第五章 简单机械与功同步练习-2023-2024学年华东师大版科学九年级上册（含答案）

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一、选择题

1．2023年7月2日，在杭州滨江区的一住宅小区，一个2岁女童突然从10楼坠落，在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去用双手接住了孩子，女孩稚嫩的生命得救了，但吴菊萍的手臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。这一感人事迹在网络上热传，无数网民为之动容，称其为“最美妈妈”。在小孩下坠过程中（空气阻力不计），下列说法正确的是（）

A．动能增加，重力势能增加，机械能增加

B．动能减小，重力势能减小，机械能减小

C．动能增加，重力势能减小，机械能不变

D．动能增加，重力势能减小，机械能减小

2．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是()

A．功率大的机械，做功一定多

B．做功快的机械，功率一定大

C．效率高的机械，功率一定大

D．做功多的机械，效率一定高

3．如图所示，可绕点转动的轻质杠杆，在点挂一个重为的物体，用一把弹簧测力计依次在，，三点沿圆相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为、、，它们的大小关系是

A．B．C．D．

4．关于功和功率，下列说法中最准确的是（）

A．对物体做功，物体必须受力且通过一段路程

B．对物体做功，物体必须受力且力作用了一定时间

C．功率是描述做功快慢的物理量，功率大，做功快

D．用一个水平的力把重为50牛的物体推行1米，则该力对物体做的功一定是50焦

5．为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组，若不计摩擦，下列有关分析正确的是

A．两个滑轮在装置中起的作用相同

B．拉力移动的距离与配重上升的距离相同

C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等

D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等

6．足球明星贝克汉姆近日在武汉示范罚任意球时摔了一跤，给中国之行增添一个欢乐的“小插曲”。若当时他用脚把足球踢向空中时的情景如图所示，以下说法中不正确的是（）

A．足球被踢出说明力能改变物体的运动状态

B．足球在空中运动时，脚对它没有做功

C．由于惯性，足球离开脚后还能继续运动

D．足球在上升到最高点时，动能为零，重力势能最大

7．所图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A，C两点到B点的竖直距离hAhC。下列说法中不正确的是（）

A．A点的机械能最大

B．小球的机械能总量逐渐变小

C．小球的机械能总量保持不变

D．小球的动能和重力势能可以相互转化

8．如下图所示，杠杆AB绕点B转动，C为AB的中点，在C处挂一重物G，动力F作用在A点，则该杠杆（）

A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆

C．一定是等臂杠杆D．可能是等臂杠杆

9．在下列情况下，物体既具有动能又具有势能的是()

A．海上航行的轮船

B．空中飞行的子弹

C．吊在天棚上的电灯

D．拉长的橡皮条

10．如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点。从A点到达C点的过程中，下列说法正确的是

A．小球的重力势能先减小后增加，机械能保持不变

B．小球的重力势能先减小后增加，机械能一直减小

C．小球的动能先增加后减小，机械能保持不变

D．小球的动能先减小后增加，机械能一直减小

11．如图所示，拉力F的功率为3.6W，物体A以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速运动，A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍，不计轮重、绳重和轴摩擦，则（）

A．1s内重力做功3.6JB．A的重力为120N

C．拉力F=36ND．摩擦力为18N

12．如图所示实例中，力对物体没有做功的是（）

A．起重机吊起大象B．马拉车前进

C．跳水运动员从跳台跳下D．杠铃纹丝未动

二、填空题

13．一根粗细均匀的木棒AB放在水平地面上，若拉起A端至少需180N的力，则木棒所受重力为N，若木棒粗细不均匀，木棒重为200N，抬起A端需用力120N，则较粗的是端（填A、B）。

14．如图甲为塔式起重机的示意图，滑车内部钢丝绳绕制如图乙所示，平衡箱和滑车可以在平衡臂和起重臂上滑动。已知平衡臂最长为L1=10m、起重臂最长为L2=25m，平衡箱的质量为。（不计一切摩擦，不计平衡臂重、起重臂重、滑车重、绳重及吊钩重）

（1）乙图中属于定滑轮是（选填“a”或“b”）；当滑车在起重臂上向左移动时，平衡箱应相应地向移动（选填“左”或“右”）；

（2）当平衡箱在平衡臂最左端，滑车在起重臂的最右端时，则起重机能吊起货物的最大质量为()；

（3）将重为的货物匀速竖直提升30m，则此过程钢丝绳的拉力F所做的功为()。

15．如图是一个上肢力量健身器示意图，D是动滑轮；配重A的质量为140kg，底面积是8.0×10-2m2，杠杆EH可绕固定点O在竖直平面内转动，且OE：OH=1：2。假定运动员体重是600N，一只脚板与地面的接触面积为2.0×10-2m2（不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg）。

问：（1）配重A自由放置时对地面的压力、压强分别是多大？

（2）若将A提离地面，此时人对绳施加425N的拉力，动滑轮重为多少？

（3）若A未提离地面，当配重A和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为多大？

16．家用电风扇的主要部分就是电动机，电风扇在正常使用时，主要是将电能转化为能。如果转动中的电风扇受到外物阻碍，（如有衣服被吸到扇页上）而无法转动，可能会导致火灾的发生。请你简要分析其中的原因。如下图所示，若电池的电压恒定不变，我们先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，测出电流的读数为2A；然后放手，当电动机正常转动时，又测出电流的读数为0.8A，则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为。

17．在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑。小衢设计了如图甲所示的实验：让质量不同的钢球A、B同时从同一高度由静止开始沿斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。

小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两个建议：

建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况。不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是；

建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应。

三、探究题

18．小科在探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”的实验中，采用如图甲所示的装置。他增、减小桶中的细沙，使小车在同一斜面上做匀速运动，实验数据记录如下表：

实验次数拉力（牛）斜面长（米）总功（焦）小车重（牛）斜面高（米）有用功（焦）机械效率

10.700.800.563.000.130.3969.6%

20.820.800.663.500.130.4669.7%

30.930.800.744.000.130.5270.3%

41.050.800.843.000.220.6678.6%

51.220.800.983.500.220.77？

61.400.801.124.000.220.8878.6%

(1)第5次实验测得的机械效率η=；第5次实验时，小车受到摩擦力为牛。（忽略滑轮与轴、线间的摩擦，结果保留两位小数）。

(2)图乙：小科将同一小车分别沿斜面AE、BG（斜面材质相同，θη1B．η1<η3，η2<η4C．η1<η3<η2<η4D．η1=η3<η2=η4

四、简答题

19．请读表后回答下列问题：

台州市2023年中考体育考试男生评分表（部分）

分值耐力（秒）上肢（躯干）力量下肢力量技能项目

1000米长跑实心球（2千克）引体立定跳远1分钟跳绳篮球运球投篮排球垫球

（分秒）（米）向上（次）（米）（次）（秒）

103'40"11.6102.518520"40

93'50"1192.4217524"36

84'00"10.482.3416528"32

74'10"9.872.2615532"28

64'20"9.262.1814536"24

(1)扔实心球时，扔出去的实心球离手后会继续向前运动，原因是。

(2)假如一位同学1000米测试的平均速度为5m/s，则他能在这个必测项目上得满分吗？通过计算说明。

(3)一个体重为60kg的男同学，每次跳绳离开地面6cm（假设每次跳绳离开地面的高度相同），如果他要在这个项目上得满分，则跳绳时平均功率至少要多大？

20．已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为EK＝1/2mv2。其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：

（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1。

（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。

（3）物体落地前瞬间的动能EK2。

试卷第1页，共3页

试卷第1页，共3页

参考答案：

1．C

【详解】在小孩下坠过程中，质量不变，速度增大，故动能变大；同时高度减小，故重力势能减小；

由于空气阻力和摩擦，所以在该过程中，一部分机械能转化为内能，故机械能会减小．

故C正确．

2．B

【详解】功率是做功快慢的物理量，A错B对。效率高的机械，所做有用功占总功的比例大，CD错，所以选B

3．C

【详解】设拉力的力臂为l，

根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，

当杠杆在水平位置平衡时：Fl=GlOD，

则拉力F=，

因为G,lOD不变,lOD=l=r，所以F=G，

由于F1、F2、F3的力臂都是圆的半径,故F1=F2=F3=G.

故C正确.

4．C

【详解】A力对物体做功的两个条件：1、力.2、物体沿力的方向通过的距离。两个条件缺一不可，而AB选项均没有说明是在力的方向上运动了距离，故AB错误；

C.物体单位时间内所做的功叫功率，功率是描述做功快慢的物理量，故C正确；

D.功等于力与力的方向上运动的距离的乘积，已知物体水平方向运动的距离，水平方向上推物体的力未知，无法确定推力做了多少功，故D错误。

故选C

5．C

【详解】A．图示中的定滑轮起到改变方向的作用，动滑轮可以省力，所以两个滑轮在装置中起的作用不相同，故A选项错误；

B．根据动滑轮的特点可知，图中绳子的股数为2，所以拉力移动的距离是配重上升的距离相同2倍，故B选项错误；

C．定滑轮改变力的方向但不省力，所以沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等，故C选项正确；

D．将配重提升相同高度，用该装置提升时考虑到动滑轮重、绳重及摩擦，机械效率小于直接提升，所以用该装置提升配重要左更多的功，故D选项错误。

6．D

【详解】A.将足球踢了出去，球从静止变为运动，运动状态发生了改变，故A正确；

B.足球在空中运动时，脚的踢力已消失，虽然移动距离，但没有力，不做功。故B正确。

C.足球原来是运动的，虽然不受力，但是由于惯性，仍保持原来的运动状态，向前运动。故C正确。

D.足球上升到最高处，速度为0，动能不为0；位置最高，所以重力势能最大。故D错误。

故选D.

7．C

【分析】影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大．影响重力势能大小的因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．机械能是动能和重力势能的和，在小球运动的过程中，只有空气阻力忽略不计时机械能守恒．

【详解】由题可知从A→B→C的过程中小球要克服空气阻力一些机械能转化成内能，所以此过程中机械能减小，故B正确，C错误，由A→B过程中重力势能转化为动能，B→C的过程中小球的动能转化为重力势能，故D正确，由于小球在A点时是最初起始位置能量还没有损耗，故A点的机械能最大。故D正确。故选C.

8．D

【详解】

由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂的大小决定了动力的大小。

以上图为例，当力的方向不同时，力臂的大小也会不同，杠杆的省力情况也会不同。

故D符合题意。

9．B

【详解】物体运动由于而具有的能是动能，物体由于被举高而具有的能是势能；

A．海上航行的轮船，由于沿水平面做运动，所以只具有动能，故A不符合题意；

B．空中飞行的子弹，由于运动，具有动能，由于有高度，具有重力势能，所以子弹既具有动能又具有重力势能，故B符合题意；

C．吊在天棚上的电灯，由于有高度而无运动，所以，只具有重力势能，故C不符合题意；

D．拉长的橡皮条，由于只发生了弹性形变，所以只具有弹性势能，故D不符合题意。

10．B

【详解】小球从A运动到B的过程中，质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大。小球从B运动到C的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增大∶质量不变、速度减小，动能减小。所以从A点到达C点的过程中，小球的动能先增大后减小，小球的重力势能先减小后增大。因为轨道是粗糙的，由于摩擦，小球的机械能一直减小。故ACD错误，B正确。

故选B。

11．B

【详解】因为重力的方向竖直向下，而物体在竖直方向没有移动距离，因此重力没有做功；故A不符合题意；

自由端的速度

v′=2v=2×0.1m/s=0.2m/s

根据

可得拉力：

故C不符合题意；

摩擦力：

f=2F=2×18N=36N

故D不符合题意；

A的重力：

故B符合题意。

12．D

【详解】A.起重机吊起大象时，对大象施加了力，大象在力的方向上通过了距离，所以做了功，故A不合题意；

B.马拉着马车前进，车在拉力的方向上通过了距离，所以做了功，故B不合题意；

C.跳水运动员从跳台跳下，在重力的方向上通过了距离，所以重力对人做了功，故C不合题意；

D.图中杠铃纹丝未动，虽然施加了力，但杠铃未在力的方向上通过距离，所以不做功，故D符合题意。

13．360A

【详解】[1]粗细均匀的木棒，所以重心在木棒的中心，且阻力臂为杠杆长度的一半，动力臂等于杠杆的长度，

根据杠杆平衡条件可得：FL=G×L，

则木棒的重力：G=2F=2×180N=360N.

[2]如图,抬A端时,以B点为支点,

由题知G=200N，F=120N，

由杠杠平衡条件可得FLAB=GLBC，

即：120N×LAB=200N×LBC，

则：LBC=×LAB=LAB，

所以,LAC=LABLBC=LABLAB=LAB，

可见B端离重心较远、A端离重心较近，则B端为细端、A端为粗端。

14．a右8103kg6105J

【详解】（1）[1]根据图乙可知，滑轮a固定不动，不随物体上下移动，为定滑轮。

[2]当滑车在起重臂上向左移动时，动力臂L1减小，根据杠杆的平衡原理

F1l1=F2l2

可知，此时阻力臂L2也要减小，即平衡块应该向右移动。

（2）[3]由

F1l1=F2l2

可得起重机能吊起货物的重力

货物的质量

（3）[4]不计一切摩擦，不计平衡臂重、起重臂重、滑车重、绳重及吊钩重，将重为的货物匀速竖直提升30m，拉力F所做的功

15．(1)1400N，1.75×104Pa；(2)300N；(3)250N。

【详解】(1)配重A自由放置时对地面的压力：

配重A自由放置时对地面的压强：

(2)根据杠杆的平衡条件可得，人通过细绳在E点施加的拉力：

由图可知，n=2，由可得，动滑轮的重力：

(3)设配重A和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为F″，则人对地面的压力：

根据杠杆的平衡条件可得，人通过细绳在E点施加的拉力：

对D分析可知，受到竖直向上两股绳子的拉力2FE′，竖直向下动滑轮的重力G动和竖直向下绳子的拉力F拉，由力的平衡条件可得：

则：

配重A对地面的压力：

因配重A和人对地面的压强相等，所以：

即：

解得：

F″=250N

答：(1)配重A自由放置时对地面的压力是1400N，压强是1.75×104Pa；

(2)动滑轮重为300N；

(3)当配重A和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为250N。

16．机械；风扇停转后，由于电动机线圈的电阻不变，但电流增大，根据焦耳定律Q=I2Rt知，相同时间内产生的电热会大幅度增加，进而引发火灾；70%

【详解】(1)电风扇工作时，利用电流的磁效应，使风扇转动的，将电能转化成机械能；

如果转动中的电风扇受到外物阻碍,而无法转动风扇,停转后,由于电动机接入电路的是线圈,线圈的电阻不变,所以电流会增大,根据焦耳定律Q=I2Rt知，相同时间内产生的电热会大幅度增加，进而引发火灾。

(2)电动机的电阻：R=,则电动机消耗的总功率：P总=U×I2，

发热功率：P热=I22×，

转化成动能的功率：P动=P总P热=U×I2I22×=U，

电动机正常转动时的效率：

η=======70%

17．静止减小斜面的倾斜角度θ减小

【详解】[1]若任一时刻两球的速度大小相等，则两球的距离不发生改变，即B球相对于A球静止。

[2]不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，斜面倾角越小，小球滚动越慢，所以为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可以增加路程，故可采用的方法是减小斜面的倾斜角度θ

[3]两小球离的越近，比较越方便，故为了有利于观察和比较两球的相对运动情况，图中两个小凹槽的间距L应减小。

18．78.6%0.26D

【详解】(1)[1]第5次实验测得的机械效率

[2]克服摩擦力做的功就是额外功，即

W额=W总-W有=0.98J-0.77J=0.21J

根据W=