【物理】九年级物理简单机械提高训练含解析

【物理】九年级物理简单机械提高训练含解析
一、简单机械选择题
1．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（）
A．拉力F甲小于拉力F乙
B．F甲做的功大于F乙做的功
C．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率
D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
【答案】D
【解析】
【详解】
由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额＝G动h可知W甲额＝W乙额，因为W总＝W有+W额,所以W总甲＝W总乙。

A. 由图可知,n1＝
2,n2＝3，不计绳重及摩擦，则F甲＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝55N，F乙＝（G+G 动）＝×（100N+10N）＝36.7N<F甲，故A不正确。

B. F甲与F乙做的功均为总功,由于W总甲＝W总乙,即F甲做的功等于F乙做的功，故B不正确；C. 由于W甲有＝W乙有,W总甲＝W总乙,根据
η＝可知,η甲＝η乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P＝,由于W总甲＝W总乙、时间t也相同,所以P甲＝P乙，故D正确；故选D.
【点睛】
甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值．
2．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

则在此过程中，下列说法正确的是
A．拉力F为75N
B．绳子自由端向上移动了4m
C．滑轮组的机械效率约为93.3%
D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：
F=1
3
（G+G动）=
1
3
×（140N+10N）=50N，故A错误；
B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误；C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J，
有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，
滑轮组的机械效率：η=W
W
有用
总
×100%=
280J
300J
×100%≈93.3%，故C正确。

D．提升200N重物时，重物重力增加，据η=W
W
有用
总
=
Gh
Gh G h
+
动
=
G
G G
+
动
可知滑轮组机
械效率变大，故D错误。

3．如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则
A．W1 = W2η1 = η2B．W1 = W2η1< η2
C．W1 < W2η1> η2D．W1 > W2η1< η2
【答案】C
【解析】
【分析】
由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用100%W W 有总
η=⨯即可比较出二者机
械效率的大小． 【详解】
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W W η=
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1212W W ηη＜，＞． 【点睛】
本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小．
4．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m 。

F 1、F 2始终沿竖直方向；图甲中OB ＝2OA ，图乙中动滑轮重为60N ，重物上升速度为0.01m/s 。

不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是
A ．甲乙两种方式都省一半的力
B ．甲方式F 1由150N 逐渐变大
C ．乙方式的有用功是180J
D ．乙方式F 2的功率为3.6W 【答案】D 【解析】 【分析】
（1）根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况； （2）根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F 1的变化； （3）根据W 有用=Gh 可求乙方式的有用功； （4）根据公式P=Fv 求出乙方式F 2的功率。

【详解】
A 、甲图，F 1为动力，已知OB=2OA ，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F 1=150N ；由图乙可知，n=3，不计绳重
和摩擦，则211
()(30060)12033
F G G N N N =
+=⨯+=动，故A 错误； B 、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F 1为150N 不变，故B 错误； C 、不计绳重和摩擦，乙方式的有用功为：W 有用=Gh=300N×0.5m150J ，故C 错误； D 、乙方式中F 2=120N ，绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ，则乙方式F 2的功率为：221200.03/ 3.6F s W P F v N m s W t t
====⨯=绳绳，故D 正确。

故选D 。

5．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J 的有用功，100J 的额外功，则该动滑轮的机械效率为（ ）
A ．75％
B ．66．7％
C ．33．3％
D ．25％ 【答案】A 【解析】
试题分析：由题意可知，人所做的总功为W 总=W 有+W 额=300J+100J=400J ，故动滑轮的机械效率为η=W 有/W 总=300J/400J=75%，故应选A 。

【考点定位】机械效率
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．在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为
40N，斜面长2m、高1m.（g取10N/kg）.下列说法正确的是（）
A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力
B．做的有用功是5J
C．此斜面的机械效率为62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为10N
【答案】C
【解析】
A. 沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；
B. 所做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J，故B错误；
C. 拉力F对物体
做的总功：W总＝Fs＝40N×2m＝80J；斜面的机械效率为：η＝W
W
有用
总
×100%＝
50J
80J
×100%
＝62.5%，故C正确；D. 克服摩擦力所做的额外功：W额＝W总−W有＝80J−50J＝30J，由W
额＝fs可得,物体受到的摩擦力：f＝
s
W
额＝
30J
2m
＝15N，故D错误．故选C.
点睛：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W＝Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用
功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式η＝W
W
有用
总
计算出机械效率；（4）总功减去
有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额＝fs求出物体所受斜面的摩擦力．
8．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率乙图大
D．乙图省力，机械效率一样大【答案】B
【解析】
【详解】
分析甲、乙两图可知，n甲=3、n乙=2；因绳重和摩擦忽略不计，所以由
1
F G
n
G
=+
动
（）可
知，甲图更省力；由η=W
W
有
总
=
Gh
Gh G h
+
动
可知，甲乙滑轮组的机械效率一样，故选B．
9．下列说法中正确的是
A．机械效率越高，机械做功一定越快
B．做功越多的机械，机械效率一定越高
C．做功越快的机械，功率一定越大
D．功率越大的机械做功一定越多
【答案】C
【解析】
机械效率越高，表示有用功与总功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，机械做功一定越快．机械效率与功率没有关系，故A错误．
做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故B错误．
功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率一定越大，故C正确，符合题意为答案．
功等于功率与时间的乘积，时间不确定，所以功率越大的机械做功不一定越多，故D错误．
10．如图所示，是一种指甲刀的结构示意图下列说法中正确的是
A．杠杆ABC是一个省力杠杆
B．杠杆DBO的支点是B点
C．杠杆DEO是一个等臂杠杆
D．指甲刀有三个杠杆，两个省力杠杆，一个费力杠杆
【答案】A
【解析】
【详解】
A、在使用时，杠杆ABC的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，故A正确；
B、C、杠杆DBO和杠杆DEO，阻力作用点都在D点，动力作用点分别在B点和E点，支点都在O点，都是费力杠杆，故BC错误；
D、可见指甲刀中有三个杠杆：ABC、OBD、0ED，其中ABC是省力杠杆，其它两个都是
费力杠杆，故D 错误． 故选A 。

【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。

11．如图所示，体重为510N 的人，用滑轮组拉重500N 的物体A 沿水平方向以0.02m/s 的速度匀速运动．运动中物体A 受到地面的摩擦阻力为200N ．动滑轮重为20N （不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A 相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是
A ．人对地面的压力为400N
B ．绳子自由端受到的拉力大小是100N
C ．人对地面的压力为250N
D ．绳子自由端运动速度是0.06m/s 【答案】A 【解析】 【详解】
由图知，n=2，所以拉力1
()1102F G f N =
+=轮
地； 所以人对地面的压力510110400F G F N N N =-=-=压； 绳子自由端运动速度20.02/0.04/v m s m s =⨯=； 【点睛】
本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F 满足1
()2
F G f =
+轮地．
12．如图，O 为拉杆式旅行箱的轮轴，OA 为拉杆．现在拉杆端点A 处施加一竖直向上的力F ，使箱体从图示位置绕O 点缓慢逆时针转至接近竖直位置．则力F 的大小
A ．一直变大
B ．始终不变
C ．一直变小
D ．先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知，箱体的重力不变，也就是杠杆的阻力大小不变，动力F竖直向上，重力G竖直向下，这两个力的方向始终平行，根三角形的相似性可知，动力臂与阻力阻的比值是不变的，根据杠杆的平衡条件可知动力与阻力的比值也是不变的，由于阻力不变，所以动力F的大小是始终不变的，故应选B．
13．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为
A．50J B．25J C．100J D．200J
【答案】B
【解析】
【详解】
如图所示，是动滑轮的特殊用法，拉力是A与地面摩擦力的2倍，
故；
物体A在水平方向上匀速移动5m，
则拉力移动的距离：，
拉力F做的功：．
故选B．
14．在探究“杠杆平衡条件“实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是（）
A．一直变小B．一直变大C．一直不变D．先变小后变大【答案】C
【解析】
【详解】
将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件
1122Fl F l =
可知，拉力F 与其力臂的乘积也是不变的． 【点睛】
重点是杠杆平衡条件的应用，要理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短，正是由于杠杆保持平衡，所以力臂减小的同时，拉力要增大．
15．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度．若物体受到的重力为100N ，动滑轮的重力为20N ．在把物体匀速提升1m 的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是
A ．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B ．甲滑轮组所做的有用功为200J ，乙滑轮组所做的有用功为300J
C ．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D ．甲、乙两滑轮组的机械效率不相等 【答案】A 【解析】
（1）甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同， 根据W =Gh 可知两滑轮组所做的有用功相同，则
W 有=Gh =100N×1m=100J，故A 正确、B 不正确．
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n 甲=2，n 乙=3， ∵动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，
∴根据1
F G G n
=+物动（）可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C 不正确， （3）不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功， 根据W =Gh 可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等， 即W 额=G 动h =20N×1m=20J，
∵W 总=W 有+W 额，∴两滑轮组的总功相同，即W 总=100J+20J=120J ， 根据W W η=有
总可知，两滑轮组的机械效率相等，均为100J 83.3%120J
W W η=
=≈有总，故D 错误． 故选A ．
16．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启．根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）
A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆
B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆
C．桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆
D．桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆
【答案】D
【解析】
图中的垃圾桶有两个杠杆，DEF为一个杠杆，动力臂大于阻力臂属于省力杠杆；ABC为另一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选D．
点睛：本题考查杠杆的分类，难点是如何从生活中的工具中抽象出杠杆，解题方法是判断省力费力杠杆时从动力臂和阻力臂的大小入手．
17．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计绳重与摩擦，则
A．利用滑轮组所做的有用功是450J
B．绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C．拉力的功率是99W
D．滑轮组的机械效率是80%
【答案】C
【解析】
利用滑轮组所做的有用功：W有=Gh=300N×3m=900J，故A错误；拉力做的功：W总=（G+G ）h=（300N+30N）×3m=990J，拉力的功率：P=W/t=990W10s=99W，故C正确；滑轮组的动
机械效率：η=W有/W总×100%=900J/990J×100%≈90.9%，故D错误；由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=nh=2×3m=6m，绳子自由端移动的速度：v=s/t=6m/10s=0.6m/s，故B错误，故选C。

18．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1、m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担
水平平衡，已知l 1＞l 2，扁担和筐的重力不计。

若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ，则
A ．扁担仍能水平平衡
B ．扁担右端向下倾斜
C ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）2
1l l l -V D ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）
2l l l
-V V 【答案】D
【解析】
【详解】
AB ．原来平衡时，m 1gl 1=m 2gl 2，
由图知，l 1＞l 2，所以m 1＜m 2，
设移动相同的距离∆l ，则左边：m 1g （l 1−△l ）=m 1gl 1−m 1g △l ，
右边：m 2g （l 2−△l ）=m 2gl 2−m 2g △l ，
因为m 1＜m 2，所以m 1△lg ＜m 2△lg ，
则m 1（l 1−△l ）g ＞m 2（l 2−△l ）g ，则杠杆的左端向下倾斜，故AB 错误；
CD ．因为m 1（l 1−△l ）g ＞m 2（l 2−△l ）g ，故往右边加入货物后杠杆平衡，
即：m 1（l 1−△l ）g =（m 2+m ）（l 2−△l ） g ，
且m 1gl 1=m 2gl 2， 得m =（m 2−m 1）2l l l
-V V ，故C 错误，D 正确。

19．如图所示，可绕 O 点转动的轻质杠杆，在 D 点挂一个重为 G 的物体 M ．用一把弹簧测力 计依次在 A 、B 、C 三点沿与圆 O 相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三 次的示数分别为 F 1、F 2、F 3，它们的大小关系是
A ．F 1=F 2=F 3=G
B ．F 1＜F 2＜F 3＜G
C ．F 1＞F 2＞F 3＞G
D．F1＞F2=F3=G
【答案】A
【解析】
【分析】
利用杠杆平衡条件分析，当阻力和阻力臂不变时，如果动力臂不变，只改动用力方向，其动力不变，据此分析解答。

【详解】
设拉力的力臂为L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：G×OD=F×L
由此可得：
G OD F
L
⨯
=
因为G，OD不变，OD=L=r，故F=G，由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径都相等，所以得：F1=F2=F3=G。

故选：A。

20．如图所示的装置,重100 N的物体A在水平面做匀速直线运动,作用在绳自由端的拉力F 是20 N,则下列判断正确的是（不计滑轮重和滑轮间摩擦）
A．作用在物体A上水平拉力是100 N
B．作用在物体A上水平拉力是20 N
C．物体A受到的滑动摩擦力是80 N
D．物体A受到的滑动摩擦力是40 N
【答案】D
【解析】
【详解】
AB．根据二力平衡的条件进行分析,因为有两条绳子作用在动滑轮上,所以作用在物体A上的水平拉力F=2×20 N=40 N;故AB错误；
CD．因为物体匀速运动,所以摩擦力等于作用在A上的水平拉力,大小为40 N，故C错误，D正确。