苏科版物理九年级上册 第十一章 简单机械和功 单元练习题

苏科版物理九年级上册第十一章简单机械和功单元练习题
第十一章简单机械和功
一、选择题
1.升国旗的旗杆顶端有个重要的装置是（）
A. 定滑轮
B. 动滑轮
C. 滑轮组
D. 省力杠杆
2.下列关于杠杆的说法中正确的是（）
A. 杠杆一定是直棒
B. 有些杠杆没有点
C. 杠杆越长使用时越省力
D. 使用杠杆不一定都能省力
3. 下列工具在使用时属于费力杠杆的是（）
A. 镊
子
B.
剪子
C. 钳
B. 道钉撬
C. 筷子
D.
钳子
6.如图所示，在同一水平面上，有表面粗糙程度相同、质量不同（m p＜m Q）的两个木块，分别在水平推力F1和F2的作用下，相同时间t内做匀速直线运动经过相同的距离s，推力所做的功为W1和W2，功率为P1和P2，则下列关系式正确的是（）
A. F1＞F2
B. F1=F2
C. W 1＜W2
D. P1＞P2
7.如图所示，某同学用F=16N的平行于斜面的拉力将重为20N的物体匀速拉上长5m、高3m的斜面，对此，下列说法中正确的是（）
A. 使用斜面可以省力、减少做功
B. 拉物体的速度越快，斜面的机械效率越高
C. 物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能
D. 该斜面的机械效率是75% 8.杠杆在生产生活中普遍使用，如图所示，下列工具使用过程中，属于省力杠杆的是（）
A. 坩埚
钳B
. 剪刀
C. 筷
子 D.
镊子
9.在某次举重比赛中，一名运动员在抓举比赛时，将质量为127.5 kg的杠铃举起历时约0.5 s，再停留3 s后
放下杠铃.那么，该运动员在举起杠铃过程中的平均功率约为
A. 几百瓦
B. 几千瓦
C. 几十千瓦
D. 几百千瓦
10. 下列工具中，使用时属于费力杠杆的是（）
A. 核桃夹
B. 羊角锤
C. 筷子
D.
起子
11.下列情景中，重力对小球做功的是（）
A. 小球由高处落下
B. 小球在地面上静止
C. 小球沿水平轨道运动
D. 小球悬挂在天花板上不动
12.利用如图所示的三种装置把重100N的物体匀速升高，所用拉力分别为30N、80N、40N，这时三种装置的机构效率η1、η2、η3之间的关系是（）
A. η1＞η2＞η3
B.
η1＜η3＜η2 C.
η1=η2＜η3 D.
η1＜η2＜η3
二、填空题
13.一根硬棒，在________下能绕着________转动，这根硬棒就是杠杆．支点是________；动力是________；阻力是________；阻力臂是________．在日常生活中我们使用的工具属于杠杆的有________、________、________等．
14.杠杆的五要素是：①________、②________、③________、④________、⑤________．
15.如图所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA=0.3m，OB=0.4m，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平
位置平衡时，在A点至少需加________N的拉力，这是一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆．
16.物体在15牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动,5秒内前进了10米。

求此过程中拉力做的功W________和功率P________。

17.如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。

如果A处螺钉松脱，则支架会绕________ 点倾翻。

为了安全，室外机应尽量________ （填“靠近”或“远离”）墙壁。

18.某商场售货员用20N的水平推力使质量为65kg的货物沿水平方向匀速移动了3m，则该售货员对货物做功________ J，货物的重力做功________ J．
19.拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示．请画出使箱子在图示位置静止时，施加在端点A的最小作用力F的示意图．已知OA=1.0m，OB=0.2m，箱重G=120N，由图可以算出F=________N．
20.功率相等的甲、乙两辆汽车，在相等时间内，甲、
乙两车通过的距离之比是2：1，则甲、乙两汽车做功之比为________，甲、乙两汽车牵引力之比为________．
三、作图题
21.如图所示，杠杆OA在力F l、F2的作用下处于静止，L2是F2的力臂，在图中画出F l的力臂L1和力F2．
22.如图所示，是一种健身器械，AOB可视为一个杠杆，O是它的支点．在B端用力向下拉杠杆时，重物被抬起．请画出使杠杆在图示位置静止时最小力F的示意图及其力臂．
四、实验探究题
23.某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图，他们测得钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力计移动的距离S，并将计算出的有用功W 有用、总功W总和机械效率η数据一并记入下表：
（1）表格中数据★＝________
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是________
（3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是________
（4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将________（变大/变小/不变）
24.在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）如图a所示，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向________调节．
（2）如图b所示，调节平衡后，左侧挂上钩码，在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆，使其在水平位置平衡，为便于测量力臂，应使弹簧测力计拉力的方向________．
（3）操作过程中，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，你认为接下来合理的操作是________．(写出一条即可)
（4）甲同学测出一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是________．
五、综合题
25.一辆质量为500kg的汽车，在平直的公路上以72km/h 的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重的．求：（1）汽车牵引力在5min内做的功和此时汽车的功率是多少？
（2）汽车重力做的功是多少？（g取10N/kg）
26. 如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为180N的物体，所用的拉力为200N，在5s内物体升高的高度为2m．此过程中，求：
（1）有用功；
（2）总功的功率；
（3）定滑轮的机械效率．
答案解析
一、选择题
1.【答案】A
【解析】【分析】国旗杆上的滑轮轴固定不动，所以应该是定滑轮；故选A．
【点评】解决此题要知道轴固定不动的滑轮为定滑轮．2.【答案】D
【解析】：A、杠杆的形状可以是任何形状，所以A选项错误； B、杠杆是指可以绕某一固定点转动的硬棒，其固定点为支点，所以杠杆都有支点，故B选项错误；
C、动力臂越长越省力，所以杠杆长动力臂不一定长，所以C选项错误；
D、杠杆不一定省力，比如定滑轮，既不省力也不费力，目的是为了方便，所以D选项正确．
故选D．
【分析】根据杠杆的五要素的概念进行分析，即杠杆绕固定点转动的点为支点，使杠杆转动的力为动力，阻碍
杠杆转动的力为阻力，支点到力的作用线的垂线段为力臂．
3.【答案】A
【解析】：A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确； B、剪子在使用过程动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
C、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误．
故选：A．
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．
4.【答案】D
【解析】当力从如图位置时转到和杠杆垂直时，力臂变大，力变小，再从与杠杆垂直转到竖直时，力臂变小，力变大，所以力的变化是先变小，后变大，D符合题意，ABC不符合题意.
故答案为：D.【分析】根据当力的方向变化时力臂也发生变化，结合杠杆平衡原理分析力的变化.
5.【答案】C
【解析】：A、起子的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，
不符合题意；
B、道钉撬动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
C、筷子动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意；
D、钢丝钳动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意．故选C．
【分析】可根据动力臂和阻力臂的大小关系来比较判断是什么杠杆，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆，当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆．
6.【答案】C
【解析】：（1）因为m p＜m Q，所以G p＜G Q，则Q 物体对接触面的压力较大；表面粗糙程度相同，摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以f1＜f2；
因为匀速运动，所以推力等于摩擦力，
则F1＜F2，故A、B错误；（2）相同时间t内做匀速直线运动经过相同的距离s，
因为F1＜F2，所以由W=Fs可知，W1＜W2，故C正确；
根据P= 可知P1＜P2，故D错误．
故选C．
【分析】（1）物体与地面间的滑动摩擦力与接触面的材料、粗糙程度及物体间的压力有关，在接触面相同的情况下，物体间的压力越大，物体间的滑动摩擦力越大；
（2）物体处于平衡状态，受平衡力，大小相等；（3）根据W=Fs判断功的大小；（4）根据P= 判断功率的大小．
7.【答案】D
【解析】【解答】解：A、斜面属于省力机械，使用任何机械都不省功，故A错误；
B、机械效率是有用功与总功的比值，与物体运动速度无关，故B错误；
C、物体匀速上升时，由于质量不变，则动能不变，高度升高，重力势能增加，增加的重力势能来自拉力做功的结果，故C错误；
D、该斜面的机械效率为η==75%，故D正确．故选D．
【分析】（1）斜面属于省力机械，使用任何机械都不省功；
（2）机械效率是有用功与总功的比值，与物体运动速度无关；
（3）物体匀速上升时，动能不变，重力势能增加，拉力做功的结果；
（4）利用η=求出机械效率．
8.【答案】B
【解析】【解答】解：
A、坩埚钳在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B、图示剪刀在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；
C、筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C 不符合题意；
D、镊子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D 不符合题意．
故选B．
【分析】结合图片和生活经验，判断选项中的杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．
9.【答案】B
【解析】【分析】做功的条件是，有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离，根据W=FS可求做的功，停住不动不做功，根据可知，做的功不变，改变的是时间，举的时间是0.5s，停留时间不做功，可求平均的功率．
他对杠铃做功W=FS=127.5kg×10N/kg×2m=2550J；
平均功率。

故选B。

【点评】本题注意了解做功的计算，做功的条件和功率的计算，要知道有力作用在物体上，物体没有移动距离，
这个力不做功。

10.【答案】C
【解析】【解答】解：A、核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； B、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
D、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．故选：C．
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．
11.【答案】A
【解析】【分析】做功的两个必要因素：
（1)作用在物体上的力；
（2)物体在力的方向上通过的距离；
【解答】（1)小球由高处落下，重力竖直向下，竖直向下移动了距离，重力对小球做功．符合题意．
（2)小球在地面静止，小球在水平轨道运动，小球悬挂在天花板上，小球受到的重力竖直向下，竖直向下没有移动距离，重力没有对小球做功．不符合题意．
故选A．
【点评】（1)掌握力是否做功的判断方法．（2)有力有距离，力对物体不一定做功．
12.【答案】A
【解析】【解答】解：（1）斜面的机械效率：η1= ×100%= ×100%= ×100%≈66.7%；（2）由相似三角形可知，物体上升的高度h和拉力下降的高度H之比：
= = ，
杠杆的机械效率：
η2= ×100%= ×100%= × ×100%= × ×100%=62.5%；（3）由图可知，n=5，
滑轮组的机械效率：
η3= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=50%；
综上可知，η1＞η2＞η3．
故选A．
【分析】（1）根据η= ×100%= ×100%求出斜面的机械效率；（2）根据相似三角形可知，物体上升的高度h和拉力下降的高度H之比等于水平时的力臂之比，根据η= ×100%= ×100%求出杠杆的机械效率；（3）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%求出滑轮组的机械效率；
比较以上三个功率得出答案．
二、填空题
13.【答案】力的作用；固定点；杠杆绕着转动的固定点；使杠杆转动的力；阻碍杠杆转动的力；从支点到阻力作用线的距离；台秤；剪刀；钳子．
【解析】【解答】解：一根硬棒，其在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆；对于杠杆有五个要素：支点：杠杆绕着转动的固定点；
动力：使杠杆转动的力；
阻力：阻碍杠杆转动的力；
动力臂：从支点到动力作用线的距离；
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离；
且生活中的杠杆有若干，如钳子、剪子、独轮车、钓鱼竿、台秤等．
故答案为：力的作用；固定点；杠杆绕着转动的固定点；使杠杆转动的力；阻碍杠杆转动的力；从支点到阻力作用线的距离；台秤；剪刀；钳子．（对于生活中的杠杆的实例答案不唯一，只要是杠杆都是正确的）
【分析】本题主要对杠杆的定义、各个要素及生活中常见的杠杆进行了检测，据以上基础知识分析即可解决．14.【答案】支点；动力；阻力；动力臂；阻力臂
【解析】【解答】解：杠杆的“五要素”包括：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂．故答案为：支点；动力；阻力；动力臂；阻力臂．
【分析】在力的作用下，能够绕着固定点转动的硬棒叫
做杠杆．杠杆的“五要素”包括：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂．
15.【答案】40；费力
【解析】【解答】解：由图可知：OA是动力臂，OB是阻力臂．因为OA＜OB，所以这是一个费力杠杆．由杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
得：F×OA=G×OB
即F×0.3m=30N×0.4m
∴F=40N．
故答案为：40，费力．
【分析】根据杠杆的平衡条件计算出动力的大小；通过比较动力臂与阻力臂的大小关系来判断杠杆的类型．16.【答案】150J；30W
【解析】【解答】拉力做的功：W＝Fs＝15N×10m＝150J，拉力的功率：P＝＝30W.【分析】利用W＝Fs和P ＝分别计算功和功率即可.
17.【答案】C；靠近
【解析】【解答】用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机．如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻；C点是支点，空调的自身重力是阻力，由杠杆平衡条件可知，室外机的位置应尽量墙壁，以减小阻力臂，从而减小A处的拉力。

【分析】杠杆平衡条件。

18.【答案】60；0
【解析】【解答】解：W=FS=20×3J=60J．
在在重力方向上没移动距离，所以不做功．
故答案为60；0．
【分析】已知推力和在其方向上移动的距离，可求做的功，在重力方向上没移动距离，所以不做功．
19.【答案】24
【解析】【解答】解：要求在端点A的动力最小，即动力臂最长，则支点O到动力作用点A的距离作为动力臂最长，为使杠杆平衡，动力的方向垂直于动力臂向上，如图所示：
，
杠杆平衡条件可得，G×OB=F×OA，
即：120N×0.2m=F×1.0m，
解得：F=24N．
故答案为：24．
【分析】要使抬起拉杆时的动力最小，就要求动力臂最长，支点到动力作用点的距离作为动力臂最长，根据力与力臂的关系可画出最小作用力F，根据杠杆平衡条件求得F．
20.【答案】1:1；1:2
【解析】【解答】解：因为功等于功率与时间的乘积，即W=Pt；所以功率相等的甲、乙两辆汽车，在相等时间内做功相等，即甲、乙两汽车做功之比为1:1；由W=FS 可知当甲、乙两车通过的距离之比是2:1，所以汽车牵引力之比为1:2.
故答案为：1:1；1:2．
【分析】利用公式W=Pt分析两车做功之比；利用公式W=Fs分析两车的牵引力之比．
三、作图题
21.【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】解：（1）作力F1的延长线得到力F1的作用线，过支点O作力F1作用线的垂线段L1，即为F l的力臂L1；（2）过阻力臂L2的右端，作垂直于L2的直线，与杠杆OA的交点为力F2的作用点，方向斜向
右上方，如图所示：．
【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，作图时要把握住力和力臂的垂直关系．
22.【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】解：根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，以从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂；图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，OB为力臂是最长的力臂，则力F应与OB垂直且向下．如图所示：
．
【分析】要想使力最小，就得使力臂最大，据此选择力作用的位置及方向，最后作图表示出来．
四、实验探究题
23.【答案】（1）74.1%
（2）有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多
（3）摩擦不同
（4）变大
【解析】【解答】（1）由表格中的数据计算得：机械效率★=W 有/W总=0.2J/0.27J=74.1%；
（2）读图可知，第2次实验中滑轮为动滑轮，因此，由于动滑轮重力的存在，使额外功增加，机械效率降低；（3）读图可知，第2、3两次实验相比较，滑轮组的绕绳方法不同，使得其摩擦力的大小不同，这是造成其机械效率不同的主要因素；
（4）装置下再加挂一只相同的钩码，额外功不变，有用
功增大，装置的机械效率将增大.
故答案为：（1）74.1%；（2）有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多；（3）摩擦不同；（4）变大.【分析】（1）机械效率的定义为有用功与总功的比值，根据题目数据进行计算；
（2）由于动滑轮重力的存在，使额外功增加，机械效率降低；
（3）滑轮组的绕绳方法不同，使得其摩擦力的大小不同，所以机械效率不同；
（4）额外功不变，有用功增大，装置的机械效率将增大.
24.【答案】（1）左
（2）竖直向下
（3）左侧钩码右移
（4）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律
【解析】【解答】解：（1）调节杠杆的平衡时，由图a 杠杆左高右低，应将两端的平衡螺母向左调节；（2）力臂是支点到力的作用线的垂直距离．当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时，拉力作用点到支点的距离就是其力臂，这样便于从杠杆上直接读出力臂，由图杠杆水平平衡时拉力方向应竖直向下；（3）当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，可以换用更大量程的测力计；
根据杠杆的平衡条件，也可以减少左侧钩码的数量或者左侧钩码右移．（4）只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂．这种结论很具有偶然性，不合理．要进行多次实验，总结杠杆平衡条件．
故答案为：（1）左；（2）竖直向下；（3）左侧钩码右移；（4）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律．
【分析】探究杠杆的平衡条件时，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，并通过多次实验得到普遍规律.
五、综合题
25.【答案】（1）解：根据题意可得，汽车受到的阻力：f= G= mg= ×500kg×10N/kg=500N，
因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
即汽车受到的牵引力：F=f=500N，
汽车匀速行驶的速度v=72km/h=20m/s，时间t=5min=5×60s=300s，
根据v= 可得，汽车在5min内行驶的距离：
s=vt=20m/s×300s=6000m，
所以，汽车牵引力做的功：W=Fs=500N×6000m=3×106J；汽车的功率：
P= = =1×104W；
（2）解：汽车受到的重力方向是竖直向下的，而汽车没有在重力方向上移动距离，所以汽车重力做功为0J．【解析】【分析】（1）根据阻力和重力的关系、重力公式求出阻力；因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等；已知汽车匀速行驶的速度和时间，根据s=vt求出汽车5min内行驶的距离；根据W=Fs算出牵引力做的功；利用功率的定义式可以求出汽车的功率．（2）做功的两个必要因素：一是物体受到力的作用，二是物体在力的方向上通过一段距离，二者缺一不可；据此判断重力做功的情况．
26.【答案】（1）解：工人做的有用功：W有=Gh=180N×2m=360J
（2）解：使用的是定滑轮，拉力移动的距离s=h=2m，工人做的总功：
W总=Fs=200N×2m=400J
工人做功的功率
P= = =80W
（3）解：定滑轮的机械效率：η= ×100%= ×100%=90%
【解析】【分析】使用定滑轮，拉力移动的距离s=h．（1）已知物体的重力和升高的高度，则由功的公式即可求得有用功；（2）由定滑轮的特点可求出拉力的距离，
由拉力的距离和拉力大小可求得工人所做的总功，由功率公式求功率；（3）求出了有用功和总功，利用机械效率公式可求定滑轮的机械效率．。