综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》必考点解析练习题（解析版）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》必考点解析考试时间：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、如图所示的工具中，使用时属于省距离的杠杆的是（）A．道钉撬B．火钳C．钢丝钳D．天平2、下列工具在使用时属于费力杠杆的是A．羊角锤 B．筷子C．手推车 D．核桃夹子3、下列工具中使用时属于省力杠杆的是（）A．筷子 B．羊角锤C．笤帚 D．船桨4、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%5、如图，重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的的大小关系是（）A．F3＜F1＜F2 B．F2＝F3＜F1C．F2＜F3＝F1 D．F2＜F1＜F36、某汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所放出能量的四分之一，则此汽油机的热机效率是（）A．20% B．25% C．50% D．75%7、用功率恒为160W的拉力，使质量为5kg的物体以4m/s的速度沿30°的斜坡匀速拉到坡顶，已知斜坡长60m，则下列说法错误的是（）A．物体从斜坡底端到达坡顶的时间是15sB．物体上坡时的牵引力是40NC．物体上坡时受到的摩擦力为15ND．斜面的机械效率是508、将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（）A．拉力F1一定大于F2B．乙滑轮组的机械效率较高C．甲、乙滑轮组的有用功相同D．甲的额外功与有用功的比值较小9、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．开瓶器 B．钢丝钳C．食品夹 D．核桃夹10、如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（）A．F1大于F2 B．F1大于F3 C．F1等于F2 D．F2小于F3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、用大小为12N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向匀速运动10m，则在这过程中，重力力所做的功为______J，推力对物体做功为______J，物体受到的摩擦力为______N。2、如图所示，升国旗用的旗杆顶上安装的是______滑轮，此滑轮的好处是______。3、2021年9月17日，我国神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域，图乙是其阶段Ⅲ飞船返回舱着陆过程中的高度随时间的变化关系。（1）图乙中t1～t2时段，返回舱在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是______；（不计大气阻力）（2）飞船返回舱的质量约为300kg，其重力在t2～t4时段做功______J。4、摩托车发动机的功率为1.6千瓦，它表示发动机______。摩托车发动机在5秒内可做功______。5、如图所示的斜面长4米、高2米。用沿斜面向上的拉力F把一个重力为150牛的物体，从斜面底端匀速拉到顶端，拉力F共做了400焦的功。拉力F的大小是___________牛，物体与斜面间摩擦力的大小是___________牛，斜面的机械效率为___________。6、如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越______，这说明橡皮筋的弹性势能与其______有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量大的“子弹”射出的距离较______，原因是质量大的“子弹”射出时______小。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功______，（选填“相同”或“不相同”）。7、足球运动员用力踢足球，足球离开人足在草地上滚动到停下来的过程中，足球运动员对足球施加的力对足球_______功，这是由于_______。8、如图所示，用20N水平方向拉力F把重100N的物体以0.2m/s的速度水平匀速拉动，物体与水平地面间摩擦力为48N，则拉力F做功的功率是___________W。9、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______。10、如图，用一个动滑轮把重500N的物体匀速提起2m时，不计摩擦和动滑轮重，人对绳子的拉力为_____N，绳子自由端移动______m，动滑轮的挂钩受到的拉力为_______N。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、怎样推导之间的关系式。牵引力用F表示，速度用v表示，功率用P表示。试证明。2、如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个档位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小。求：（1）0～2s拉力F所做的功是多少？（2）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？3、如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝60W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m到达指定位置B，拉力F乙为125N；求：（1）甲工人做的功；（2）乙工人所做的有用功；（3）该滑轮组的机械效率。4、如图所示是用轻绳绕成的滑轮组，悬挂的重物G=2.4N，当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均为F1=0.9N；当重物匀速上升h=0.15m时，手对轻绳的拉力为F2=1N，求。（1）动滑轮的重力；（2）滑轮组的机械效率。5、汽车在平直的公路上匀速行驶，10min内前进了1200m，已知汽车发动车的功率是22kW，求：（1）前进中汽车受到的阻力；（2）汽车的功率保持不变，若要上坡，需采取什么样的措施？-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】AC．道钉撬、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但要多移动距离，故AC不符合题意；B．火钳在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，但可少移动距离，即为省距离的杠杆，故B符合题意；D．天平为等臂杠杆，不省力也不费力，不省距离也不多移动距离，故D不符合题意。故选B。2、B【解析】【分析】【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。3、B【解析】【详解】ACD．筷子、笤帚、船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故ACD不符合题意；B．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意。故选B。4、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。5、B【解析】【详解】由题知，不计机械自重和摩擦。第一幅图中L1＝L2为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得F1＝G第二幅图是滑轮组，承担总重的绳子段数n＝3，则第三幅图是轮轴，此时的即动力作用在轮上，此时的动力为由此可知F2＝F3＜F1故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。6、B【解析】【详解】热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，由题意知，内燃机的热机效率故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。7、D【解析】【详解】A．由可得，物体从斜坡底端到达坡顶的时间故A正确，不符合题意；B．由可得，物体上坡时的牵引力故B正确，不符合题意；C．坡顶的高度总功有用功因总功等于有用功加额外功，故克服斜面摩擦力所做的额外功根据功的公式，则物体上坡时受到的摩擦力故C正确，不符合题意；D．斜面的机械效率故D错误，符合题意。故选D。8、D【解析】【详解】A．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；CD．已知物体上升的高度h相同，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh和W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；B．由公式可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B错误。故选D。9、C【解析】【详解】A．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；C．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；D．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选C。10、C【解析】【详解】使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。即F1=F2=F3=G定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。故选C。二、填空题1、012012【解析】【详解】[1]物体沿水平方向运动，而重力方向竖直向下，物体没有沿重力的方向移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0J。[2]推力做功W＝Fs＝12N×10m＝120J[3]因为物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，即摩擦力大小等于水平推力的大小，为12N。2、定改变力的方向【解析】【详解】[1][2]旗杆顶端的滑轮为定滑轮，不能省力，但可用来改变用力方向。3、【解析】【详解】（1）[1]返回舱在竖直方向上受到推力F和重力G的作用，在这两个力的作用下，返回舱竖直下落的速度减小，运动状态发生改变，说明这两个力不平衡，而且合力的方向与运动方向相反，由于运动方向向下，则合力方向向上，故推力F大于重力G。（2）[2]返回舱受到的重力为由图可知，返回舱下落的高度h＝100m，则返回舱重力在t2～t4时段所做的功为4、每秒内做功1600焦【解析】【详解】[1][2]功率表示做功的快慢，1.6千瓦等于1600瓦，表示每秒内做的功为1600J；摩托车发动机在5秒内做功为5、1002575%【解析】【详解】[1]由可得拉力[2]利用斜面做的有用功拉力做的额外功由可得摩擦力[3]斜面的机械效率6、远橡皮筋伸长的长度近速度相同【解析】【详解】[1][2]橡皮筋弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来反映的。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度有关。[3][4]当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，转化成子弹的动能也相同。影响动能的因素是质量和速度，在动能相同时，“子弹”的质量越大，其运动的速度就越小，射出的距离较小。[5]在此过程中，橡皮筋被拉的长度相同，弹力相同，所以橡皮筋对“子弹”做的功相同。7、不做在此过程中，运动员没有对足球施加作用力【解析】【详解】[1][2]足球运动员用力踢足球，足球由于惯性，离开人足后，会在草地上继续滚动，由于受地面给球的摩擦力，会慢慢停下来，在足球离开人足后的运动过程中，运动员对球没有力的作用，故运动员对足球不做功。8、12【解析】【详解】由图知，与动滑轮相连的有三段绳子，则n=3，拉力的速度v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s拉力F做功的功率9、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。10、2504500【解析】【详解】[1]动滑轮可以省一半的力，所以人对绳子的拉力为物体重力的一半，故人对绳子的拉力为[2]动滑轮可以剩一半的力但是费一倍的距离，所以物体提起2m，绳子自由端移动为4m。[3]不计滑轮重和绳子的重力，将挂钩和重物当成一个整体，其处于平衡状态，其受到了向上的拉力和向下的重力，故拉力等于物体的重力等于500N。三、计算题1、见解析【解析】【详解】因为做功的多少是力跟物体沿力的方向通过距离的乘积即因所以所以2、（1）2400J；（2）100N【解析】【详解】解：（1）由图乙知，0～2s的拉力F1为300N；由图丙知，0～2s物体升高的高度h1＝4m；由图甲知，n＝2，拉力端移动距离s1＝2h1＝2×4m＝8m0～2s拉力F做的功W总1＝Fs1＝300N×8m＝2400J（2）由图乙知，2～4s的拉力F′＝250N；由图丙知，2～4s物体升高的高度h2＝12m﹣4m＝8m拉力端移动距离s2＝2h2＝2×8m＝16m2～4s卷扬机所做的功为W总2＝F′s2＝250N×16m＝4000J拉力做的有用功W有用2＝η×W总2＝80%×4000J＝3200J拉力做的额外功W额＝W总2﹣W有用2＝4000J﹣3200J＝800J不计钢丝绳重和摩擦力大小，拉力做的额外功等于提升动滑轮的功，由W额＝G动h得动滑轮的重力G动＝＝100N答：（1）0～2s拉力F所做的功是2400J；（2）动滑轮的重力是100N。3、（1）600J；（2）1200J；（3）80%【解析】【详解】（1）由知道，甲工人做的功W甲＝P甲t＝60W×10s＝600J（2）由W＝Fs知道，甲工人的水平推力因为货物在水平路面上被匀速推动，所以，货物受到的推力和摩擦力是一对平衡力，则货物受到的摩擦力f＝F甲＝300N乙工人使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m时，滑动摩擦力的大小不变，则乙工人所做的有用功W有＝fs乙＝300N×4m＝12