2018学年九年级物理上册11简单机械和功综合习题检测基础篇含解析新版苏科版.doc

1 《简单机械和功》章末习题检测(基础篇) 一、选择题 1.如图所示的简单机械，在使用中属于费力杠杆的是（　　） 2.用测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的 s-t 图象如图所示，其对应 的测力计示数分别为 F1 和 F2，功率分别为 P1 和 P2，则他们大小关系正确的是（　　） A．F1＞F2 P1＞P2 B．F1=F2 P1＞P2 C．F1=F2 P1＜P2 D．F1＜F2 P1＜P2 3.关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　） A．功率大的机械，做功一定多 B．做功多的机械，机械效率一定高 C．效率高的机械，功率一定大 D．做功快的机械，功率一定大 4.小李的质量为 50 千克，可以举起 80 千克的杠铃；小胖的质量为 70 千克，可以举起 60 千克的杠铃。 他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　） A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起 C．两个都拉不起 D．两个都拉起 5.物体做匀速直线运动，拉力 F=60 牛，则物体受到的摩擦力是（　　） A．60 牛 　B．120 牛　　 C．20 牛　 　　　　　　　　D．180 牛2 6.建筑工地上，起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶，如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时， 其原因是（　　） A．起重机的功率大，做功多　　 　　 B．起重机的机械效率高，做功慢 C．起重机的功率大，做功快　　 　　 　D．起重机的机械效率高，做功多 7.下列过程中人对桶做功的是（　　） A．提着桶站立不动 B．提着桶水平移动 C．提着桶站在匀速向上运动的电梯内 D．提着桶站在匀速水平运动的车厢内 8.用细绳系住厚度不均匀的木板的 O 处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平。如图所示，两玩 具车同时从 O 点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保持平衡，必须满足的条件是 （　　） A．两车的质量相等 B．两车的速度大小相等 C．质量较小的车速度较大 D．两车同时到达木板两端 9.分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一个物体匀速提升到同一高度，其中机械效率最高的是（　　） （不计绳重和摩擦） A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．无法确定 10.小玉使用如图所示的滑轮组提升重物。用 200N 的拉力在 10s 内将重 500N 的重物匀速提高了 1m。在 这个过程中（　　） A．拉力所做的功是 500J B．滑轮组的机械效率是 75% C．拉力做功的功率是 60W D．滑轮组的机械效率是 80% 二、填空 11.超市里有种手推车，如图所示，某顾客推着空车前进时，当前轮遇障碍物 A 时，顾客向下按扶把， 这时手推车可看成杠杆，支点是 点；当后轮遇到障碍物 A 时，顾客向上提把，这时支点是 点，此时手推车可看成是 力杠杆。3 12.使用动滑轮可以 ，但不能改变动力的方向；使用定滑轮不能省力，它实质上是一个 。 13.如图所示，在研究滑轮组时，测得 A 物体重 3N，当拉动甲测力计，使 A 以 0.1m/s 的速度匀速向右移 动时，甲、乙测力计的示数分别为 0.5N 和 1.2N。则拉动甲测力计的功率大约是 W，在匀速拉动 4s 时间内所做的额外功约为 J。 14.如图所示，某人用一根长 1m 的轻质硬棒去撬动 A 端一块重 500N 的石块，已知支点 O 到 A 端长 20cm， 则此杠杆是 （填“省力”或“费力”）杠杆；在 B 端至少要加 N 的力才能撬动石块。 15.机械效率是 功跟 功的比值，公式 由于 总是存在的， 所以机械效率总 1。 16.如图所示，在 50N 的水平拉力 F 作用下，重 800N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间 滑动摩擦力为 120N。则滑轮组的机械效率为 ，若绳子自由端向前移动的速度为 0.6m/s，则物 体在 1min 内移动的距离为 m。 三、实验探究 17.如图是“探究杠杆平衡条件”的实验。4 （1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端上翘，此时应将杠杆两端的平衡 螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是：便于在 杠杆上直接测量 。 （2）在图甲所示的装置中，每个钩码重 0.5N，杠杆上每格等距。小明在图甲 B 处施加一个竖直方向的 力 F1，使杠杆在水平位置平衡，则力 F1 的方向 ，大小为 N。 （3）若仍在 B 处施加一个力，如图乙所示，则此时力的大小为 N，与力 F1 相比，该力变大的原因 是 。 （4）请举出生活中应用省力杠杆的实例 。（举出一例即可） 18.下面是小聪和小明做“测滑轮组的机械效率”的实验 （1）小聪和小明两人用弹簧测力计测钩码重量时的情形分别如图甲、乙所示，你认为 是正确的。 （选填“甲”或“乙”） （2）他们正确进行实验后，测出如下表中的数据，实验装置如图丙、丁所示。 物理量 试验 1 试验 2 试验 3 钩码重 G/N 4 4 6 钩码上升的高度 h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力 F/N 2.0 1.4 2.8 绳端移动距离 s/m 0.3 0.5 0.35 机械效率 η 67% ①通过表中数据可分析出实验 1 是用 图所示的装置做的实验，实验 2 是用 图所示 的装置做的实验，实验 2 的机械效率为 ，实验 3 的机械效率为 。 ②通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数 越多，滑轮组的机械效率 。 ③比较实验 1 和试验 3 可得正确结论：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率。 四、计算 19.新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重 2700N 的物体，物体上升了 2m，绳子末端的拉 力为 750N，不计绳重和摩擦力，求： （1）工人做的有用功是多少？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？ （3）动滑轮的总重力是多少 N？ 20.如图甲所示的是一台汽车起重机的示意图，起重钩的升降使用的是滑轮组，如图乙所示。滑轮组上 钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。某次作业中，起重机将 200Kg 的货物由地面起吊到 5m 的高度，所 用时间 20s，钢丝绳的拉力 F 为 800N，求起吊过程中：（g 取 10N/kg） （1）起重机起吊货物的机械效率； （2）卷扬机做功的功率； （3）图丙为该起重机的铭牌，其中有一个重要参数是“最大额定起重量”。运用你学过的物理知识，分 析说明起重设计时，该参数的确定需要考虑哪些因素？ 【答案与解析】 一、选择 1.【答案】B 【解析】A、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；B、镊子在使用过程中，动力臂小于 阻力臂，是费力杠杆；C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D、托盘天平的实质 是等臂杠杆，在使用过程中，动力臂等于阻力臂，不省力也不费力，选 B。 2.【答案】B6 【解析】由图象知，两次都是做匀速直线运动，所以两次的拉力都等于摩擦力，摩擦力不变，拉力不 变。因此 F1=F2。由图象知，在相同时间内，①经过的路程大，所以①的速度大于②的速度。根据公式 ，拉力相同，P1＞P2。故选 B。 3.【答案】D 【解析】A 说法错误，功率大，只能说明做功快，做功不一定多；B 说法错误，由于机械效率是有用 功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；C 说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功 中占的比例大，功率、机械效率两者没有必然的联系；D 说法正确。因为功率就是比较物体做功快慢的 物理量。 4.【答案】B 5.【答案】D 【解析】绳子股数是 3．所以绳子末端的拉力 ，物体和地面之间的摩擦力 f=nF=3×60N=180N。 6.【答案】C 【解析】两种情景下对物体做有用功和总功一样多，起重机做的额外功多，机械效率低，但所用的时 间少，做功快，功率大。 7.【答案】C 【解析】提着桶站立不动，人给桶一个向上的力，桶向上没有移动距离，人对桶没有做功。A 选项错 误。提着桶水平移动，人给桶一个向上的力，桶向上没有移动距离，人对桶没有做功。B 选项错误。 提着桶站在匀速向上运动的电梯内，人给桶一个向上的力，桶向上移动距离，人对桶做功。C 选项正确。 提着桶站在匀速水平运动的车厢内，人给桶一个向上的力，桶向上没有移动距离，人对桶没有做功．选 项错误。 8.【答案】C 【解析】木板原来是平衡的，两玩具车同时从 O 点附近分别向木板的两端匀速运动，若保持木板平衡 根据杠杆的平衡条件：G1L1=G2L2，即：m1v1t=m2v2t，m1v1=m2v2。 A、两车的质量相等，速度不同则不能平衡，故 A 错误； B、车的速度大小相等，质量不同不能平衡，故 B 错误； C、质量较小的车速度较大，故 C 正确； D、须满足 G 左/G 右与两端距支点距离 L 右/L 左相等才能平衡，故 D 错误。 9.【答案】A 【解析】把同一个物体匀速提升到同一高度，有用功相同，不计绳重和摩擦，使用定滑轮时做的额外 功最小为 0，所以使用定滑轮时机械效率最大为 100%。 10.【答案】C 【解析】（1）拉力做的功： ，故 A 不正确。 （2）拉力做功的功率： 故 C 正确。 （3）提升重物做的功： ； 滑轮组的机械效率： ，故 B、D 不正确。 二、填空 W FsP Fvt t = = = 200 3 1 600W Fs N m J= = × × =总 600 60W10 W JP t s = = =总 500 1 500W Gh N m J= = × =有 500 83.3%600 W J W J η = = ≈有 总7 11.【答案】C；B；省 12.【答案】省一半力；等臂杠杆 【解析】（1）动滑轮实质是动力臂等于 2 倍阻力臂的杠杆，使用动滑轮不能改变动力方向，但可以省 一半力；（2）定滑轮实际上就是等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；故答案为： 省一半力；等臂杠杆。 3.【答案】0.15；0.12 【解析】甲测力计的速度 v 甲=3vA=3×0.1m/s=0.3m/s，所以拉动甲测力计的功率大约是 P=F 甲 v 甲 =0.5N×0.3m/s=0.15W，滑轮与绳子之间摩擦力 f=3F 甲-F 乙=3×0.5N-1.2N=0.3N，在匀速拉动 4s 时间内 A 移 动 的 距 离 s=vt=0.1m/s×4s=0.4m ， 所 以 在 匀 速 拉 动 4s 时 间 内 所 做 的 额 外 功 约 为 W=fs=0.3N×0.4m=0.12J。 14.【答案】省力；125 【解析】由图可知，动力臂大于阻力臂，所以此杠杆为省力杠杆； 沿图示动力方向施力，动力臂最大，为 OB，因为 OA=20cm，OB=100cm-20cm=80cm， 根据杠杆平衡的条件 F×OB=G×OA 得： 。 15.【答案】有用；总； ；额外功；小于 【解析】（1）机械效率是指有用功跟总功的比值，其公式为： 。 （2）只要有使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，有用功总 是会小于总功，机械效率总是小于 1。 16.【答案】80%；12 【解析】（1）由图知，n=3，则绳子自由端向前移动的距离 s=3L（L 为物体移动的距离） （2）在 1min 内绳子自由端向前移动的距离： ， 物体移动的距离： 。 三、实验探究 17.【答案】（1）右；力臂；（2）竖直向上；1.5；（3）2；力臂减小；（4）开启瓶盖的起子 【解析】（1）杠杆右端上翘，说明杠杆重心偏左，因此杠杆重心应右调，方法是将杠杆的平衡螺母 向右调。使杠杆在水平平衡，以便于直接从杠杆上读出力臂。 （2）由杠杆平衡的条件：F1L1=F2L2 可得，F1×4L=4×0.5N×3L，解得：F1=1.5N，方向竖直向上。 （3）从乙图中可以看出，拉力大小为 2N，比 F1 大；因为 B 点作用力最长的力臂为 OB，当力的方向发生 改变时，力臂将减小，因此作用力将增大； （4）用起子开启瓶盖时，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆。 18.【答案】（1）甲；（2）①丙；丁；57%；71%；②低；③增大提升的物重 【解析】（1）弹簧测力计在测重力时应竖直方向使用，故选甲 （2）①在实验 1 中，h1=0.1m，s1=0.3m，所以 ，故实验 1 是用丙图所示的装置进行 500N 20cm =125N80cm G OAF OB × ×= = W W η = 有 总 W W η = 有 总 120 80%3 3 50 3 W fL fL f N W Fs F L F N η = = = = = =× 有 总 0.6 / 60 36s m s s m= × = 1 1 36 123 3L s m m= = × = 1 1 1 0.3 30.1 s mn h m = = =8 的实验； 实验 2 中，h2=0.1m，s2=0.5m，所以 ，故实验 2 是用丁图所示的装置进行的实验， 机械效率 ； 实验 3 中， ， ，所以 ，故实验 3 是用丙图所示的装置进行的实 验，机械效率 ②实验 1 和 2 中，提升重物相同，距离相同，只是滑轮组不同，尤其是动滑轮的个数不同，实验 2 的机 械效率低于实验 1，因此可得出：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组 的机械效率越低； ③实验 1 和 3 中，滑轮组相同，实验 3 提升的重物大于实验 1，机械效率也更高，说明：使用同一滑轮 组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 四、计算 19.【答案与解析】（1）使用滑轮组做的有用功：W 有用=Gh=2700N×2m=5400J； （ 2 ） 由 图 可 知 ， 承 担 物 重 的 绳 子 股 数 n=4 ， 则 s=4h ， 使 用 滑 轮 组 做 的 总 功 ： W 总 =Fs=Fnh=750N×4×2m=6000J ， 滑 轮 组 的 机 械 效 率 ： η= （ W 有 /W 总 ） ×100%= （ 5400J/6000J ） ×100%=90%； （3）不计绳重和摩擦力，绳子自由端拉力：F=（G 物+G 动）/4，即：750N=（2700N+G 动）/4，解得 G 动 =300N。 答：（1）工人做的有用功是=5400J；（2）该滑轮组的机械效率是=90%；（3）动滑轮的总重力是 300N。 20.【答案与解析】（1）货物的重力： ； 起重机起吊货物的机械效率： 。 （2）拉力移动距离 s=3h=3×5m=15m； 拉力做的总功： ； 卷扬机的功率： 。 （3）起重机的最大额定起重量和起重机的质量、起重机的重心、卷扬机的最大拉力、钢丝承受的最大 拉力、起吊臂的长度等有关。 答：（1）起重机起吊货物的机械效率为 83.3%； （2）卷扬机做功的功率为 600W； （3）该参数的确定需要考虑起重机的质量、起重机的重心、卷扬机的最大拉力、钢丝承受的最大拉力、 起吊臂的长度等因素。 2 2 2 0.5 50.1 s mn h m = = = 2 2 2 2 2 4 0.1 57%1.4 0.5 W G h N m W F s N m η ×= = = ≈× 有 总 3 0.1h m= 3 0.3s m= 3 3 3 0.3 30.1 s mn h m = = = 3 3 3 3 3 6 0.1 71%2.8 0.3 W G h N m W F s N m η ×= = = ≈× 有 总 200 10 / 2000G mg kg N kg N= = × = 100% 100% 100% 83.3%3 W Gh G W Fs F η = × = × = × ≈有用 总 800 15 12000W Fs N m J= = × =总 12000 60020 W JP Wt s = = =总