考点解析苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功重点解析试题(含答案解析)

苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功重点解析
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，各工具中属于费力杠杆的是（）
A．筷子B．钳子
C．起子D．剪子
2、气功表演者躺在地上，胸部上面放上一块大石板，旁边的人抡起大锤子向胸部上面的石板砸去，石板被砸成碎块，石板下面的人却安然无恙。

关于这种现象，下列说法正确的是（）
A．锤子向石板砸去的过程中，重力对锤子没有做功
B．石板被砸成碎块的过程中，锤子没有受到石板的作用力
C．人安然无恙是由于胸部承受的压力小于石板承受的压力
D．石板被砸成碎块说明力可以改变物体的形状
3、如图所示的四个用具中，属于费力杠杆的是（）
A．核桃钳B．压水井手柄
C．火钳D．裁纸刀
4、在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（）
A．0.5G B．2G C．0.5f D．2f
5、一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，图中能反映恒力所做的功与时间的对应关系的是（）
A．B． C．D．
6、如图所示，用同样的轻绳（不计绳重和摩擦）和滑轮分别安装成甲乙两种装置（G物>G轮）。

在将同一物体匀速提升相同高度的过程中（）
A．F1>F2、η甲>η乙B．F1>F2、η甲<η乙
C．F1<F2、η甲<η乙D．F1<F2、η甲>η乙
7、如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下正确的是（）
A．M受到地面摩擦力水平向左
B．M受到地面的摩擦力为10N
C．M受到的重力对M所做的功为100J
D．拉力F的功率为4W
8、用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。

如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。

下列说法中正确的是（）
A．物体M受到的合力不为零B．物体M的重力为80N
C．自由端移动的速度为0.2m/s D．天花板受到的拉力为90N
9、用力沿水平方向拉水平桌面上的木块，拉力大小随时间变化的图像如图甲所示，物块速度随时间变化的图像如图乙所示。

下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（）
A．10~30s内拉力做功为32J
B．50s内拉力做功为80J
C．10~30s内拉力的功率逐渐变大
D．30~40s内拉力的功率逐渐变大
10、重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.5m/s的速度作匀速直线运动，弹簧测力计的示数为4N。

不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。

则（）
A．物体A受到水平面的摩擦力为5N
B．拉力F的功率为4W
C．若物体A匀速运动2s，拉力F做功为4J
D．物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示，小明用100N的拉力竖直向上拉动绳子，使重为240N的物体，5s内匀速升高10m，不
计绳重和摩擦，则拉力的功率为_______。

2、用如图装置，在10s内将60N的水桶提升2m，拉力为40N，则拉力的功率为___________W；若不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为___________N。

3、比较做功快慢有两种方法，一是在______相同的情况下比较______；二是在______相同的情况下比较______。

以上运用的科学方法是______。

4、升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”）滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。

在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。

（不计绳重和摩擦）
5、旗杆顶端装有______（定/动）滑轮，利用它来升国旗的作用是可以______（省力/省距离/改变施力的方向）；当国旗缓缓上升10m时，旗手向下的拉力移动的距离为______m。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图小明同学体重为50kg，背着重为60N的书包，求：（g取9.8N/kg）
（1）小明背着书包爬到三楼，在这过程中他做的功；
（2）此过程小明用了20s．他做功的功率是多少？
、、之间的关系式。

牵引力用F表示，速度用v表示，功率用P表示。

试证明
2、怎样推导F v P
P Fv。

3、某建筑工地上的起重机要将质量为0.5吨的钢筋水泥板匀速提升到楼顶，提升的高度为10米，所用时间为50秒，求：
（1）起重机的绳索对钢筋水泥板的拉力。

（2）起重机对钢筋水泥板做的功。

（3）起重机的功率。

4、某型号汽车在测试中，发动机输出功率为40kW时，汽车在一段平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了9km。

假设汽油完全燃烧，汽油热值为q油＝4.5×107J/kg，汽油机的效率为40%，该型号汽车以此速度行驶过程中，求：
（1）汽车向前的牵引力是多大。

（2）汽车消耗的汽油是多少kg。

5、如图所示是一台起重机在工作的示意图。

现在用此起重机在1min内将把重物体G匀速提升30m，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为5000N。

已知滑轮组的机械效率为80%，试求：
（1）拉力做的总功是多大？
（2）拉力做功的功率是多大？
（3）物体G的重是多少N？
-参考答案-
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
A．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；故A正确，符合题意；
B．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误，不符合题意；
C．起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故C错误，不符合题意；
D．图中的剪子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误，不符合题意。

故选A。

2、D
【解析】
【详解】
A．锤子向石板砸去的过程中，锤子受到重力竖直向下，距离的方向竖直向下，故重力对锤子做功，故A错误；
B ．物体间力的作用是相互的，石板被砸成碎块的过程中，锤子也受到石板的反作用力，故B 错误；
C ．胸部承受的压力等于石板承受的压力与石板的重力之和；人安然无恙的原因主要是因为人的受力面积大，压力的作用效果不明显，故C 错误；
D ．石板被砸成碎块说明力可以改变物体的形状，故D 正确。

故选D 。

3、C
【解析】
【详解】
A ．核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A 不符合题意；
B ．压水井手柄在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B 不符合题意；
C ．火钳在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C 符合题意；
D ．裁纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D 不符合题意。

故选C 。

4、C
【解析】
【详解】
当在水平方向使用动滑轮时，拉力所要克服的是摩擦力。

绳子对A 的拉力就等于A 所受到的摩擦力，作用在动滑轮上的绳子有2段，则
2F f =
得
0.52
f F f == 故ABD 不符合题意，C 符合题意。

故选C 。

5、B
【解析】
【详解】
一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，说明物体受到的拉力和物体的运动速度不变，根据W＝Fs、s＝vt可得W＝Fvt，所以可知恒力所做的功与时间成正比，则W﹣t是一条过原点的倾斜直线，其对应的图像为B。

故选B。

6、A
【解析】
【详解】
图甲中使用的是定滑轮，图乙中使用的是动滑轮。

设物重为G物，滑轮重为G轮，不计绳重和摩擦，根据定滑轮和动滑轮的特点，甲不省力，即
F1=G物
乙可以省力，且
21
() 2
F G G
=+
物轮已知
G物>G轮
所以
F2<G物
可得
F1>F2
匀速提升的是质量相等的物体，若提升高度相同时，所做的有用功相同。

由
W
W W
η=
+
有
有额
可知，不计
绳重和摩擦，使用甲图的定滑轮不用对滑轮做额外功，故机械效率高；使用乙图的动滑轮要对滑轮做额外功，故机械效率低。

故A 符合题意，BCD 不符合题意。

故选A 。

7、D
【解析】
【详解】
AB ．弹簧秤的示数为20N ，即绳子对弹簧秤的拉力为20N ，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M 的拉力也为20N 。

物体M 向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M 受到地面的摩擦力
f =F 拉=20N
M 受到地面的摩擦力的方向与物体运动方向相反，即水平向右，故AB 错误；
C ．M 在重力的方向上没有移动距离，所以M 受到的重力对M 所做的功为0J ，故C 错误；
D ．不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F 作用在动滑轮轴上，则拉力F 的大小为
F =2F 示=2×20N=40N
由图知，绳子的有效段数
n =2 则拉力端移动的速度是物体移动速度的1
2，故拉力端移动的速度
110.2m/s 0.1m/s 22v v ==⨯=绳 拉力F 的功率为
40N 0.1m/s=4W Fs W P Fv t t
====⨯绳绳 故D 正确。

故选D 。

8、C 【解析】 【详解】
A ．因为物体做匀速运动，根据牛顿第一定律可知，物体M 受到的合力为零，故A 错误；
B ．忽略绳重和轴摩擦，根据
1
()2
F G G =+物动滑轮
即
1
30N (10N)2
G =+物
解得
=50N G 物
故B 错误； C ．由图可知
=2n
自由端移动的速度为
220.1m/s=0.2m/s v v '==⨯
故C 正确；
D ．天花板受到的拉力为
3330N+10N=100N F F G =+=⨯拉定滑轮
故D 错误。

故选C 。

9、C
【解析】 【详解】
A ．结合图甲、乙两图知，0~10s ，水平拉力由0增大到4N ，木块处于静止状态；10~30s ，水平拉力由4N 增大到12N ，木块做加速运动，不知道木块运动的距离，由W =Fs 可知，无法确定做功的多少，故A 错误；
B ．50s 内，由图甲可知拉力在变化，不知道物体运动的距离，由功的公式W =Fs 可知，无法计算拉力做的功，故B 错误；
C ．10~30s 内，由图甲可知，拉力逐渐增大，木块的速度逐渐增大，根据
W Fs P Fv t t
=
== 知，拉力的功率逐渐变大，故C 正确；
D ．30~40s ，水平拉力保持为4N 不变，木块做匀速直线运动，根据
W Fs P Fv t t
=
== 知，拉力的功率保持不变，故D 错误； 故选C 。

10、B 【解析】 【详解】
A ．对A 进行受力分析，其受到了向左的拉力和向右的摩擦力，向左总拉力为8N ，那么向右的摩擦力为8N ，故A 不符合题意；
B ．拉力F 的功率
=4N 20.5m /s 4W W Fs
P Fv t t
=
==⨯⨯= 故B 符合题意；
C ．若物体A 匀速运动2s ，拉力F 做功为
4W 2s 8J W Pt ==⨯=
故C 不符合题意；
D ．物体A 受到的支持力和物体A 对水平面的压力是两个物体间的作用力与反作用力，故是相互作用力，故D 不符合题意。

故选B 。

二、填空题 1、600W 【解析】 【详解】
由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则绳子自由端移动的距离为
s ＝3h ＝3×10m＝30m
拉力所做的功为
W ＝Fs ＝100N×30m＝3000J
拉力的功率为
3000J =600W 5s
W P t =
= 2、 6 20 【解析】 【详解】
[1]绳端移动的距离
2?2m=4m s h ==2
拉力做的功
40N?4m=160J W Fs ==
拉力的功率
W 160J P=
=16W t 10s
= [2]若不计绳重和摩擦，由()1
2
F G G =
+动 可得，动滑轮的重力 22?40N-60N=20N G F G =-=动
3、 时间 做功多少 做功 时间长短 控制变量法 【解析】 【详解】
[1][2][3][4]为了比较物体做功的快慢，可以在相同的时间内，比较做功的多少；可以做相同的功，比较做功时间长短。

[5]控制其中一个因素不变，改变另一个因素，用到控制变量法。

4、 定 8 3800 95% 【解析】 【详解】
[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。

[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为
2n =
故汽车移动距离为
224m=8m s h ==⨯
[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为
950N 4m=3800J W G h ==⨯物有
[4]动滑轮做的额外功为
50N 4m=200J W G h ==⨯额动
所以总功为
3800J+200J=4000J W W W =+=总额有
所以滑轮组机械效率为
3800J
100%100%95%4000J
W W η=⨯=
⨯=有总
5、 定 改变施力的方向 10 【解析】 【详解】
[1] [2]升旗时，只需要很小的力就可以完成，要想国旗能向上运动，就需要向上的作用力，但人在地面，作用力只能向下拉，所以这里需要改变力的方向，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故旗杆顶端安装的是定滑轮，作用是改变施力的方向。

[3]由于定滑轮不省力也不费力，所以即不省距离也不费距离，故当国旗缓缓上升10m 时，旗手向下的拉力移动的距离为10m 。

三、计算题
1、（1）3300J ；（2）165W 【解析】 【详解】
解：（1）小明背着书包爬了三楼，克服自身和书包重力做功
W =(m 人g +G 包)×2h =(50kg×9.8N/kg+60N)×2×3m=3300J
（2）由W
P
t
=
可得到做功功率为
3300J =165W 20s
W P t =
= 答：（1）小明背着书包爬到三楼，在这过程中他做的功为3300J ； （2）他做功的功率是165W 。

2、见解析 【解析】 【详解】
因为做功的多少是力跟物体沿力的方向通过距离的乘积即
W Fs =
因
s vt =
所以
W Fvt =
所以
W Fvt
P Fv t t
=
== 3、（1）4900牛；（2）4.9×104焦；（3）980瓦 【解析】 【详解】
解：（1）钢筋水泥板的质量为
0.5吨=500千克
起重机的绳索对钢筋水泥板的拉力
500kg 9.8N/kg 4900N F G mg ===⨯=
（2）起重机对钢筋水泥板做的功
44900N 10m 4.910J W Fs ==⨯=⨯
（3）起重机的功率
44.910J 980W 50s
W P t ⨯===
答：（1）起重机的绳索对钢筋水泥板的拉力为4900N ； （2）起重机对钢筋水泥板做的功44.910J ⨯； （3）起重机的功率为980W 。

4、（1）2000N ；（2）1kg 【解析】 【详解】
解：（1）已知汽车行驶的速度为
72km/h 20m/s v ＝＝
输出功率为
440kW 410W P ＝＝
由W Fs
P Fv t t
=
==可知汽车的牵引力为 4410W
=2000N 20m/s
P F v ⨯==
（2）已知汽油机的效率为
40%＝
汽车发动机做的有用功为
372000N 910m 1.810J W Fs ＝＝＝
由=100%W
Q 放
可知消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
771.810J
=4.510J 40%
W
Q 放η⨯==⨯
由Q qm 放＝可知汽车消耗的汽油质量为
774.510J =1kg 4.510J/kg
Q m q 放
⨯==⨯
答：（1）汽车向前的牵引力为2000N ； （2）汽车消耗的汽油是1kg 。

5、（1）4.5×105J ；（2）7.5×103W ；（3）1.2×104 N 【解析】 【详解】
解：（1）由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故可知拉力端移动距离为
s =3h =3×30m=90m
则拉力做的总功为
W 总=Fs =5000N×90m=4.5×105J
（2）由题意可知，拉力做功的时间为
t =1min=60s
故拉力做功的功率为
534.510J
7.510W 60s
W P t ⨯===⨯总
（3）由题意可知，滑轮组的机械效率为80%，故拉力做的有用功为
W 有用=W 总η=4.5×105J×80%=3.6×105J
由W 有用=Gh 得，物体的重力为
543.610J 1.210N 30m
W G h ⨯===⨯有用
答：（1）拉力做的总功是4.5×105J；（2）拉力做功的功率是7.5×103W；（3）物体G的重是1.2×104N。