苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功同步练习（共12套带解析）

《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
 
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。
 
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。
 
（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   0.3
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】B
【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
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。