九年级物理 第11章《简单机械和功》综合练习（ word版有答案）

第11章《简单机械和功》综合练习
一、单选题
1．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（　　）
A．启瓶器 B．切纸铡刀
C．食品夹 D．羊角锤
2．筷子属于传统餐具，使用时（　　）
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
3．如图所示，以轻质杠杆的中点为支点，B端悬挂重为40N的物体，在A端施加一竖直方向的力F，杠杆平衡，则力F的大小是（　　）
A．20N B．30N C．40N D．10N
4．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（　　）
A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W
5．如图，甲物重15N，乙物重5N，甲乙均静止，不计测力计自重，则测力计示数（　　）
A．5N B．10N C．15N D．20N
6．如图物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3，比较甲、乙、丙三次所做的功的大小（　　）
A．W1=W2=W3 B．W1>W2>W3 C．W1＜W2 ＜W3 D．无法判定
7．一台机器的功率是750W，它表示的意义是（　　）
A．这台机器1min做的功是750W
B．这台机器1min做的功是750J
C．这台机器1s做的功是750J
D．这台机器1s做的功是750W
8．如图所示，使用滑轮组提升重物时（不计绳重和摩擦），能提高机械效率的是（　　）
A．减小提升重物的高度
B．减小被提升物的质量
C．减小定滑轮的重力
D．减小动滑轮的重力
9．下列办法中，能提高如图滑轮组机械效率的是（　　）
A．增大摩擦 B．增大定滑轮重力
C．增大动滑轮重力 D．增大被提升物体重力
10．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动距离为4m
B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N
C．额外功的功率为12W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
11．如图所示，分别用 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮自身的重力及摩擦，则（　　）
A．F1＝F2＞F3＝F4 B．F1＝F2＞F4＞F3
C．F1＝F2＞F3＞F4 D．F1＞F2＞F3＞F4
12．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”时，将总重为G=100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使杠杆从水平位置开始逐渐上升，带动钩码上升的高度为h=0.2m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=0.5m（钩码重不变）则下列说法正确的是（　　）
A．此时杠杆的机械效率η为60%
B．实验过程中测力计拉力的力臂长短不变
C．若将钩码移动到Q点，测力计的示数将增大
D．若增加钩码的重力，重复实验，则杠杆的机械效率不变
二、填空题
13．如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物体，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则F的力臂应是___________cm，最小的力F是___________N。
14．用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为 20 牛的物体 A，滑轮处于静止状态，相当于一个__________杠杆，力 F 的大小为____________牛，此时物体 A 所受到的合力大小为_______________牛。
15．如图所示，物体A和B所受重力都为40牛，其中______图为定滑轮（选填“（a）”或“（b）”），作用是______。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦，当竖直用力分别匀速提起物体A和B时，力FA大小为______牛
16．如图，小强将重为25N的滑板从地面上提起0.4m，然后小强又提着滑板在水平路面上行走了 5m。小强提起滑板对滑板做了______J的功，提着滑板行走又对滑板做了______J的功，整个过程小强对滑板做功______J。
17．2022年2月8日北京冬奥会自由式滑雪大跳台女子组决赛中，中国选手谷爱凌以最后一跳的超高难度动作逆转对手夺得冠军。人与装备的总质量约为80千克，从空中最高处下落10米，用时约2秒，重力的方向是_______。下落过程中，重力做功为_______焦，重力的功率为_______瓦。
18．如图所示，沿斜面匀速向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则这个斜面的机械效率是_______%，物体受到的摩擦力是_______N，在其他条件不变时适当的增加斜面的倾角则斜面的机械效率_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
三、实验题
19．根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：
①实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。杠杆处于静止时，杠杆 ___________（选填“平衡”、“不平衡”）；为使杠杆在水平位置静止，小明通过调节杠杆右端的螺母向 ___________（选填“左”或“右”）移动，然后进行下面的实验探究；
②要使图乙中杠杆平衡，应在G处挂 ___________个钩码（题中的每个钩码都是相同的）；
③当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将 ___________（变大/不变/变小）；
④有同学根据自己的实验数据，得到如下结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中没有 ___________（选填序号：a．改变力的大小、b．改变力的方向、c．改变力的作用点、d．多次进行实验）。
20．同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变______。他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个_______杠杆。
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 弹簧测力计示数/N
1 1 ≈2.5
2 2 ≈3.0
3 3 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论:使用动滑轮可以省力，但不能改变_______；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的______。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择_______滑轮与_______重力的物体来进行实验对比（均选填“相同”或“不同”）。
（3）他们组装了滑轮组，进行的实验如图丙所示。他们通过分析数据发现，利用滑轮组提升重物时，若动滑轮重、绳重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的______。
四、计算题
21．疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1=10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m2=56kg，g取10N/kg，求此时：
(1)大壮对杆的拉力大小；
(2)地面对大壮的支持力大小。
22．小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼，他在楼上安装了一个滑轮组，所用的滑轮每只2kg，每次将一袋50kg的水泥提升5m．（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）求：
（1）每袋水泥受到的重力大小；
（2）每次做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率。
23．如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N。求：
(1)物体上升的高度；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)拉力的功率。
参考答案
1．C
2．D
3．C
4．C
5．A
6．A
7．C
8．D
9．D
10．C
11．B
12．C
13． 50 4
14． 省力 10 0
15． （b） 改变力的方向 20
16． 10 0 10
17． 竖直向下 8000 4000
18． 62.5 0.675 增大
19． 平衡 右 1 变大
20． 力的方向 等臂 力的方向 一半 相同 相同 几分之一
21．
(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：FAOA=FBOB，FA的大小等于GA，即
FA=GA= m1g=10kg10N/kg=100N
则
FB===300N
即大壮对杆的拉力为300N。
(2) 大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F支，三个力平衡，杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的支持力
F支=G-F=m2g-F=56kg10N/kg-300N=260N
地面对大壮的支持力为260N。
答：(1)大壮对杆的拉力大小为300N；
(2)地面对大壮的支持力大小为260N。
22．
解：（1）每袋水泥受重力的大小为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
（2）做的有用功为
W有用=Gh=500N×5m=2500J
（3）在不计绳重和摩擦的情况下，对动滑轮做的功为额外功，对动滑轮做的功为额外功为W额外=G动′h=m动gh=2kg×10N/kg×5m=100J
则总功为
W总=W有用+W额外=2500J+100J=2600J
滑轮组的机械效率为
答：（1）每袋水泥受到的重力大小为500N；
（2）每次做的有用功为2500J；
（3）滑轮组的机械效率为。
23．
(1)由可得物体上升的高度
h=vt=0.1m/s×5s =0.5m
(2)克服物体重力做的功为有用功
W有=Gh=810N×0.5m=405J
由图可知绳子承担重物的段数为3，则绳子的末端通过的距离
s=3h=3×0.5m=1.5m
拉力做的功为总功
W总=Fs=300N×1.5m=450J
所以滑轮组的机械效率
(3)拉力的功率
答：(1)物体上升的高度0.5m；
(2)滑轮组的机械效率90%；
(3)拉力的功率90W。