第十一章机械功与机械能单元测试2021-2022学年沪粤版物理九年级上册（有答案）

《第十一章 机械功与机械能》单元测试
一、填空题(每空2分，共20分)
1．如图所示，杂技演员在表演蹦床节目。某次她被蹦床弹起，在离开蹦床之前的C到B过程中，弹性势能________。(填“增加”“减少”或“不变”)
(第1题)
2．过山车从高处加速滑下的过程中，过山车的动能________(填“增加”“减少”或“不变”)。
3．如图所示，一根粗细材料都均匀的金属棒AB置于水平地面上。保持A端不动，用弹簧测力计竖直向上将棒的B端缓慢拉起0.2 m，此时弹簧测力计的读数为2 N。则整个过程弹簧测力计对棒所做的功为 ________J。
(第3题) 　(第4题)
4．如图所示，质量为1 kg的物体放在水平面上，用绳通过动滑轮拉物体使物体在水平面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动，水平拉力F为2 N，拉力做功的功率为________W。
5．一辆汽车，在高速公路上以72 km/h的速度匀速行驶，受到的阻力是2 000 N，汽车发动机的功率为____________W。
6．某航模兴趣小组操控一架重20 N的小型无人机，让其在10 s内匀速水平前进了10 m，竖直下降了10 m，在10 s内，该无人机重力做功的功率是________W。
7．如图所示，体重为70 kg的工人师傅用40 N的拉力竖直向下拉绳使重60 N的重物匀速上升10 m，则该滑轮组的机械效率为________。
　　　　　(第7题) (第8题)
8．如图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，若对车的拉力为2400 N，F为1 500 N，则该滑轮组的机械效率是________。
9．利用斜面把重60 N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面长1.5 m，高0.4 m，机械效率为80%，则物体受到的摩擦力f＝________N。
10．利用3 m长的斜面将重150 N的物块移到2 m高的平台上，如图所示。
若将其匀速拉到顶端的过程中，物块所受的摩擦力大小为20 N，则所需的拉力F为________N。
(第10题)
二、选择题(每题2分，共14分)
11．下列四种情景，人对物体做了功的是(　　)
A．提着水桶水平行走 B．推着小车水平前进
C．举着杠铃原地不动 D．用力却推不动石头
12．八年级2班的小王同学用20 s的时间从教学楼一楼走到三楼，则他上楼消耗的功率最接近(　　)
A．1.8 W B．18 W
C．180 W D．1 800 W
13．如图所示，用不变的拉力F匀速拉动重为G的物体A，使其沿水平方向移动一段距离s，在此过程中，拉力F做功为(　　)
(第13题)
A．3Fs B．Gs
C．2Fs D．(G＋F)s
14．飞机在林场上空某一高度喷洒农药时，水平匀速飞行，关于飞机的动能和势能变化，下列说法中正确的是(　　)
A．动能减少，势能减少 B．动能减少，势能增加
C．动能增加，势能减少 D．动能不变，势能不变
15．如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动。B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC，在小球从A点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．小球从A到B，重力势能全部转化为动能
B．小球从A到C，绳子的拉力对小球做功
C．小球在B点的机械能大于C点的机械能
D．小球在B点的机械能等于C点的机械能
(第15题) (第16题)
16．如图所示，有一个斜面长s为1.2 m、高h为0.3 m，现将一个重为16 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5 N，拉力的功率为3 W，g取10 N/kg，则(　　)
A．拉力做的总功为4.8 J
B．斜面的机械效率为90%
C．斜面上物体受到的摩擦力为5 N
D．物体由斜面底端运动到顶端用时2 s
17．用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作用下，重为40 N的物体在10 s内匀速竖直上升了2 m，已知动滑轮重为8 N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是(　　)
(第17题)
A．电动机对绳的拉力为12 N
B．绳子自由端的移动速度为0.2 m/s
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8 W
三、实验题(第18题、19题每题4分，第20题8分，共16分)
18．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的陷入深度不同，如图中虚线球所示。
(第18题)
(1)比较球A、C运动，可得出影响重力势能大小的因素是____________。
(2)分析球B、C运动，可以知道两球中______重力势能较大。
19．如图所示，某同学在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，分别将质量不同(mA＝mB＜mC)的三个小球先后从同一装置的不同高度处(hA＝hC＞hB)静止滑下，分别推动同一木盒运动一段距离后静止。
(第19题)
(1)小球到达水平面时，三个小球速度vA、vB、vC的大小关系是____________。
(2)在上述情境中，我们认为C球所具有的动能最大，其依据是________________________。
20．某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。
实验 次数 钩码 重/N 钩码上升的高度/m 绳端的拉力/N 绳端移动的距离/m 机械 效率 机械效率的平均值
1 1 0.10 0.5 0.3 66.7%
2 1.5 0.10 0.6 0.3 83.3%
3 1.5 0.15 0.6
(第20题)
(1)组装滑轮组时，为了绕线比较平稳，应该________(填“A”或“B”)。
A．先把钩码挂在动滑轮下方，然后再进行绕线
B．先将滑轮组绕线组装完成后，再把钩码挂在动滑轮下方
(2)该同学设计的记录数据的表格中，有一不当之处，你认为是____________________________________________。
(3)实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上________拉动弹簧测力计。
(4)第3次实验中，滑轮组的机械效率约为________。
四、计算与推导题(第21题4分，第22题6分，第23题10分，共20分；解答要有必要的公式和过程)
21．已知物体的动能表达式为Ek＝mv2；在无其他外力做功的情况下，运动的物体克服阻力做了多少功，物体的动能就会减小多少。现有一质量为0.4 kg的足球，以5 m/s的速度在水平操场上沿直线滚动25 m后静止，求：
(1)初始时刻，足球的动能。
(2)足球在运动过程中所受的阻力(设阻力大小始终不变)。
22．如图所示，工人师傅用150 N的拉力，使重为1 000 N的物体以0.2 m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
(第22题)
(1)工人师傅拉力的功率。
(2)动滑轮的重力。
23．如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600 N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长s＝3 m，高h＝1.5 m。
(1)若该过程中斜面的效率为60%，求工人所做的额外功。
(2)若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况。
(3)若物体重为G，与斜面之间的摩擦力为f，试根据有用功、额外功和总功之间的关系，证明拉力F＞f。
(第23题)
答案
一、1.减少　2.增加　3.0.4　4.2　5.4×104
6．20　7．75%　8.80%　9.4 10．120
二、11.B　12.C　13.C　14.A　15.C 16．D　17．D
三、18.(1)物体的质量　(2)B球
19．(1) vA＝vC＞vB　(2)C球把木盒推动的距离最大
20．(1)A　(2)设计了求机械效率的平均值　(3)匀速　(4)83.3%
四、21.解：(1)初始时刻，足球的动能为Ek＝mv2＝×0.4 kg×(5 m/s)2＝5 J。
(2)足球在运动过程中动能全部用来克服阻力做功，根据W＝fs可知，所受的阻力为f＝＝＝＝0.2 N。
22．解：(1)由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则绳子的自由端移动的速度为v＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s；拉力的功率为P＝＝＝Fv＝150 N×0.4 m/s＝60 W。
(2)物体在运动时受到的地面的摩擦力为物重的0.2倍，则物体受到的摩擦力为f＝0.2 G＝0.2×1 000 N＝200 N；物体在水平面上做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，则拉动物体的力F′＝ f ＝200 N；不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，根据F＝(F′＋G动)可知，动滑轮的重力为G动＝2F－F′＝2×150 N－200 N＝100 N。
23．解：(1)此过程所做有用功为W有＝Gh＝600 N×1.5 m＝900 J；总功为W总＝＝＝1 500 J；此过程所做额外功为W额＝W总－W有＝1 500 J－900 J＝600 J。
(2)若斜面光滑没有摩擦，则有W总＝W有，即Fs＝Gh，则有F＝G·，当斜面倾斜角度增大，则的值变大，G不变，所以F变大。
(3)拉着物体在斜面上匀速运动时，拉力不仅要克服重力做功，而且要克服摩擦力做功。
拉力做的功为总功，W总＝Fs；克服物体重力做的功为有用功，W有＝Gh，克服摩擦力做的功为额外功，W额＝fs；因为W总＝W有＋W额，所以W总＞W额，即Fs＞fs，所以F＞f。