第十一章簡單機械和功單元測試（能力提升）(作業(yè))-2021-2022學年九年級物理上冊備課無憂蘇科版（解析版）

第十一章簡單機械和功單元測試（能力提升）

一、單選題

1.（2021?江蘇蘇州市?九年級開學考試）如圖所示，粗糙的斜面上，木塊在沿斜面向上的拉力作用下,

勻速向上移動了一段距離，對此有下列幾種說法：

①木塊所受的重力做了功②木塊所受的拉力做了功

③木塊所受的支持力做了功④木塊所受的摩擦力做了功；其中說法正確的是（）

A.①②④B.①②③C.①②D.②③④

【答案】A

【解析】

①重力方向豎直向下，物體在豎直方向上有距離，則重力做負功；②拉力斜向上，物體斜向上運動，

則拉力做了功；③木塊所受支持力垂直于斜面，與運動方向垂直，則支持力不做功；④摩擦力沿斜面

向下，與物體運動方向相反，做負功。

故選Ao

2.（2019?江蘇九年級課時練習）如圖所示是一個指甲刀的示意圖；它由三個杠桿ABC、OBD和OED

組成，用指甲刀剪指甲時，下面說法正確的是

A.三個杠桿都是省力杠桿

B.三個杠桿都是費力杠桿

C.ABC是省力杠桿，OBD.OED是費力杠桿

D.ABC是費力杠桿，OBD.OED是省力杠桿

【答案】C

【分析】

杠桿可分為：省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿，可以從動力臂和阻力臂的大小關(guān)系進行判斷，當動力

臂大于阻力臂時，是省力杠桿；當動力臂等于阻力臂時，是等臂杠桿；當動力臂小于阻力臂時，是費

力杠桿.

【解析】

指甲剪可以看成是由一個撬棒和一個鎮(zhèn)子組成：

①撬棒是ABC,以B為支點，動力作用在A上，阻力作用在C上，使用時動力臂大于阻力臂，是省力

杠桿；

②銀子是由。BD和OED兩個杠桿組成，支點。點，動力作用在E點，阻力作用在D點.使用時動力

臂小于阻力臂，是費力杠桿.故選C.

3.（2020?江蘇無錫市?九年級月考）質(zhì)量為45kg的某同學在跳繩時重心高度隨時間變化的關(guān)系如圖所

示。根據(jù)圖象可估算出該同學在1分鐘內(nèi)克服重力做功的平均功率為（g取10N/kg）（）

A.45W

B.135W

C.169W

D.270W

【答案】B

【解析】

根據(jù)G=mg同學的重為

G=mg=45kg?10N/kg=450N

三分之一秒完成一次跳繩，故1s內(nèi)跳繩次數(shù)為180次,

由圖得每次跳繩重心上升高度為0.1m,1分鐘做功

W=G/?=450NxO.lmxl80=8100J

功率為

p=W=8100J=135W

60s

選Bo

4.（2021?江蘇常州市?九年級零模）如圖所示為究杠桿平衡條件的實驗裝置，若每個碼重0.5N,為了

讓杠桿在水平位置平衡，下列判斷中正確的是（）

A.在A點掛4個鉤碼能使杠桿平衡

B.在B點用彈簧測力計豎直向下拉，當示數(shù)為0.5N時，能使杠桿平衡

C.用彈簧測力計在5點拉，無論如何改變用力方向都可省力

D.用彈簧測力計在A點拉，無論如何改變用力方向都要費力

【答案】D

【解析】

A.每個鉤碼重力為0.5N,設(shè)每個小格長度為卻則支點左側(cè)力與力臂的乘積為

1NX3L=3NXL

在A點掛4個鉤碼時，杠桿右側(cè)力與力臂的積為

2Nx2L=4NxL>3Nx￡

杠桿不能平衡，故A錯誤；

B.在B點用彈簧測力計豎直向下拉，當示數(shù)為0.5N時，杠桿右側(cè)力與力臂的積為

0.5Nx5L=2.5NxL<3NxA

杠桿不能平衡，故B錯誤；

C.用彈簧測力計在8點豎直向下拉，根據(jù)杠桿平衡條件知

Wx3L=Fx5L

最小拉力為0.6N,為省力杠桿；根據(jù)杠桿平衡條件知，當力的方向改變，力臂為3L時，拉力為

1N,為等臂杠桿；當改變用力方向，使力臂小于3L時，拉力要大于1N,杠桿才能平衡，要費力，故

C錯誤；

D.用彈簧測力計在A點用彈簧測力計豎直向下拉，根據(jù)杠桿平衡條件知

1NX3L=FX2L

最小拉力為L5N；當力的方向改變時，力臂減小，無論如何改變用力方向力都要大于1.5N,都要費力，

故D正確。

故選D。

5.（2020?江陰市長涇第二中學九年級月考）如圖所示，質(zhì)地均勻的圓柱體，在拉力F的作用下，由實

線位置勻速轉(zhuǎn)到虛線所示位置，整個過程中，拉力F始終作用于A點且與以保持垂直（OA為圓柱體

橫截面的直徑），圓柱體在轉(zhuǎn)動過程中不打滑。則下列分析正確的是（）

A.拉力F逐漸變小

B.由于拉力F的力臂始終保持最長，拉力F始終保持最小值不變

C.拉力F逐漸變大

D.條件不足，無法判斷

【答案】A

【解析】

由題意可知，拉力F始終與0A垂直，也就是動臂的大小是不變的；由圖示可知，在轉(zhuǎn)動過程中，阻力

也就是重力的力臂是越來越小的，重力大小不變，所以阻力與阻力臂的乘積是越來越小的，根據(jù)杠桿

的平衡條件可知，動力與動力臂的大小也應(yīng)是越來越小的，而動力臂大小不變，所以動力會越來越小，

故應(yīng)選A。

6.（2017?江蘇鹽城市?景山中學九年級期末）汽車在平直公路上以速度V。勻速行駛，發(fā)動機功率為P。，

牽引力為F。。tl時刻開始，司機減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，到t2時刻，汽車又開始做

勻速直線運動，速度為V.已知運動過程中汽車所受阻力f恒定不變，汽車牽引力F隨時間t變化的圖

像如圖所示，則（）

A.V=1/2VOB.ti至t2時間段內(nèi)汽車做加速運動

C.F0=1/2fD.t2時刻后，汽車將保持功率Po行駛

【答案】A

【解析】由題知，口時刻以前，汽車以速度V。勻速行駛，發(fā)動機功率為Po,則有R）=FoVo......①

L時刻開始，司機減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，在該瞬間汽車的速度不變（仍為vo）,牽

引力F。減小為1所以P=

|FOVO......................②

由①②可得，P=；Po.

AD.由題，L時刻后汽車的功率保持恒定，由前面分析可知，汽車的功率將保持;Po不變，故D錯誤;

到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運動，速度為V,由圖可知，汽車再次做勻速直線運動時的牽引力與

開始時做勻速直線運動的牽引力大小相等，均為Fo.

根據(jù)P=Fv可得第二次做勻速直線運動時的速度：丫_匕_聶_9_\，故A正確；

B.由圖可知，ti到t2時間內(nèi)，汽車受到的牽引力增大，功率不變，由P=Fv可知，汽車行駛的速度減

小，所以汽車做減速運動，故B錯誤；

C.汽車做勻速直線運動時，牽引力與阻力平衡，所以Fo=f,故C錯誤。

7.（2017?南通市通州區(qū)實驗中學九年級月考）如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為285N的水泥桶，

動滑輪重為15N,不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重。工人在將水泥桶勻速向上拉的過程中，水泥桶上

升的高度h隨時間t變化的關(guān)系如圖所示。由此可知（）

A.水泥桶勻速上升的速度為3m/s

B.0~10s內(nèi)建筑工人對繩的拉力做的功為600J

C.0~8s內(nèi)建筑工人對水泥桶做的功為684J

D.建筑工人對繩的拉力的功率為30W

【答案】C

【解析】解答:A.由圖知水泥桶在內(nèi)上升了水泥桶勻速上升的速度:"

t10s

故A錯;氏由圖知。?1OS內(nèi)水泥桶上升的高度危=3小拉力端移動的距離S=3%=3x3加=9小，

不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，則F=；（G/GiO=g（285N+*5N）=IOON,拉力做的功：

W=FS=，OONxqM=qOOJ,故B錯誤；C.在。?8s內(nèi)水泥桶上升的高度電="=O.3m/Sx8S

=2.43，建筑工人對水泥桶做的功：W=Ch2=28$Nx2.4kv\=684J,故C正確；D.拉力端移動

的速度：V/=3^=3x（9.3m/s=C,.<?m/s,建筑工人對繩的拉力的功率：P=Fv'=3.OONxO.9w\/s=

qow,故D錯。故選C

8.（2017?江蘇鎮(zhèn)江市?九年級一模）如圖所示，物體A重120N,物體B重10N,此時A恰能沿著水平桌

面以0.2m/s向右做勻速直線運動，則下列選項正確的是（不計摩擦、繩重及滑輪重）（）

A.物體B勻速下降的速度是0.1m/s

B.10s內(nèi)，動滑輪對物體A向右運動的拉力做功40J

C.物體B在勻速下降時，拉B繩的拉力功率為2W

D.物體A向右做勻速直線運動與桌面之間的摩擦力為10N

【答案】B

【解析】

A、由圖得：有兩段繩子拉著物體A運動，故B物體下滑的速度為。=2巳=2X0.2〃Z/S=0.4M/S.此

選項錯誤；

B、不計摩擦、繩重及滑輪重的情況下，動滑輪對A的拉力：F=2Gs=2xl0N=20N,10s內(nèi)A移

動的距離：SA-VAt-0.2m/5x10.v=2m,

則拉力做功：”.=EVA=20NX2，〃=4（V,故B正確；

C、物體B在勻速下降時，拉B的繩的拉力等于B的重力為:LON,

功率為：PB=FBVB=10NxQAm/s=4w,故C錯誤；

D、根據(jù)二力平衡條件，勻速運動時拉力等于摩擦力等于F為20N,故D錯誤；

故選B.

點睛：計算滑輪組的相關(guān)問題，重要的是看清楚兩個力和兩個距離（或兩個速度），并且要對應(yīng)好.

9.（2019?鎮(zhèn)江實驗學校九年級月考）如圖所示，某人用扁擔擔起兩筐質(zhì)量為mi，m2的貨物，當他的

肩處于。點時，扁擔水平平衡，已知/1>/2,扁擔和筐的重力不計，若將兩筐的懸掛點向。點移近相同

的距離△/,貝U（）

A.扁擔依然在水平位置平衡

B.扁擔右端向下傾斜

C.要使扁擔恢復水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為（牝加1）

M

D.要使扁擔恢復水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為(加2加1)二

【答案】c

【解析】

AB.原來平衡時

migk=m2g%

已知

h>h

所以

mi<m2

設(shè)移動相同的距離/,則左邊

mig(/i-A/)=mig/i-migA/

右邊

m2g出-△/)=m2g/i-m2g△/

因為

mi<m2

所以

miA/g<m2A/g

mi(/i-A/)g>m2(/2-A/)g

則杠桿的左端向下傾斜，故AB錯誤；

CD.因為

n?i(/i-A/)g>n72(/2-A/)g

往右邊加入貨物后杠桿平衡即

n?i(/i-A/)g=(m2+m)g(/2-A/))

m1gl1=m2gl2

AZ

l?一△/

故C正確，D錯誤。

故選C。

10.(2021?江蘇蘇州市振華中學校九年級二模)為了將放置在水平地面上、重G=100N的重物提升

到高處。小明同學設(shè)計了圖甲所示的滑輪組裝置。當用圖乙所示隨時間變化的豎直向下拉力尸拉繩時，

重物的速度v和上升的高度力隨時間r變化的關(guān)系圖像分別如圖丙和丁所示。若重物與地面的接觸面積

5=5、10々?12,不計繩重和摩擦,繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。則下列選項正確的是()

甲乙丙丁

A.在0~ls內(nèi)，重物對地面的壓強p為200Pa

B.在1~2s內(nèi)，拉力F做的功W為375J

C.在2~3s內(nèi)，拉力產(chǎn)的功率P為300W

D.在2~3s內(nèi)，滑輪組的機械效率〃保留兩位有效數(shù)字后為53%

【答案】c

【解析】

A.觀察圖丙可知，在O~ls內(nèi)，重物的速度為零，則重物處于靜止狀態(tài)，平衡狀態(tài)，受力平衡，以重

物和動滑輪為一個整體，進行受力分析，它們受到自身的重力作用、地面對重物向上的支持力作用、

三條繩子對動滑輪的拉力作用，而從圖乙可知，O~ls時，拉力的大小是30N,則可得

90N+G持力=G動滑輪+100N

要想知道支持力的大小，需要求出動滑輪的重力；再觀察下圖丙，1~2s時，重物的速度在不斷變大，

不是勻速運動，2~3s時，重物的速度保持不變，則是勻速運動，處于平衡狀態(tài)，受力平衡，這時重物

也離開了地面，地面對它不存在支持力，以重物和動滑輪為一個整體，進行受力分析，它們受到自身

的重力作用、三條繩子對動滑輪的拉力作用，而從圖乙可知，2~3s時，拉力的大小是40N,三條繩子

托著動滑輪，則可得到

120N=G^+100N

可解得G動滑輪=20N；由上述式子可知

備拌力=20N+100N-90N=30N

力的作用是相互的，地面對重物的支持力大小等于重物對地面的壓力大小，則O~ls內(nèi)重物對地面的壓

力大小

心力=F支持力=30N

重物與地面的接觸面積S=5xl(y2m2,根據(jù)壓強公式可知，在07s內(nèi)，重物對地面的壓強

〃一品力一30N

=600Pa

S5xl02m2

在0~ls內(nèi)，重物對地面的壓強是600Pa,故A錯誤;

B.從圖丁可以看到，在1~2s內(nèi)，重物上升的高度為1.25m,三條繩子托著動滑輪，則拉力繩端移動的

距離

5=1.25mx3=3.75m

再觀察圖乙，在1~2s內(nèi)，拉力大小是50N,根據(jù)W=Es可知，拉力廠做的功

W=八=50Nx3.75m=187.5J

在1~2s內(nèi)，拉力廠做的功為187.5J,故B錯誤；

C.從圖乙可以看到，在2~3s內(nèi)，拉力尸的大小是40N,再從圖丙可以看到，在2~3s內(nèi)，重物速度大

小是2.5m/s,速度大小不變，是勻速運動，則拉力繩端速度

v-2.5m/sx3=7.5m/s

根據(jù)P=Fv可知，在2~3s內(nèi)，拉力口的功率

P=Fv=40Nx7.5m/s=300W

在2~3s內(nèi)，拉力F的功率是300W,故C正確；

D.從圖丁可以看到，在2~3s內(nèi)，重物上升的高度

h—3.75m-1.25m=2.5m

重物的重力是100N,則在2~3s內(nèi)，滑輪組做的有用功

W6用功=Gh=lOONx2.5m=250J

滑輪組做的有用功是250J；從圖乙可以看到，在2~3s內(nèi)，拉力的大小是40N,這段時間重物上升的高

度是2.5m,從圖甲可以看到，三條繩子托著動滑輪，則拉力繩端移動的距離

s=2.5mx3=7.5m

滑輪組做的總功

心動=Fs=40Nx7.5m=300J

在2~3s內(nèi)，滑輪組的機械效率

xloo%=100%?83.3%

強功300J

即在2~3s內(nèi)，滑輪組的機械效率〃保留兩位有效數(shù)字后為83%,故D錯誤。

故選C。

11.(2019?江蘇蘇州市。如圖，每個滑輪質(zhì)量相同，重為G的物體，在拉力的作用下勻速上升，已知

乙滑輪組的效率為〃，不計摩擦、繩重和木板重，下列說法不正確是()

A.兩滑輪組的機械效率可能相等

B.Q一定大于人

(l-n)G

C.每個滑輪重

2tl

D.甲、乙將重物提升相同的高度時，拉力的功率可能相等

【答案】A

【解析】

由圖可知，“1=2,"2=4,由受力分析可知

*=G+G動

4-G+2G動

即

G+G動G+G動

2

_G__+_2_G_動___G_+__2_G動Ad.

n24

則

6>K

則兩滑輪組的機械效率為

=-100%=2=0=，

耳聞%耳〃G+G動

%fix100%GhGhG

以F2S2%F2hG+2G動

可知當動滑輪重量不可忽略時，二者機械效率為

則動滑輪的重量為

「（1—〃）G

甲、乙將重物提升相同的高度時，拉力的功率分別為

hh

q=片匕=〃兇%i=〃￡「=（G+G動）1

*14

hh

PFV=nF

2=2\=〃2工%222-=（G+2G動）］

「2/2

若二者相等時

hh

（G+G動）巴=（G+2G動）二

G+G動

G+2G動

此時拉力的功率相等；故A符合題意，BCD不符合題意。

故選Ao

12.（2021?江蘇九年級專題練習）現(xiàn)有一根形變不計、長為/■的鐵條八8和兩根橫截面積相同、長度

分別為心、3的鋁條a、b,將鋁條a疊在鐵條八B上，并使它們的右端對齊，然后把它們放置在三角形

支架。上，AB水平平衡，此時。B的距離恰好為心，如圖所示。取下鋁條a后，將鋁條b按上述操作

方法使鐵條AB再次水平平衡，此時。8的距離為L。下列判斷正確的是（）

OA

A.若3＜岳＜乙則La4＜"":'成立B.若心＜3＜3則:'成立

22

C.若Lb〈La，＜卜＜3成立D.若則晨＜成立

22

【答案】A

【解析】

由題意可知，將鋁條a疊在鐵條A8上，并使它們的右端對齊，然后把它們放置在三角形支架。上,

AB水平平衡，此時OB的距離恰好為U：

AB.如下圖所示，若La＜Lb＜L,用鋁條b替換鋁條a就相當于在鋁條a左側(cè)放了一段長為&-心、重

為Gb-Ga的鋁條

LQLb<L

這一段鋁條的重心距8端的長度為

a22

而鐵條AB和鋁條a組成的整體的重心在支架原來的位置,距B端的長度為%,要使鐵條AB水平平衡,

由杠桿的平衡條件下［1=F2心可知，支架。應(yīng)移到上述兩個重心之間，即

L.+L

2

故A正確、B錯誤;

C.如下圖所示，若昆＜〃，用鋁條b替換鋁條a就相當于從鋁條a左側(cè)截掉一段長為公-包、重為Ga

-Gb的鋁條

Lb<La

也相當于距B端

f22

處施加一個豎直向上的力，其大小等于Ga-Gb，由杠桿的平衡條件「人=F2心可知，要使鐵條水平

平衡，支架。應(yīng)向A端移動，則卜故C錯誤；

D.由Lb<La可知

L+L>4+4

L>L=-^—^

xa2

故D錯誤。

故選A?

二、填空題

13.（2020?蘇州市吳江區(qū)北庫中學九年級一模）如圖所示，用拉力Fi拉著物體向右以也速度在水平地

面上勻速運動了51，拉力F1所做的功為W1，功率為P1；若用拉力F2拉著物體以V2的速度在同一水平

地面上勻速運動了S2,拉力F2所做的功為W2,功率為P2,已知力：V2=1：2,51：S2=l：l,則W1W2

（選填<"或,Pl：P2=。

【答案】=1：2

【解析】

卬由題可知，同一物體先后以不同的速度在同一水平地面上勻速運動，則物體對水平地面的壓力不變,

接觸面的粗糙程度不變，因此兩次物體受到的滑動摩擦力不變；又因為物體在水平地面上勻速運動，

根據(jù)二力平衡條件可知拉力等于摩擦力，即

FH

根據(jù)〃=尸5,因為5I=S2,所以〃1=%。

⑵根據(jù)P=A,因為

v,：v2=1:2

所以

不丹=1:2

14.（2015?江蘇無錫市?九年級期中）現(xiàn)有24包大米，總質(zhì)量為120kg.小明想盡快將它們搬上10m高

處的庫房，如圖為小明可以提供的用于搬動物體的功率與被搬運物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖像，由圖可知

他可以提供的最大功率為W；為了盡可能快地將大米搬上庫房，則他最快完成搬運任務(wù)并返回

原地所用的時間s.（若每次下樓時間是上樓時間的一半）

【答案】50360

【解析】

試題分析：由圖示可知，曲線的最高點就是最大的功率為50W；24包大米，總質(zhì)量為120kg,每包大

米的質(zhì)量是5kg,由于搬動物體所需要做的總功是一定的，要盡快完成搬運工作，要求人始終在最大功

率（輸出）狀態(tài)下工作，每次應(yīng)搬動質(zhì)量15kg的物體，即3包大米；每次搬運的大米的重力

G=mg=15kgx10N/kg=150N；重力做的功W=Gh=150Nx10m=1500J,則每次上樓所用的時間

t=W/P=1500J/50W=30s,每次下樓所用的時間是15s,則一個來回需要的時間是30s+l5s=45s,搬24包

大米需要8個來回，所以所用是時間一共是45sx8=360s.

考點：功和功率的計算

15.（2021?江蘇無錫市?九年級期末）如圖所示，用大小為500N的拉力/通過滑輪組，將重為800N

的物體在5秒內(nèi)勻速提升高度10cm。

(I)有用功是J,拉力做功的功率是W,滑輪組的機械效率是%。

(2)若要求出動滑輪的重力，需增加的條件是。

(3)在以下方法中，能提高該滑輪組的機械效率的是o(填序號)

①增大物體提升高度②增加物體的重力

③增大勻速拉繩的速度④改變繞繩方式

【答案】802080不計繩重和摩擦②

【解析】

(1)”］有題意可的，有用功是

%用=G/z=800Nx0.1m=80J

⑵拉力的做功

W=Fs=Fx泌=500Nx2x0.lm=100J

［3］輪組的機械效率是

=*i()()%=x100%=80%

%100J

(2)［4］若要求出動滑輪的重力，則需要忽略克服摩擦力做功，和克服繩子做功。即不計繩重和摩擦?？?/p>

求出動滑輪重。

(3)⑸提高該滑輪組的機械效率的方法有：增加有用功減小額外功。

由公式可得

GhG

77=--=---

FsnF

①增加重物提升高度的時候，繩端被拉升的距離也變長了，所以不能提高機械效率。故①不符合題意;

②增加物體的重力，在動滑輪、摩擦不變的情況下，即額外功不變的情況下，有用功增加了，所以機

械效率就提高了，故②符合題意；

③增大提升物體的速度，不能提高機械效率，故③不符合題意；

④改變繩子的纏繞方法，對重物被拉升沒有影響，即對有用功沒影響；對動滑輪的拉升、動滑輪轉(zhuǎn)動

時的摩擦也沒有影響，即不影響額外功.所以改變繞繩方式不影響機械效率，故④不符合題意。

故選②。

16.（2018?江蘇泰州市?泰州中學附屬初中九年級月考）2013年長沙體育中考，男生新設(shè)引體向上項目.如

圖是引體向上的示意圖，小云同學在半分鐘內(nèi)做了12個規(guī)范的引體向上.已知小云的質(zhì)量為60kg,每

次引體向上他能將自身重心提高0.4m,則小云每做一次引體向上所做的功為J,整個過程中的平均

功率為W.（g取10N/kg）

【答案】24096

【解析】

試題分析：體育中考，男生新設(shè)引體向上項目.如圖是引體向上的示意圖，小云同學在半分鐘內(nèi)做了

12個規(guī)范的引體向上.已知小云的質(zhì)量為m=60kg,重力G=600N,每次引體向上他能將自身重心提高

h=0.4m,則小云每做一次引體向上所做的功為W=Gh=600Nx0.4m=240J,做一次功，用時間為

t=30s/12=2.5s,平均功率為p=W/t=240J/2.5s=96W.

考點：功和功率

17.（2021?江蘇南京市?九年級期末）為避免同學們用手按壓宿舍樓大門的開門按鈕造成交叉?zhèn)魅荆?/p>

小明用輕質(zhì)木桿自制了“腳踏式杠桿”，借助杠桿按動按鈕，如圖所示。已知。4=100cm,OB=60cm,

AB=80cm,OC=15cm,當小明在C點用腳給杠桿施加16N的壓力B時，按鈕觸發(fā)，大門打開。該杠

桿屬于（選填“省力”或“費力”）杠桿，此時杠桿的阻力臂是cm,按鈕對杠桿的水平

阻力B=No（不計摩擦）

【答案】費力803

【解析】

按鈕對杠桿的阻力與地面平行，作出阻力F2的力臂，如圖所示:

可知阻力的力臂力2與AB的長度相等，即心為80cm,壓力R的力臂L為OC的長度，即心為15cm,

動力臂小于阻力臂，該杠桿屬于費力杠桿。

⑶由耳乙=鳥&得，按鈕對杠桿的水平阻力

幽咨區(qū)3N

L280cm

18.（2020?鎮(zhèn)江第一外國語學校）小明利用輕質(zhì)木條和透明圓柱形塑料桶等器材制作了如圖所示的

測量密度的秤。只要把一定體積的待測液體倒入小桶中，就能通過移動秤坨的位置，從木條上的刻度

讀出液體的密度值。

nJ_B

（i）該秤的刻度是的（均勻/不均勻）；

（2）若木條上4、B、C中有一點是零刻度，應(yīng)該是,點。

（3）若讓秤坨位置不變,仍可用該秤測量液體的密度，則應(yīng)該把刻度標在塑料桶壁上，該刻度是,

的（均勻/不均勻），且（上/下）邊的數(shù)值大。

【答案】均勻A不均勻下

【解析】

（1）［1］根據(jù)杠桿的平衡條件尸/=尸2/2,可得

凡4

下一4

力與力臂成反比，所以該秤的刻度是均勻的。

（2）［2］對于桿秤來說，桶具有一定的重力，此時A點對應(yīng)的質(zhì)量為零。

（3）⑶⑷若讓秤坨位置不變，即液體質(zhì)量不變，根據(jù)密度公式可知，體積小的密度大，而小桶

不是柱形容器，所以刻度標在塑料桶壁上的刻度是不均勻的，下邊的刻度對應(yīng)的數(shù)值大。

19.（2019,海安市紫石中學九年級月考）如圖所示，F(xiàn)［=4N,K=3N,此時物體A相對于地面靜

止，物體B以的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重

及滑輪和繩子之間的摩擦）。

彈簧測力計

/

(1)彈簧測力計讀數(shù)為N,K的功率為W。

⑵物體B對物體A的摩擦力為N,方向向。

【答案】90.66左

【解析】

【解析】

(1)由圖知，水平使用滑輪組，〃=2,拉力端移動速度v=2%=2x0.bn/s=0.2m/s,拉力做功功

率6=f>=3NxO.2m/s=O.6W；

不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦，彈簧測力計的示數(shù)

F=3F2=3X3N=9N；

⑵對于物體A,受到的力：B向左的摩擦力A=2K=2X3N=6N；

20.(2019?江蘇省南菁高級中學實驗學校九年級期中)如圖甲所示，物體A重為15N置于水平桌面上，

在拉力廠的作用下，5s內(nèi)勻速直線運動了0.5m.圖乙是拉力E做的功隨時間變化的圖像.已知物體A

在水平桌面上運動時受到的摩擦阻力/為A物重G的0.2倍，則：拉力F=N:拉力/做功的功率

P=W；滑輪組的機械效率〃=.

【答案】2.50.560%

【解析】

[1]因為物體5s內(nèi)勻速直線運動了053,所以5s內(nèi)拉力移動的距離為:

s-2s物=2X0.5m=lm

由W=Es得，拉力的大小為：

[2.]由尸=/得，拉力尸做功的功率為：

IV251

尸=%=上=0.51丫

t5s

[3]因物體A在水平桌面上勻速運動時處于平衡狀態(tài)，受到滑輪組的拉力和受到的摩擦力是一對平衡

力，所以，滑輪組對A物體的拉力：

長之。2G=。2乂，SN=3N

5S內(nèi)拉力廠對物體A做的有用功：

H/fl=Z^^3WX（9.5m=i.5J

由圖乙可知，6s內(nèi)拉力做的功：

"也=2.5J

滑輪組的機械效率：

片上X100%=巴X100%=60%

優(yōu)2.5J

2L（江蘇省蘇州市姑蘇區(qū)2019-2020學年九年級10月月考物理試題）如圖所示裝置，物體B重為G,

它浸沒在水中勻速下沉時，通過滑輪組拉著重200N的物體A在水平面上勻速運動；當用一個水平向左

的拉力Fi拉物體A,使物體B在水中勻速上升（物體B始終未露出水面），力Fi的功率Pi，滑輪組的

機械效率為小；當物體B完全露出水面后，用另一個水平向左的力F2拉物體A,使物體B仍然以相同

的速度勻速上升，力F2的功率為P2,此時滑輪組的機械效率為小，已知：物體B的密度PB=5P木，第一

次的拉力Fi=60N,7:%=44:45。若不計繩重、滑輪組裝置的摩擦和水中的阻力，功率之比小巴

=(g=10N/kg)o

【答案】9:10

【解析】

當B在水中下沉，物體A在水平面上勻速運動，A水平方向受力情況如圖甲所示；當用力日拉物體A,

物體B在水中勻速上升時，A水平方向受力情況如圖乙所示；當物體B完全露出水面后，用力F2拉物體

A,A水平方向受力情況如圖丙所示；當物體B浸沒在水中時，動滑輪與物體B的受力情況如圖丁所示；

當物體B完全露出水面時，動滑輪與物體B的受力情況如圖戊所示。

戊

甲圖中物體A向右勻速運動，所以有

f=F

乙圖中物體A向左勻速運動，所以有(物體B仍在水中，繩子的拉力不變)

Fi=f+F

丙圖中物體A向左勻速運動所以有（物體B完全露出水面，繩子的拉力發(fā)生了變化）

F2=f+F'

丁圖物體B浸沒在水中，把物體B和動滑輪當作一個整體，所以有

3F=G動+G-F部①

戊圖中物體B完全露出水面，把物體B和動滑輪當作一個整體，所以有

3F，=GM+G②

B浸沒在水中時受到的浮力

居孚一。水g』一。水g?一夕水一

PBS5夕水5

B物體勻速下沉時，由①式可得作用在繩子上的拉力

尸=g（G—4孚+G動）=g（G—（G+G動）=gx（1G+G動）

甲圖中A勻速運動，所以

14

/r=§x[G+G動）

乙圖中拉力Fi拉A使B勻速上升，所以

1414

（）（）

^=F+/=--G+G?J+/=2X-X-G+GSJ=60N

化簡后可得

4G+5G動=450N③

B完全露出水面時，由②式可得作用在繩子上的拉力

F=gx（G—G動）

滑輪組的機械效率（物體B在水中時，G為B在水中的視重，等于其重力與浮力之差）

%_G/z_G

n——---------——----

W（,FsnF

丁戊兩圖中滑輪組機械效率之比

〃1：〃2=:工=_：厘_,_G---------=8（G+G動）：（&G+G動）=44:45

3F3尸3xggG+G動）3x*+G動）55

化簡后可得

G=10G$④

聯(lián)立③④可得

G動=10N,G=10G.M=10X10N=100N

水平面對物體A的摩擦力

141<4、

/=—x（—G+G動）=—x—xlOON+lON=30N

35315j

因為B完全露出水面，所以B給A的拉力為

/'=；（G+G動）

因為F2拉人使8勻速上升

吊=g（G+G動）+/=；（100N+10N）+30N=^N

由于物體運動的速度不變，由。=“可得

《：6=月：罵=60N:管N=9:10

三、實驗題

22.（2020?廣東東莞市?北師大東莞石竹附屬學校九年級月考）如圖是小明同學做"探究斜面的機械效

率”的實驗裝置。

⑴請計算斜面坡度為60。時的機械效率；（）

⑵請你根據(jù)實驗數(shù)據(jù)推導下列的結(jié)論：

斜面斜面粗物重斜面高沿斜面斜面有用功總功機械效

坡度糙程度G/N度h/m拉力F/N長L/mW6/JW亦率“％

30°粗糙0.50.200.350.40.100.1471.4

60°粗糙0.50.280.450.40.140.18

結(jié)論1：沿粗糙程度相同的斜面向上勻速拉動同一物體時，斜面坡度越，拉力越??；

結(jié)論2：在粗糙程度相同的條件下，斜面坡度越大，機械效率越；

⑶如果你是一位建筑設(shè)計師，需要設(shè)計一幢老年人俱樂部的大樓，受上述實驗的啟發(fā)，在設(shè)計樓梯時,

您會把樓梯設(shè)計得較（填"緩"或"陡。

【答案】77.8小大緩

【分析】

⑴首先分清那是有用功、總功，要明確斜面機械效率的計算公式，去計算機械效率;

⑵斜面的機械效率與斜面的粗糙程度、物重、斜面的傾斜程度有關(guān)，根據(jù)表格中變化的量和不變的量

可以判斷影響拉力大小以及機械效率的因素；

⑶由⑵中的分析可知樓梯的陡緩與上樓所用力的關(guān)系。

【解析】

⑴⑴根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，物體做的有用功

=G/i=0.5Nx0.28m=0.14J

物體做的總功

W?=Fs=0.45Nx0.4m=0.18J

物體在60。的斜面的機械效率

9=0J4J*]00%=77.8%

%0.18J

⑵⑵⑶由表中數(shù)據(jù)知，斜面的粗糙程度、物重、斜面長不變，斜面越緩，拉力越小，機械效率越低。

反之，拉力越大，機械效率越大。

⑶⑷由⑵中的分析可知樓梯越緩，上樓所用的力越小。

【點睛】

本題的難點是分析數(shù)據(jù)找出規(guī)律，需要根據(jù)學過的理論知識合理的分析并準確的表達；斜面是省力的

機械，能夠分清哪是有用功，哪是總功是解題的關(guān)鍵，有用功等于物體重力和斜面高度的乘積，總功

等于拉力和斜面長度的乘積。

23.（2017?江蘇泰州市?八年級期末）如圖是小明利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進行探究"杠桿的平衡條件"

實驗.所用每個鉤碼的重均為

0.5No

（1）下列實驗步驟中,正確的順序是—（填寫字母）

A.將杠桿的中點置于支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。

B.計算每次實驗中百?A和A的大小，根據(jù)計算結(jié)果得出杠桿的平衡條件。

C.改變鉤碼的個數(shù)和位置，重復實驗。

D.記下動力E、動力臂￡卜阻力耳和阻力臂4的大小，將數(shù)據(jù)填入記錄表格中。

E.將鉤碼掛在杠桿的支點兩邊，先改變動力或動力臂的大小，然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水

平位置重新平衡。

（2）上述A步驟中，杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向—（選填"左"或"右"）

端調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡。調(diào)節(jié)完成后，在整個實驗過程中，—（填"可以"或"不可以"）再

旋動兩側(cè)的螺母。

（3）在左邊A點懸掛兩個鉤碼，在右邊掛上三個鉤碼，按照步驟E調(diào)節(jié)鉤碼的位置，發(fā)現(xiàn)杠桿在水平位置

平衡時，恰好掛在一點；取走懸掛在該點的鉤碼，改用彈簧測力計在H點豎直向上拉，使杠桿水平位置

平衡，測力計的拉力為—N；若改變彈簧測力計拉力的方向偏向右上方，仍然保持杠桿在水平位置平衡，

則測力計的示數(shù)將—（選填“變大”或“變小”或“不變”），原因是一。

【答案】AEDCB左不可以C0.75變大拉力的力臂變小了

【解析】（1）實驗步驟：把杠桿的中點支在鐵架臺上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿在水平位置平

衡；將鉤碼分別掛在杠桿的兩側(cè)，使杠桿在水平位置重新平衡；多次改變鉤碼的個數(shù)和位置，多次進

行重復實驗，使結(jié)論更具有普遍性；故正確的順序是AEDCB。

（2）杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向左端調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡。實

驗過程中不可以再調(diào)節(jié)平衡螺母。

（3）已知每個鉤碼的重是0.5N,設(shè)杠桿一個小格長是L,在左邊A點懸掛兩個鉤碼，根據(jù)杠桿平衡條

件FILI=F2（_2得，1NX3L=1.5NXL2,

所以L2=2L,即在支點右端兩個格C處掛3個鉤碼。

用彈簧測力計在H點豎直向上拉，使杠桿水平位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件FILI=F2L2得，1NX3L=FHX4L,

所以FH=0.75N,測力計的拉力為0.75N。

當彈簧測力計拉力的方向逐漸偏向右上方時,彈簧測力計拉力的力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件F】L1=F2L2,

阻力、阻力臂不變，測力計的示數(shù)將變大。

24.（2016?江蘇無錫市?九年級期中）小強在測滑輪組的機械效率時，記錄了如下的實驗數(shù)據(jù)：（不計

繩重和摩擦）

（1）根據(jù)下表的數(shù)據(jù)可以計算出有用功為J;滑輪組的機械效率為;

滑輪組組成鉤碼重G/N鉤碼升高的高度h/m動滑輪重G/N繩子自由端移動距離s/m

一個定滑輪

20.10.50.2

一個動滑輪

（2）請在下圖幫助小強畫出該滑輪組的繞線方式;

（3）當動滑輪重為N時，使用該滑輪組提起2N重的鉤碼剛好不省力:

（4）物體重G開始逐漸增加，直到繩子被拉斷.每次均勻速拉動繩子將物體提升同樣的高度.此過程中

滑輪組的機械效率隨物體重力的增加而變化的圖象是圖中（—）

【答案】（1）80%；(2)如圖所示

(3)2；(4)C.

【解析】

試題分析:

(1)W行用=Gh=2NxO.lm=0.2J

額外功為：W后G動h=0.5NX0.lm=O.05J,則W/W自用+W額=0.2J+0.05J=0.25J,

=x100%=9^x100%=80%

7

咻，0.25J

（2）由繩端移動距離與物體上升高度的關(guān)系，可知此滑輪組由2段繩子承擔物重，所以要從定滑輪繞

起.

（3）因為此滑輪組由兩端繩子承擔物重F=；（G物+G動），所以當動滑輪重力與物體重力相等時，剛

好不省力.

n_叩有用_Gh_1

（4）滑輪組效率以Gh+G*]+?，

當物體重G開始逐漸增加時，滑輪組效率不斷增大，故C正確;

故答案為（1）80%；（2）如圖所示；（3）2；（4）C.

考點：滑輪（組）機械效率的測量實驗.

25.（2018?上海八年級期中）某小組同學研究使用動滑輪勻速提起物體時，豎直向上的拉力廠的大小

的變化情況。他們按圖所示方式用三個重力不同的滑輪進行實驗，并將相應(yīng)的滑輪重Ga物體重G物

和拉力尸的大小分別記錄在表一、表二和表三中。

表一：動滑輪G,，=5N表二：動滑輪Gz=4N表三：動滑輪G卡—N

實驗