(物理)九年级物理简单机械的技巧及练习题及练习题(含答案)含解析

（物理）九年级物理简单机械的技巧及练习题及练习题(含答案)含
解析
一、简单机械选择题
1．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）
A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%
B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
C．此滑轮组动滑轮的重力为2N
D．当G物=6N时，机械效率η=66.7%
【答案】D
【解析】
【详解】
A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组
机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A错误；
B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，
因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W额=G轮h，即额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功
相同，由η=可知，两装置的机械效率相同，即η1=η2．故B错误；
C、由图可知，G=12N，此时η=80%，则
η=====，即80%=，解得G动=3N，故C错误；
D 、G 物=6N 时，机械效率η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%≈66.7%．故D 正确．
故选D ．
2．小勇体重600N ，利用如图所示的滑轮组在10s 内使物体A 匀速上升5m ．已知物体A 重为800N ，小勇作用在绳端的拉力大小为500N ，在此过程中，下列说法正确的是
A ．水平地面对小勇的支持力做功为6000J
B ．小勇做的有用功为3000J
C ．小勇拉力的功率为250W
D ．此滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【解析】
水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的，支持力不做功，故A 错；小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W 有=Gh =800N×
5m=4000J ，故B 错；小勇做的总功为W 总
=Fs =500N×10m=5000J ，拉力的功率为P =W 总/t =5000J/10s=500W ，故C 错；滑轮组的机械
效率为η=W 有/W 总=4000J/5000J=80%，故D 正确；应选D ．
3．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ）
A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2 C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η D ．W 1=W 2 , 1η=2η 【答案】A
【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用
功相同；根据η＝W
W
有
总
可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越
少，机械效率越高。

而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。

即W1<W2,η1>η2.故选C.
4．如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%．要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块的个数为（）
A．3 个B．4 个C．5 个D．6 个
【答案】D
【解析】
【详解】
不计绳重和摩擦，，，要使，则
．
5．如图所示，轻质杠杆AB，将中点O支起来，甲图的蜡烛粗细相同，乙图的三支蜡烛完全相同，所有的蜡烛燃烧速度相同。

在蜡烛燃烧的过程中，则杠杆
A．甲左端下沉，乙右端下沉B．甲左端下沉，乙仍保持平衡
C．甲右端下沉，乙右端下沉D．甲、乙均能保持平衡
【答案】B
【解析】
【详解】
设甲乙两图中的杠杆长均为l。

图甲中，m左l左= m右l右，燃烧速度相同，∴蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，故左边为：
（m左- m′）l左= m左l左- m′l左，
右边为：
（m右- m′）l右=m右l右- m′l右，
因为l左小于l右，所以
（m左- m′）l左= m左l左- m′l左（m右- m′）l右= m右l右- m′l右，
故左端下沉；
图乙中，设一只蜡烛的质量为m
∵2m×l=m×l，
∴直尺在水平位置平衡；
∵三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同，
∴三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，
∵2（m-m′）×l=（m-m′）×l，
∴在燃烧过程中直尺仍能平衡．故选B．
6．下列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，效率一定高
C．做功快的机械，功率一定大
D．效率高的机械，功率一定大
【答案】C
【解析】
试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值．
解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；
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、说法正确；
D、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．
故选C．
7．如图所示，动滑轮重为1 N，拉力F为5 N，则重物G和弹簧秤读数为
A．G为4 N，弹簧秤读数为5 N
B．G为9 N，弹簧秤读数为10 N
C．G为10 N，弹簧秤读数为5 N
D．G为9 N，弹簧秤读数为5 N
【答案】D
【解析】
此时弹簧秤与拉力F共同承担重物和滑轮的重力，因拉力F为5N，所以弹簧秤读数也为5N；，所以G=9N，故选项D正确；
故选D ．
8．如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】C 【解析】 【详解】
A ．此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F =1
2
G ； B ．此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F =G ； C ．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F =1
3
G ； D ．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F =
1
2
G ． 由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C ，C 符合题意．
9．如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB 为一可绕固定点O 转动的轻质杠杆，已知:1:2OA OB =，A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg ． 当铝球一半体积浸在水中，在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平
衡．（33
2.710/kg m ρ=⨯铝，10/g N kg = ）下列结果正确的是
A ．该铝球空心部分的体积为33110m -⨯
B ．该铝球的体积为33310m -⨯
C ．该铝球受到的浮力为20N
D ．该铝球受到的浮力为40N 【答案】C 【解析】 【分析】
根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A 端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A 端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积． 【详解】
铝球实心部分的体积：3333
2.71102.710/m
kg
V m kg m
ρ
-=
=
=⨯⨯实， 由杠杆平衡的条件可得：F A ×
OA=F B ×OB ，2
3.571
A B OB F F N N OA ==⨯=， 铝球受到的浮力： 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=⨯-=浮， 铝球排开水的体积：33
33
20210110/10/F N V m g kg m N kg
ρ-=
==⨯⨯⨯浮排水， 铝球的体积：3
3
3
3
22210410V V m m --==⨯⨯=⨯球排，
则空心部分的体积：4
3
3
3
3
3
410110310V V V m m m ---=-=⨯-⨯=⨯空球实． 【点睛】
本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式．
10．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（ ）
A ．重力做的功是有用功
B ．拉力F 1做的功是额外功
C ．绳子自由端的拉力F 做的功是总功
D ．该滑轮的机械效率可能等于100% 【答案】C
【解析】A 、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故A 错；
B 、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F 1做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B 错；
C 、绳子自由端的拉力F 做的功包括有用功、额外功，为总功，故C 正确；
D 、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故D 错． 故选C ．
11．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 η 与物重 G 物的关系，改变 G 物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 η 与 G 物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则 下列说法正确的是
A ．同一滑轮组机械效率 η 随 G 物的增大而增大，最终将达到 100%
B ．当 G 物=12N 时，弹簧测力计读数为 5N
C ．此滑轮组动滑轮的重力为 4N
D ．G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改 【答案】B 【解析】 【分析】
（1）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。

有用功与总功的比值叫机械效率； （2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据
W W Gh G
W W W Gh G h G G η=
=
=
=+++有用有总
有额
动动
求得动滑轮的重力，再计算G 物=12N 时弹
簧测力计读数；
（3）G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。

【详解】
A 、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率η随G 物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%，故A 错误； BC 、由图可知，G=12N ，此时η=80%， 不计绳重和摩擦，W W Gh G
W W W Gh G h G G η==
=
=+++有用有总
有额
动动
，
即：12N
80%12N G =+动
，
解得动滑轮的重力：G 动=3N ，故C 错误； G 物=12N 时，弹簧测力计读数：1112N 3N 5N 33
F G G 物动（）（）=
⨯+=⨯+=，故B 正确； D 、G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W G h =额轮，即额外功W 额相同，总功相同，则两装置的机械效率相同。

故D 错误。

故选：B 。

12．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（）
A ．乙升降机提升重物做的有用功较多
B ．甲升降机的电动机做的额外功较
多
C ．甲升降机的电动机做的总功较少
D ．乙升降机的电动机做的总功较少 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A 错误； BCD ．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD 错误，C 正确．
13．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G 的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略．现改变物体的重力G ，则动滑轮的机械效率η与物体重力G 的关系可能符合下列图中的
A ．
B ．
C．
D．
【答案】B
【解析】
【详解】
动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大；同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，且机械效率逐渐趋近于100%，故B正确符合题意，故选B．
14．下列杠杆中属于费力杠杆的是
A． B． C．
D．
【答案】C
【解析】
【详解】
A、剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误．
C、如图的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确；
D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误；
故选B．
【点睛】
重点是杠杆的分类，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆，但省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。

15．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A．绳子自由端拉力的功率是70W
B．滑轮组的机械效率是85.7%
C．提升重物的过程中所做的额外功是400J
D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大
【答案】B
【解析】
【详解】
A．根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：
F=1
2
（G+G轮）=
1
2
（600N+100N）=350N，
拉力端移动距离：
s=2h=2×2m=4m，
总功：
W总=Fs=350N×4m=1400J，拉力的功率：
P=W
t
总=
1400J
10s
=140W；
故A错；
B．有用功：
W有用=Gh=600N×2m=1200J，滑轮组的机械效率：
η=W
W
有
总
=
1200J
1400J
≈85.7%，
故B正确；
C．提升重物的过程中所做的额外功：
W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，故C错；
D ．当提升重物的重力减小为400N ，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D 错；
16．如图所示，工人用250N 的力F 将重为400N 的物体在10s 内匀速提升2m ，则此过程中
A ．工人做的有用功为800J
B ．工人做的总功为500J
C ．滑轮组的机械效率为60%
D ．拉力做功的功率为20W
【答案】A
【解析】
【详解】
A ．工人做的有用功： 400N 2m 800J Gh W ==⨯=有 ，
A 选项正确。

B ．绳子的自由端移动的距离是4m ，工人做的总功：
250N 4m 1000J W Fs ==⨯=总 ，
B 选项错误。

C ．滑轮组的机械效率：
800J 80%1000J
W W =
==有总η， C 选项错误。

D ．拉力做功的功率： 1000J 100W t 10s
W P =
==， D 选项错误。

17．如图所示，在水平拉力F 的作用下，使重300N 的物体在水平桌面上以0.lm/s 的速度勻速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N （不计绳重、动滑轮重及摩擦），F 及其功率的大小分別为 （ ）
A．20N 2W B．20N 6W C．60N 2W D．30N 6W
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，则绳端的拉力：F=f/3=60N/3=20N；
绳子自由端的速度为：v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s；则拉力F的功率为：P=Fv绳
=20N×0.3m/s=6W；故ACD错误，B正确．
18．工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m，人对绳的拉力F为500N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（）
A．绳子自由端移动的距离为9m B．动滑轮的重力为200N
C．人通过滑轮组做的有用功为1500J D．滑轮组的机械效率为53.3%
【答案】B
【解析】
试题分析：由图可知，滑轮组中由2段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=2，物体匀速竖直提升3m，则绳子自由端移动的距离为：s=nh=2×3m=6m，故A错误．
此过程中，所做有用功为：W有=Gh=800N×3m=2400J，故C错误．
所做总功为：W总=Fs=500N×6m=3000J；
额外功为：W额=W总-W有=3000J-2400J=600J，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则额外功为克服动滑轮重力做的功，即W额=G动h，动滑轮的重力G动=W额/h=600J/3m=200N，故B正确为答案．
滑轮组的机械效率
故D错误．
考点：滑轮组的机械效率有用功额外功
19．如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是
A．甲更省力，甲机械效率大
B．乙更省力，机械效率一样大
C．乙更省力，乙机械效率大
D．甲更省力，机械效率一样大
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知，作用在乙上绳子的股数是3，更省力些；用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦，只克服动滑轮重做额外功，若每个滑轮质量相同，则提升相同高度时，甲乙所做的有用功和额外功均相同，故机械效率一样大．故本题正确选项是B．
20．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是
A．定滑轮B．动滑轮C．斜面D．滑轮组
【答案】D
【解析】
【分析】
不同机械的优缺点都不一样：动滑轮省力，但不能改变力的方向；定滑轮可以改变方向，但不能省力；斜面只能改变力的大小；滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向．【详解】
A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；
B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；
C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；
D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意；
故选D．。