粤沪版九年级上册第十一章 机械功与机械能综合与测试习题

第十一章达标测试卷

一、填空题(每空2分，共20分)

1．【新题】如图所示，质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的，她在一段时间内做了40个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3 m，则她在这段时间克服重力做的功约为________J。(g取10 N/kg)

2.上图是商场的自动扶梯，它的部分几何尺寸如图所示，质量为60 kg的小林站在该扶梯上从商场一楼到二楼。已知扶梯以1 m/s的速度匀速上行，则扶梯对他做功的功率是________W。(g取10 N/kg)

3．用大小恒为10 N的水平拉力恰好能拉着一个重40 N的物体在水平地面上做匀速直线运动，速度v＝2 m/s，10 s后撤掉水平拉力，由于惯性物体又向前滑行了2 m才停了下来，则全过程中物体克服摩擦力做功________J。

4．我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22 t，配备发动机的最大功率为420 kW。若在水中匀速航行时，最大速度为18 km/h，此时受到的阻力为________。

5. 甲、乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图所示，则从图象可以判断________机械的功率更大。

 (第5题)　　　　 (第6题)　　　　 (第7题)

6．如图所示，加在绳子自由端竖直向下的拉力F为200 N，在利用该滑轮组匀速竖直提升物体A的过程中，滑轮的机械效率η为90%，不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，则所使用的动滑轮的重力为________N。

7．小强用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2 000 N的物体A在2 s内沿水平方向匀速移动6 m，若A所受地面的摩擦力为810 N，小强所用水平拉力F＝300 N，则该装置的机械效率是________。

8．将体积相等的实心木球和铅球放在同一水平桌面上，则木球的机械能________(填“大于”“等于”或“小于”)铅球的机械能。

9．小明观看了中国运动员徐梦桃在索契冬奥会自由式滑雪比赛中获得银牌的全过程。比赛中运动员从雪山顶峰风驰电掣般下滑，其____________能转化为动能。

10．如图所示，斜面长5 m，高3 m。小强用绳子沿斜面将质量为20 kg的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为150 N，绳重不计。则木块与斜面间的摩擦力为________N。(g取10 N/kg)

二、选择题(每题2分，共14分)

11．关于下列四个情境，说法中正确的是(　　)

A．手用力推杯子，杯子没动，手的推力对杯子做功

B．手托着杯子长时间不动，手向上托的力对杯子做功

C．手托着杯子水平向右移动，手向上托的力对杯子做功

D．手托着杯子竖直向上移动，手向上托的力对杯子做功

12．如图所示，物体甲质量为m且接触面粗糙，物体乙质量为2m且接触面光滑。所受力F大小相等，并且在力的方向上前进了相同的距离。则下列结论正确的是(　　)

A．力F对甲做的功小于力F对乙做的功 

B．力F对甲做的功等于力F对乙做的功

C．力F对甲做的功大于力F对乙做的功 

D．条件不足，无法确定力F对甲、乙做的功谁大

 (第12题)　　　 (第13题)　　　 (第14题)

13．如图所示，小华从地上拿起一个鸡蛋，用了大约2 s的时间将它匀速举过头顶，在这2 s内小华做的功和做功的功率分别为(　　)

A．100 J　50 W  B．10 J　5 W

C．1 J　0.5 W    D．0.05 J　0.025 W

14．如图所示，斜面长2 m、高1 m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上的200 N的拉力，在5 s内把重300 N的物体从斜面的底端匀速拉到斜面顶端。在此过程中(　　)

A．该同学的拉力做的总功为300 J  B．该同学的拉力做功的功率是40 W

C．斜面对物体的摩擦力为100 N   D．斜面的机械效率是75%

15．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体(绳长不变)，测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则(　　)

A.甲的机械效率比丙的大       B．乙、丁的机械效率相同

C．使用丙提升物体M时省力  D．实验测得的数据无法算出机械效率

16.2020年5月28日，备受瞩目的《民法典》在十三届全国人大三次会议上审议通过，其中，有关“高空坠物”方面的内容引发了社会各界的广泛关注。高空坠物造成人、物伤害，主要原因是高空坠物到达地面附近时具有较大的(　　)

A．动能      B．重力势能 

C．弹性势能  D．质量

17．如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零(整个过程中不计机械能损耗)(　　)

A．从A位置到C位置铁球的动能一直减小

B．从A位置到C位置铁球的机械能一直增大

C．从A位置到B位置铁球的机械能不变

D．B位置到C位置的过程中铁球所受的重力小于弹簧所施加的弹力

三、实验探究题(第18题6分，第19题14分，共20分)

18．下图是探究物体动能大小与物体的质量、速度关系的示意图。

(1)在探究动能与物体质量的关系时，要保持小球的速度相同，让质量不同的小球从斜面的____________(填“相同”或“不同”)高度自由滚下。

(2)物理研究方法有许多，本实验运用了两种研究方法：一是__________________法；二是转换法。就本题来说，用_____________________来表示小球动能大小的方法就是转换法。

19．同学们用一个滑轮、钩码、弹簧测力计等器材分别做了以下实验测动滑轮的机械效率。

(1)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了_______________。

(2)小红同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，她认为应该静止读数，你认为她的想法是________(填“正确”或“不正确”)的，因为她没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响。如果这样做，测得的机械效率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。

小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如表。                    

(3)第①次实验测得动滑轮的机械效率为________。

(4)第③次实验时，钩码上升的速度为0.05 m/s，则拉力的功率为__________W。

(5)由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

四、计算题(每题8分，共16分)

20．【新题】如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5×103 kg，在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1倍，(g取10 N/kg)求：

(1)汽车匀速行驶的速度。

(2)汽车受到的牵引力。

(3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。

21．用如图所示的滑轮组提升物体A。在匀速竖直提升物体A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400 N，物体A上升的速度vA为0.1 m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：

(1)拉力F做功的功率P。

(2)物体A所受的重力GA。

(3)动滑轮所受的重力G动。

答案

一、1．3 600　点拨：该同学的重力G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N，她上半身的重力：G上＝G＝×500 N＝300 N，做一次仰卧起坐克服重力做的功：W＝G上h＝300 N×0.3 m＝90 J，做了40个仰卧起坐克服重力做的功：W′＝40 W＝40×90 J＝3 600 J。

2．360　点拨：扶梯对他做的功：W＝Gh＝mgh＝60 kg×10 N/kg×3 m＝1 800 J，由勾股定理可得，扶梯的长度：s＝＝5 m，从一楼到二楼的时间：t ＝＝＝5 s，则扶梯对他做功的功率：P＝＝＝360 W。

3．220　4．8.4×104 N

5．甲　点拨：由图象可知，在相等时间内，甲比乙做功多，甲的功率大。

6．40　点拨：由图知，动滑轮上绳子的段数n＝2，由η＝×100%＝×100%＝×100%可得，物体的重力：G＝ηnF＝90%×2×200 N＝360 N，不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，拉力F＝(G＋G动)，则动滑轮重：G动＝nF－G＝2×200 N－360 N＝40 N。

7．90%　点拨：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝ns物＝3×6 m＝18 m，拉力做的总功：W总＝Fs＝300 N×18 m＝5 400 J，克服摩擦力做的功为有用功，则有：W有用＝fs物＝810 N×6 m＝4 860 J，则装置的机械效率：η＝×100%＝×100%＝90%。

8．小于　9．重力势

10．30　点拨：小强做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝20 kg×10 N/kg×3 m＝600 J，做的总功：W总＝Fs＝150 N×5 m＝750 J，绳重不计，小强做的额外功：W额外＝W总－W有用＝750 J－600 J＝150 J，木块与斜面间的摩擦力：f＝＝＝30 N。

二、11．D　12．B　13．C　14．D　15．A

16．A　点拨：高空的物体由于位置较高，相对于低处，具有较大的重力势能；在下落过程中，重力势能转化为动能，在到达地面附近时，由于物体位置很低，重力势能相对较小；此时动能几乎达到最大，该物体就有了较大的破坏性。

17．D

三、18．(1)相同　(2)控制变量；木块被推动的距离的远近

19．(1)测量钩码和弹簧测力计移动的距离

(2)不正确；摩擦力；变大

(3)71.4%　(4)0.17　(5)增大

四、20．解：(1)由图可知，汽车行驶的路程s＝5.4 km－3.6 km＝1.8 km，汽车行驶的时间t＝3 min＝0.05 h，汽车匀速行驶的速度v＝＝＝36 km/h。

(2)由于汽车匀速行驶，汽车受到的牵引力等于阻力，即F牵引＝f阻＝0.1G＝0.1 mg＝0.1×1.5×103 kg×10 N/kg＝1.5×103 N；

(3)此过程中汽车牵引力做功W＝Fs＝1.5×103 N×1.8×103 m＝2.7×106 J；汽车牵引力做功的功率P＝＝＝1.5×104 W。

21．解：(1)由题图可知，n＝2，绳子自由端移动的速度：v＝nvA＝2vA，拉力F做功的功率：P＝＝＝Fv＝F·2vA＝400 N×2×0.1 m/s＝80 W。

(2)绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2h，根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%得，物体A的重力GA＝2Fη＝2×400 N×90%＝720 N。

(3)有两股绳子吊着动滑轮，且忽略绳重和摩擦，

所以F＝(GA＋G动)，

故动滑轮的重力G动＝2F－GA＝2×400 N－720 N＝80 N。