综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》难点解析试题（含详细解析）

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、林雨同学将一袋10kg的大米从地面扛到肩上所做的功最接近于（）A．1500J B．150J C．15J D．1.5J2、某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书过程中（）A．人做的总功相同 B．人做的有用功相同C．人做功的机械效率相同 D．人做功的功率相同3、如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重物，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（）A．如G甲=G乙则甲更省力，甲机械效率大 B．如G甲=G乙则乙更省力，甲机械效率大C．如F甲=F乙则甲更省力，甲机械效率大 D．如F甲=F乙则乙更省力，乙机械效率大4、小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，杠杆的机械效率为，不计摩擦，则（）A．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则B．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则C．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F2，则D．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则5、下列实例中，利用连通器原理工作的（）A．锅炉液位计 B．脱拌油烟机C．温度计 D．订书机6、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F37、提高热机效率的有效途径是（）A．采用优质的燃料 B．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑C．使热机具有良好的散热 D．避免使用热机8、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9、如图所示，有一质量不计的长木板，左端装有与墙相连的轴在它的左端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着右端。当物块向右匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（）A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大后变小10、如图所示的滑轮组，当物体A在动滑轮作用下由静止水平向右移动1m时，动滑轮克服物体A的摩擦力做的功为30J，则拉力F的大小（）A．一定是10N B．一定是15NC．一定大于10N D．一定大于15N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，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。2、如图所示，不计绳重和摩擦。滑轮组在匀速提升150N重物时，机械效率为60%，物体上升的速度为10cm/s，绳端拉力F为_______N，拉力功率为________W，如果提升物体质量增加，那么滑轮组的机械效率将_________（变大/变小/不变）。3、如图所示，是两个工人分别用滑轮按甲、乙两种方式把质量相同的两袋沙子从地面提到二楼，两种方式若不计绳重和摩擦，且G沙子>G滑轮。使用甲图中的滑轮的目的是______；使用乙图中滑轮的好处是可以______，机械效率更高的是______（选填“甲”或“乙”）。4、一自身质量忽略不计的定滑轮匀速吊起500N的重物，站在地面上的人向下的拉力是_______N，拴滑轮的天花板受到的力是_______N。5、如图甲，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为120N的物体匀速提起，在4s内绳子自由端移动的距离为s=3m，图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。（1）计算物体上升的速度v=________m/s；（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是___________，并计算出该物理量大小是___________；（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率是___________。6、一位同学正在进行投掷实心球的训练。他先将实心球举起，此过程他对实心球______功，然后手托实心球水平匀速直线运动，此过程他对实心球______功。（均选填“做”或“不做”）7、小明通过机械将重为100N的重物在5s内竖直向上匀速提升了2m，机械效率为80%，则此过程中小明做功的功率P=___________W。8、将一根粗细均匀的铁丝弯成直角，两直角边边长之比为2∶1，将角顶放在一光滑细钉上（如图所示），当直角铁丝静止时，短边和竖直方向的夹角θ的正切等于________。9、一质量为40kg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用了1s，此时的机械效率为80%，则有用功为_____J，动滑轮重力为_____N，拉力的功率为_____W，若再用该滑轮提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为_____N。（不计绳重和摩擦）10、两台机器的功率之比为3∶2，则在相同时间里，他们所做的功之比为_______；他们做相同的功，所用时间之比为_______。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、如图所示是一台起重机在工作的示意图。现在用此起重机在1min内将把重物体G匀速提升30m，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为5000N。已知滑轮组的机械效率为80%，试求：（1）拉力做的总功是多大？（2）拉力做功的功率是多大？（3）物体G的重是多少N？2、用如图所示的滑轮组提升将重840N的货物在5s内提升3米，已知动滑轮重60N，（不计绳重和摩擦）求：（1）滑轮组自由端的拉力F是多少？（2）提升过程中的有用功是多少？（3）提升过程中的总功是多少？（4）提升过程中滑轮组的机械效率η是多少？（5）货物上升过程中，拉力F的功率是多少？3、如图所示，如图所示的轻质杠杆OB，O为支点，OB长40厘米，AB长10厘米，B端所挂物体重为60牛，求：（1）在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小和方向。（2）若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物，求重物的悬挂点离O点的距离。4、体重为800N的人，双脚与地面的接触面积为400cm2，用图甲所示的滑轮组提升物体M。已知被提升的物体M重为900N，人加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。不计钢丝绳的重力、摩擦力，则：（1）滑轮组提升重物所做的有用功是多少？（2）滑轮组提升重物的机械效率是多少？（3）动滑轮的重力是多少？5、骑行是青少年最喜爱的运动项目之一，如图所示是小明的山地车及相关数据，某次骑行，小明沿着平直的公路匀速行驶3km，耗时10min，（g取10N/kg）求：（1）停放时，山地车对水平地面的压强；（2）若在该路段骑行时受到的平均阻力为20N，小明骑行时的功率。车架材料碳纤维车架材料体积V/cm32500整车质量m/kg10车与地面接触总面积S/cm28-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】由知道，大米的重力G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N一般人身高约是1.7m，当把大米从地面扛到肩上时，将大米举高的高度约1.5m，此过程做的功约是W＝Gh＝100N×1.5m＝150J故B符合题意。故选B。2、B【解析】【详解】这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由可知，两次所做的有用功相等；用方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法二的额外功大于方法一的额外功，则方法二的总功大于方法一的总功，即用方法一搬书时做功少；由可知η1＞η2即用方法一搬书时机械效率高。因上楼的速度相同，方法二需要上楼二次，所以方法二所用时间长；由可知P1＞P2即用方法一搬书时功率大。综上分析可知，ACD不符合题意，B符合题意。故选B。3、D【解析】【详解】由图知n甲=2，n乙=3AB．不计绳重及摩擦，绳子受的拉力分别为因为G甲=G乙所以F′甲＞F′乙乙更省力；滑轮组的机械效率物体的重力和动滑轮的重力相同，所以两滑轮组的机械效率相同，故AB错误；CD．不计绳重及摩擦，物体的重力分别为G′甲=2F甲-G动G′乙=3F乙-G动因为F甲=F乙所以G′乙＞G′甲乙更省力，滑轮组的机械效率动滑轮的重力相同，乙的重力较大，乙的机械效率较大，故D正确，C错误。故选D。4、A【解析】【详解】A．将弹簧测力计移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度不变，杠杆重心上升的高度不变，则由知道，克服杠杆重力做的额外功不变，由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，由知道，机械效率不变，即故A正确；B．将钩码移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度变小，杠杆重心上升的高度变小，则由知道，克服杠杆重力做的额外功变小，由于有用功不变，额外功变小，所以总功变小，由知道，机械效率变大，即故B错误；C．将弹簧测力计移动到B点时，根据图像可知，阻力、阻力臂均不变，动力臂变小，由知道，动力变大，即故C错误；D．将钩码移动到B点时，根据图像可知，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，由知道，动力变大，即故D错误。故选A。5、A【解析】【详解】A．上端开口，下端连通的容器叫连通器，其特点是连通器里同一种液体不流动时，各容器的液面相平。锅炉液位计上端开口，下端连通，是利用连通器原理工作的，故A符合题意；B．脱拌油烟机使用过滤网等各种技术使得油烟分离，分离出来的油多流入集油杯内，没有利用连通器原理，故B不符合题意；C．温度计是利用液体热胀冷缩的原理工作，温度计没有开口，没有利用连通器原理，故C不符合题意；D．订书机是利用杠杆原理工作，没有利用连通器原理，故D不符合题意。故选A。6、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。7、B【解析】【详解】BC．热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，减少热量的损失可以提高热机的效率；使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故B符合题意，C不符合题意；AD．采用优质燃料、使热机具有良好的散热不能提高热机效率，不使用热机更不现实，故AD不符合题意。故选B。8、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。9、B【解析】【详解】如图，长木板长为l，力F方向竖直向上，所以动力臂为l不变，杠杆受到物体的压力（阻力）F′=G阻力臂为l2，根据杠杆平衡条件有Fl=F′l2=Gl2所以由此可知，当物块向右匀速滑动时，l2变大，F变大。故选B。10、C【解析】【详解】由可得物体A受到的摩擦力大小为由图可知，与动滑轮连接的绳子股数有3股，因为要克服绳子与滑轮之间的摩擦，所以故选C。二、填空题1、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=30N2、12525变大【解析】【详解】[1]由图可知，n=2，滑轮组的机械效率故绳端拉力[2]绳子自由端移动的速度v′=2v=2×10cm/s=20cm/s=0.2m/s拉力功率[3]不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率如果提升物体质量增加，由G=mg可知增大物体的重力，由上式可知滑轮组的机械效率变大。3、改变力的方向省力甲【解析】【详解】[1]不计绳重和摩擦，甲图为定滑轮，F甲=G沙子，不能省力，可以改变力的方向。[2]乙图为动滑轮，人施加的拉力与沙子重力的关系为所以F甲>F乙故使用乙图中滑轮的好处是可以省力。[3]甲图为定滑轮，不计绳重及摩擦，只有沙袋克服重力做额外功；乙图为动滑轮，不计绳重及摩擦，除了需要克服沙子重力做功外（这一部分功为有用功），还需要克服动滑轮和沙袋的重力做功（这一部分功是额外功），因此总功大于有用功，机械效率小于100%。因为沙袋重力做功相同，故乙中的额外功多，则机械效率更高的是甲。4、5001000【解析】【详解】[1]定滑轮匀速吊起500N的重物，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，不能改变力的大小。所以站在地面上的人向下的拉力是500N。[2]拴滑轮的天花板受到晾干向下的拉力，则受到的力为F=500N+500N=1000N5、0.25功150J80%【解析】【详解】（1）[1]由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数：n=3，物体上升的高度物体上升的速度（2）[2][3]纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，根据W=Fs可知阴影部分表示力所做的功，功的大小为W总=Fs=50N×3m=150J（3）[4]有用功W有=Gh=120N×1m=120J滑轮组的机械效率6、做不做【解析】【详解】[1]该同学将实心球举起的过程中，实心球受到该同学施加的竖直向上托的力，并且在这个力的方向上通过了距离，所以此过程他对实心球做功。[2]手托实心球水平匀速直线运动过程中，实心球受到该同学施加的竖直向上托的力，但实心球没有在竖直方向上移动距离，所以此过程他对实心球不做功。7、50【解析】【详解】此过程中有用功W有用=Gh=100N×2m=200J根据可知，总功为小明做功的功率8、4【解析】【详解】如图所示NO=2OM，铁丝平衡，根据杠杆平衡条件代入数据故OA=2OB由图可知夹角θ的正弦夹角θ的余弦夹角θ的正切9、4010050150【解析】【详解】[1]重物A的重力GA＝mAg＝40kg×10N/kg＝400N有用功为W有用＝GAh＝400N×0.1m＝40J[2]绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率据此可知动滑轮重力[3]绳重和摩擦不计，总功为则拉力的功率[4]绳重和摩擦不计，根据滑轮组的机械效率可得提升一块重物B时，滑轮组的机械效率提升两块重物B时，滑轮组的机械效率由题知η1∶η2＝4∶5即解得重物B的重力GB＝150N10、3∶22∶3【解析】【详解】[1]在相同时间里，他们所做的功之比为W1∶W2=P1t∶P2t=P1∶P2=3∶2[2]他们做相同的功，所用时间之比为三、计算题1、（1）4.5×105J；（2）7.5×103W；（3）1.2×104N【解析】【详解】解：（1）由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故可知拉力端移动距离为s=3h=3×30m=90m则拉力做的总功为W总=Fs=5000N×90m=4.5×105J（2）由题意可知，拉力做功的时间为t=1min=60s故拉力做功的功率为（3）由题意可知，滑轮组的机械效率为80%，故拉力做的有用功为W有用=W总η=4.5×105J×80%=3.6×105J由W有用=Gh得，物体的重力为答：（1）拉力做的总功是4.5×105J；（2）拉力做功的功率是7.5×103W；（3）物体G的重是1.2×104N。2、（1）450N；（2）2520J；（3）2700J；（4）93.33%；（5）540W【解析】【详解】解：（1）如图所示，该滑轮组中动滑轮上连接的绳子的段数为2，即动滑轮省力，费距离，根据可知，滑轮组自由端的拉力（2）有用功为货物与货物被提升距离的乘积，即（3）在该过程中，绳子的移动距离总功为拉力与绳端移动距离的乘积，即（4）机械效率为有用功和总功的比值，即（5）功率表示做