浙教版科学九年级上册 3.4.4简单机械 同步练习（含答案）

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浙教版科学九上能量的转化与守恒3.4.4简单机械（含答案）
一、选择题
1．分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度，做的有用功（　　）
A．杠杆最多 B．斜面最多
C．滑轮组最多 D．一样多
2．如图所示，将细绳的一端固定在天花板上，细绳绕过滑轮后，手作用在细绳的B点，利用滑轮匀速提升物体。若不计摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．物体克服重力做的功是总功
B．物体和绳子上B点移动的距离相等
C．手对B点施加的拉力所做的功是有用功
D．绳子上A点和B点受到的拉力大小相同
3．工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．增大提升重物的速度，可以增大有用功
B．减小动滑轮的重力，可以提高机械效率
C．减小定滑轮的重力，可以减小额外功
D．增大提升重物的高度，可以提高机械效率
4．如图的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（　　）
A．若作用在剪刀的动力做功2J，则有1.6J的功用于剪纸
B．若作用在剪刀的阻力是2N，则动力是1.6N
C．若作用在剪刀的动力做功2J，则有0.4J的功用于剪纸
D．若作用在剪刀的动力是2N，则阻力是1.6N
5．用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，不计绳重和动滑轮自重及滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m
B．绳A对物体的拉力为1125N
C．克服物体所受摩擦力做的功为1500J
D．拉力F的功率为187.5W
6．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，不计绳重和摩擦。现改变的物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（　　）
A． B．
C． D．
7．如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是（　　）
A．有用功的功率为fs
B．拉力的功率为3Fs
C．额外功为（3F﹣f）s
D．装置的机械效率为
8．如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m，物体质量为2kg，绳子自由端拉力F大小是1.25N．（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦；g＝10N/kg）下列判断正确的是（　　）
①地面上固定的滑轮是定滑轮，起到了省力的作用；
②物体被匀速拉动的距离为1m时，绳子自由端移动的距离是2m；
③该滑轮组的机械效率为80%；
④若增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变。
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④
二、填空题
9．如图所示，工人用200N的拉力将重为300N的物体匀速提升一定高度，不计绳重和摩擦。动滑轮的机械效率是 　 　，如果用该动滑轮提升重为400N的物体，动滑轮的机械效率 　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。
10．如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上。在这过程中工人做的有用功是 　 　J，机械效率是 　 　，箱子受到的摩擦力是 　 　N。
11．一滑轮组的机械效率为80%，当做了40J的额外功时，做的总功是　 　J．如果被提升的重物为80N，则重物被提升了　 　m。
12．如图甲所示，小明将空吊篮提升到高处，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，空吊篮上升的v﹣t图象如图丙所示，空吊篮重30N，绳子能承受的最大拉力为120N，忽略绳重、摩擦和空气阻力，在0～1s内空吊篮处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态，动滑轮重为 　 　N，吊篮最多能装货物的质量为 　 　kg。（g取10N/kg）
三、解答题
13．如图所示，工人师傅用滑轮组将重为500N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上，已知动滑轮重为100N，不计绳重及摩擦。求：
（1）拉力F；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。（计算结果保留一位小数）
14．如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m（g＝10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）绳子自由端拉力F的大小；
（2）拉力所做的功W；
（3）拉力的功率P；
（4）整个过程中机械效率η。
答案
1．解：用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度，根据公式W有＝Gh可知，做的有用功相等。
故选：D。
2．解：由图可知，该滑轮为动滑轮；
AC、不计摩擦，使用动滑轮时，手对绳端B点拉力所做的功是总功，物体克服重力做的功是有用功，故A、C错误；
B、由图可知绳子的有效股数n＝2，物体和绳子上B点移动的距离s＝2h，移动的距离不相等，故B错误；
D、A、B是绳子的始末端，一根绳子上各处拉力的大小是相同的，则A点和B点绳子受到的拉力大小相同，故D正确。
故选：D。
3．解：
（1）滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，所以机械效率的高低与物体被提升的高度和提升速度无关，故A、D不正确；
（2）使用滑轮组时，克服动滑轮重所做功为额外功，由滑轮组的机械效率η＝＝＝＝可知，减小动滑轮重力可减小额外功，定滑轮的重力不影响额外功的多少，故C不正确、B正确。
故选：B。
4．解：AC．利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功，由机械效率为80%可知，如果动力做功2J，有1.6J的功是用于剪纸，0.4J的功是额外功，故A正确，C不正确；
BD．剪刀可以看做是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂，故BD不正确。
故选：A。
5．解：A．由图可知，n＝2，绳子自由端沿水平方向移动的距离为s＝nsA＝2×2m＝4m，故A错误；
B．对动滑轮受力分析可知，不计绳重和动滑轮自重及滑轮间的摩擦，绳A对物体的拉力为FA＝2F＝2×375N＝750N，故B错误；
C．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则f＝FA＝750N，
克服物体所受摩擦力做的功为Wf＝fsA＝750N×2m＝1500J，故C正确；
D．拉力F的功为W＝Fs＝375N×4m＝1500J，
拉力F的功率为，故D错误。
故选：C。
6．解：
动滑轮的重力不可忽略，若不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重力所做的功为额外功；
物重增大，有用功逐渐增大，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率逐渐增大，但机械效率不可能增大到100%，只能接近100%，所以机械效率增大得越来越缓慢，机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故B正确，ACD错误。
故选：B。
7．解：
A.用滑轮组水平拉动物体时，所做的有用功W有＝fs，有用功的功率P有＝＝＝fv，故A错误；
B.由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，绳子自由端移动的距离s绳＝ns＝3s，拉力做的总功W总＝Fs绳＝F3s＝3Fs，拉力的功率P＝＝＝3Fv，故B错误；
C.额外功W额＝W总﹣W有＝3Fs﹣fs＝（3F﹣f）s，故C正确；
D.装置的机械效率η＝＝＝，故D错误。
故选：C。
8．解：
①、地面上固定的滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故①错误；
②、由图知n＝2，则绳子自由端移动的距离s绳＝2s，所以，物体被匀速拉动的距离为1m 时，绳子自由端移动的距离是 2m，故②正确；
③、不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力，
滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝＝＝80%，故③正确；
④、若增加物体的重力，物体受到地面的摩擦力增大，则克服物体与地面间摩擦力做的有用功增大，而提起动滑轮的那部分额外功不变，所以有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率增大，故④错误。
故C正确，ABD错误。
故选：C。
9．解：
（1）由图知，使用动滑轮时n＝2，拉力F移动的距离s＝2h，
拉力F所做的总功W总＝Fs＝F×2h，
拉力做的有用功W有用＝Gh，
动滑轮的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝75%；
（2）不计绳重和摩擦，把重力为400N的物体匀速提升相同的高度，有用功变大，额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，机械效率变大。
故答案为：75%；变大。
10．解：人对物体所做的总功W总＝FL＝400N×3m＝1200J；
人对物体所做的有用功为W有＝Gh＝840N×1m＝840J；
斜面的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝70%。
额外功W额＝W总﹣W有＝1200J﹣840J＝360J；
则摩擦力f＝＝＝120N。
故答案为：840；70%；120。
11．解：（1）将W有用＝W总﹣W额外代入中进行推导可得：，
将已知数据代入此公式，可得，即可求出W总＝200J。
（2）由W有用＝W总﹣W额外＝200J﹣40J＝160J，又有W有用＝Gh，所以。
故本题答案为：200；2。
12．解：由图丙可知，在0～1s内空吊篮的速度在变大，所以在0～1s内空吊篮处于非平衡状态；
由图甲知，吊起动滑轮绳子的股数n＝2，由图丙可知，1～2s时，吊篮匀速运动，此时绳子的拉力F＝25N；
忽略绳重、摩擦和空气阻力，由公式F＝（GA+G动）可知，动滑轮重力为G动＝nF﹣GA＝2×25N﹣30N＝20N；
忽略绳重、摩擦和空气阻力，当F大＝120N时，由公式F＝（G+GA+G动）可知，吊篮最多能装货物的重力G＝nF大﹣GA﹣G动＝2×120﹣30N﹣20N＝190N；
由G＝mg可知，货物的质量m＝＝＝19kg。
故答案为：非平衡；20；19。
13．解：（1）由图可知，n＝3；不计绳重和摩擦，则拉力F＝（G物+G动）＝（500N+100N）＝200N；
（2）拉力端移动的距离：s＝3h＝3×6m＝18m，
拉力做功：W总＝Fs＝200N×18m＝3600J，
拉力做功的功率：
P＝＝＝120W；
（3）滑轮组对重物做的功：
W有＝Gh＝500N×6m＝3000J；
滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈83.3%，
答：（1）拉力的大小为200N；
（2）拉力的功率为120W；
（3）滑轮组的机械效率为83.3%。
14．解：
（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝4，所承受的总重力：
G总＝m总g＝（4kg+1kg）×10N/kg＝50N，
不计绳重和摩擦，拉力：
F＝G总＝×50N＝12.5N；
（2）拉力端移动的距离s＝4h＝4×0.5m＝2m，
拉力做功：
W总＝Fs＝12.5N×2m＝25J，
（3）拉力做功功率：
P＝＝＝5W；
（4）有用功：W有用＝G衣h＝m衣gh＝4kg×10N/kg×0.5m＝20J，
整个过程中机械效率：
η＝＝×100%＝80%。
答：（1）绳子自由端拉力F的大小为12.5N；
（2）拉力所做的功为25J；
（3）拉力的功率为5W；
（4）整个过程中机械效率为80%。
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