浙教版科学九上 3.4简单机械 课堂练习（含解析）

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浙教版九上 3.4简单机械 课堂练习
一、选择题
1．自行车是简单机械的巧妙结合，如踏脚用到了杠杆原理。若作用在脚踏板上的力为F，下列图中能正确表示出该力的力臂的是（　　） 21·cn·jy·com
A． B．
C． D．
2．人体中有不少骨也构成了杠杆，如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力，由图可以看出，这是一个（　　）21*cnjy*com
A．费力、省距离的杠杆 B．省力、费距离的杠杆
C．既费力、也费距离的杠杆 D．既省力，也省距离的杠杆
3．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．拉力F克服A重力做功7.2J
4．轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点．在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态。已知物体乙的重力为800N，弹簧对物体乙的作用力为200N。下列说法正确的是（　　）【来源：21cnj*y.co*m】
A．物体甲的重力一定为500N
B．物体甲的重力可能为300N
C．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态
D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或500N
5．如图 1 所示，长 2m 的粗细均匀的光滑杆可绕 O 点自由转动。用竖直向上的拉力 F 拉着套在杆上的轻质环缓慢向右移动的过程中，杆始终处于水平状态，拉力 F 的大小与滑环离开 O 点的距离 S 的关系如图 2 所示。则杆重 G 和图像中 S0 的值分别是（　　）【出处：21教育名师】
A．G=50N，S0=0.1m B．G=20N，S0=0.1m
C．G=20N，S0=0.2m D．G=10N，S0=0.2m
6．小实在家利用甲乙两个衣架组装成滑轮组进行实验。如图所示，小实将重为3牛的矿泉水瓶匀速提升0.5米。（不考虑衣架、绳子的自重和摩擦）下列说法正确的是（　　）2·1·c·n·j·y
A．甲相当于定滑轮，可以省力
B．乙相当于动滑轮，可以改变力的方向
C．自由端绳子通过的距离为2.5米
D．拉力的大小是0.5牛
二、填空题
7．两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。
（1）物体A的密度是　 　。
（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为　 　。
（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是　 　。(不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重)【版权所有：21教育】
8．共享单车不但为出行带来很大方便，而且还健康、环保。如图是车篮子示意图，CAB可视为一个杠杆，AC长24厘米，AB长6厘米。若以A为支点，物体放在篮子中心C点，则21教育名师原创作品
（1）紧固螺丝B处对篮子的作用力方向是　 　(选填“F1”、“F2”或“F3”)。
（2）若不计车篮子自身重力，车篮子载物20牛时，B处受力大小约为　 　牛。
9．如图所示，重100N的物体A在拉力F的作用下以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2s。
（1）若整个装置不计绳子和滑轮重、绳与轮之间的摩擦力以及轮与轴间的摩擦力，则物体A与水平面间的摩擦为　 　N。21cnjy.com
（2）若该装置的机械效率为80%，则测力计对物块A所做的功是　 　J。
10．如图所示，水平桌面上有ABC三个相同的木块，C木块放在B上方，AB两个木块用绳子相连，三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v=1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，F=3N，则C受到的摩擦力为　 　N；AB间的绳子的拉力大小是　 　N；F的功率是　 　W。（已知接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比）21*cnjy*com
11． 《热辣滚烫》讲述了一个肥胖女孩到勇猛拳击手蜕变的故事，主演贾玲通过运动及控制饮食瘦身了 50 千克。如图所示拉力器是常见的健体瘦身器材，配重由若干金属块(每块质量为5千克)组成，锻炼者站立在地上，根据自己实际选择合适的金属块数量，向下拉动拉杆，达到健体瘦身的效果。 (杆重、绳重、摩擦均不计)
完成下列问题：
（1）拉力器的机械是定滑轮，它的作用是　 　；
（2）若小科的质量为80千克，他一次最多能拉起　 　块金属块：
（3）小科训练时配重为 10块金属块，每次均把拉杆竖直向下拉动1米。若要完全消耗1 克蔗糖释放的能量，小科需要拉动17次的金属块(假设1 克蔗糖完全氧化释放的能量的50%用于拉力做功)，则完全氧化l克蔗糖大约能产生　 　焦耳的能量。
三、解答题
12．图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。
请回答：
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的____（填字母）。
A．细胞 B．组织 C．器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？【来源：21·世纪·教育·网】
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3'是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）21·世纪*教育网
答案解析部分
1．B
【解析】根据力臂的定义判断。
力臂是从杠杆支点到力的作用线的垂直距离。根据图片可知，O点为支点，标有F的箭头为力的作用线，那么该力的力臂如下图所示：
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。www-2-1-cnjy-com
2．A
【解析】物理学中把一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是任意形状的硬棒。 支点：杠杆绕着转动的点，通常用字母O来表示。动力：使杠杆转动的力，通常用F1来表示。阻力：阻碍杠杆转动的力，通常用F2来表示。动力臂：从支点到动力作用线的距离，通常用L1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，通常用L2表示。 要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩（力与 力臂 的乘积）大小必须相等。 即：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用 代数式 表示为F1·l1=F2·l2。
由图可以看出，这是一个费力杠杆，因为动力臂壁阻力臂小，所以动力大于阻力，是一个费力费力杠杆，费力杠杆具有费力省距离的特点；
故答案为：A 2-1-c-n-j-y
3．B
【解析】A.根据图片确定承担重力的绳子段数n，再根据计算拉力的大小；
B.对定滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识计算天花板对定滑轮的拉力；
C.重物提升的距离，由求出物体A上升的速度；
D.根据W=Fs计算拉力F克服重力所做的功。
A.根据图片可知，与托板相连的两个滑轮为动滑轮，承担重力的绳子段数n=4。
它们的总重力G=GA+G滑轮+G托板=6N+0.5N+0.5N+1N=8N，
则作用在绳端的力为：，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F拉=2N+2N+0.5N=4.5N，故B正确；
C.物体上升的高度，
那么物体A上升的速度为：，故C错误；
D.拉力F克服A重力做功：W=Fs=2N×1.2m=2.4J，故D错误。
故选B。
4．B
【解析】物体乙所受所受弹簧的力有两种可能，即可能是乙受到弹簧对它向上的弹力，也可能是乙受到弹簧对它向下的弹力，故结合杠杆的平衡条件分析计算即可判断。
若物体乙受到弹簧的作用力方向向上（即支持力），
则此时乙物体对杠杆的拉力：F拉=G-F弹=800N-200N=600N，
由杠杆的平衡条件可得：G甲L甲=F拉L乙，
设杠杆上每小格长为L，
则：；故A错误，B正确；
由题意可知，物体乙受到弹簧的作用力可能向上，也可能向下（即弹簧拉物体乙），所以弹簧可能处于压缩状态也可能处于拉伸状态，故C错误；
若物体乙受到弹簧的作用力方向向下（即弹簧拉物体乙），
此时乙物体对杠杆的拉力：F拉=G+F弹=800N+200N=1000N，即此时乙受到绳子的拉力是1000N，即D错误。
故答案为：B。www.21-cn-jy.com
5．C
【解析】 杠杆是粗细均匀的一只金属杆，重心在杠杆的中点，由图象求出拉力作用点到O点的距离与对应的拉力大小，然后由杠杆平衡条件求出杆的重力和图象中S0的值。
粗细均匀的光滑杆，其重心在它的几何中心，则重力的力臂为杆长的一半，LG=1m；
由图象可知，F1=10N时，拉力的力臂L1=2m，
由杠杆平衡条件可得G×LG=F1×L1，即：G×1m=10N×2m，
则杆重G=20N；
由图象可知，F=100N时，拉力的力臂为S0，
由杠杆平衡条件得G×LG=F×S0，即：20N×1m=100N×S0，
则S0=0.2m。
故答案为：C。
6．C
【解析】AB.根据滑轮是否跟随物体一起移动确定滑轮的种类；
C.根据s=nh计算自由端绳子移动的距离；
D.根据计算拉力的大小。
A根据图片可知，甲的位置固定不动，相当于定滑轮，可以改变力的方向，不能改变力的的大小，故A错误；
B.乙跟随物体上下移动，相当于动滑轮，可以省力，但是不能改变用力方向，故B错误；
C.承担重力的绳子段数n=5，则自由端绳子的移动距离s=nh=0.5m×5=2.5m，故C正确；
D.自由端拉力的大小为：，故D错误。
故选C。
7．（1）2×10 kg/m
（2）4：1
（3）4
【解析】（1）根据图片确定当m=20g时，A、B的体积，利用密度公式计算AB的密度；
（2）利用G=mg=ρVg计算甲、乙的重力之比；
（3）图中动滑轮下面挂1个A物体（重力为GA），要使它们处于静止状态，由滑轮组的特点可知Q处绳子的拉力；根据杠杆的平衡条件求出虚线框内悬挂物体的重力，由（2）可知A、B的重力之比，据此可知虚线框内悬挂物体B的个数
（1）根据甲图可知，当二者质量m=20g时，VA=10cm3，VB=40cm3，
则A的密度，
B的密度；
（2）A和B的密度之比：ρA：ρB=2g/cm3：0.5g/cm3=4：1；
甲、乙两实心物体的体积相同，
由G=mg=ρVg可得，甲、乙的重力之比：G甲：G乙=ρAVg：ρBVg=ρA：ρB=4：1；
（3）根据图乙可知，滑轮组中承担重力的绳子段数n=2，
则Q处绳子的拉力为GA，
以杠杆为研究对象，O为杠杆的支点，P为杠杆OQ的中点，则动力臂为阻力臂的2倍，
根据杠杆平衡条件可得：FQl1=GPl2，
GA×2=nGB×1；
×4GB×2=nGB×1；
解得：n=4。
所以虚线框内悬挂物体B的个数为4个。
8．（1）F3
（2）80
【解析】 （1）根据杠杆中动力和阻力的定义可知，图中作用在点C的阻力使车篮子绕点A逆时针转动，作用在点B的动力应使车篮子绕点A顺时针转动，由此可得出结论；
（2）根据杠杆的平衡条件可得出结论。
解：（1）根据杠杆中动力和阻力的定义可知，图中作用在点C的阻力使车篮子绕点A逆时针转动，作用在点B的动力应使车篮子绕点A顺时针转动，力F1使车篮子逆时会转动，力F2的作用线通过支点A，无法使杠杆的平衡，力F3使车篮子顺时针转动，故选F3；
（2）根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得，G×AC=F3×AB，即20N×24cm=F3×6cm，解得F3=80N。
故答案为：F3；80。
9．（1）25
（2）40
【解析】（1）不计滑轮与绳间的摩擦及滑轮重，对物体的拉力，可以求出作用在物体A上的拉力FA，由于物体做匀速直线运动，受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，即f=F拉；
（2）利用W=Fs求出拉力做的总功，最后根据求出有用功即测力计对物块A所做的功。
（1）弹簧测力计对物体的拉力为：，
由于物体做匀速直线运动，受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，
即f=F拉=25N；
（3）拉力做的总功为：W=Fs=50N×1m=50J；
根据求出有用功即测力计对物块A所做的功为：
W有=W总×η=50J×80%=40J。
故答案为：（1）25；（2）40。
10．0；6；9
【解析】（1）摩擦力产生的条件：①相互接触；②有压力；③做相对运动或有相对运动的趋势。
（2）根据图片确定承担拉力的绳子段数n，对动滑轮进行受力分析，计算出ABC三个物体受到的摩擦力，然后根据滑动摩擦力与压力成正比计算车B受到地面的摩擦力，最后根据平衡力的知识计算AB之间绳子的拉力。
（3）根据v=nvA计算拉力F移动的速度，再根据P=Fv计算F的功率。
（1）根据题意可知，C和B之间相互接触，存在压力，但是二者之间没有相对运动的趋势，因此没有摩擦力产生，即C受到的摩擦力为0N；
（2）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=3，对动滑轮进行受力分析可知，ABC对动滑轮的拉力F'=3F=3N×3=9N。
ABC做匀速直线运动，那么它们受到的滑动摩擦力与拉力相互平衡，即f总=F'=9N；
B对地面的压力为A对地面压力的2倍，则B受到的摩擦力为A受到摩擦力的2倍，那么B受到的摩擦力为：；
BC一起做匀速直线运动，那么受到的拉力等于摩擦力，即AB间绳子的拉力为6N；
（3）F的移动速度v=nvA=1m/s×3=3m/s；
那么F的功率P=Fv=3N×3m/s=9W。
11．（1）改变力的方向
（2）16
（3）17000
【解析】 （1）（2）定滑轮不能省力，但是能改变力的方向，人拉起的金属块的总总量等于人的最大拉力（人的体重）。
（3）使用的是定滑轮，拉力移动的距离s=h，求出拉力对配重块做的功。
（1）（2）由图可知，该滑轮为定滑轮，不能省力，但能改变力的方向，杆重、绳重、摩擦均不计，则人能提供的最大拉力：F最大=G人=m人g=80kg×10N/kg=800N，
每个金属块的重力：G金属=m金属g=5kg×10N/kg=50N，最大能拉起的金属块的数量：，所以人最多能拉起16块金属块。
（3）10块金属块的重力G总=10G金属=500N，杆重、绳重、摩擦均不计，则人的拉力F=G总=500N。
人拉动10块金属块，使杆竖直向下拉动1米做功：W=FS=500N×1m=500J，完全氧化l克蔗糖大约能产生 ：Q=17×500J×50%=17000J，
故答案为：（1）改变力的方向；（2）16；（3）17000。
12．（1）C
（2）设铁Fe的质量为x
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碳的质量为：；碳的质量分数为：，故属于高碳钢；
（3）由图2可知，O为支点，F3为阻力，OC为阻力臂，AB为动力臂，根据杆平衡条件F1l1=F2l2可得960N×2cm=F2×8cm，则F2=240N；工具自重和摩擦忽略不计，对上面定滑轮受力分析，F2=3F1，则F1=80N。
【解析】（1）植物的结构层次：细胞→组织→器官→植物个体；其中根、茎、叶属于营养器官；花、果实、种子属于生殖器官；
（2）碳钢合金中Fe能与稀硫酸反应产生氢气，根据质量守恒定律，由氢气的质量计算Fe的质量，从而计算碳的含量及质量分数，从而确定合金类型；
（3）根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F2，再对上面的动滑轮受力分析可计算F1的大小。
（1）叶在生物体结构层次中属于器官，故选：C。21教育网
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