2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能必考点解析练习题(详解)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能必考点解析考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题20分）一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）1、在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（）A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功2、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3、下列四幅图中，力有对物体做功的是（）A．推车未推动 B．提着滑板水平前行C．搬石未搬起 D．用绳子提升物体4、小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼．假设他上楼的速度相同，则这两种方法中A．第一种所做的总功多一些 B．第二种对书做的功多一些C．第一种搬书的功率大一些 D．第二种搬书的效率大一些5、如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（）A．观光屋上升时重力势能增加、动能减小B．观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动C．由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变D．摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力6、东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵（）A．起跳过程中运动状态保持不变 B．上升过程中重力势能转化为动能C．下落过程中动能保持不变 D．入水过程中所受水的浮力逐渐增大7、如图所示，勤劳的工人借用滑轮匀速提升重物，这样做（）A．省力，同时可以省功B．省力，但降低了做功效率C．既省力，也改变施力的方向D．既不省力，也不改变施力的方向8、如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（）A．拉力F大小为4N B．绳子自由端移动的速度为0.6m/sC．拉力F做功的功率为3W D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J9、篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（）A．篮球离手后，手还对篮球做功B．篮球离手后，上升过程机械能变大C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动10、十年磨剑，载誉归来！2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆。返回舱进入大气层离地面一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下落，在匀速下落过程中，返回舱的（）A．动能不变，重力势能减少 B．动能减少，重力势能减少C．动能增加，重力势能减少 D．动能不变，机械能不变第Ⅱ卷（非选择题80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为______N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能______（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。2、2020年9月19日，有“亚洲翼装飞行第一人”之称的张树鹏，在天津泰达航母主题公园精准降落在“基辅号”航母甲板的跳靶上，完成了全球首次航母翼装飞行。当其从直升机上一跃而下时，重力势能逐渐______；打开降落伞后匀速下降时，其动能______；在整个下降过程中，张树鹏的机械能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。3、一质量为10kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率仅为40%，再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%，则重物B的重力为________N（不计滑轮组中的绳重和摩擦）。4、用的水平推力，将重为的购物车沿水平地面向前推动了。在此过程中，购物车的重力做功______，水平推力对购物车做功______J。5、如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000N的推力。将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______（选填“省力”或“省功”）。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、质量为2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。v-t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g=10N/kg）求：(1)全程中汽车的所受阻力大小；(2)整个过程中发动机做的功；(3)汽车的最大速度v最大。2、一辆货车以的速度在平直公路上匀速前进，已知货车行驶时受到的阻力大小为，求：（1）货车发动机工作时的功率；（2）货车行驶发动机做的功。3、如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：（1）工人对物体做的有用功；（2）拉力F做功的功率；（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。4、在某建筑工地有一块质量为43.2kg的长方体重物，竖立在水平地面上（如图甲所示），高1.6m，底面边长均为1.2m，（重物重心在几何中心位置，g取10N/kg）求：（1）重物所受重力的大小；（2）欲将重物沿着一条底边向右推倒，我们可将图甲简化为图乙所示的杠杆，请在图乙中画出最小推力的示意图，并求出最小推力的大小；（3）用力将重物推到图丙虚线位置的过程中，克服重物重力做功为多少？5、如图所示，质量50kg、体积0.02m3的长方体石块沉在水底，工人师傅用滑轮组将石块从水底匀速提到地面，已知水深3m，从水面到地面的距离为2m，两个动滑轮总重为100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：（1）石块浸没在水中时，受到的浮力是多少？（2）石块完全露出水面后，继续匀速上升的过程中，工人的拉力大小是多少？（3）石块从离开水面到地面的过程中，工人做了多少功？（4）在石块离开水面后，滑轮组的机械效率是多少？四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、为了研究拉力做功的快慢，某同学设计了如下所述的实验．他把不同质量的物体匀速提升不同的高度，同时测出相应高度的所用时间，记录的实验数据如表一、表二、表三所示。已知表一所示实验拉力做功最快，表三所示实验拉力做功最慢，每一个表格所示的三次实验拉力做功快慢相同：（1）分析比较实验序号______，可得出的初步结论是：在时间相同的情况下，拉力所做的功越多，做功就越快；（2）分析比较实验序号1、5、9（或2、6或4、8），可得出的初步结论是；______（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论；（a）分析比较表一、表二或表三中的数据及所给已知条件，可初步得出；______（b）分析比较表一、表二和表三中的数据及所给已知条件，可初步得出。______表一实验序号拉力（牛）提升高度（米）功（焦）所用时间（秒）1250.802022600.5030332000.20404表二实验序号拉力（牛）提升高度（米）功（焦）所用时间（秒）4500.201025800.2520461000.30306表三实验序号拉力（牛）提升高度（米）功（焦）所用时间（秒）7100.50528400.2510491000.202082、如图所示实验（h1大于h2）是探究物体动能大小与___________的关系，实验中观察到s、s2的长短比较接近，为使实验现象更明显，下列措施一定可行的是___________。A．增大h2B．增大h1C．图（a）实验用质量更小的木块D．图（b）实验用更粗糙的水平面-参考答案-一、单选题1、A【详解】做功必须的两个因素，有力F，在力的方向上通过一段距离s，功；A．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；B．桌面支持力与小球的运动方向垂直，小球在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小球不做功，故B错误；C．重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故C错误；D．手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误。故选A。2、D【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。3、D【详解】A．推车未推动，有力但是没有距离，劳而无功，故A不符合题意；B．提着滑板水平前行，力与物体运动距离垂直，垂直无功，故B不符合题意；C．搬石未搬起，有力但是没有距离，劳而无功，故C不符合题意；D．用绳子提升物体，有力作用在物体上，并且在力的方向上移动了距离，故这个力做了功，故D符合题意。故选D。4、C【详解】AB．这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次对书所做的有用功相等；第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，因此第二种所做的额外功大于第一种所做的额外功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功，故AB不符合题意；C．因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次，所以第二种所用时间长;两次搬书对书做的功相同，由P=可知P1>P2，故C符合题意；D．由η=×100%可知，η1>η2，故D不符合题意．5、D【详解】A．观光屋上升时，速度大小不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大；故A不正确；B．观光屋上升到最高点，依然是匀速运动状态；突然所有外力消失，由于惯性，观光屋会做匀速直线运动，故B不正确；C．匀速圆周运动，运动的方向一直在发生改变，所以人的运动状态也一直在改变，故C不正确；D．摩天轮静止时，观光屋在缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力的作用下处于平衡状态，所以缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力是一对平衡力，故D正确。故选D。6、D【详解】A．起跳过程中，是跳台的弹性势能转化为全红婵的动能，动能变大，速度变大，运动状态发生改变，故A不符合题意；B．上升过程中，全红婵的质量不变，速度变小，高度变大，动能减少，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故B不符合题意；C．下落过程中，质量不变，速度变大，动能增大，故C不符合题意；D．入水过程中，排开水的体积变大，据阿基米德原理知，受到的浮力变大，故D符合题意。故选D。7、B【详解】动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，使用任何机械都不能省功，在提升重物时还要提升动滑轮，做一部分额外功，所以省了力但降低了做功效率，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。8、A【详解】B．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离s绳=ns物=3×100×10-2m=3m绳子自由端移动的速度故B正确，不符合题意；AC．物体克服摩擦力做的有用功W有=fs物=12N×100×10-2m=12J拉力做的总功拉力F大小拉力F做功的功率故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功W额=W总-W有=15J-12J=3J故D正确，不符合题意。故选A。9、D【详解】A．做功的两个必要条件是：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一端距离，篮球离手后，手没有对篮球施加力的作用，手不再对篮球做功，故A错误；B．篮球离手后，高度变大，速度减小，重力势能增大，动能减小，篮球上升过程中，没有其它力对篮球做功，机械能是动能和势能之和，篮球的机械能不变，故B错误；C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力是维持物体运动的原因，故C错误；D．根据牛顿第一定律，假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态不变，将一直做匀速直线运动，故D正确。故选D。10、A【详解】降落伞在匀速下落的过程中，质量不变速度不变，则动能不变；质量不变高度减小，则重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。【点睛】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。二、填空题1、

10

增大【详解】[1]原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，此时弹簧的伸长量为11cm-10cm=1cm因在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得，在一定范围内，弹簧每伸长1cm，弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm，此时弹簧的伸长量为11.5cm-10cm=1.5cm那么弹簧的弹力大小为FB=1.5×20N=30N在B处由静止释放，在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用，则合力大小为F合=FB-G=30N-20N=10N[2]由力与运动的关系可知，当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动。在B处时，受到的合力方上竖直向上，大小为10N，在A处时，弹簧的弹力大小等于重力，合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中，合力的方向一直是竖直向上的，运动的方向也是竖直向上的，故小球做加速运动。由于小球的质量不变，速度变大，所以小球的动能增大。2、

减小

不变

减小【详解】[1]当其从直升机上一跃而下时，高度减小，质量不变，则重力势能逐渐减小。[2]打开降落伞后匀速运动时，其速度不变，质量不变，则动能不变。[3]在整个下降过程中，张树鹏需要克服空气阻力做功，机械能转化为内能，则机械能减小。3、600【详解】重物A的重力GA=mAg=10kg×10N/kg=100N绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率则提升重物A时，滑轮组的机械效率解得动滑轮重力G动=150N再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%，则解得重物B的重力GB=600N。4、

0

100【详解】[1]购物车在水平地面上移动，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0。[2]水平推力，推力对购物车做功5、

3×103

75%

省力【详解】[1]斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此[2]总功等于推力做的功，因此所以，机械效率为[3]任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。三、计算题1、(1)4×103N；(2)3.2×106J；(3)20m/s【详解】(1)全程中汽车的所受阻力f=0.2G=0.2mg=0.2×2×103kg×10N/kg=4×103N(2)由题意可知，整个过程中发动机的工作时间40s，且在这段时间内发动机的功率不变，由可得，整个过程中发动机做的功W=Pt=8×104W×40s=3.2×106J(3)因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车的牵引力F=f=4×103N由可得，汽车的最大速度答：(1)全程中汽车的所受阻力为4×103N；(2)整个过程中发动机做的功为3.2×106J；(3)汽车的最大速度为20m/s。2、（1）；（2）【详解】解：（1）货车以的速度在平直公路上匀速前进，由二力平衡知，货车的牵引力等于阻力，则牵引力的功率为（2）货车行驶发动机的牵引力做功为答：（1）货车发动机工作时的功率为；（2）货车行驶发动机做的功。3、（1）800J；（2）100W；（3）90%【详解】解：（1）由图知道，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h克服物体的重力所做的功是有用功，故工人对物体做的有用功W有=Gh=400N×2m=800J（2）拉力F移动的距离s=2h=2×2m=4m拉力F所做的总功W总=Fs=250N×4m=1000J拉力做功的功率（3）由于不计绳重和摩擦，提升过程做的额外功是克服动滑轮重力做功，故提升400N的物体时做的额外功是将重为900N的物体提升相同高度，做的有用功所做的总功由知道，此滑轮组的机械效率答：（1）工人对物体做的有用功800J；（2）拉力F做功的功率100W；（3）将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率90%。4、（1）432N；（2）；129.6N；（3）86.4J【详解】解：（1）重物的重力（2）在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，使物体向右翻转时，物体右下端与地面的接触点C是支点，AC是最大动力臂，当推力作用在A点时，推力最小，如图所示：将重物看做以C为支点的杠杆，当力臂最长即为斜边长时，推力最小，推力F的力臂重力G的力臂为底边的一半根据杠杆的平衡条件可得，则最小推力（3）如图所示推倒重物过程中，重物重心上升的高度所以克服重力做的功答：（1）重物所受重力的大小是432N；（2）如上图所示，最小推力的大小是129.6N；（3）用力将重物推到图丙虚线位置的过程中，克服重物重力做功为86.4J。5、（1）200N；（2）150N；（3）1200J；（4）83.3%【详解】解：（1）石块浸没在水中时，排开水的体积是石块的体积，则受到的浮力是F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N（2）石块的质量50kg，则石块的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N完全露出水面后，滑轮组提升的重力即石块的重力，两个动滑轮总重为100N，动滑轮上的绳子段数是4段，即n=4，不计绳重和摩擦，则工人的拉力（3）水面到地面的距离为2m，石块从离开水面到地面的过程中，工人做的功W=Fs=4Fh=4×150N×2m=1200J（4）石块离开