第十一章 简单机械和功 单元练习（含解析）-2023-2024学年苏科版物理九年级上册

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-2023-2024学年苏科物理学九年级上册

一、选择题

1、（2022秋沭阳县期末）如图所示，关于简单机械，下列说法不正确的是（）

A．如图甲是一个省力杠杆B．如图乙使用定滑轮可以改变力的方向

C．如图丙使用斜面可以省功D．如图丁使用滑轮组可以省力

2、（2023·重庆八中八年级期末）如图所示，有一质量不计的轻质木板，木板上放有一个可连续改变重力的物块，木板左端可绕固定点O转动，右端用竖直向上的拉力F拉住使其始终在水平位置保持平衡。当物块向左匀速滑动的过程中，若要保持拉力F大小不变，则物块的重力应该（）

A．始终不变B．一直变大C．一直变小D．先变大后变小

（4）

3、（2023·四川成都·八年级期末）下例各情况中，关于做功的说法错误的是

A．B．C．D．

A．某同学用力将石块向前移动一点，他推石块的力做了功

B．人推着小车沿斜面进入车厢，她推车的力做了功

C．人头顶物体在水平地面上匀速前进，她顶物体的力做了功

D．某同学从滑梯上滑下，重力做了功

4、（2023·重庆酉阳·八年级期末）工人利用滑轮组吊起重为3000N的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后在10s内被匀速提升1m，绳端拉力F=1250N。下列说法不正确的是（）

A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于省力杠杆B．路灯杆离地后，路灯杆受到的拉力等于3000N

C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为2500JD．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%

5、（2023·四川德阳·八年级期末）在图中所示的简单机械中，忽略机械自重和摩擦，当提起相同重物时，最省力的是（）

A．B．C．D．

6、（2022春北湖区期末）如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC（AB＞AC）以相同的速度匀速拉到顶点A，施加的力分别为F1和F2，拉力做功为W1和W2，拉力做功的功率分别为P1和P2，则（）

A．F1＞F2，W1＝W2，P1＞P2B．F1＜F2，W1＞W2，P1＞P2

C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2

（7）（8）

7、（2023·四川成都·八年级期末）（多选）如图，一根轻质木杆，A端细线下挂40N的重物静止在水平地面上，当在B端加竖直向下的作用力F＝30N时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直，重物对地面的压强为3000Pa。已知OA＝30cm，重物与地面的接触面积为100cm2，则下列说法正确的是（）

A．此杠杆是一个省力杠杆B．重物对水平地面的压力30N

C．OB的长度为10cmD．将F向右转过一个角度时，要使重物对地面的压强不变，则F变小

8、（2022·江苏南京·九年级期末）用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们匀速提起货物，在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙，物重分别为G甲和G乙，物体被提升高度分别为h甲、h乙，不计绳重及摩擦，则（）

A．若F甲＝F乙且G甲＝G乙，则乙的机械效率比较低

B．若F甲＝F乙且h甲＝h乙，则甲的机械效率比较低

C．若G甲＝G乙且滑轮重均相同，则甲的机械效率比较低

D．若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则乙的机械效率比较低

9、（2022·安徽阜阳·八年级期末）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）

A．效率越高的机械，功率越大B．做功越多的机械，功率越大

C．做有用功越多的机械，效率越高D．功率越大的机械，做功越快

10、(2023·内蒙古通辽·中考真题)如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是()

A．绳子自由端移动距离为4mB．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N

C．额外功的功率为12W

D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低

11、（2023春温江区校级期末）学校图书馆里，管理员要把书本从一楼搬到二楼，每本书0.5kg，假设他身体可以提供的功率P与他所搬运物体的质量m的关系如图。若要尽可能快地把这批书搬上去，那么他每次搬运的书本数应为（）

A．10本B．30本C．50本D．60本

12、（2023·四川金牛·八年级期末）（多选）如图所示，水平固定的测力计左端挂一个滑轮组，滑轮组左端挂有质量为的物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿竖直方向与物体A相连，A与墙之间没有摩擦力，A的质量为，物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动；用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体A上升的速度大小为，若不计绳及滑轮的摩擦，绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计，g取，则下列说法中正确的是（）

A．物体B所受滑动摩擦力大小为B．F的大小为

C．F做功的功率为D．弹簧测力计的示数为

二、填空题

13、（2023·四川乐山·八年级期末）宜宾市为了加强城市环境卫生整治，使用如图所示的一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆；垃圾桶底部的小轮子是为了________（选填“增大”或“减小”）摩擦力。

（14）

14、（2023·四川德阳·八年级期末）如图所示，轻质杠杆可以绕O点转动，OA：OB＝3：1，在杠杆A点用细线挂一重力为300N的物体，在杠杆B点施加一竖直向下的拉力F，物体静止在水平地面上且杠杆保持水平位置平衡。此时物体对水平地面的压力为100N，则细线对物体的拉力为______N，在B点施加竖直向下的拉力F为______N。

15、（2023·重庆江北·八年级期末）如图所示，物体A重100N，物体B重10N，此时A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动（不计摩擦、绳重及滑轮重），那么物体B匀速下降的速度是___________m/s，物体A与水平面间的摩擦力是___________N。

（15）（16）

16、（2023·四川青川·八年级期末）如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每次运送的量不定，如图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，（不考虑绳重和摩擦）则动滑轮重为___________N。当运送的货物重为400N时，滑轮组的机械效率是___________。

17、（2022秋鹿寨县期中）一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，发动机的功率为100kW，速度为72km/h，公交车行驶0.5h发动机做的功为J，发动机的牵引力N。

18、（2022·安徽滁州·八年级期末）用图示滑轮组，将质量为45kg的物体A以0.2ｍ/s的速度沿水平方向匀速向右拉动2m，拉力F大小为20N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是其重力的0.1倍，则物体A与地面间的滑动摩擦力为______N，拉力做功______J，滑轮组的机械效率是______。（g＝10N/kg）

19、（2022·安徽安庆·八年级期末）如图所示，小明用沿斜面向上的力F=400N，把一个重600N的木箱沿斜面推到1.8m高处，斜面长4.5m。则斜面的机械效率为______，木箱沿斜面运动过程中受到的摩擦力为______N。

20、（2022春·广东佛山·八年级统考期末）如图甲所示，小明将空吊篮提升到高处，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，空吊篮上升的v﹣t图像如图丙所示，动滑轮重20N，在0~1s内空吊篮处于___________（选填“平衡”或“非平衡”）状态，空吊篮重为___________N（忽略绳重、摩擦和空气阻力）；若绳子能承受的最大拉力为120N，则吊篮最多能装货物的质量为___________kg。（g取10N/kg）

三、解答题

21、（1）（2022春·广东中山·八年级统考期末）在如图中画出杠杆OAB受到的阻力F2以及动力臂l1的示意图。

（2）（2022春·广东江门·八年级统考期末）如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态，l1为动力F1的力臂，请在图中作出动力F1的示意图和F2的力臂。

（3）（2022春·广东汕头·八年级统考期末）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂l。

（2）（3）

（4）（2022春·广东深圳·八年级统考期末）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中画出动力、阻力和动力臂。

（5）（2022春·广东阳江·八年级统考期末）如图所示，杠杆的B点挂一个重物，在A点施加一个最小的动力使杠杆平衡。请画出最小的动力F1和它的动力臂L1以及杠杆受到的阻力F2。()

（6）（2022春·广东河源·八年级统考期末）如图，有一个滑轮组，当用力F向下拉绳子时，绳端被拉下12m，重物会上升4m，谘请按题意画出滑轮组的绕绳方式．()

(4)(5)(6)

22、（2023春长宁区校级期中）为了研究物体做功快慢与哪些因素有关，某同学分别用9台发电机匀速提升重物。他把9台发电机分成3组，观察到每组的做功快慢相同，且第三组最快，第二组其次，第一组最慢。

第一组第二组第三组

序号做功（焦）做功时间（秒）序号做功（焦）做功时间（秒）序号做功（焦）做功时间（秒）

155465752.5

21010512108105

31515618159157.5

（1）分析比较实验序号1与7（或2与8，或3与9）的数据及相关条件，可得出初步结论是：

。

（2）分析比较实验序号的数据及相关条件，可得出初步结论是：做功所用时间相同，做的功越多，做功越快。

（3）进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳结论：

a.分析比较表一或表二或表三可知：。

b.分析比较表一和表二和表三可知：。

23、（2022春本溪县期末）如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向（选填“左”或者“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：（用字母表示）。他这样得出的结论（选填“合理”或“不合理”）；原因是：。

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是：

。

（4）小明接着利用杠杆研究机械效率，如图丙所示。实验的主要步骤如下：

a.用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；

b.竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。

请你帮小明完成下列问题：

①杠杆机械效率的表达式为η＝（用已知或测量的物理量符号表示）。

②本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：。

③若只将钩码的悬挂点由A移至C，而O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

24、（2022·江苏淮安·九年级期末）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示。

（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动；

（2）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重为______N；

（3）第2次实验时所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率是______；

（4）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受重力越______（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高。分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）；

（5）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是______。

A．增大绳重B．减轻动滑轮重C．加快物体提升的速度

25、（2022春·广东深圳·八年级统考期末）如图所示，斜面长5m，高3m，物体A的重力为100N，B的重力150N，动滑轮的重力为10N。滑轮组的绳子平行于斜面连接着物体A，在动滑轮与重物B的作用下，能够使物体A由斜面底端被匀速拉到顶端。不计绳重、滑轮组内部摩擦及空气阻力，求：

（1）绳子拉力F对A所做的有用功为多大？

（2）该斜面的机械效率为多大？

（3）物体A受到的滑动摩擦力为多大？

26、（2022·安徽芜湖·八年级期末）质量为80kg的工人利用如图滑轮组匀速提升重物，该滑轮组的机械效率与所提升物体的重力如图所示（不计绳重与摩擦，g取10N/kg）。求：

（1）动滑轮的重力；

（2）此过程中，工人对地面的压力；

（3）该工人竖直向下匀速拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？

27、（2022春卧龙区期末）2023年9月河北省第十四届运动会在沧州市胜利闭幕，为迎接本次比赛的胜利召开，比赛前各场馆建设进行了认真准备，场馆建设工地上的工人用如图所示的滑轮组将重3000N的物体M以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动4m，拉力F大小为400N，物体M与地面间的滑动摩擦力大小是物体M重力的0.2倍，求：

（1）物体M与地面间的滑动摩擦力大小是多少？

（2）该滑轮组的机械效率是多少？

（3）拉力F做功的功率是多少？

第十一章简单机械和功单元练习

-2023-2024学年苏科物理学九年级上册

一、选择题

1、（2022秋沭阳县期末）如图所示，关于简单机械，下列说法不正确的是（）

A．如图甲是一个省力杠杆B．如图乙使用定滑轮可以改变力的方向

C．如图丙使用斜面可以省功D．如图丁使用滑轮组可以省力

【答案】C

【分析】（1）杠杆的种类有三种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力；

（2）使用定滑轮可以改变力的方向；

（3）任何机械都不能省功；

（4）滑轮组可以改变力的大小，也可以改变力的方向，也可以既改变力的大小又改变力的方向。

【解答】解：A．图中杠杆的动力臂大于阻力臂，能够省力，是省力杠杆，故A正确；

B．使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故B正确；

C．任何机械都不能省功，使用斜面可以省力、但不可以省功，故C错误；

D．使用滑轮组可以省力，故D正确。

故选：C。

2、（2023·重庆八中八年级期末）如图所示，有一质量不计的轻质木板，木板上放有一个可连续改变重力的物块，木板左端可绕固定点O转动，右端用竖直向上的拉力F拉住使其始终在水平位置保持平衡。当物块向左匀速滑动的过程中，若要保持拉力F大小不变，则物块的重力应该（）

A．始终不变B．一直变大C．一直变小D．先变大后变小

【解析】

图中木板左端可绕固定点O转动，物块对木板的压力为该杠杆受到的阻力，因为要保持杠杆始终在水平位置平衡，所以杠杆受到的阻力等于木块的重力，右端用竖直向上的拉力F拉住使其始终在水平位置保持平衡，则动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知

当物块向左匀速滑动的过程中，阻力臂不断减小，所以若要使F不变，则阻力应不断变大，即物体的重力应不断变大。

故选B。

3、（2023·四川成都·八年级期末）下例各情况中，关于做功的说法错误的是

A．B．C．D．

A．某同学用力将石块向前移动一点，他推石块的力做了功

B．人推着小车沿斜面进入车厢，她推车的力做了功

C．人头顶物体在水平地面上匀速前进，她顶物体的力做了功

D．某同学从滑梯上滑下，重力做了功

【解析】

A．某同学用力将石块向前移动一点，有力作用在石块上，石块在力的方向上通过了距离，所以他推石块的力做了功，故A正确不符合题意；

B．人推着小车沿斜面进入车厢，有力作用在小车上，小车在力的方向上通过了距离，所以他推小车的力做了功，故B正确不符合题意；

C．人头顶物体在水平地面上匀速前进，力的方向向上，距离的方向向前，二者相互垂直，所以她顶物体的力不做功，故C错误符合题意；

D．某同学从滑梯上滑下，在重力的方向的通过了距离，所以重力对人做了功，故D正确不符合题意．

4、（2023·重庆酉阳·八年级期末）工人利用滑轮组吊起重为3000N的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后在10s内被匀速提升1m，绳端拉力F=1250N。下列说法不正确的是（）

A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于省力杠杆B．路灯杆离地后，路灯杆受到的拉力等于3000N

C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为2500JD．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%

【解析】

A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，路灯杆左端与地面接触点为支点，路灯杆自身重力为阻力，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故A正确，不符合题意；

B．路灯的重力是3000N，路灯杆离地后，匀速运动，拉力和重力是平衡力，受到的拉力等于重力，拉力大小为3000N，故B正确，不符合题意；

C．滑轮组绳子承担重物的段数为3，路灯杆离地后，绳子末端移动的距离s=nh=3×1m=3m

则绳端拉力F做的功W总=Fs=1250N×3m=3750J；故C错误，符合题意；

D．路灯杆离地后，有用功W有=Gh=3000N×1m=3000J

滑轮组的机械效率；故D正确，不符合题意。

故选C。

5、（2023·四川德阳·八年级期末）在图中所示的简单机械中，忽略机械自重和摩擦，当提起相同重物时，最省力的是（）

A．B．C．D．

【详解】

A．A图中，动力臂是阻力臂的3倍，所以动力；

B．B图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；

C．C图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即；

D．D图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则；

由以上可知：忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦，当提起相同重物时，最省力的是A。

故选A。

6、（2022春北湖区期末）如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC（AB＞AC）以相同的速度匀速拉到顶点A，施加的力分别为F1和F2，拉力做功为W1和W2，拉力做功的功率分别为P1和P2，则（）

A．F1＞F2，W1＝W2，P1＞P2B．F1＜F2，W1＞W2，P1＞P2

C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2

【答案】D

解：（1）由图可知斜面AB的倾斜角度小于AC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1＜F2；

（2）斜面光滑说明摩擦力为0，使用任何机械都不省功，所以在两斜面上拉力做的功相同，即W1＝W2。

（3）两物体运动的速度相同，且F1＜F2，则根据公式P＝＝＝Fv可知P1＜P2，即拉力F1做功的功率较小。

故选：D。

7、（2023·四川成都·八年级期末）（多选）如图，一根轻质木杆，A端细线下挂40N的重物静止在水平地面上，当在B端加竖直向下的作用力F＝30N时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直，重物对地面的压强为3000Pa。已知OA＝30cm，重物与地面的接触面积为100cm2，则下列说法正确的是（）

A．此杠杆是一个省力杠杆B．重物对水平地面的压力30N

C．OB的长度为10cmD．将F向右转过一个角度时，要使重物对地面的压强不变，则F变小

(1)根据动力臂和阻力臂的关系判断是什么类型的杠杆；

(2)已知重物对地面的压强和接触面积，根据求出重物对水平地面的压力；

(3)已知重物对地面的压力和重物的重力，可求出绳子对重物的拉力，即可知重物对绳子的拉力，再根据杠杆平衡条件可求出OB的长度；

(4)将F向右转过一个角度时，其力臂变小，根据杠杆平衡条件可得出F的变化情况。

【详解】

A．由于大于，则此杠杆是一个费力杠杆，故A错误；

B．重物对水平地面的压力；故B正确；

C．重物对地面的压力为30N，重物的重力为40N，则绳子对重物的拉力为10N，由相互作用力可知，重物对绳子的拉力FA=10N，由杠杆平衡条件可得，OB的长度

；故C正确；

D．将力F向右转过一个角度，力臂变小，要使重物对地面的压强不变，即阻力和阻力臂均不变，由杠杆平衡条件可得，F要变大，故D错误。

故选BC。

8、（2022·江苏南京·九年级期末）用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们匀速提起货物，在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙，物重分别为G甲和G乙，物体被提升高度分别为h甲、h乙，不计绳重及摩擦，则（）

A．若F甲＝F乙且G甲＝G乙，则乙的机械效率比较低

B．若F甲＝F乙且h甲＝h乙，则甲的机械效率比较低

C．若G甲＝G乙且滑轮重均相同，则甲的机械效率比较低

D．若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则乙的机械效率比较低

【解析】

A．甲、乙图绳子的有效段数（n）分别为3、2，甲滑轮组的机械效率为

①

乙滑轮组的机械效率为②

若F甲＝F乙且G甲＝G乙，乙的机械效率大于甲的机械效率，故A不符合题意；

B．由①②知，机械效率与提升物体的高度无关，若F甲＝F乙，根据①②，因不知G甲与G乙的大小关系，故无法确定甲、乙机械效率大小，故B不符合题意；

C．不计绳重及摩擦，则克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，因总功等于有用功与额外功之和，故甲、乙滑轮组的机械效率为③

若G甲＝G乙且滑轮重均相同，可知甲、乙的机械效率相同，故C不符合题意；

D．甲、乙图绳子的有效段数（n）分别为3、2。不计绳重及摩擦，则作用在绳子自由端的拉力为

则提升物体的重力为G=nF-G动

若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则可知，甲滑轮组提升物体的重力较大，根据③式有

故可知甲的机械效率比乙高，故乙的机械效率比较低，故D符合题意。

故选D。

9、（2022·安徽阜阳·八年级期末）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）

A．效率越高的机械，功率越大B．做功越多的机械，功率越大

C．做有用功越多的机械，效率越高D．功率越大的机械，做功越快

【详解】A．功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，故A错误；

B．功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，故B错误；

C．效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，故C错误；

D．功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，故D正确。

故选D。

10、(2023·内蒙古通辽·中考真题)如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是()

A．绳子自由端移动距离为4mB．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N

C．额外功的功率为12W

D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低

【答案】C

【解析】

A．物体移动距离s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3s物=3×2m=6m故A错误；

B．拉力做功为W总=Fs=100N×6m=600J

由η=得有用功W有用=ηW总=60%×600J=360J由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力f===180N

故B错误；

C．拉力做的额外功W额=W总-W有用=600J-360J=240J额外功的功率P===12W故C正确；

D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。故选C。

11、（2023春温江区校级期末）学校图书馆里，管理员要把书本从一楼搬到二楼，每本书0.5kg，假设他身体可以提供的功率P与他所搬运物体的质量m的关系如图。若要尽可能快地把这批书搬上去，那么他每次搬运的书本数应为（）

A．10本B．30本C．50本D．60本

【答案】D

【分析】在P﹣m上找到最大功率对应的质量值，这是做功最快的，进而求出每次搬运的书本数。

【解答】解：由P﹣m图象可知，搬运30kg物体时，功率最大为70W，此时做功最快。

每本书0.5kg，所以每次搬＝60本，搬运最快。

故选：D。

12、（2023·四川金牛·八年级期末）（多选）如图所示，水平固定的测力计左端挂一个滑轮组，滑轮组左端挂有质量为的物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿竖直方向与物体A相连，A与墙之间没有摩擦力，A的质量为，物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动；用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体A上升的速度大小为，若不计绳及滑轮的摩擦，绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计，g取，则下列说法中正确的是（）

A．物体B所受滑动摩擦力大小为B．F的大小为

C．F做功的功率为D．弹簧测力计的示数为

【详解】

A．物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，因物体A受到竖直向上绳子的拉力和自身的重力是一对平衡力，所以，滑轮组绳子的拉力

由图可知，滑轮组承担物重绳子的有效股数n=3，不计绳及滑轮的摩擦，绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计，因物体B受到滑轮组向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力，所以，由可得，物体B所受滑动摩擦力

故A错误；

B．用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体A的重力不变，滑轮组绳子的拉力不变，物体B受到滑轮组的拉力不变，物体B对桌面的压力和接触面的粗糙不变，受到的摩擦力不变，因物体B受到向右的拉力和向右滑轮组绳子的拉力、摩擦力的作用下处于平衡状态，所以，水平向左的力；故B正确；

C．由v绳=nv物可得，物体B运动的速度

F做功的功率；故C错误；

D．物体B匀速运动时，滑轮组绳子的拉力为F拉=50N，由图可知，弹簧测力计的拉力等于两股绳子的拉力，则弹簧测力计的示数；故D正确。

故选BD。

二、填空题

13、（2023·四川乐山·八年级期末）宜宾市为了加强城市环境卫生整治，使用如图所示的一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆；垃圾桶底部的小轮子是为了________（选填“增大”或“减小”）摩擦力。

【答案】省力减小

【详解】

[1]由图知道，垃圾桶在拖动时，轮的轴相当于支点，阻力（即垃圾桶的总重力）是桶的重心，动力作用在垃圾桶的右侧，即动力臂大于阻力臂，所以，是一个省力杠杆；

[2]垃圾桶底部安装小轮子，是用滚动代替滑动来减小摩擦力的。

14、（2023·四川德阳·八年级期末）如图所示，轻质杠杆可以绕O点转动，OA：OB＝3：1，在杠杆A点用细线挂一重力为300N的物体，在杠杆B点施加一竖直向下的拉力F，物体静止在水平地面上且杠杆保持水平位置平衡。此时物体对水平地面的压力为100N，则细线对物体的拉力为______N，在B点施加竖直向下的拉力F为______N。

【答案】200600

【详解】

[1]物体对水平地面的压力为100N，根据力的相互作用知道，水平地面对物体的支持力为100N。物体受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的细线的拉力，物体处于静止状态，则细线对物体的拉力为F'＝G﹣F支＝300N﹣100N＝200N

[2]由于物体间力的作用是相互的，所以细线对杠杆的拉力为F'＝200N；根据杠杆平衡的条件知道

F'×OA＝F×OB

由于OA：OB＝3：1，所以

15、（2023·重庆江北·八年级期末）如图所示，物体A重100N，物体B重10N，此时A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动（不计摩擦、绳重及滑轮重），那么物体B匀速下降的速度是___________m/s，物体A与水平面间的摩擦力是___________N。

【答案】0.420

【详解】

[1]由图可知，n=2，vA=0.2m/s，则物体B下滑的速度为vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s

[2]物体B匀速下降，则绳端的拉力F拉=GB=10N

不计摩擦、绳重及滑轮重F拉=f

物体A与水平面间的摩擦力f=2F拉=2×10N=20N

16、（2023·四川青川·八年级期末）如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每次运送的量不定，如图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，（不考虑绳重和摩擦）则动滑轮重为___________N。当运送的货物重为400N时，滑轮组的机械效率是___________。

【答案】10080%

【详解】

[1]由图乙知，当提升货物重为100N时，滑轮组的机械效率为50%，图甲中滑轮组承重绳子为2根，在不计绳重及摩擦时，有

所以动滑轮的重G动=100N

[2]当运送的货物为400N时，滑轮组的机械效率

17、（2022秋鹿寨县期中）一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，发动机的功率为100kW，速度为72km/h，公交车行驶0.5h发动机做的功为J，发动机的牵引力N。

【答案】1.8×108J；5000N。

【分析】根据W＝Pt求出发动机做的功；根据P＝＝Fv求出公交车行驶的牵引力大小。

【解答】解：行驶0.5h发动机做的功：W＝Pt＝100×103W×0.5×3600s＝1.8×108J，

公交车的速度v＝72km/h＝20m/s，

由P＝＝Fv可得，公交车的牵引力：F＝＝5000N。

18、（2022·安徽滁州·八年级期末）用图示滑轮组，将质量为45kg的物体A以0.2ｍ/s的速度沿水平方向匀速向右拉动2m，拉力F大小为20N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是其重力的0.1倍，则物体A与地面间的滑动摩擦力为______N，拉力做功______J，滑轮组的机械效率是______。（g＝10N/kg）

【答案】4512075%

【详解】[1]物体A与地面间的滑动摩擦力为f=0.1G=0.1mg=0.1×45kg×10N/kg=45N

[2]拉力做功W=Fs=3FsA=3×20N×2m=120N

[3]滑轮组的机械效率是

19、（2022·安徽安庆·八年级期末）如图所示，小明用沿斜面向上的力F=400N，把一个重600N的木箱沿斜面推到1.8m高处，斜面长4.5m。则斜面的机械效率为______，木箱沿斜面运动过程中受到的摩擦力为______N。

【答案】60%160

【详解】[1]推力做的总功为

推力做的有用功为

克服摩擦力做的额外功

斜面的机械效率

[2]由得，木箱受斜面的摩擦力为

20、（2022春·广东佛山·八年级统考期末）如图甲所示，小明将空吊篮提升到高处，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，空吊篮上升的v﹣t图像如图丙所示，动滑轮重20N，在0~1s内空吊篮处于___________（选填“平衡”或“非平衡”）状态，空吊篮重为___________N（忽略绳重、摩擦和空气阻力）；若绳子能承受的最大拉力为120N，则吊篮最多能装货物的质量为___________kg。（g取10N/kg）

【答案】非平衡3019

【详解】[1]由图丙可知，吊篮在0~1s处于加速运动状态，因此吊篮处于非平衡状态。

[2]由图丙可知，1~2s吊篮匀速运动，由图乙可知人的拉力F2=25N，此时吊篮处于平衡状态，由图甲可知，绳子承重段数为2，忽略绳重、摩擦和空气阻力，则有拉力

解得空吊篮的重力：GA=30N。

[3]忽略绳重、摩擦、空气阻力，提升重物时绳子最大拉力，则提升货物的最大重力

吊篮最多能装货物的质量

三、解答题

21、（1）（2022春·广东中山·八年级统考期末）在如图中画出杠杆OAB受到的阻力F2以及动力臂l1的示意图。

【答案】

【详解】由图知，O为杠杆的支点，动力为定滑轮绳子给的拉力，由支点O作力的作用线的垂线，垂线段长为动力臂；物体对杠杆的拉力为阻力，方向竖直向下，作出阻力F2，如图所示

（2）（2022春·广东江门·八年级统考期末）如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态，l1为动力F1的力臂，请在图中作出动力F1的示意图和F2的力臂。

【答案】

【详解】由图可知，O为支点，由O向力F2的作用线引垂线，支点到垂足的距离就是力臂l2；如图所示，作力臂l1的垂线即力F1的作用线，与杠杆的交点就是作用点，F1使杠杆的转动方向与力F2的相反；如下图所示：

（3）（2022春·广东汕头·八年级统考期末）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂l。

【答案】

【详解】求根据杠杆平衡条件，力臂最大时，杠杆有最小动力，先找杠杆上距离支点最远的点作为力的作用点，两点连线作为最长动力臂OA，过点A，作垂直于力臂的力即是最小力F，力的方向向下，如图所示：

（4）（2022春·广东深圳·八年级统考期末）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中画出动力、阻力和动力臂。

【答案】．

【详解】杠杆的B点受到竖直向上的动力作用，浮标在A点给杠杆竖直向上的阻力作用，动力臂为动力作用线到支点O的距离，如下图所示：

（5）（2022春·广东阳江·八年级统考期末）如图所示，杠杆的B点挂一个重物，在A点施加一个最小的动力使杠杆平衡。请画出最小的动力F1和它的动力臂L1以及杠杆受到的阻力F2。()

【答案】

【详解】由图可知，O为支点，重物G对杠杆的拉力为阻力，作用点在杠杆上，方向竖直向下；根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长；由图知，OA为动力臂时，动力臂最长，动力最小；连接OA即为最长的动力臂，过A点作垂直于OA的力F1，即为最小力的示意图，方向左上方，如图所示：

（6）（2022春·广东河源·八年级统考期末）如图，有一个滑轮组，当用力F向下拉绳子时，绳端被拉下12m，重物会上升4m，谘请按题意画出滑轮组的绕绳方式．()

【答案】

【详解】用力F向下拉绳子时，绳端每拉下12m，重物就上升4m，则作用在动滑轮上绳子段数：，所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，依次绕过各个滑轮，最后拉力F向下，如图：

22、（2023春长宁区校级期中）为了研究物体做功快慢与哪些因素有关，某同学分别用9台发电机匀速提升重物。他把9台发电机分成3组，观察到每组的做功快慢相同，且第三组最快，第二组其次，第一组最慢。

第一组第二组第三组

序号做功（焦）做功时间（秒）序号做功（焦）做功时间（秒）序号做功（焦）做功时间（秒）

155465752.5

21010512108105

31515618159157.5

（1）分析比较实验序号1与7（或2与8，或3与9）的数据及相关条件，可得出初步结论是：

。

（2）分析比较实验序号的数据及相关条件，可得出初步结论是：做功所用时间相同，做的功越多，做功越快。

（3）进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳结论：

a.分析比较表一或表二或表三可知：。

b.分析比较表一和表二和表三可知：。

【答案】（1）所做的功相同，做功时间越短，做功越快；（2）1、8；（3）当电动机做的功和做功用的时间的比值相同时，做功快慢相同；当电动机做的功和做功用的时间的比值越大时，做功越快

【分析】（1）根据表格中的数据得出结论。

（2）根据表格中的数据分析。

（3）①由表一、表二和表三的数据计算可知，三组实验中功和时间的比值是不同的，据此得出结论；

②如果做功的多少、做功的时间都不同，可以用功与时间的比值来表示做功的快慢，用物理学中用功率表示做功的快慢。

【解答】解：由题知，三组实验中，观察到每组的做功快慢相同，且第一组做功最快，第二组其次，第三组最慢；

（1）分析比较实验序号1与7（或2与8，或3与9）的数据及相关条件可知，所做的功相同，做功时间不同，做功时间越短，做功越快；

要得到“做相同的功，电动机所用时间越短，做功越快”的结论，就要让做的功相同，而所用的时间不同，观察表格中的数据可知1、4或2、5或3、6符合要求。

（2）分析比较实验序号1、8的数据及相关条件可知，做功的时间相同，所做的功不同，做功越多的，做功越快；

（3）a、分析表一可知，在做功时间和做功多少都不一样的情况下，做功的快慢是一样的，求出功与时间的比值可以发现，比值是相同的，由此得出：当电动机做的功和做功用的时间的比值相同时，做功快慢相同。

b、综合分析表一、表二和表三，可以发现表二、表三中功和时间的比值是不同的，而做功的快慢也是不同的，由此得出：当电动机做的功和做功用的时间的比值越大时，做功越快。

23、（2022春本溪县期末）如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向（选填“左”或者“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：（用字母表示）。他这样得出的结论（选填“合理”或“不合理”）；原因是：。

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是：

。

（4）小明接着利用杠杆研究机械效率，如图丙所示。实验的主要步骤如下：

a.用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；

b.竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。

请你帮小明完成下列问题：

①杠杆机械效率的表达式为η＝（用已知或测量的物理量符号表示）。

②本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：。

③若只将钩码的悬挂点由A移至C，而O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】（1）左；（2）F1L1＝F2L2；不合理；实验中只通过一次实验就总结得出实验结论，结论具有偶然性，不具有普遍性；（3）杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重对杠杆平衡有影响；

（4）①；②杠杆的自重；③变大。

【分析】（1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，向左调节平衡螺母应使杠杆重心左移；

（2）用实验探究物理问题时，要多进行几次实验，总结的实验结论才具有普遍性，避免偶然性；

（3）杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；杠杆的重心过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响；

（4）①使用杠杆克服钩码的重力做功，有用功等于克服钩码重力做的功，总功等于弹簧测力计的拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值；

②本次实验中，若提升的钩码重一定，根据表达式来确定影响杠杆机械效率的主要因素；

③将钩码的悬挂点从A点移至C点，改变了钩码拉力的力臂，根据公式进行分析。

【解答】解：（1）将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，应把平衡螺母向左端移动，直到杠杆在水平位置静止；

（2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式为F1L1＝F2L2；实验中只通过一次实验就总结得出实验结论，结论具有偶然性，不具有普遍性，所以他这样得出的结论是不合理的；

（3）如图乙示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重对杠杆平衡有影响；

（4）①有用功为W有＝Gh1，总功W总＝Fh2，则机械效率的表达式；

②由①知，本次实验中，若提升的钩码重一定，F随杠杆自重的变化而变化，则影响杠杆机械效率的主要因素是：杠杆的自重；

③钩码的悬挂点在A点时，由杠杆的平衡条件得GOA＝FOB；悬挂点移至C点时，由杠杆的平衡条件得GOC＝FOB，经对比发现，由OA到OC力臂变大，所以拉力F也变大，但是在此过程中，把钩码提升的高度相同，即有用功不变，杠杆重心的提升也变小，（不计摩擦）也就是额外功也变小，根据可知，机械效率变大。

24、（2022·江苏淮安·九年级期末）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示。

序号钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率

12100.83083.3%

24101.530

36102.23090.9%

46102.24590.9%

（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动；

（2）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重为______N；

（3）第2次实验时所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率是______；

（4）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受重力越______（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高。分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）；

（5）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是____