沪粤版九年级物理上册第十一章《机械功和机械能》分类训练(含答案)

第十一章　机械功与机械能
类型一　功、功率和机械效率的概念
1．下列关于功的说法中正确的是(　　)
A．小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功
B．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
C．足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功
D．举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功
2．对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是(　　)
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
3．下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是(　　)
A．有用功越多，机械效率越高
B．同一起重机提起的货物越重，机械效率越高
C．额外功越少，机械效率越高
D．同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高
类型二　功、功率和机械效率的计算
4．图5甲中力F1水平拉着重为G的物体在水平路面匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面匀速移动s的距离，拉力为F2。使用动滑轮的过程中(　　)
图5
A．总功为W总＝F2s
B．有用功为W有用＝Gs
C．机械效率为η＝
D．额外功为W额外＝2F2s－F1s
5．
小熊在课外实践活动中，用如图6甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平地面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100
N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1
m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到的摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示。若不计绳重和滑轮摩擦，求：
(1)由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100
N时，滑轮组的机械效率是多大。
(2)当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1
m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大。
(3)当物体与地面的摩擦力为1500
N时，体重为500
N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。
图6
类型三　测量机械效率的实验
6．小马和小李设计了如图7甲、乙所示的两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。(所用每个滑轮的质量相同，绳重和摩擦忽略不计)，他们在实验中得到的数据如下表所示：
物理量
装置甲
装置乙
钩码总重G/N
4
4
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.6
1.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
71.4%
(1)根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是________N，甲滑轮组的机械效率是________。
(2)由计算结果可以确定________的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是______________，由此可知，可采用__________________的方法来提高滑轮组的机械效率。
(3)随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率________(选填“大于”“等于”或“小于”)装置甲的机械效率。
图7
类型四　动能和势能的探究实验
7．
图8为探究物体(钢球)动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
图8
(1)实验原理
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越________。
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越________。
(2)实验现象
①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越________，木块运动的距离越长。
②不同质量的钢球从同一高度处由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越________，木块运动的距离越长。
8．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度的变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图9所示，把弹簧放在水平地面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平地面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完整他们的探究过程：
图9
(1)弹簧弹性势能的大小是通过________________________来衡量的。
(2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________(选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
(3)小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们用到了转换法和__________两种物理思想方法。
类型五　机械能及其转化
9．如图10所示是小刚在中考体育测试中投掷铅球的过程示意图，铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，d点是铅球运动的最低点，整个过程中，若不计空气阻力，下列说法中错误的是(　　)
A．在a到d的过程中，铅球相对于地面是运动的
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c到d的过程中，铅球的重力势能转化为动能
D．在a到b的过程中，小刚对铅球做了功
图10
图11
10．如图11所示，原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平地面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25
J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1
J，则木块运动过程中克服阻力做的功是________J。整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于________(选填“B”“C”或“D”)点。
　
1．D　2.C
3．B　4．D　
5．(1)由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100
N时，滑轮组的机械效率是50%。
(2)当f1＝100
N时，η1＝50%，通过滑轮组拉动水平地面上的物体，则有用功：
W有用1＝f1s，由题知，不计绳重及滑轮摩擦，则额外功：W额外＝G动s，则总功：W总1＝
W有用1＋W额外＝f1s＋G动s，所以，η1＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝50%，解得动滑轮的重力：G动＝100
N；
当η2＝75%时，不计绳重及滑轮摩擦，此时滑轮组的机械效率：η2＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝75%，解得此时的摩擦力：f2＝300
N；则滑轮组的有用功率：P有用＝＝＝f2v＝300
N×0.1
m/s＝30
W。
(3)由图可知，n＝3，不计绳重及滑轮摩擦，当f3＝1500
N时，拉动物体需要的拉力：
F3＝(f3＋G动)＝×(1500
N＋100
N)≈533
N，小熊的重力为500
N，根据力的作用是相互的，小熊给绳子的最大拉力等于其重力为500
N，小于533
N，故不能用此滑轮组拉动物体。
6．(1)0.8　83.3%　(2)小马　动滑轮的个数　尽可能地减少动滑轮的个数　(3)等于
7．(1)①大　②大
(2)①高　②大
8．(1)物体M被弹出的距离
(2)相同　AP
(3)控制变量法
9．B
10．24　B　
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