沪粤版九年级物理上册 第11章 机械功与机械能 全章整合与提升【新版】

N ×100%
≈66.7%。
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13．如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端推进车厢，
货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示。在此期间，
工人推这箱货物沿斜面匀速运动时的推力为594 N，此斜
面的长为5 m，高为1 m，这箱货物重为1 500 N。
(1)5～30 s内，这箱货物运动的速度是多少？大？
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【点拨】 克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速 提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳 子质量和摩擦，额外功W额外＝G轮h，由题知道使用定滑轮、 动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的 额外功的大小关系，由于W总＝W有用＋W额外，可以得出所做 的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效 率的高低。 【答案】A
f＝Ws额外＝1
470 5m
J＝294
N。
9
12
10
13
11
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1. 关于力、时间、功与功率的关系，下列说法正确的是 ( D) A．力越大，功率越大 B．时间越短，功率越大 C．做功越多，功率越大 D．做功越快，功率越大
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2．[2018•东营]对物理概念的理解是学好物理的关键。关于 功、功率和机械效率，下列说法正确的是( C ) A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B．做功多的机械，功率一定大 C．功率大的机械，做功一定快 D．做功快的机械，机械效率一定高
有用功 W 有用＝Gh＝1 500 N×1 m＝1 500 J；
则机械效率
η＝WW有总用×100%＝12
500 970
JJ×100%≈50.5%；
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(4)这箱货物沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦力为多大？
解：因总功等于有用功和额外功之和，
所以，克服摩擦力所做的功：
W 额外＝W 总－W 有用＝2 970 J－1 500 J＝1 470 J， 由 W 额外＝fs 可得，摩擦力的大小：
(2)由计算结果可以确定___小__马___的说法是正确的，这个实 验说明了影响滑轮组机械效率的因素是_动__滑__轮__的__个__数_， 由此可知，可采用__尽__可__能__地__减__少__动__滑__轮__的__个__数__的方法 来提高滑轮组的机械效率。
(3)随后小马又设计了一个方案，如图丙所示， 你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时， 装置丙的机械效率__等__于____(填“大于”“等于”或“ 小于”)装置甲的机械效率。
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(1)试在图乙中作出该物体运动的F-s图象；
解：由题知F＝5s， 所以，s＝1 m时F＝5 N， s＝2 m时F＝10 N，s＝3 m时F＝15 N， s＝4 m时F＝20 N，s＝5 m时F＝25 N， 据此描点连线作出物体运动的F－s图象，如图所示。
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(2)根据图象计算，物体在s＝0到s＝4 m的
解：绳子能承受的最大拉力是1 500 N，小明体重是500 N， 他站在地面向下拉绳子的力最大为：F大＝G＝500 N； 根据滑轮组的省力公式可得，物体的最大重力为： G大＝3F大－G动＝3×500 N－20 N＝1 480 N。
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12．[2018·荆州]如图所示的是蒙华铁路荆州段长江大桥 施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件。 已 知工件重4 000 N，每个滑轮重500 N，声音在水中的 传播速度是1 500 m/s。在水面上用超声测位仪向江底 的工件垂直发射超声波，经过0.02 s后收到回波。(不 计绳重和摩擦，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
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(2)实验现象： ①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动，在水平
木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越 ____高____，木块运动的距离越长。 ②质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止向下运动，在 水平木板上撞击木块，钢球的质量越 ___大_____，木块运动的距离越长。 (3)实验结论： ①质量相同时，物体速度___越__大___，动能越大； ②速度相同时，物体质量___越__大___，动能越大。
HY版 九年级上
第十一章 机械功与机械能
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1D 2C 3A 4B 5A
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答案呈现
6 纸盒移动的距离；转换
(1)0.8；83.3%
(2)小马；动滑轮的个 7 数；尽可能地减少
动滑轮的个数
(3)等于
8
(1)①大；②大 (2)①高；②大
(3)①越大；②越大
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3. [2018·利辛三模]分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和 两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度 处，其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦，设 每个滑轮质量相等)，则下列选项中正确的是( ) A．η组＜η动＜η定 B．η动＜η定＜η组 C．η定＜η动＜η组 D．η定＜η组＜η动
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11.为了将放置在水平地面上重G＝100 N的重物提升到高处， 小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当小明用图乙 所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，重物的速度 v和高度h随时间t变化的关系图象如图丙、丁所示。绳对 滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。(不计绳重和摩擦) 求：
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解：由图可知，5～30 s 内， 这箱货物运动的距离 s＝5 m，
则其速度
v＝st＝30
5m s－5
s＝0.2
m/s；
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(2)推力做功的功率是多大？ 解：推力做功 W 总＝Fs＝594 N×5 m＝2 970 J； 则功率 P＝Wt总＝320 9s7－05Js＝118.8 W；
(3)该斜面的机械效率是多少？
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测量的物理量 钩码重G/N
钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m 机械效率η
装置甲 4 0.1 1.6 0.3
装置乙 4 0.1 1.4 0.4
71.4%
(1)根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是___0_.8__N，
甲滑轮组的机械效率是__8_3_._3_%__。
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(2)行驶5 min牵引力所做的功。
解：t＝5 min＝300 s， 汽车匀速行驶 5 min 牵引力所做的功： W＝Pt＝5.4×104 W×300 s＝1.62×107 J。
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10．[2018·宿州 桥区二模]如图甲所示的是一物体在运动过 程中所受的力F与在力的方向上通过的路程s的关系图 象，即物体运动的F-s图象，根据分析可知：该图象中 阴影部分的矩形面积表示力F所做的功的大小。对于变 力做功的计算，我们也可以采用计算F-s图象与s轴围成 的面积的方法来计算力F所做功的大小。若一物体所受 的拉力F与它通过的距离 s之间的关系是F＝5s：
(1)在1～2 s内，拉力F所做的功；
解：由图乙知，在1～2 s内，拉力F2＝50 N， 由图丁知，此时重物上升高度h2＝1.25 m； 绳端下降的距离：s2＝3h2＝3×1.25 m＝3.75 m， 拉力做的功为：W＝F2s2＝50 N×3.75 m＝187.5 J；
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(2)动滑轮的重；
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8．[2018•安徽]如图为探究物体(钢球)动能大小跟哪些因素 有关的实验装置。
(1)实验原理： ①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端
时的速度只与钢球起点位置的高度有关，起点位置越 高，该速度越____大____。 ②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上 撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的 动能越____大____。
由 F 浮＝ρ 水 gV 排
得：V
工件＝V
排＝ρF水浮g＝1.0×103
kg
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(4)不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的 机械效率(结果在小数点后保留一位数字)。
工件在水中匀速上升时，
η＝G物n－F拉F浮×100%
＝4
000 N－3 000 3×500 N
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4．[2018•全椒一模]运动员站在地面用力竖直下抛乒乓 球，球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置。下列有 关说法中正确的是( B ) A．球开始下落时动能最大 B．球弹跳到原抛球位置时仍具有动能 C．球离地后的上升过程中势能转化为动能 D．球在整个运动过程中机械能增加
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5．[2018•阜阳颍泉区期末]小明用图示装置探究“动能大小 与速度的关系”，下列说法正确的是( A ) A．用木块移动的距离来比较小车动能的大小 B．实验中要尽量保持水平面光滑 C．实验中每次让同一小车从同一高处由静止开始下滑 D．实验中改变小车质 量多次进行实验
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9．某型号汽车发动机的额定功率为5.4×104 W，在水平路面 上匀速行驶时受到的阻力是1 800 N。在额定功率下，当 汽车匀速行驶时，求：
(1)行驶速度的大小；
解：因为汽车匀速行驶，受平衡力作用。 由二力平衡知识得，F＝f＝1 800 N； 由 P＝Fv 得行驶速度的大小：v＝FP＝5.14×810004NW＝30 m/s；
7．[2018•西宁]小马和小李设计了如图甲、乙所示的两种滑轮 组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生 了分歧，小马认为：“甲图滑轮组的动滑轮个数少，机 械效率高”；小李却认为：“乙图滑轮组更省力，机械 效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来 验证自己的猜想是否正确。(所用的每个滑轮的重相同， 绳重和摩擦忽略不计)，他们在 实验中得到的数据如下表所示：
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6．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中， 让铁球从斜面上由静止滚下，撞击水平面上的纸盒， 如图所示。该实验是通过观察_纸__盒__移__动__的__距__离_____来比 较铁球动能的大小，从而得出结论，此环节中所采用 的研究问题的方法是转_换_______法。
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(1)求工件在水下的深度；
解：h＝12vt＝12×1500 m/s×0.02 s＝15 m。
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(2)不计工件的高度，求水对工件产生的压强；
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×15 m＝1.5×105 Pa。
(3)当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为
500 N，求工件的体积； 不计绳重及摩擦，F 拉＝n1(G 物＋G 轮－F 浮)， F 浮＝G 物＋G 轮－nF 拉＝4 000 N＋500 N－3×500 N＝3 000 N，
解：由图甲知，承担物重的绳子股数 n＝3， 不计摩擦和绳重，在 2～3 s 内， 绳端的拉力 F＝13(G＋G 动)， 即：40 N＝13×(100 N＋G 动)， 解得：G 动＝20 N；
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(3)若绳子能承受的最大拉力是1 500 N，小明体重500 N， 他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升 多重的物体？
过程中拉力F所做功的大小；
解：由图象可知，F－s 图象与 s 轴围成的图象为直角三角 形，其面积表示 F 所做的功，所以，物体在 s＝0 到 s＝4 m 的过程中，拉力 F 所做的功：W＝12×20 N×4 m＝40 J。
(3)若物体通过4 m的路程共用了4 s时间，请计算力F在这段
时间内做功的平均功率。 力 F 在 4 s 时间内做功的平均功率：P＝Wt ＝440sJ＝10 W。