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第11章《简单机械和功》-2024-2025学年九年级上册物理单元测试卷（苏科版）
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2024-2025学年九年级上册物理单元测试第十一章《简单机械和功》（培优卷）选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分，每小题只有一个选项符合题意）1．如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是( )A．B． C．D．2．现给出结论：一个杠杆受到多个力的作用时，杠杆支点左侧力与力臂乘积之和等于杠杆支点右侧力与力臂乘积之和。如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡．如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒( )A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动C．仍保持平衡 D．平衡被破坏，转动方向不定3．小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是( )A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大4．将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0．3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0．6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙C．η甲≈55．5% D．η乙≈83．3%5．如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )A．定滑轮的作用是省力B．滑轮组机械效率为80%C．动滑轮的重力为100ND．拉力F的功率为100W6．如图所示为小明同学做挺举连续动作的几个状态图，下列说法不正确的是( )A．小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功B．小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功C．小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功D．小明同学在站立状态过程中对杠铃做了功7．2022年5月20日，我市文化体育新地标一临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢。履带式起重机是该项工程的重要施工机械，施工现场的履带式起重机（ ）。A． 水平移动时其重力不做功 B． 吊臂前端的定滑轮能省力C． 粗糙的履带可以减小摩擦 D． 宽大的履带可以增大压强8．如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是( )A．P甲＞P乙，η甲＜η乙 B．P甲＜P乙，η甲＜η乙 C．P甲＜P乙，η甲＞η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙9．码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂在A端的的桶重100N，内部底面积为，桶内装有800N的水，水深1m。重600N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面的接触面积，。下列计算结果错误的是（ ）（，g取）。A． 水对桶底的压强为 B． 水对桶底的压力为600NC． 人对地面的压力为375N D． 人对地面的压强为10．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50NC．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为填空题（每空1分）11．如图所示，杆秤秤砣的质量为0．2kg，杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0．05m和0．2m，则被测物体的质量为__kg，若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要____(选填 “偏大”或“偏小”)12．如图所示，利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300N的A物体，使A物体在10s内向右移动了2m，若A物体受到的摩擦力大小为20N，拉力F大小为50N，则：弹簧测力计的示数为______；水平拉力F所做的功为______，功率为______；滑轮的机械效率为_______。13．明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η______1（选填“>”“<”或“=”）。14．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，图为输电线的牵引装置钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，总重为5000N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，每根钢绳受到的拉力为__N，输电线端受到的拉力大小为__，若某段时间内输电线端向右移动了10cm，则坠砣串上升了__cm(取g=10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)。15．利用图中的滑轮组提升重物A(物体A重1600 N)，滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F为_____N，如果增大物重，此滑轮组的机械效率____．(选填“变大”、“变小”或“不变”)16．将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1=4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A到水平拉力F2作用时，以v2=6m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1___________W2（填“>、“<”或“=”）17．如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1．5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。则小张推木箱做功大小为________J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____(结果保留一位小数)。18．跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳，小明1min能完成的跳绳个数为__________，若他质量为50kg，则在此过程中，他克服重力做功的功率为__________W。（g取10N/kg）19．如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图．20．如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。解答探究题（计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程，直接写出结果不能得分）21．如图，用一长1m的轻质杠杆OB提起一箱货物。已知货物质量为5kg，悬挂点A距离O点20cm，拉力作用在B点，当拉力F与竖直方向成60°角时，杠杆在水平位置平衡。(杠杆质量忽略不计，g取10N/kg)求：(1)拉力F的大小；(2)缓缓提起杠杆，使B点上升30cm，此过程F做的功。22．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如下，在第时速度达到，通过的路程为。设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，求：（1）该汽车的恒定功率为多少瓦。（2）那么在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？23．小明家装修房屋，一箱质量为的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升，用时。（）求：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。24．李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：A．取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O点，如图甲所示；B．将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；C．取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2，如图丙所示。(1)已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石＝________(用字母ρ水和所测得的物理量表示)；(2)采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果________(选填“有”或“无”)影响；(3)图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。25．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是___________（结果精确到0．1%）。这次数据是用图中___________（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以得到，若要增大滑轮组的机械效率，可以___________。在第1次实验中，拉力F所做的额外功为___________J。（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？___________。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断___________。 次数物体的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120．110．366．7%230．11．40．371．4%340．11．80．374．1%420．11．50．2参考答案如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是( )A．B． C．D．【答案】A【解析】A．由图可知，动力臂是阻力臂的4倍，所以拉力F1＝G；B．由图可知，动滑轮省一半的力，所以拉力F2＝G；C．设斜面的高度为h，斜面长度为s，则＝sin30°＝，由功的原理可得，F3s＝Gh，所以F3＝G＝G；D．由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，所以拉力F4＝G，综上可知，当提起同一重物时，最省力的是A。现给出结论：一个杠杆受到多个力的作用时，杠杆支点左侧力与力臂乘积之和等于杠杆支点右侧力与力臂乘积之和。如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡．如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒( )A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动C．仍保持平衡 D．平衡被破坏，转动方向不定【答案】C 【解析】设木板 AO 段重力 G 1 ，重心离 O 点 L 1 ，木板 BO 段重力 G 2 ，重心离 O 点 L 2 ， AO =OC=l ，由条件： G 1 L 1 ＋2 Gl = G 2 L 2 ＋3 Gl ，G 1 L 1 - G 2 L 2 =Gl ，当两边各挂一个钩码后： 左端有G 1 L 1 ＋3 Gl 右端有G 2 L 2 ＋4 Gl ，G 1 L 1 ＋3 Gl -(G 2 L 2 ＋4 Gl )= G 1 L 1 - G 2 L 2 - Gl = Gl - Gl =0所以G 1 L 1 ＋3 Gl = G 2 L 2 ＋4 Gl 表明木棒能平衡。选项C正确。小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是( )A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大【答案】B【解析】AC．由题意可知，搬的是同一捆书，而且两次上楼的高度均不变，由W=Gh可知，两次搬书过程对书做功相同，故AC错误；BD．两次所做的功相同，由可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。故选B将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0．3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0．6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙C．η甲≈55．5% D．η乙≈83．3%【答案】D【解析】由图可知，甲、乙滑轮组中n1=2、n2=3，不计摩擦和绳重时滑轮组的机械效率分别为即η甲=η乙，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )A．定滑轮的作用是省力B．滑轮组机械效率为80%C．动滑轮的重力为100ND．拉力F的功率为100W【答案】B【解析】A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为因此机械效率为故B正确；C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有带入数据得故C错误；D．拉力的功率故D错误。故选B。如图所示为小明同学做挺举连续动作的几个状态图，下列说法不正确的是( )A．小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功B．小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功C．小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功D．小明同学在站立状态过程中对杠铃做了功【答案】D【解析】做功的两个因素，一是要有力作用在物体上，二是物体在力的方向上通过的距离。A．小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中，小明对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，A正确，故A不符合题意；B．小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，B正确，故B不符合题意；C．小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，C正确，故C不符合题意；D．小明同学在站立状态过程中，对杠铃有一个向上的力，但杠铃没有移动距离，所以没有对杠铃做功，D错误，故D符合题意。故选D。2022年5月20日，我市文化体育新地标一临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢。履带式起重机是该项工程的重要施工机械，施工现场的履带式起重机（ ）。A． 水平移动时其重力不做功 B． 吊臂前端的定滑轮能省力C． 粗糙的履带可以减小摩擦 D． 宽大的履带可以增大压强【答案】A。【解析】A．水平移动时其重力方向与移动方向垂直，重力不做功，故A符合题意； B．吊臂前端的定滑轮是等臂杠杆，不能省力，故B不符合题意；C．粗糙的履带，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C不符合题意； D．宽大的履带，增大了接触面积，可以减小压强，故D不符合题意。故选A。如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是( )A．P甲＞P乙，η甲＜η乙 B．P甲＜P乙，η甲＜η乙 C．P甲＜P乙，η甲＞η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙【答案】A【解析】(1)已知AB＞AC，拉力相同，由W＝Fs可知，W1＞W2；根据P＝，W1＞W2，时间相同，所以P甲＞P乙；(2)已知物体的重力不变，斜面的高度不变，故由W＝Gh可知，将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同，W1有＝W2有；因为W1＞W2，由η＝可得，η甲＜η乙。故选：A。码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂在A端的的桶重100N，内部底面积为，桶内装有800N的水，水深1m。重600N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面的接触面积，。下列计算结果错误的是（ ）（，g取）。A． 水对桶底的压强为 B． 水对桶底的压力为600NC． 人对地面的压力为375N D． 人对地面的压强为【答案】C。【解析】A．水对桶底的压强为故A正确，不符合题意；B．水对桶底的压力为故B正确，不符合题意；C．根据杠杆平衡原理，可得人对绳子的拉力为所以人对地面的压力为故C错误，符合题意；D．人对地面的压强为故D正确，不符合题意。故选C。如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50NC．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为【答案】D【解析】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功W有=Gh=100N×4m=400J所做的总功W总=Fs=50N×10m=500J额外功W额=W总-W有=500J-400J=100J物体所受的摩擦力故BC错误；D．该斜面的机械效率故D正确。故选D。填空题（每空1分）如图所示，杆秤秤砣的质量为0．2kg，杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0．05m和0．2m，则被测物体的质量为__kg，若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要____(选填 “偏大”或“偏小”)【答案】0．8 偏小【解析】[1]如图所示：因为杠杆平衡，则有则有[2]若秤砣上粘有油污，m2增大，而G1lOA不变，所以lOB要变小，杆秤所示的质量值要偏小。如图所示，利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300N的A物体，使A物体在10s内向右移动了2m，若A物体受到的摩擦力大小为20N，拉力F大小为50N，则：弹簧测力计的示数为______；水平拉力F所做的功为______，功率为______；滑轮的机械效率为_______。【答案】20N50J5W80%【解析】[1]对A进行受力分析，其受到了绳子向右的拉力和摩擦力，因做匀速运动，绳子拉力与摩擦力是平衡力，故绳子拉力等于摩擦力等于20N，由于同一根绳子拉力处处相同，故弹簧测力计的示数为20N。[2]拉力F移动的距离是物体的移动距离的一半，故拉力F移动的距离为1m，故拉力做功为故拉力做功为；[3] 拉力的功率为拉力的功率为；[4] 滑轮的机械效率为滑轮的机械效率为。明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η______1（选填“>”“<”或“=”）。【答案】①杠杆；② <。【解析】[1]由图中可知，桔槔是一根在力的作用下绕支点转动的硬棒，故桔槔属于杠杆。[2]因在使用过程中要克服摩擦和自重等做额外功，故机械效率η<1。高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，图为输电线的牵引装置钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，总重为5000N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，每根钢绳受到的拉力为__N，输电线端受到的拉力大小为__，若某段时间内输电线端向右移动了10cm，则坠砣串上升了__cm(取g=10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)。【答案】5000 1×104N 20 【解析】[1]不计滑轮和钢绳自重及摩擦，则每根钢绳受到拉力等于坠砣的总重力，为；[2]由图知滑轮组承担端拉力的绳子股数，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，则所以输电线端受到的拉力大小[3]图中坠砣挂在钢绳的自由端，且，输电线端向右移动，坠砣上升，则坠砣串上升高度利用图中的滑轮组提升重物A(物体A重1600 N)，滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F为_____N，如果增大物重，此滑轮组的机械效率____．(选填“变大”、“变小”或“不变”)【答案】500N，变大【解析】已知：G＝1600N，机械效率η＝80%设提升时，物体上升h．根据图，拉力上升高度为S＝4hη＝＝ F＝＝＝500N分析物重对机械效率的影响η＝＝＝＝若h、W额不变，G增大，η提高．将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1=4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A到水平拉力F2作用时，以v2=6m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1___________W2（填“>、“<”或“=”）【答案】= 【解析】将物体A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右匀速运动；同一物体在同一水平面上，压力的大小与接触面的粗糙程度均不变，则摩擦力大小不变，根据二力平衡条件可知，水平拉力都等于摩擦力，即F1=F2=f；如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1．5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。则小张推木箱做功大小为________J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____(结果保留一位小数)。【答案】(1)1800J(2)83．3%【解析】(1)W总=Fs=600N×3m=1800J(2)W有用=Gh=1000N×1．5m=1500Jη=W有用×100%/W总=1500J×100%/1800J≈83．3%跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳，小明1min能完成的跳绳个数为__________，若他质量为50kg，则在此过程中，他克服重力做功的功率为__________W。（g取10N/kg）【答案】150；75【解析】（1）从图可知，跳一次所用时间，而， ∴1min内所跳的次数为：． （2）∵，∴小明的重力为：． （3）从图可知，起跳的高度， ∴跳一次克服重力做的功为：， 则1min内克服重力做的功为：， ∴1min内克服重力做功的功率为：．如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图．【答案】由图知道，以杠杆的最下方为支点时，动力臂最长，此时在A实施垂直杠杆斜向上的力，动力最小，即最省力，如图： 如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。【答案】【解析】由于图中只有一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，此时最省力，其绕法如图所示解答探究题（计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程，直接写出结果不能得分）如图，用一长1m的轻质杠杆OB提起一箱货物。已知货物质量为5kg，悬挂点A距离O点20cm，拉力作用在B点，当拉力F与竖直方向成60°角时，杠杆在水平位置平衡。(杠杆质量忽略不计，g取10N/kg)求：(1)拉力F的大小；(2)缓缓提起杠杆，使B点上升30cm，此过程F做的功。【答案】(1)20N；(2)3J【解析】(1)由题意知；；由杠杆平衡条件知即解得(2)因为杆的质量不计，所以做的功等于重力做的功，物体上升的高度为解得所以F做的功一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如下，在第时速度达到，通过的路程为。设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，求：（1）该汽车的恒定功率为多少瓦。（2）那么在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？【答案】（1）8*104W（2）（3）【解析】（1）P=W/t=Fs/t=fv=4000N*20m/s=8*104W。由于其功率恒定，故牵引力做功为。小明家装修房屋，一箱质量为的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升，用时。（）求：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。【答案】（1）；（2）；（3）。【解析】（1）建筑材料的重力建筑材料放在水平地面上时对地面的压强（2）滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离拉力做的总功拉力的功率（3）有用功为滑轮组的机械效率答：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是；（2）拉力的功率是；（3）滑轮组的机械效率是。李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：A．取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O点，如图甲所示；B．将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；C．取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2，如图丙所示。(1)已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石＝ (用字母ρ水和所测得的物理量表示)；(2)采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果 (选填“有”或“无”)影响；(3)图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。【考点】固体的密度测量实验．【答案】(1)；(2)无；(3)偏大。【解析】(1)图丙中，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得：G水L1＝G石L2，由于G＝mg＝ρVg可得：ρ水V水L1＝ρ石V石L2；石块体积等于它排出水的体积，所以，V石＝V水，则：ρ水L1＝ρ石L2，所以，ρ石＝；(2)由于实验时调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，此时重力的作用线通过支点，支点到重力的作用线的距离为零，则消除筷子自身重对杠杆平衡的影响，所以筷子粗细不均匀对实验结果无影响；(3)若瓶中的水未装至溢水口，则溢出的水的体积小于实际排开的水的体积，则溢出的水的重力小于排开水重力，在图丙实验时，L1变大，根据ρ石＝可知ρ石偏大；在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是___________（结果精确到0．1%）。这次数据是用图中___________（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以得到，若要增大滑轮组的机械效率，可以___________。在第1次实验中，拉力F所做的额外功为___________J。（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？___________。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断___________。【答案】 66．7% 乙 增大物体的重力 0．1 不正确 第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同【解析】（1）[1]第4次实验的机械效率≈66．7%[2]由s=nh可得n==2图乙中承担物重的绳子段数为2，故选择装置乙。（2）[3]比较第1、2、3次实验数据可知，对于同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高，因此增大物体的重力可以提高滑轮组的机械效率。[4]根据第1次实验数据可知有用功W有=Gh=2N×0．1m=0．2J总功W总=Fs=1N×0．3m=0．3J额外功W额=W总-W有=0．3J-0．2J=0．1J（3）[5][6]比较第1、4次实验数据可知，提升相同的重物，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同，所以他的想法不正确。 次数物体的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120．110．366．7%230．11．40．371．4%340．11．80．374．1%420．11．50．2
2024-2025学年九年级上册物理单元测试第十一章《简单机械和功》（培优卷）选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分，每小题只有一个选项符合题意）1．如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是( )A．B． C．D．2．现给出结论：一个杠杆受到多个力的作用时，杠杆支点左侧力与力臂乘积之和等于杠杆支点右侧力与力臂乘积之和。如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡．如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒( )A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动C．仍保持平衡 D．平衡被破坏，转动方向不定3．小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是( )A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大4．将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0．3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0．6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙C．η甲≈55．5% D．η乙≈83．3%5．如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )A．定滑轮的作用是省力B．滑轮组机械效率为80%C．动滑轮的重力为100ND．拉力F的功率为100W6．如图所示为小明同学做挺举连续动作的几个状态图，下列说法不正确的是( )A．小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功B．小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功C．小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功D．小明同学在站立状态过程中对杠铃做了功7．2022年5月20日，我市文化体育新地标一临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢。履带式起重机是该项工程的重要施工机械，施工现场的履带式起重机（ ）。A． 水平移动时其重力不做功 B． 吊臂前端的定滑轮能省力C． 粗糙的履带可以减小摩擦 D． 宽大的履带可以增大压强8．如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是( )A．P甲＞P乙，η甲＜η乙 B．P甲＜P乙，η甲＜η乙 C．P甲＜P乙，η甲＞η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙9．码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂在A端的的桶重100N，内部底面积为，桶内装有800N的水，水深1m。重600N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面的接触面积，。下列计算结果错误的是（ ）（，g取）。A． 水对桶底的压强为 B． 水对桶底的压力为600NC． 人对地面的压力为375N D． 人对地面的压强为10．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50NC．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为填空题（每空1分）11．如图所示，杆秤秤砣的质量为0．2kg，杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0．05m和0．2m，则被测物体的质量为__kg，若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要____(选填 “偏大”或“偏小”)12．如图所示，利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300N的A物体，使A物体在10s内向右移动了2m，若A物体受到的摩擦力大小为20N，拉力F大小为50N，则：弹簧测力计的示数为______；水平拉力F所做的功为______，功率为______；滑轮的机械效率为_______。13．明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η______1（选填“>”“<”或“=”）。14．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，图为输电线的牵引装置钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，总重为5000N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，每根钢绳受到的拉力为__N，输电线端受到的拉力大小为__，若某段时间内输电线端向右移动了10cm，则坠砣串上升了__cm(取g=10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)。15．利用图中的滑轮组提升重物A(物体A重1600 N)，滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F为_____N，如果增大物重，此滑轮组的机械效率____．(选填“变大”、“变小”或“不变”)16．将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1=4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A到水平拉力F2作用时，以v2=6m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1___________W2（填“>、“<”或“=”）17．如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1．5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。则小张推木箱做功大小为________J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____(结果保留一位小数)。18．跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳，小明1min能完成的跳绳个数为__________，若他质量为50kg，则在此过程中，他克服重力做功的功率为__________W。（g取10N/kg）19．如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图．20．如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。解答探究题（计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程，直接写出结果不能得分）21．如图，用一长1m的轻质杠杆OB提起一箱货物。已知货物质量为5kg，悬挂点A距离O点20cm，拉力作用在B点，当拉力F与竖直方向成60°角时，杠杆在水平位置平衡。(杠杆质量忽略不计，g取10N/kg)求：(1)拉力F的大小；(2)缓缓提起杠杆，使B点上升30cm，此过程F做的功。22．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如下，在第时速度达到，通过的路程为。设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，求：（1）该汽车的恒定功率为多少瓦。（2）那么在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？23．小明家装修房屋，一箱质量为的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升，用时。（）求：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。24．李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：A．取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O点，如图甲所示；B．将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；C．取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2，如图丙所示。(1)已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石＝________(用字母ρ水和所测得的物理量表示)；(2)采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果________(选填“有”或“无”)影响；(3)图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。25．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是___________（结果精确到0．1%）。这次数据是用图中___________（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以得到，若要增大滑轮组的机械效率，可以___________。在第1次实验中，拉力F所做的额外功为___________J。（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？___________。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断___________。 次数物体的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120．110．366．7%230．11．40．371．4%340．11．80．374．1%420．11．50．2参考答案如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是( )A．B． C．D．【答案】A【解析】A．由图可知，动力臂是阻力臂的4倍，所以拉力F1＝G；B．由图可知，动滑轮省一半的力，所以拉力F2＝G；C．设斜面的高度为h，斜面长度为s，则＝sin30°＝，由功的原理可得，F3s＝Gh，所以F3＝G＝G；D．由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，所以拉力F4＝G，综上可知，当提起同一重物时，最省力的是A。现给出结论：一个杠杆受到多个力的作用时，杠杆支点左侧力与力臂乘积之和等于杠杆支点右侧力与力臂乘积之和。如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡．如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒( )A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动C．仍保持平衡 D．平衡被破坏，转动方向不定【答案】C 【解析】设木板 AO 段重力 G 1 ，重心离 O 点 L 1 ，木板 BO 段重力 G 2 ，重心离 O 点 L 2 ， AO =OC=l ，由条件： G 1 L 1 ＋2 Gl = G 2 L 2 ＋3 Gl ，G 1 L 1 - G 2 L 2 =Gl ，当两边各挂一个钩码后： 左端有G 1 L 1 ＋3 Gl 右端有G 2 L 2 ＋4 Gl ，G 1 L 1 ＋3 Gl -(G 2 L 2 ＋4 Gl )= G 1 L 1 - G 2 L 2 - Gl = Gl - Gl =0所以G 1 L 1 ＋3 Gl = G 2 L 2 ＋4 Gl 表明木棒能平衡。选项C正确。小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是( )A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大【答案】B【解析】AC．由题意可知，搬的是同一捆书，而且两次上楼的高度均不变，由W=Gh可知，两次搬书过程对书做功相同，故AC错误；BD．两次所做的功相同，由可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。故选B将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0．3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0．6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙C．η甲≈55．5% D．η乙≈83．3%【答案】D【解析】由图可知，甲、乙滑轮组中n1=2、n2=3，不计摩擦和绳重时滑轮组的机械效率分别为即η甲=η乙，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )A．定滑轮的作用是省力B．滑轮组机械效率为80%C．动滑轮的重力为100ND．拉力F的功率为100W【答案】B【解析】A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为因此机械效率为故B正确；C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有带入数据得故C错误；D．拉力的功率故D错误。故选B。如图所示为小明同学做挺举连续动作的几个状态图，下列说法不正确的是( )A．小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功B．小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功C．小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功D．小明同学在站立状态过程中对杠铃做了功【答案】D【解析】做功的两个因素，一是要有力作用在物体上，二是物体在力的方向上通过的距离。A．小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中，小明对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，A正确，故A不符合题意；B．小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，B正确，故B不符合题意；C．小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，C正确，故C不符合题意；D．小明同学在站立状态过程中，对杠铃有一个向上的力，但杠铃没有移动距离，所以没有对杠铃做功，D错误，故D符合题意。故选D。2022年5月20日，我市文化体育新地标一临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢。履带式起重机是该项工程的重要施工机械，施工现场的履带式起重机（ ）。A． 水平移动时其重力不做功 B． 吊臂前端的定滑轮能省力C． 粗糙的履带可以减小摩擦 D． 宽大的履带可以增大压强【答案】A。【解析】A．水平移动时其重力方向与移动方向垂直，重力不做功，故A符合题意； B．吊臂前端的定滑轮是等臂杠杆，不能省力，故B不符合题意；C．粗糙的履带，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C不符合题意； D．宽大的履带，增大了接触面积，可以减小压强，故D不符合题意。故选A。如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列分析正确的是( )A．P甲＞P乙，η甲＜η乙 B．P甲＜P乙，η甲＜η乙 C．P甲＜P乙，η甲＞η乙 D．P甲＞P乙，η甲＞η乙【答案】A【解析】(1)已知AB＞AC，拉力相同，由W＝Fs可知，W1＞W2；根据P＝，W1＞W2，时间相同，所以P甲＞P乙；(2)已知物体的重力不变，斜面的高度不变，故由W＝Gh可知，将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同，W1有＝W2有；因为W1＞W2，由η＝可得，η甲＜η乙。故选：A。码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂在A端的的桶重100N，内部底面积为，桶内装有800N的水，水深1m。重600N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面的接触面积，。下列计算结果错误的是（ ）（，g取）。A． 水对桶底的压强为 B． 水对桶底的压力为600NC． 人对地面的压力为375N D． 人对地面的压强为【答案】C。【解析】A．水对桶底的压强为故A正确，不符合题意；B．水对桶底的压力为故B正确，不符合题意；C．根据杠杆平衡原理，可得人对绳子的拉力为所以人对地面的压力为故C错误，符合题意；D．人对地面的压强为故D正确，不符合题意。故选C。如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50NC．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为【答案】D【解析】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功W有=Gh=100N×4m=400J所做的总功W总=Fs=50N×10m=500J额外功W额=W总-W有=500J-400J=100J物体所受的摩擦力故BC错误；D．该斜面的机械效率故D正确。故选D。填空题（每空1分）如图所示，杆秤秤砣的质量为0．2kg，杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0．05m和0．2m，则被测物体的质量为__kg，若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要____(选填 “偏大”或“偏小”)【答案】0．8 偏小【解析】[1]如图所示：因为杠杆平衡，则有则有[2]若秤砣上粘有油污，m2增大，而G1lOA不变，所以lOB要变小，杆秤所示的质量值要偏小。如图所示，利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300N的A物体，使A物体在10s内向右移动了2m，若A物体受到的摩擦力大小为20N，拉力F大小为50N，则：弹簧测力计的示数为______；水平拉力F所做的功为______，功率为______；滑轮的机械效率为_______。【答案】20N50J5W80%【解析】[1]对A进行受力分析，其受到了绳子向右的拉力和摩擦力，因做匀速运动，绳子拉力与摩擦力是平衡力，故绳子拉力等于摩擦力等于20N，由于同一根绳子拉力处处相同，故弹簧测力计的示数为20N。[2]拉力F移动的距离是物体的移动距离的一半，故拉力F移动的距离为1m，故拉力做功为故拉力做功为；[3] 拉力的功率为拉力的功率为；[4] 滑轮的机械效率为滑轮的机械效率为。明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η______1（选填“>”“<”或“=”）。【答案】①杠杆；② <。【解析】[1]由图中可知，桔槔是一根在力的作用下绕支点转动的硬棒，故桔槔属于杠杆。[2]因在使用过程中要克服摩擦和自重等做额外功，故机械效率η<1。高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，图为输电线的牵引装置钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，总重为5000N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，每根钢绳受到的拉力为__N，输电线端受到的拉力大小为__，若某段时间内输电线端向右移动了10cm，则坠砣串上升了__cm(取g=10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)。【答案】5000 1×104N 20 【解析】[1]不计滑轮和钢绳自重及摩擦，则每根钢绳受到拉力等于坠砣的总重力，为；[2]由图知滑轮组承担端拉力的绳子股数，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，则所以输电线端受到的拉力大小[3]图中坠砣挂在钢绳的自由端，且，输电线端向右移动，坠砣上升，则坠砣串上升高度利用图中的滑轮组提升重物A(物体A重1600 N)，滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F为_____N，如果增大物重，此滑轮组的机械效率____．(选填“变大”、“变小”或“不变”)【答案】500N，变大【解析】已知：G＝1600N，机械效率η＝80%设提升时，物体上升h．根据图，拉力上升高度为S＝4hη＝＝ F＝＝＝500N分析物重对机械效率的影响η＝＝＝＝若h、W额不变，G增大，η提高．将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1=4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A到水平拉力F2作用时，以v2=6m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1___________W2（填“>、“<”或“=”）【答案】= 【解析】将物体A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右匀速运动；同一物体在同一水平面上，压力的大小与接触面的粗糙程度均不变，则摩擦力大小不变，根据二力平衡条件可知，水平拉力都等于摩擦力，即F1=F2=f；如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1．5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。则小张推木箱做功大小为________J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____(结果保留一位小数)。【答案】(1)1800J(2)83．3%【解析】(1)W总=Fs=600N×3m=1800J(2)W有用=Gh=1000N×1．5m=1500Jη=W有用×100%/W总=1500J×100%/1800J≈83．3%跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳，小明1min能完成的跳绳个数为__________，若他质量为50kg，则在此过程中，他克服重力做功的功率为__________W。（g取10N/kg）【答案】150；75【解析】（1）从图可知，跳一次所用时间，而， ∴1min内所跳的次数为：． （2）∵，∴小明的重力为：． （3）从图可知，起跳的高度， ∴跳一次克服重力做的功为：， 则1min内克服重力做的功为：， ∴1min内克服重力做功的功率为：．如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图．【答案】由图知道，以杠杆的最下方为支点时，动力臂最长，此时在A实施垂直杠杆斜向上的力，动力最小，即最省力，如图： 如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。【答案】【解析】由于图中只有一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，此时最省力，其绕法如图所示解答探究题（计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程，直接写出结果不能得分）如图，用一长1m的轻质杠杆OB提起一箱货物。已知货物质量为5kg，悬挂点A距离O点20cm，拉力作用在B点，当拉力F与竖直方向成60°角时，杠杆在水平位置平衡。(杠杆质量忽略不计，g取10N/kg)求：(1)拉力F的大小；(2)缓缓提起杠杆，使B点上升30cm，此过程F做的功。【答案】(1)20N；(2)3J【解析】(1)由题意知；；由杠杆平衡条件知即解得(2)因为杆的质量不计，所以做的功等于重力做的功，物体上升的高度为解得所以F做的功一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如下，在第时速度达到，通过的路程为。设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，求：（1）该汽车的恒定功率为多少瓦。（2）那么在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？【答案】（1）8*104W（2）（3）【解析】（1）P=W/t=Fs/t=fv=4000N*20m/s=8*104W。由于其功率恒定，故牵引力做功为。小明家装修房屋，一箱质量为的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升，用时。（）求：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。【答案】（1）；（2）；（3）。【解析】（1）建筑材料的重力建筑材料放在水平地面上时对地面的压强（2）滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离拉力做的总功拉力的功率（3）有用功为滑轮组的机械效率答：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是；（2）拉力的功率是；（3）滑轮组的机械效率是。李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：A．取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O点，如图甲所示；B．将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；C．取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2，如图丙所示。(1)已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石＝ (用字母ρ水和所测得的物理量表示)；(2)采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果 (选填“有”或“无”)影响；(3)图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。【考点】固体的密度测量实验．【答案】(1)；(2)无；(3)偏大。【解析】(1)图丙中，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得：G水L1＝G石L2，由于G＝mg＝ρVg可得：ρ水V水L1＝ρ石V石L2；石块体积等于它排出水的体积，所以，V石＝V水，则：ρ水L1＝ρ石L2，所以，ρ石＝；(2)由于实验时调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，此时重力的作用线通过支点，支点到重力的作用线的距离为零，则消除筷子自身重对杠杆平衡的影响，所以筷子粗细不均匀对实验结果无影响；(3)若瓶中的水未装至溢水口，则溢出的水的体积小于实际排开的水的体积，则溢出的水的重力小于排开水重力，在图丙实验时，L1变大，根据ρ石＝可知ρ石偏大；在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是___________（结果精确到0．1%）。这次数据是用图中___________（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以得到，若要增大滑轮组的机械效率，可以___________。在第1次实验中，拉力F所做的额外功为___________J。（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？___________。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断___________。【答案】 66．7% 乙 增大物体的重力 0．1 不正确 第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同【解析】（1）[1]第4次实验的机械效率≈66．7%[2]由s=nh可得n==2图乙中承担物重的绳子段数为2，故选择装置乙。（2）[3]比较第1、2、3次实验数据可知，对于同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高，因此增大物体的重力可以提高滑轮组的机械效率。[4]根据第1次实验数据可知有用功W有=Gh=2N×0．1m=0．2J总功W总=Fs=1N×0．3m=0．3J额外功W额=W总-W有=0．3J-0．2J=0．1J（3）[5][6]比较第1、4次实验数据可知，提升相同的重物，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同，所以他的想法不正确。 次数物体的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120．110．366．7%230．11．40．371．4%340．11．80．374．1%420．11．50．2
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