案】A
【解析】
【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. 杆秤是我国度量衡“三大件(尺斗秤)”的重要组成部分,凝聚了炎黄子孙的智慧。如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤,下列说法正确的是( )
A. 要使如图所示的杆秤水平平衡,秤砣向左移
B. “秤砣虽小压千斤”说明使用时杆秤相当于省力杠杆
C. 如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D. 将提钮移到O点右侧,可以增大杆秤的量程
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图示知,杆秤的左侧下沉,说明左侧比右侧重,据杠杆平衡条件知,在阻力和阻力臂及动力不变时,需要增大动力臂,才能让杠杆平衡,所以需要将秤砣向右移动,故A错误;
B.秤砣虽小压千斤,说明秤砣对杠杆的作用力不是很大,但能称量质量很大的物体,即阻力很大,动力远小于阻力,所以使用时,杆秤相当于省力杠杆,故B正确;
C.由杠杆的平衡条件可知,物体质量一定时,阻力臂长度一定,如果秤砣磨损,质量减小,杠杆平衡时,动力臂增大,即提纽到秤砣长度应变大,故所称物体质量会比实际质量偏大,故C错误;
D.将提纽向右移动适当距离,阻力臂增大,秤砣的质量不变,则动力不变,秤砣在相同的位置,即动力臂不变时,根据杠杆平衡条件可知,阻力变小,可以称量的物体质量变小,减小了杆秤的量程,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动,在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m,将同一重物分别挂在A点、B点、C点时,重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m,对应的机械效率分别为、、。则( )
A. ηA<ηB<ηC B. ηA>ηB>ηC C. ηA<ηC<ηB D. ηC<ηA<ηB
【答案】A
【解析】
【详解】机械效率
重物挂在A点,则重物被提升的高度为,该过程做的有用功,杠杆重心提升的高度,由几何关系可知,,额外功;重物挂在B点,则重物被提升的高度为,该过程做的有用功,杠杆重心提升的高度亦为,额外功。
则,,则
由机械效率推导式,可得
重物挂在C点,则重物被提升的高度为,该过程做的有用功,杠杆重心提升的高度,由几何关系可知,,额外功。
则,,则
由机械效率推导式可得,,综上可得
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 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
【答案】D
【解析】
【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. 在图所示的装置中,每个滑轮重4N,物体G1重100N,物体G2重10N。此时G2恰能匀速下降。若在G1上加一水平向左的拉力,使G1匀速向左运动,则拉力F为( )
A. 5N B. 7N C. 14N D. 114N
【答案】C
【解析】
【详解】初始状态匀速下降,匀速向右运动,绳子拉力
水平方向受力平衡,摩擦力
匀速向左运动时,摩擦力方向向右,大小不变,拉力
故选C。
12. 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.
【答案】C
【解析】
【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。
二、填空题
13. 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(选填甲、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)。
【答案】 ①.
甲 ②.
功 ③.
费力
【解析】
【详解】因甲剪刀正常使用时动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;
由功的原理可知,使用机械可以省力,或省距离,但不能省功,故两种剪刀都不能省功;
因工程车起重臂工作时动力臂小于阻力臂,故为费力杠杆。
14. 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。
【答案】 ①. 费力 ②. 省距离 ③. 100
【解析】
【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. 如图所示,用动滑轮把重为40 N的物体匀速上提1 m,弹簧测力计示数为24 N,则拉力为___________N,拉力做的功是___________J。不计摩擦和绳重,动滑轮重为___________N。
【答案】 ①. 24 ②. 48 ③. 8
【解析】
【详解】同一根绳子拉力处处相等,故拉力为24N。
拉力移动的距离为
拉力做的功为
不计摩擦和绳重,动滑轮重为
16. 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。
【答案】 ①. 1000 ②. 100 ③. 0
【解析】
【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. 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”)。
【答案】 ①. 多 ②. 大
【解析】
【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. 电视剧《三国》中有一种武器叫抛石机,当一群士兵用力拉动杠杆时,会将石块抛向敌方阵营,其原理如图所示,它是一个___________(选填“省力”、“费力”)杠杆。作用在A点的力沿___________最小(选填“a”、“b”、“c”)。已知石球重100N,OA:OB = 1 : 4,则作用在A点力的最小值为___________N(不计杠杆自重及摩擦)。
【答案】 ①. 费力 ②. b ③. 400
【解析】
【详解】[1]由图可知,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡的条件可知,动力大于阻力,所以是费力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件可知,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小,因为b方向的力的力臂最大,所以力最小。
[3]根据杠杆平衡的条件可知
解得
19. 用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时,将总重为G=100N的钩码挂在粗细均匀铁质杠杆上,弹簧测力计作用于P点,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h=0.4m,弹簧测力计的示数为F=50N,其移动的距离为s=1m(不计转轴O处的摩擦,)则杠杆自重为______N;若将钩码移动到Q点,仍将钩码匀速提升h的高度,杠杆的机械效率将______(选填“不变”“变大”或“变小”)。
【答案】 ①. 20 ②. 变大
【解析】
【分析】根据题中“杠杆的机械效率”可知,本题考查杠杆力臂的变化引起的机械效率变化,根据相似三角形求出杠杆上升高度即可进行求解。
【详解】[1]由题知,拉力所做功为W总=Fs=50N×1m=50J
对钩码所作有用功为W有=Gh=100N×0.4m=40J
又因为W总=W有+W额,因为不计转轴O处的摩擦,故对杠杆做功W额=W总−W有=50J-40J=10J
因为杠杆粗细均匀,故杠杆重心为杠杆中点,则杠杆重力力臂为L杆=,由相似三角形可知,杠杆重力力臂与弹簧测力计拉力的力臂关系为,故h杆===0.5m
由W额=G杆h杆得,G杆===20N
[2]若将钩码移到Q点后匀速提升h的高度,则W有=Gh不变,又因为杠杆重力不变,将钩码移动后,杠杆提升高度变小,故W额减小,又因为W总=W有+W额,故W总减小,由机械效率公式η=×100%可知,杠杆的机械效率将变大。
20. 如图所示,往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,若工人用500N的推力沿3m长的斜面,把120kg的重物提高1m,在这个过程中推力做功为 ______ J,额外功为 _______________ J,重物受到的摩擦力为 ________ N。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 1500 ②. 300 ③. 100
【解析】
【详解】[1]在这个过程中推力做的功是总功
W总=Fs=500N×3m=1500J
[2]在这过程中有用功为
W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J
此过程中的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J=300J
[3]在此过程中只有摩擦力做功为额外功,所以摩擦力为
21. 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)。
【答案】 ①. 64 ②. 80 ③. ③④
【解析】
【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. 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。
【答案】 ①. 54 ②. 180 ③. 162
【解析】
【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. 如图所示是小明同学制作的杆秤的示意图,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12.5kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB、BC、BD的长度如图所示。秤砣的质量是________kg;距离C点11cm处,有两个刻度,分别为________kg和________kg;如果秤砣下方不小心粘了一小块口香糖,那么用该秤称得的货物质量________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 0.5 ②. 1.1 ③. 3.5 ④. 偏小
【解析】
【详解】[1]根据杠杆平衡条件可知,当提着B处秤纽、秤砣在D点时,A点所挂物体重,当提着C处秤纽、秤砣在D点时,A点所挂物体重,因BD>CD、AB<AC,故,因此提B处秤纽时,此秤的称量最大;当提着B处秤纽、秤砣在D点、A点所挂着质量为12.5kg的物体时,秤杆可以在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可得,故
又因为,故
[2][3]当提起B处秤纽时,阻力臂为AB=2cm,动力臂
根据杠杆平衡条件可得,故
当提起C处秤纽时,阻力臂为
动力臂CD′=11cm,根据杠杆平衡条件可得,故
[4]由杠杆平衡原理可知,,如果秤砣下方不小心粘了一小块口香糖,粘口香糖后,则秤砣的重力变大,货物重力和力臂不变,由杠杆平衡条件可知,秤砣的力臂将变小,所以用该秤称量货物质量偏小。
三、作图题(共6分)
24.
(1)如图所示,轻质杠杆ABO可绕O点转动,现在B点用一轻绳拉住使其保持水平静止,请在图中画出:杠杆所受来自轻绳的拉力的力臂l1以及小球所受重力的示意图;
(2)如图所示为钓鱼的示意图,O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F2的力臂、人手钓鱼最小的动力F1的示意图。
(3)某人利用滑轮组向下拉绳提起物体,请在图中画出绳子的绕法。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
重力作图略;
绳子对杠杆的拉力作用在B点,拉力的方向沿绳向上,过支点O作这条拉力作用线的垂线段,即拉力的力臂,据此作图。
【小问2详解】
过支点O向F2作用线画垂线,就得到鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂(阻力臂)L2 ;
根据杠杆平衡条件,在阻力、阻力臂一定时,动力臂越长动力越小,这里最长动力臂是支点O到动力作用点A的线段,先连接O、A两点,过A点作垂直于OA向上的带箭头线段,即为最小动力F1,据此作图。
【小问3详解】
由题意知,站在地面上的人用滑轮组向下拉绳提起物体,所以绳子自由端的拉力方向应向下,绳子先系在定滑轮的下挂钩上,向下绕过下方的动滑轮,再向上绕回上方的定滑轮,最终绳子自由端向下回到人手中,据此作图。
25. 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。
【答案】(1)2.4×104J;(2)5×103N;(3)6000W
【解析】
【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。
26. 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?
【答案】(1)2700J
(2)75% (3)80%
【解析】
【小问1详解】
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
【小问2详解】
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
【小问3详解】
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
四、实验题
27. 俯卧撑是一项常见的健身项目,采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。
(1)图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境,他的身体与地面平行,可抽象成如图1乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,双手的力作用在______点,小京的重心在______点。已知小京的体重为750 N,OA长为1m,OB长为1.5m。地面对双手的合力F1与身体垂直,求得F1的大小为______。
(2)图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境,此时他的身体姿态与图甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,栏杆对手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点。支点O位置不变,此时阻力臂______(选填“变大”“变小”或“不变”),栏杆对手的力F2比F1____(选填“大”或“小”)。对于追求提升力量,______做俯卧撑的锻炼效果更加好(选填“水平地面”或者“手扶栏杆”)。
【答案】(1) ①. B ②. A ③. 500N
(2) ①. 变小 ②. 小 ③. 水平地面
【解析】
【小问1详解】
[1][2]地面对双手的合力是动力,作用点为双手位置,对应图乙的B点;小京的重力是阻力,其作用点为重心,对应图乙的A点。
[3]图1中,小京的身体与水平地面平行,O为支点,阻力竖直向下,其力臂
动力垂直于水平地面向上,其力臂为
如下图所示:
由杠杆的平衡条件可得,则地面对双手的合力
【小问2详解】
[1][2][3]小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时,抽象成杠杆模型如下图所示:
小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时,阻力G不变,身体与水平地面成一定角度,阻力的力臂是支点O到重力作用线的垂直距离,故阻力的力臂,即阻力臂变小;由于动力与身体垂直,故动力臂,即动力臂不变。根据杠杆平衡可知,随阻力臂变小而变小,故比小。由于在水平地面做俯卧撑时,阻力臂更大,对应所需的动力更大,故水平地面做俯卧撑对提升力量的锻炼效果更好。
28. 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
【答案】(1) ①. 是 ②. 右 ③. 避免杠杆自身重力对实验的影响
(2)2.4 (3) ①. 变大 ②. 拉力的力臂变小了
(4)C
【解析】
【小问1详解】
[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)。
【小问2详解】
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
【小问3详解】
[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。
【小问4详解】
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。
29. 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”)
【答案】(1)匀速 (2) ①. 1.8 ②. 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
【解析】
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
[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
【小问3详解】
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。
【小问4详解】
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。
【小问5详解】
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。
【小问6详解】
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。
30. 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)
(1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度。
(2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为___________N,可见使用斜面可以省___________(选填“力”、“距离”或“功”);
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为___________J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为___________。
(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出和与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重___________(选填“有关”或“无关”);
②若这位母亲的质量为60kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为___________N。
【答案】 ①. 0.3 ②. 力 ③. 0.3 ④. 60% ⑤. 无关 ⑥. 120
【解析】
【详解】(2)②[1]由图知道,弹簧测力计的分度值是0.02N,弹簧测力计的示数为0.3N。
[2]由图知道,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数为0.3N<2.0N,说明使用斜面可以省力。
③[3]刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm,使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,B点所处高度为9.00cm,将小车从A点拉到B点的过程中,拉力做的功为
[4]利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为
机械效率为
(3)①[5]由图像知道,当小车的总重G增大到5N时,拉小车从A点到B点所做的功
W1=0.75J
竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功
W2=0.45J
利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为
即
所以由图像知道,用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。
②[6]这位母亲和所坐的轮椅总重力为
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的有用功为
由知道,中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的总功为
由得,力的大小为
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九年级物理月度作业
2026.9
(总分100分 时间100分钟)
一、单选题(每题2分,共12题,共24分)
1. 如图为《天工开物》中记载的六桨客船。人划船时船桨属于( )
A. 省力杠杆 B. 费力杠杆 C. 等臂杠杆 D. 不是杠杆
2. 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. 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. 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. 小明完成一次俯卧撑做的功约为2000 J
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0.1 J
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100 W
4. 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. 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. 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. 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. 杆秤是我国度量衡“三大件(尺斗秤)”的重要组成部分,凝聚了炎黄子孙的智慧。如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤,下列说法正确的是( )
A. 要使如图所示的杆秤水平平衡,秤砣向左移
B. “秤砣虽小压千斤”说明使用时杆秤相当于省力杠杆
C. 如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D. 将提钮移到O点右侧,可以增大杆秤的量程
9. 如图所示,若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动,在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m,将同一重物分别挂在A点、B点、C点时,重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m,对应的机械效率分别为、、。则( )
A. ηA<ηB<ηC B. ηA>ηB>ηC C. ηA<ηC<ηB D. ηC<ηA<ηB
10. 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. 在图所示的装置中,每个滑轮重4N,物体G1重100N,物体G2重10N。此时G2恰能匀速下降。若在G1上加一水平向左的拉力,使G1匀速向左运动,则拉力F为( )
A. 5N B. 7N C. 14N D. 114N
12. 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.
二、填空题
13. 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(选填甲、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)。
14. 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. 如图所示,用动滑轮把重为40 N的物体匀速上提1 m,弹簧测力计示数为24 N,则拉力为___________N,拉力做的功是___________J。不计摩擦和绳重,动滑轮重为___________N。
16. 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. 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. 电视剧《三国》中有一种武器叫抛石机,当一群士兵用力拉动杠杆时,会将石块抛向敌方阵营,其原理如图所示,它是一个___________(选填“省力”、“费力”)杠杆。作用在A点的力沿___________最小(选填“a”、“b”、“c”)。已知石球重100N,OA:OB = 1 : 4,则作用在A点力的最小值为___________N(不计杠杆自重及摩擦)。
19. 用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时,将总重为G=100N的钩码挂在粗细均匀铁质杠杆上,弹簧测力计作用于P点,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h=0.4m,弹簧测力计的示数为F=50N,其移动的距离为s=1m(不计转轴O处的摩擦,)则杠杆自重为______N;若将钩码移动到Q点,仍将钩码匀速提升h的高度,杠杆的机械效率将______(选填“不变”“变大”或“变小”)。
20. 如图所示,往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,若工人用500N的推力沿3m长的斜面,把120kg的重物提高1m,在这个过程中推力做功为 ______ J,额外功为 _______________ J,重物受到的摩擦力为 ________ N。(g取10N/kg)
21. 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. 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。
23. 如图所示是小明同学制作的杆秤的示意图,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12.5kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB、BC、BD的长度如图所示。秤砣的质量是________kg;距离C点11cm处,有两个刻度,分别为________kg和________kg;如果秤砣下方不小心粘了一小块口香糖,那么用该秤称得的货物质量________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
三、作图题(共6分)
24.
(1)如图所示,轻质杠杆ABO可绕O点转动,现在B点用一轻绳拉住使其保持水平静止,请在图中画出:杠杆所受来自轻绳的拉力的力臂l1以及小球所受重力的示意图;
(2)如图所示为钓鱼的示意图,O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F2的力臂、人手钓鱼最小的动力F1的示意图。
(3)某人利用滑轮组向下拉绳提起物体,请在图中画出绳子的绕法。
25. 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。
26. 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?
四、实验题
27. 俯卧撑是一项常见的健身项目,采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。
(1)图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境,他的身体与地面平行,可抽象成如图1乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,双手的力作用在______点,小京的重心在______点。已知小京的体重为750 N,OA长为1m,OB长为1.5m。地面对双手的合力F1与身体垂直,求得F1的大小为______。
(2)图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境,此时他的身体姿态与图甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,栏杆对手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点。支点O位置不变,此时阻力臂______(选填“变大”“变小”或“不变”),栏杆对手的力F2比F1____(选填“大”或“小”)。对于追求提升力量,______做俯卧撑的锻炼效果更加好(选填“水平地面”或者“手扶栏杆”)。
28. 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
29. 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”)
30. 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)
(1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度。
(2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为___________N,可见使用斜面可以省___________(选填“力”、“距离”或“功”);
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为___________J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为___________。
(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出和与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重___________(选填“有关”或“无关”);
②若这位母亲的质量为60kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为___________N。
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