华师大版九上 5.3功与机械效率 随堂练习(含解析)

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名称 华师大版九上 5.3功与机械效率 随堂练习(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 华师大版
科目 科学
更新时间 2023-08-29 08:50:12

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华师大版九上 5.3功与机械效率 随堂练习
一、选择题
1.图中的每个滑轮重0.5N,物体A重6N,托板重1N。为了提升重物A,在2s的时间内,拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m,这个过程中,不计滑轮轴摩擦和绳重,则下列分析正确的是(  )
A.拉力F的大小为1.5N
B.天花板对定滑轮拉力大小为4.5N
C.物体A上升的速度为0.6m/s
D.滑轮组的机械效率为80%
2.如图所示,小宁用竖直向上的拉力F提升物体,使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N,动滑轮重为0.25N,不计绳重和摩擦,这一过程中,下列说法错误的是(  )
A.绳子自由端移动速度为0.05m/s B.拉力F的大小为0.625N
C.拉力F做功为0.125J D.该滑轮的机械效率为80%
3.功是能量转化的量度。下列实例中力对物体没有做功的是(  )
A.人用力搬石头,没有搬动
B.叉车把货物从地面抬升到一定高度
C.人拎着书包沿楼梯走上二楼
D.人推小车通过一段距离
4.如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。两次拉动木块的s﹣t图像分别是图乙中的图线①②。则下列物理量相等的是(  )
A.木块前后两次所受的摩擦力
B.木块前后两次运动的速度
C.前后两次在相同时间内拉力所做的功
D.前后两次拉力的功率
5.医生建议在“阳康”之后,同学们更要注重体育锻炼,提高免疫力。如图是小宁在做俯卧撑和引体向上的场景。下列分析中正确的是(  )
A.小宁按图乙做一个引体向上,需克服自身重力做功约为4000焦
B.图甲小宁静止,地面对双手的支持力等于小宁重力
C.图乙中小宁引体向上运动时,单杠对小宁的作用力大于小宁对单杠的作用力
D.小宁在俯卧撑和引体向上时,小宁的机械能都不守恒
6.如甲图所示,小柯用弹簧测力计拉木块,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,乙图是他两次拉动同--木块得到的距离随时间变化的图像,下列说法不正确的是(  )
www.21-cn-jy.com
A.两次木块运动的速度不相同
B.整个过程中克服摩擦力做功一样多
C.相同时间内两次拉力对木块做的功一样多
D.两次拉力对木块做功的功率不相同
二、填空题
7.有一斜面长L=4m,高h=2.5m。工人用平行于斜面向上的150N的拉力F,将重200N的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么工人做的功为   J;物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为   N.
8.某同学发明一自动升降排水井盖(如图甲),暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升(如图乙),加快路面雨水的排放。
(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是   。
(2)某次排水过程中,重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中,克服井盖重力做功   焦。
(3)要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有:   。(写出一点)
9. 小华和妈妈去超市购物,她们将17 kg物品放在小推车中推行,小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重130 N,所受阻力是总重的0.15倍。 21*cnjy*com
(1)在0~10 s内,水平推力   (选填“大于”“小于”或“等于”)阻力
(2)10~20 s内水平推力做功为    焦
(3)10~20 s内水平推力的功率为    瓦
三、实验探究题
10.科技改变生活,某大型立体停车场使用“车位引导及寻车系统”,该系统主要包括:摄像头、升降停车设备(如图甲)和信息平台。系统通过摄像头收集车位信息。取车时,只要在查询终端输入车辆信息,屏幕上就会显示车主所处位置、车辆停放位置和最佳取车路线,实现车位引导功能。
PSH型简易升降类停车设备相关参数
客车最大质量 2000kg
升降平均速度 2.2m/min
电动机功率 2.2kW
升降高度 2.2m
电源电压 220V
钢构表面处理 镀锌/喷塑
(1)图甲的摄像头在抓拍车位信息时在感光屏上能成一个倒立、    实像;
(2)对该停车设备的钢构表面镀锌或喷塑处理能防止钢构生锈,其原理是    ;
(3)小柯将质量为1.6吨的汽车停在一层车位后,车轮与车位总的接触面积为0.08m2,设备以升降平均速度将其升至二层车位,请计算: 21教育网
①汽车停在车位上时,对车位产生的压强。
②电动机在提升汽车过程中的效率。
11.提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用。“测量滑轮机械效率”实验装置如图甲、乙、丙所示(每个动滑轮重相同),得到三组实验装置的数据如表所示。
21·世纪*教育网
装置 甲 乙 丙
钩码重/N 2 2 4
钩码上升的高度/m 0.1 0.1 0.1
弹簧测力计示数/N 1.5 1.0 1.7
绳子自由端移动的距离/m 0.2 0.3 0.3
机械效率η 66.7% 66.7% 78.4%
(1)实验中应   拉动弹簧测力计。
(2)实验发现甲、乙两组的机械效率相等,出现这种现象,除了钩码和滑轮都一样重之外,实验中   _____都很小,可以忽略不计。
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(3)比较乙、丙滑轮组,它们的效率是η乙<η丙,可知影响它们机械效率高低的因素是_______________
   。2·1·c·n·j·y
12.斜面的机械效率跟哪些因素有关?小科进行了如下实验。
(1)实验中需要用到木块、垫块、粗糙与光滑的长木板各1块、弹簧测力计、砝码若干。为了完成实验,还需要的测量工具是    。 21*cnjy*com
(2)小科在木块上放置不同的砝码,改变物块的重力,用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表: 【来源:21cnj*y.co*m】
实验次序 接触面粗糙程度 物块重G/N 物块上升的高度h/m 沿斜面的拉力F/N 物块移动的距离L/m 斜面的机械效率η
1 较粗糙的木板 2.0 0.25 1.2 0.80 52%
2 较粗糙的木板 2.0 0.35 1.4 0.80 63%
3 较粗糙的木板 5.0 0.35 3. 0.80 63%
4 较光滑的木板 5.0 0.35 3.1 0.80 ?
小科探究的是斜面的机械效率与    、接触面粗糙程度、物块重力的关系。
(3)在第四次实验中,斜面的机械效率为    (计算结果精确到1%)。
答案解析部分
1.B
由图知,n=4,拉力端移动距离s=4h,据此求物体A、动滑轮和托板上升高度,利用W=Gh求滑轮组做的有用功,利用W总=Fs求总功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;天花板对定滑轮的拉力F拉=2F+G定。
A.提升总重力G总=GA+G动+G托=6N+0.5N+0.5N+1N=8N,F=G总=
故A错误;
B.定滑轮对天花板的拉力等于两股绳对定滑轮的拉力加上定滑轮的重力,即T=2N+2N+0.5N=4.5N
根据力的作用是相互的,天花板对定滑轮拉力大小也等于4.5N。故B正确;
C.绳端移动的距离s和物体上升的距离h的关系是s=nh,物体上升的高度h=
v=,故C错误;
D.滑轮组的机械效率故D错误。
故选:B。21cnjy.com
2.A
(1)根据图片确定承担重力的绳子段数n,然后根据s=nh计算绳子自由端移动的距离,再根据计算自由端移动的速度;
(2)根据计算拉力大小;
(3)根据W总=Fs计算拉力做功;
(4)根据计算滑轮组的机械效率。
根据图片可知,承担重力的绳子段数n=2,则自由端移动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m。
那么自由端移动的速度,故A错误符合题意;
拉力为,故B正确不合题意;
拉力做的功:W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J,故C正确不合题意;
该滑轮的机械效率:,故D正确不合题意。
故选A。【来源:21·世纪·教育·网】
3.A
做功的概念是物体受到力的作用,并在力的方向上移动一段距离。
做功的概念是物体受到力的作用,并在力的方向上移动一段距离;所以A中只有力,没有在力的方向上移动一段距离,A不做功;
故答案为:A.21·cn·jy·com
4.A
(1)根据影响滑动摩擦力的因素判断摩擦力的大小;
(2)根据图乙比较木块运动速度的大小;
(3)首先根据s=vt比较木块运动距离的大小,再根据W=Fs比较对木块做功大小;
(4)根据P=Fv比较拉力做功的功率大小。
A.同一木块对水平面的压力始终等于自身重力,即压力大小不变,且接触面的粗糙程度不变,那么木块前后两次运动受到的滑动摩擦力相等,故A符合题意;
B.根据乙图可知,在相同的时间内,第①次通过的距离大于第②次通过的距离,根据公式可知,第①次运动的速度大于第②次的速度,故B不合题意;
C.根据s=vt可知,在相同时间内通过的路程s1>s2。根据二力平衡的知识可知,木块受到的拉力始终等于滑动摩擦力,即F1=F2。根据W=Fs可知,第①次做功大于第②次做功,故C不合题意;
D.已知v1>v2,且F1=F2,根据P=Fv可知,拉力的功率P1>P2,故D不合题意。
故选A。www-2-1-cnjy-com
5.D
(1)根据W=Gh计算出克服重力做功;
(2)对人进行受力分析,根据二力平衡的知识判断;
(3)根据相互作用力的特点判断;
(4)分析机械能的变化即可。
A.小宁的体重大约500N,则一个引体向上克服重力做功:W=Gh=500N×0.7m=350J,故A错误;
B.图甲中,人受到地面对手向上的支持力,地面对脚向上的支持力和竖直向下的重力。根据二力平衡的知识可知,G=F手+F脚,则地面对双手的支持力小于小宁的重力,故B错误;
C.图乙中小宁引体向上运动时,单杠对小宁的作用力和小宁对单杠的作用力为一对相互作用力,因此二者大小相等,故C错误;
D.小宁在俯卧撑和引体向上时,小宁的动能和重力势能在不断改变,因此它的机械能在不断改变,故D正确。
故选D。2-1-c-n-j-y
6.C
(1)比较木块两次相同时时间内通过的路程得出其运动的速度关系。
(2)根据摩擦力大小的影响因素分析两次木块受到的摩擦力大小关系,然后利用W=fs分析整个过程中克服摩擦力做功多少;
(3)先判断木块两次的运动状态,然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系,利用公式W=Fs比较两次做功的多少。
(4)根据公式P=Fv进行分析。A.从图象中可看出,相同时间第一次通过路程大于第二次,所以第一次实验的速度大于第二次的速度,故A正确不合题意;
B.两次拉动同一木块沿水平木板匀速滑动过程中,木块对水平木板的压力相等,接触面的粗糙程度相同,所以木块受到的摩擦力相等,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,则根据W=fs可知,整个过程中克服摩擦力做功一样多,故B正确不合题意;
C.用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动,木块做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,两次木块受到的拉力相等。相同时间内木块运动的距离不相同,由W=Fs可知,相同时间内两次拉力对木块做的功不一样多,故C错误符合题意;
D.从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块所受的拉力不变,根据公式P=Fv可知,拉力第一次做功的功率大,故D正确不合题意。
故选C。【出处:21教育名师】
7.600;25
人对物体所做的功等于施加力的大小与在力的方向上通过的距离的乘积。
工人做的功 =FS=150N·4m=600J;
摩擦力做的功加上物体重力做的负功=拉力所做的功,故Wf+WG=W总
即600J=f·L+G·h,f=25N【版权所有:21教育】
8.(1)改变力的作用方向
(2)15
(3)调小排水口
(1)根据定滑轮的特点解答;
(2)根据W=Gh计算克服井盖重力做的功;
(3)根据井盖被抬起的原理分析。
21教育名师原创作品
(1)定滑轮的作用是不省力不费力,但能改变力的作用方向;
(2)克服井盖重力做功:W=Gh=150N×0.1m=15J;
(3)根据乙图可知,当外面的雨水流入水槽后,水槽的重力增大,两个定滑轮上绳子产生的拉力增大,于是对井盖向上的支持力增大,于是井盖被顶起来。当降水量较小时,水槽的重力偏小,井盖受到的支持力偏小,井盖不易抬起。此时可以减小排水口,从而减小水槽里水的排水量,增大雨水在里面的停留时间,从而增大水槽重力,进而抬起井盖。
9.(1)大于
(2)360
(3)36
(1)当物体受到的合力与运动方向一致时,做加速运动;
(2)首先根据F=f=0.15G计算出 10~20 s内 小推车受到的水平推力,再根据s=vt计算出这段时间内通过的路程,最后根据W=Fs计算推力做的功;
(3)根据P=Fv计算10~20s内推力做功的功率。
(1)根据图片可知,在0~10s内小车做加速运动,即合力的方向与运动方向一致,则F-f>0,也就是F>f,水平推力大于阻力。
(2)10~20s内小车的速度为0.8m/s,则小车经过的路程s=vt=0.8m/s×10s=8m;
小车受到的推力F=f=0.15G=(17kg×10N/kg+130N)×0.15=45N;
那么这段时间内推力做功:W=Fs=45N×8m=360J。
(3)10~20 s内水平推力的功率为:P=Fv=45N×0.8m/s=36W。
10.(1)缩小
(2)隔绝空气
(3)汽车停在车位上时,车对车位的压力:F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
车对车位的压强: |电动机在提升汽车过程中所做的有用功:W有=Gh=1.6×104N×2.2m=3.52×104J,
已知升降平均速度为2.2m/min,由v 可得,设备以升降平均速度将汽车升至二层车位所用的时间:
电动机在提升汽车过程中所做的总功:W总=Pt=2.2×103W×60s=1.32×105J,
电动机在提升汽车过程中的效率:
(1)摄像头和照相机的工作原理相同,使物距大于其二倍焦距,在一倍焦距和两倍焦距之间成一个倒立缩小的实像;
(2)铁容易与空气中的水和氧气反应,在表面生成红棕色的氧化铁,故镀锌或喷塑可有效阻绝氧气的接触;
11.(1)竖直向上匀速
(2)摩擦和绳重
(3)提升钩码的重力
(1)当弹簧测力计匀速向上运动时,绳子上受到的拉力等于弹簧测力计的示数;
(2)在实验中,绳子重力和摩擦都会对机械效率产生影响,当它们的数值很小时,可以忽略不计;
(3)根据表格分析影响机械效率的原因。
(1)实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。
(2)实验发现甲、乙两组的机械效率相等,出现这种现象,除了钩码和滑轮都一样重之外,实验中摩擦和绳重都很小,可以忽略不计。
(3)根据表格数据可知,丙中的钩码重力为4N,乙中的钩码重力为2N,即钩码重力丙>乙,而机械效率丙>乙,那么得到结论:提升钩码的重力。
12.(1)刻度尺
(2)斜面倾斜程度
(3)71%
(1)根据实验过程确定测量的物理量,根据所测的物理量确定所需的器材。
(2)根据表格确定实验探究的机械效率的影响因素;
(3)根据公式W有=Gh计算出有用功,根据W总=Fs计算总功,根据计算斜面的机械效率。
(1)在探究斜面机械效率影响因素的实验中,还要测量物体上升的高度和斜面的长度,因此还需要测量工具为刻度尺。
(2)根据表格可知,当斜面的高度相同时,物块在斜面上移动的距离越大,则斜面的倾斜程度越小,则小科探究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度、接触面粗糙程度、物块重力的关系。
(3)在第四次实验中,斜面做的有用功:W有=Gh=5N×0.35m=1.75J;
斜面做的总功:W总=Fs=3.1N×0.8m=2.48J;
则斜面的机械效率:。
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