考点攻克苏科版九年级物理上册《简单机械和功》难点解析试题（含解析）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》难点解析考试时间：90分钟；命题人：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30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、图所示为某同学在生命科学实验中使用镊子夹取玻璃盖片的场景，使用此镊子（）A．省力且省距离 B．省力但费距离 C．费力且费距离 D．费力但省距离2、如图是一个小球自由下落过程的频闪照片（间隔时间相等）的一部分，物体由A点落下相继经过B、C两点，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则它们的大小关系是（）A．W1＞W2P1＜P2 B．W1＜W2P1＞P2C．W1＞W2P1＞P2 D．W1＜W2P1＜P23、如图是一种新型开瓶器，借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖，该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是（）A． B．C． D．4、如图所示的几个情景中，人正在对物体做功的是（）A．女孩端着盘子在水平地面上匀速前进 B．司机用力推动汽车，车子不动C．被男孩踢出去的足球在空中飞行 D．运动员举起杠铃5、如图所示，下列常用的杠杆工具中，属于省力杠杆的是（）A．金属镊子 B．家用多功能小铡刀C．碗夹 D．筷子6、如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（）A．C点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力D．B点是支点，物体A放在车厢前部要费力7、下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）A．物体做功越多，功率一定越大B．机器的功率越小，机械效率一定越低C．功率不同的机器，做的功一定不相等D．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大8、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为f，则斜面的机械效率为（）A．×100% B．×100% C．×100% D．×100%9、如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．F1＝F2 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相同C．甲、乙两个拉力的功率相同 D．乙滑轮组的额外功多10、如图所示的工具，在使用过程中不省力的是（）A．用起子起瓶盖 B．用镊子夹物体C．用钢丝钳剪钢丝 D．用羊角锤起钉子第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、如图所示，小明用动滑轮把90N的重物匀速提升2m，所用的拉力是60N，则小明做的有用功是______J，动滑轮的机械效率是______。2、升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”）滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。（不计绳重和摩擦）3、如图是使用手机和自拍杆进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个杠杆，O为支点。（1）请画出动力F1的力臂L______；（2）若忽略自拍杆的重力，有同学说“在自拍时，手机的重力就是自拍杆这个杠杆受到的阻力。”你同意这种说法吗？______。简述你的理由：______。4、大量的实验和理论研究表明，使用任何机械都不能__，同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是__（选填“相同”或“不同”的，用滑轮组提起一袋水泥，提高机械效率的一个有效措施是__。5、在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为_______J，斜面的机械效率为_______。6、小明沿水平方向用10N的力推着重为20N小车，30s内在水平地面上匀速前进了15m；此过程中小明对小车做的功为______J，功率为______W，小车重力做功的功率为______W。7、如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒OA∶OB=3∶2，物体乙的质量为6kg。物体乙受到的重力是________N，甲的重力为70N，把甲乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，此时物体甲受到地面的支持力________N。8、如图所示，小金用轻质杠杆（自身重力忽略不计）、空桶、质量为m0的物体A和细线，自制了测量液体密度的杠杆密度计。该杠杆密度计可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值。（1）将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m0的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为_______；（2）在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至D位置，使杠杆在水平位置平衡。若D点到O点的距离为l1，通过推导分析，此时D点的应标注的密度值_______。（结果用题中所给的字母表示）。9、升旗时，人站在地面上向下拉绳子，旗会向上运动，这是因为旗杆顶部有个______滑轮，它的作用是______。10、如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点自由转动，且AB=BO=OC，在B点挂一重物甲，用手给AC硬棒某点施加一个动力F恰好使硬棒在图示位置处于静止状态。（1）请画出给AC硬棒上施加一个最小的力F1的示意图及F1的力臂l1______；（2）请画出重物甲对硬棒AC施加的阻力F2的示意图及F2的力臂l2______；（3）此杠杆是______杠杆（选填：“省力”、“费力”或“等臂”），依据是______。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向下匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，不计绳重和摩擦。求：（1）若6s内将某重物匀速提升10cm，作用在细绳上的拉力为9N。此时拉力做的功和功率；（2）此滑轮组中动滑轮的重力；（3）当G物＝9N时滑轮组的机械效率。2、如图所示，斜面长s=2m，高h=0.8m。建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=250N，不计绳重力。求：（1）该过程拉力F做的总功是多少？（2）该过程拉力F做的额外功是多少？（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是多少？（4）该装置的机械效率是多少？3、不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，用如图所示的滑轮组去拉动物体A，已知物体A重为100N，动滑轮重为80N。在拉力F的作用下，经过20s，物体A沿水平方向匀速前进了4m，拉力F做功为3200J。（g取10N/kg）求：（1）绳子自由端移动的速度；（2）因克服动滑轮重而做的额外功；（3）此滑轮组的机械效率；（4）物体A所受的摩擦力。4、工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。（1）若某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是多少？（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N，求拉力的功；（3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是多大？5、用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人对绳的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮重力；（2）滑轮组的机械效率；（3）在此过程中，物体在5s内匀速上升了2m，求拉力的功率；（4）如果人的体重为500N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】使用镊子夹取玻璃盖片时，动力臂小于阻力臂，所以镊子是一个费力杠杆，好处是省距离。故选D。2、D【解析】【详解】由图可知AB<BC且同一物体的重力大小不变，则根据可知，小球在AB段重力做的功小于BC段重力做的功，即W1＜W2又间隔时间相等，即小球在AB段和BC段所用的时间相等，根据可知，小球在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率，即P1＜P2故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。3、D【解析】【详解】图中的起瓶器在打开瓶盖时，启瓶器会绕着瓶盖的左侧转动，故O点在瓶盖的左侧；阻力为瓶口与盖的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶盖的右侧，方向向下；动力F1会绕着O点转动，故动力的方向斜向右，故D符合题意。故选D。4、D【解析】【详解】A．女孩端着盘子在水平地面上匀速前进，人对盘子的力是向上的，力的方向和盘子的移动方向垂直，在力的方向上盘子没有移动距离，所以，人对物体不做功，故A不符合题意；B．司机用力推动汽车，车子不动，有力、无距离，人对物体不做功，故B不符合题意；C．踢出去的足球，在空中飞行的过程，人对足球没有力的作用，所以人对足球没有做功，故C不符合题意；D．运动员举起杠铃，有力作用在杠铃上，杠铃在力的方向上移动了距离，所以，人对杠铃做了功，故D符合题意。故选D。5、B【解析】【详解】A．镊子的支点在末端，动力臂约为手指的发力点到镊子末端的距离，阻力臂约为镊子最前端的物体到镊子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故A不符合题意；B．铡刀的支点在刀与底座最前端的连接处，动力臂约为把手到连接处的距离，阻力臂约为铡刀某个中间位置到连接处的距离，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力小于阻力，属于省力杠杆，故B符合题意；C．夹子的末端为支点，动力臂约为手指的发力点到夹子末端的距离，阻力臂约为碗到夹子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故C不符合题意；D．筷子的支点为拇指的按压位置，动力臂约为食指到拇指的距离，阻力臂约为为筷子前端到拇指的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选B。6、C【解析】【详解】A．由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点，液压杆施的力是动力，货物对杠杆的压力是阻力，不能说重力是阻力，故A错误；BCD．C为支点，当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，省力；物体A放在车厢前部时，动力臂小于阻力臂，费力。故BD错误，C正确。故选C。7、D【解析】【详解】A．功率是功与时间的比值，做功多，若时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误；B．机械效率是有用功与总功之比；机械功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；C．由W＝Pt知道，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；D．总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D正确。故选D。8、A【解析】【详解】根据题意知道，此过程中，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的总功为W总＝FL拉力做的额外功W额＝fLA．斜面的机械效率故A符合题意；B．由于故B不符合题意；C．由于故C不符合题意；D．由于故D不符合题意。故选A。9、C【解析】【详解】A．甲乙两幅图中的滑轮组承担物重的绳子有效股数n甲＝2，n乙＝3，不计绳重及摩擦，拉力又因为动滑轮重力G动相同，所以F甲＜F乙，故A错误；B．用甲、乙两个滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度h，由s＝nh可得，拉力端移动的距离s甲＝3h，s乙＝2h，则s甲＜s乙，由可得，拉力端移动的速度不相同，v甲＞v乙，故B错误；CD．在提升重物的过程中，若不计绳重及摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，因为动滑轮重相同，提升高度相同，根据公式W额＝G动h可知，拉力F1和F2所做的额外功相等；将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所做的有用功相等、额外功相等，拉力做的总功相等，由可知，甲、乙两个拉力的功率相同，故C正确，D错误。故选C。10、B【解析】【详解】A．用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．用镊子夹物体时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．用钢丝钳剪钢丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．用羊角锤起钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、18075%【解析】【详解】[1]由图可知，动滑轮有两段绳子承担物体重，绳子自由端移动距离提起物体所做的有用功[2]提起物体所做的总功滑轮组的机械效率2、定8380095%【解析】【详解】[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为故汽车移动距离为[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为[4]动滑轮做的额外功为所以总功为所以滑轮组机械效率为3、不同意见解析【解析】【详解】（1）[1]力F1的力臂是从支点O到F1的作用线的距离L，如图所示：（2）[2][3]手机重力的作用点在手机的重心，受力物体是手机；自拍杆这个杠杆受到的阻力，受力物体是自拍杆，作用点在手机与自拍杆的接触点，所以手机的重力不是自拍杆这个杠杆受到的阻力。可以这样说：手机对自拍杆的作用力为阻力。4、省功不同减小动滑轮的重力【解析】【详解】[1]使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。所以，大量的实验和理论研究表明，使用任何机械都不能省功。[2]滑轮组在做功过程中机械效率是所以，同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是不同。[3]由知道，用滑轮组提起一袋水泥，提高机械效率的一个有效措施是减小动滑轮的重力。5、850%【解析】【详解】[1]此过程所做的有用功为[2]所做的总功为则斜面的机械效率为6、15050【解析】【详解】[1]根据题意知道，推力F＝10N，在力的方向上，物体水平匀速前进的距离s＝15m；故推力所做的功W＝Fs＝10N×15m＝150J[2]推力做功的功率[3]由于小车所受重力的方向是竖直向下的，与推力的方向相互垂直，所以小车重力没有做功，则小车的重力做功的功率为0。7、6030【解析】【详解】[1]由题意可知，物体乙的质量为6kg，故可知物体乙的重力为G乙=m乙g=6kg×10N/kg=60N[2]因物体乙受力平衡，对物体乙受力分析可知，绳子对B端的拉力FB等于物体乙的重力G乙，即FB=G乙=60N因木棒在水平位置平衡，故由杠杆的平衡条件可得解得A端受到绳子的拉力为因物体甲处于受力平衡状态，对物体甲受力分析可知，物体甲受到地面的支持力为F支=G甲-FA=70N-40N=30N8、0【解析】【详解】（1）由题意可知，空桶内没有盛被测液体杠杆平衡时，相当于装了密度是0的密度，质量为m0的物体A悬挂处C点应标零刻度，即0。（2）设空桶的质量为m1，某液体的质量为m2，当空桶没有盛液体时杠杆平衡，由杠杆平衡条件得m1g×l＝m0g×l0……①当盛满某液体时杠杆再次平衡，由杠杆平衡条件得(m1+m2)g×l＝m0g×l1……②联立①②为方程组，并解得由得，液体的密度9、定改变动力的方向【解析】【详解】[1]旗杆顶部滑轮的轴不动，是一个定滑轮。[2]它能改变动力的方向，但不能省力。10、省力动力臂大于阻力臂【解析】【详解】（1）[1]由题意可知，阻力与阻力臂不变，硬棒静止时，由杠杆平衡条件可知，要使动力F1最小，则对应的动力臂应最大，由图中可知，当动力臂l1为OA时，达到最大，此时动力F1应垂直于AC向上，故动力F1及对应的动力臂l1如下图所示（2）[2]由受力分析可知，重物甲对硬棒AC的阻力即绳子对硬棒AC的拉力F2，作用在B点，方向竖直向下；由力臂的定义可知，过支点O作拉力F2所在直线的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示（3）[3][4]由（1）（2）中可知，动力臂大于阻力臂，故该杠杆是省力杠杆。三、计算题1、（1）1.8J，0.3W；（2）3N；（3）75%【解析】【详解】解：（1）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝nh＝2×10cm＝20cm＝0.2m拉力做的总功W总＝Fs＝9N×0.2m＝1.8J拉力做功功率=（2）不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，W额＝G动h，滑轮组的机械效率η=由图乙可知，当提升物体G＝12N时，滑轮组的机械效率即解得动滑轮重力G动＝3N（3）当提升物体G'物＝9N时，滑轮组的机械效率答：（1）拉力做的功为1.8J，功率为0.3W；（2）此滑轮组中动滑轮的重力为3N；（3）当G物＝9N时滑轮组的机械效率为75%。2、（1）500J；（2）100J；（3）50N；（4）80%【解析】【详解】解：（1）该过程拉力F做的总功（2）该过程拉力F做的有用功即为货物箱克服重力做的功由可得（3）物箱在斜面上摩擦力所做的功即为额外功由可得（4）由可得，该装置的机械效率为答：（1）该过程拉力F做的总功是500J；（2）该过程拉力F做的额外功是100J；（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是50N；（4）该装置的机械效率是80%。3、（1）0.4m/s；（2）320J；（3）90%；（4）720N【解析】【详解】解：（1）动滑轮上绳子的段数：n=2，则绳子自由端移动的距离s=nsA=2×4m=8m绳子自由端移动的速度v===0.4m/s（2）动滑轮上升的高度h=sA=4m克服动滑轮重力做的额外功W额=G动h=80N×4m=320J（3）滑轮组做的有用功W有=W总﹣W额=3200J