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η

140.1 1.80.3

260.1 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 0.1m

100%100%100%74%1.8N 0.3m

W 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

=50.2m

s 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

0.3J

100%100%50%0.6J

W 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 G

Fs 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 /W

0.4 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。