物理九年级上册 第十一章 简单机械和功专题练习(解析版)

物理九年级上册第十一章简单机械和功专题练习（解析版）一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）1．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。

(1)他先测滑轮组的机械效率，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：次数钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率率η140.1 1.80.3260.1 2.40.383% 340.1 1.40.557% 440.2 1.4 1.057%①在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计；②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数)，第4次实验是用____图做的(选填“a”、“b”或“c”)；③分析第1、3次实验数据可得结论：___________________；(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点(支点处的摩擦不计)。

①他先将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，机械效率为η1；②然后他将这2只钩码悬挂在C 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C 点上升高度与第一次相同，则此时弹簧测力计的示数F 2将____ (选填 “>”“=”或“<”) F 1； [拓展]对比杠杆实验的第①②两步，判断第②步中杠杆的机械效率η2如何变化并说明理由_________。

【答案】匀速 74% c 使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小 ＞ 见详解 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]测绳端拉力F 时, 应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体处于平衡状态。

[2]第1次实验测得的机械效率为4N 0.1m100%100%100%74%1.8N 0.3mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有用总 [3]第4次实验，钩码上升的高度为0.2m ，测力计移动距离为1.0m 。

则绳子股数为1.0m=50.2ms n h ==绳 第4次实验是用图c 做的。

[4]分析第1、3次实验数据，提升重物相同，但第1次实验，应用图a 一个动滑轮的滑轮组进行试验，第3次实验，应用图c 两个动滑轮的滑轮组进行试验，第一次机械效率高于第3次实验数据，可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小(2)[5]钩码从B 点移动到C 点，阻力不变阻力臂变长，弹簧测力计位置不变，动力力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大，则F 2>F 1。

[6] η2变大，因为C 点被提的高度相同，克服杠杆自身重力所做的额外功相同，钩码提升的高度增加，有用功变大，根据100%W W W η=⨯+有有额可知η2变大。

2．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：4 3.0 0.1 1.5(1)试验中应沿着竖直方向______（选填“加速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计______时读数；（选填“匀速运动”或“静止”）(2)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s =_______m ，机械效率η=_______；(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_____；(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N ； (5)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______A ．动滑轮的重力B ．绳子与滑轮之间的摩擦C ．物体上升的高度 【答案】缓慢 匀速运动 0.4 50% 越大 2.2 C 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。

[2]假设弹簧测力计静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。

(2)[3]从图中可以看到，四条绳子托着动滑轮，第4次实验时，钩码提升的高度是0.1m ，绳端移动的距离是0.4m 。

[4]第4次实验时滑轮组做的有用功3N 0.1m 0.3J W Gh ==⨯=有用功滑轮组做的总功1.5N 0.4m 0.6J W Fs ==⨯=总滑轮组的机械效率0.3J100%100%50%0.6JW W η=⨯=⨯=有用功总功滑轮组的机械效率是50%。

(3)[5]通过比较1、3和4三次实验数据可知，物重越大，滑轮组的机械效率越大。

(4)[6]忽略摩擦力和绳重，四条绳子托着动滑轮，那么4G G F +=动代入数据可得1N 40.8N G +=⨯动解得 2.2N G =动。

(5)[7]根据Gh Gh GFs nFh G G η===+动可知动滑轮的重力影响滑轮组机械效率，物体上升高度不影响滑轮组机械效率，绳子与滑轮之间的摩擦将增加额外功的比例，影响滑轮组机械效率。

故选C 。

3．小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率，如图所示。

(1)需要的测量工具：体重计、刻度尺、______。

(2)请帮他设计实验步骤：______(3)小刚采用了合适的方法记录数据，请帮他在空格处补上相应的数据。

（取g =10N/kg ） 重心上升高度h /m质量m /kg拉一次克服重力所做的功W /J拉上去的次数时间t /s功率P /W0.4 60 ______ 5 10 ______【答案】秒表 使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率 240 120 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]要测量功率需要测量时间，实验器材还需要秒表。

(2)[2]使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率。

(3)[3]小刚的体重为G =mg =60kg ×10N/kg=600N做一次引体向上小刚做功为W =Gh =600N ×0.4m=240J[4]小刚做的总功为W 总=5W =5×240J=1200J小刚做引体向上的功率总1200J120W 10sW P t ===4．小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。

(1)实验前杠杆静止在如甲图所示位置，则此时杠杆是否平衡？____（选填“是”、“否”），杠杆的重心是否在支点上？________（选填“是”、“否”），若使杠杆在水平位置平衡，左边的螺母应向______移动；(2)如乙图，杠杆调节平衡后，小华在B 点悬挂了3个钩码，若要使杠杆再次平衡，D 点应该挂_____个钩码。

如果此时两边再各增加一个钩码，则杠杆将向_______边倾斜； (3)如图丙所示，小华在A 、C 两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘放物体，右盘加减砝码，此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的？________。

假如支点O 因某种原因向右偏移，则天平的测量值____真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

【答案】是 否 右 4 左 等臂杠杆 大于 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]杠杆静止在如甲图所示位置保持静止状态，受力平衡，则此时杠杆是平衡的。

[2]如图甲所示，此时杠杆左端下沉，说明杠杆的重心不在支点上，而是在支点的左端的某一点。

[3]如图甲所示，此时杠杆左端下沉，右端上翘，则应该将平衡螺母向右调使杠杆重新平衡。

(2)[4]如图乙所示，假设一个钩码重为G ，杠杆上一格为L ，在B 点悬挂了3个钩码，则杠杆左端为3412G L GL ⨯=根据杠杆平衡条件有1243GLG L=⨯即需要在D点挂4个钩码才能使杠杆重新平衡。

[5]如果此时两边再各增加一个钩码，杠杆左端为4416G L GL⨯=右端为5315G L GL⨯=左端大于右端，即杠杆向左边倾斜。

(3)[6]如图丙所示，在A、C两点分别悬挂等重的载物盘，即力的方向与杠杆垂直，则A、C 两点到支点的距离即为力臂，由图可知两力臂相等，杠杆为等臂杠杆，所以此天平是利用了等臂杠杆制作而成。

[7]支点O因某种原因向右偏移，杠杆不再是等臂杠杆，变成了费力杠杆，则C点的力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，C点需要更大的力，即会导致天平的测量值大于真实值。

5．如图是某学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：斜面的倾斜程度物块重/NG斜面高/h m沿斜面拉力/NF斜面长/ms机械效率η较缓100.1 5.0120%较陡100.3 6.7145%最陡100.58.01(1)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做__运动。

(2)比较表中“物块重”和“__”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。

(3)第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是__。

(4)分析第1次实验的数据即“较缓”时可知，斜面对物体摩擦力为__N。

【答案】匀速直线沿斜面拉力625%. 4【解析】【分析】【详解】(1)[1]沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动。

(2)[2]比较表中“物块重”和“沿斜面拉力”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。

(3)[3]第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是10N 0.5m ====62.5%8.0N 1mW Gh W Fs η⨯⨯有总(4)[4]由表中第1组实验数据可知==5.0N 1m=5J W Fs ⨯总 ==10N 0.1m=1J W Gh ⨯有用额外功=-=5J-1J=4J W W W 额总有用由W fs =额，得摩擦力大小4J===4N 1mW f s额6．在“研究杠杆平衡条件”的实验中：(1)杠杆两端的平衡螺母的作用是：调节杠杆在_____位置平衡。

(2)如图甲所示的杠杆已处于平衡状态，若左端所挂重物的重力是1N ，则弹簧测力计的示数_____2N 。

如果要便于测量力臂，那么弹簧测力计应沿_____方向拉着杠杆。

(3)如乙图所示，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G =10N 的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F ，保证杠杆处于平衡状态。

根据多次测量的F 、L 数据，画出如图丙所示图线，由图丙可得出杠杆平衡的条件是F 与L 成_____比，结合杠杆平衡条件，可求出重力G 的力臂是_____cm 。

【答案】水平 大于 竖直 反 5 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。