秋苏科版九年级上册物理 期末复习专题练习题一 简单机械和功.docx
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秋苏科版九年级上册物理期末复习专题练习题一简单机械和功
期末复习专题
(一)简单机械和功
1.(2017·曲靖)如图所示,小轿车的方向盘相当于一个轮轴,若F1=20N,盘的半径为20cm,轴的直径为4cm,不计摩擦阻力,则F2=N.门锁的把手相当于一个(填“省力”或“费力”)轮轴.
(第1题))
(第2题))
2.(2018·宁波期末)如图甲所示,一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F=3N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示.则铁块受到的摩擦力为N,0~6s内磁力做的功是J,拉力F做的功是J(g取10N/kg).
3.(2018·长春一模)如图所示,是一个小球自由下落过程中拍摄的频闪照片(每相邻两幅照片拍摄的时间间隔相同).小球在下落的前一半距离中,重力做的功为W1,做功功率为P1;小球在后一半距离中,重力做功为W2,做功功率为P2,则大小关系正确的是W1W2,P1P2.
4.(2017·无锡)如图所示,用动滑轮匀速提起重3N的物体,拉力F为2N,物体在10s内上升1m.在此过程中,动滑轮的机械效率为,拉力F的功率为W,若要提高动滑轮提升物体的效率,可以采取的措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(第4题)
(第5题)
5.(2018·江苏沛县校级月考)如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是()
A.以B为支点,动力方向向下的杠杆
B.以B为支点,动力方向向上的杠杆
C.以A为支点,动力方向向下的杠杆
D.以A为支点,动力方向向上的杠杆
6.(2019·永州一模)如图所示,用始终与杠杆垂直的力F将车厢挡板从由图示位置转到A位置的过程中,力F的大小变化情况是()
A.一直变大B.一直变小
C.先增大后减小D.先减小后增大
7.下列关于滑轮和滑轮组的说法中,正确的一组是()
①使用定滑轮一定既不省力也不费力;②使用动滑轮有时可能不省力;③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力;④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向;⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向;⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等.
A.①②④⑥B.①②⑤⑥
C.②④D.②④⑥
8.下列实例中,有力对物体做功的是()
A.跳水运动员从跳台跳下
B.学生背着书包在水平路面上前进
C.举重运动员举着杠铃停在空中
D.小球在光滑水平面上滚动
9.(2018·巴中)一位体重为50kg的同学在跳绳测试中,1min跳180次,每次腾空的最大高度平均为4cm,则他在跳绳过程中,克服重力做功的平均功率是(g取10N/kg)()
A.3600WB.6000W
C.500WD.60W
10.(2017·哈尔滨)用如图所示的装置研究滑轮组机械效率,下列说法不正确的是()
A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B.测量机械效率的原理:
η=W有用W总×100%
C.机械效率与动滑轮重力的大小有关
D.提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
11.(2018·宜昌)如图甲所示,钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合,图乙是其中的一个杠杆.用钢丝钳剪铁丝时,可将铁丝放在A处或是B处.请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力F2的示意图和动力F1的力臂.
12.(2018·湖州南浔区期末)小华和妈妈去超市购物,她们将17kg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130N,所受阻力是总重的0.15.(g取10N/kg)
(1)在0~10s内,水平推力(填“大于”“小于”或“等于”)阻力.
(2)小推车受到的阻力大小为N.
(3)10~20s内水平推力的功率为多大?
13.(2018·河南扶沟校级月考)如图所示,绕过定滑轮的绳子,一端系一质量为10kg的物体A,另一端被人握住,最初绳沿竖直方向,手到滑轮距离为3m.之后人握住绳子向前运动,使物体A匀速上升,则在人向前运动4m的过程中,对物体A做的功是W.(绳的质量、绳与轮摩擦、空气阻力均不计)
14.为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上,某工人利用如图所示的滑轮组施加了300N拉力在30s的时间内完成任务.此过程中绳子自由端移动的距离为18m,有股绳子承担物重.请根据题意在图中画出滑轮组绕绳方法.如不计摩擦和绳重,动滑轮的重为N;如果绳子能承受的最大拉力为450N,那么该滑轮组最大可吊起N的物体.
15.(2018·安徽十校联考)有一种环保手电筒,筒内没有电池.使用时只要来回摇晃手电筒,灯泡就能发光.如果将手电筒摇晃一次,相当于将200g的重物举高30cm,若每秒钟摇三次,则摇晃电池的功率约为W(g取10N/g).
16.小青同学先后用同样大小的力F,使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动距离s,该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙,下列关于做功大小的说法正确的是()
A.W甲=W乙=W丙B.W甲=W乙<W丙
C.W甲<W乙<W丙D.W甲>W乙>W丙
17.(2018·深圳)如图为“测滑轮组机械效率”的实验.在弹簧测力计拉力作用下,重6N的物体2s内匀速上升0.1m,弹簧测力计示数如图所示(不计绳重与摩擦).下列说法错误的是()
A.弹簧测力计的拉力是2.4N
B.物体上升的速度为0.05m/s
C.弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
(第17题)
(第18题)
18.如图所示的滑轮组,每个滑轮重20N,拉动绳子自由端,用这个滑轮组把质量为38kg的重物匀速提升3m,不计绳重和摩擦,g取10N/kg.下列说法正确的是()
A.作用在绳自由端的拉力大小为400N
B.该过程做的有用功为1200J
C.该过程的机械效率为95%
D.所挂物体越重,该滑轮组的机械效率越小
19.(2017·德阳)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的路程(s)—时间(t)图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是()
A.物体10s时的速度大于4s时的速度
B.0~6s拉力对物体所做的功大于6~12s拉力对物体所做的功
C.0~6s拉力对物体做功的功率小于6~12s拉力对物体做功的功率
D.0~6s物体所受的拉力大于6~12s物体所受的拉力
(第19题))
(第21题))
20.(2017·黑龙江)分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦,设每个滑轮质量相等),则下列选项中正确的是()
A.η组<η动<η定
B.η动<η定<η组
C.η定<η动<η组
D.η定<η组<η动
21.(2018·大连)在“富国强军”的时代要求下,大连造船厂建造了首艘国产航空母舰.在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”.它主要由主梁和支架构成,可以提升和平移重物,其示意图如图所示.在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中,右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是()
22.利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”.
甲乙
丙
(1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向(填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以直接从杠杆上读出W.
(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆的B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡.
(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的关系图像,如图丙所示.请根据图像推算,当l1为0.6m时,F1为N.
23.(2018·南京鼓楼区期中)如图所示,用实验室中的滑轮组将重为60N的物体,以0.5m/s的速度匀速提升1.2m.
(1)若拉力是30N,则此时滑轮组的机械效率为.
(2)若摩擦和绳重忽略不计,保持物体上升的速度不变,将物体提升到2.0m的高度,则下列物理量没有变化的是(填写序号).
①机械效率②对滑轮组做的额外功③拉力的总功④拉力的功率
(3)动滑轮的重力是20N,若摩擦和绳重产生的额外功始终占总功的10%,要使该滑轮组的机械效率η=60%,则所吊物体的重力是N.
24.如图所示,长3.0m、重10N且密度不均匀的金属杆,可绕O点在竖直平面内自由转动.现用竖直向上的拉力F使金属杆保持水平,测出O点到拉力F的距离及F的大小,再改变拉力F作用点的位置,测出相应的F与x的大小,所得实验数据如表.
实验次数
x/m
F/N
1
0.5
20
2
1.0
10
3
1.5
6.7
4
2.0
5
5
2.5
4
(1)由表中数据可得F与x之间的关系是.
(2)O点到金属杆重心的距离为m.
(3)若测力计量程为25N,则应控制x在范围.
25.(2018·连云港期中)工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每个滑轮重100N,每次运送量不定.当建材重力逐渐增加,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示.若某次工人在1min内将建材匀速向上提升了12m,作用在钢绳端的拉力为300N.摩擦力及绳重忽略不计.(忽略钢绳倾斜角度的影响)求:
(1)该次拉力做功的功率.
(2)该次滑轮组的机械效率.(保留一位小数)
(3)当滑轮组的机械效率为75%时,运送的建材为多重?
26.(2017·株洲)足够长的光滑水平面上,有10个相同的小球沿直线等间隔均匀分布,总长度为L,并以相同的速度v0向右运动,如图甲所示.在小球的正前方有一“加速带”AB,当小球从左端A进入加速带后在水平恒力作用下被加速,直至从右端B离开,小球经过加速带前后速度的变化情况如图乙所示.已知1号球刚从B端离开时,4号球刚好从A端进入.不考虑球的大小,请解答下列问题(结果用已知物理量的字母表示).
(1)小球在加速带上运动的时间T=W.
(2)最终10个小球分布的总长度L=W.
(3)已知小球在加速带上运动的平均速度为2v0,所受水平恒力为F,试求加速带对10个小球做功的总功率P.
期末复习专题
(一)简单机械和功
1.200省力
2.103.6解析:
铁块的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N;由题意知,铁块在重力、摩擦力和拉力的作用下向上做匀速直线运动,重力和摩擦力竖直向下,拉力竖直向上,则F=G+f,可知f=F-G=3N-2N=1N;由题图甲可知,磁力的方向是沿水平方向,而物体是沿竖直方向移动,即在磁力的方向上没有移动距离,故磁力所做的功为0;由题图乙可知,在0~6s内,物体沿拉力方向移动的距离s=vt=0.2m/s×6s=1.2m,拉力所做的功W=Fs=3N×1.2m=3.6J.
3.=<解析:
小球的重力G不变,小球在前后各一半距离中下落高度h相同,所以根据W=Gh可知,在前后各一半距离中重力所做的功相同,即W1=W2;重力做的功相同,因小球下落的速度越来越快,则前一半时间大于后一半时间,根据P=Wt可知P1<P2.
4.75%0.4增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力解析:
由题图可知动滑轮中绳子的有效股数为2,则绳端移动的距离s=2h=2×1m=2m,拉力做的总功W总=Fs=2N×2m=4J,有用功W有用=Gh=3N×1m=3J,动滑轮的机械效率η=W有用W总×100%=3J4J×100%=75%;拉力F的功率P=W总t=4J10s=0.4W;若要提高动滑轮提升物体的效率,可以采取的措施是,增加提升的物重、减小动滑轮的重力、减小动滑轮与绳子之间的摩擦力.
5.D解析:
我们在使用起瓶器开启瓶盖时,瓶盖上的B点被撬起,所以B点是阻力的作用点,并且在开启的过程中,起瓶器绕A点转动,所以A是支点,在开启瓶盖时,杠杆应绕A逆时针旋转,所以动力的方向向上,在整个过程中,动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆.故选D.
6.C解析:
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将杠杆缓慢地由最初位置拉到竖直位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂先变大后变小,因此动力先增大后减小.故选C.
7.C解析:
定滑轮实质是个等臂杠杆,定滑轮不省力也不省距离,但没有说不费力,因为使用过程中还有摩擦力的存在,故①错误;使用动滑轮时,拉力不但承担物体重力,还要承担动滑轮重和摩擦力,因此使用动滑轮有可能不省力,故②正确;使用只有两股绳子承担物重的滑轮组时,就不比动滑轮省力,故③错误;滑轮组中既有定滑轮,又有动滑轮,省力情况要由物重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦力大小来决定,当物重大于动滑轮重和其他阻力之和时,它能省力,也可以改变力的方向,当物重小于等于动滑轮重和其他阻力之和时,滑轮组就不能省力,可以改变力的方向,故④正确,⑤错误;滑轮组中定滑轮和动滑轮的个数不一定相等,根据需要确定滑轮的个数,故⑥错误.故选C.
8.A解析:
跳水运动员从跳台跳下,受重力的作用,并且在重力的方向上移动了距离,重力对人做功,A符合题意.学生背着书包在水平路面上前进,移动的方向和受力方向垂直,在力的方向上没有移动距离,不做功,B不符合题意.举重运动员举着杠铃停在空中,有力作用在物体上,但是没有移动距离,没有力做功,C不符合题意.小球在光滑水平面上滚动,依靠的是小球的惯性,小球在水平方向上虽然移动了距离,但是没有力的作用,没有力做功,D不符合题意.
9.D解析:
该同学的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,每次腾空的最大高度h=4cm=0.04m,则跳一次克服重力做功为W=Gh=500N×0.04m=20J,1min跳180次所做的总功为W总=180×20J=3600J,克服重力做功的平均功率为P=W总t=3600J60s=60W.故选D.
10.D解析:
在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计处于平衡状态,弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小,故A正确;测量机械效率的原理是η=W有用W总×100%,故B正确;题图中滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关,在物重一定的条件下,动滑轮越重,机械效率越低,故C正确;减小钩码的重力,在额外功相同的情况下,有用功减小,有用功占总功的百分比减小,滑轮组的机械效率减小,故D错误.
11.如图所示
解析:
要想用更小的力,阻力不变、动力臂不变,根据杠杆平衡条件知,要减小阻力臂,所以铁丝要靠近转轴,即铁丝应放在A处.由图知,人手对柄部作用力F1,使钳子将沿顺时针方向转动,所以阻力F2垂直钳口向上;从支点向动力作用线作垂线,垂线段的长度即为动力臂.
12.
(1)大于
(2)45(3)36W
解析:
(1)由v-t图像可知,在0~10s内小推车做加速运动,处于非平衡状态,水平推力大于阻力.
(2)阻力的大小f=0.15G总=0.15×(m物品g+G车)=0.15×(17kg×10N/kg+130N)=45N.
(3)由v-t图像可知,在10~20s内小推车做匀速运动,处于平衡状态,则水平推力F=f=45N,
由v=st可得,10~20s内小推车运动的距离s=vt=0.8m/s×10s=8m,
10~20s内水平推力做的功W=Fs=45N×8m=360J;
10~20s内水平推力的功率P=Wt=360J10s=36W.
13.200J解析:
使用定滑轮时不省力,且力的大小与方向无关,绳的质量、绳与轮摩擦不计,故人向前运动4m的过程中,手对绳子的拉力大小不变,即拉力F=G=mg=10kg×10N/kg=100N.由题图中的距离信息,运用勾股定理可得人向前运动4m时滑轮右侧绳子的长度为5m,比较可知,绳子被拉动的距离为s=5m-3m=2m;由定滑轮的特点可得物体升高的高度h=s=2m,则对物体做功为W=Gh=100N×2m=200J.
14.3如图所示3001050
15.1.8解析:
把电池摇晃一次做的功W0=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.3m=0.6J,所以摇晃3次对电池做的功W=3W0=3×0.6J=1.8J,摇晃电池的功率P=Wt=1.8J1s=1.8W.
16.A解析:
一个人先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s,该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙,三个功的大小都等于W=Fs,即W甲=W乙=W丙,故A正确.
17.C解析:
由题图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N,故A正确;物体上升速度v=st=0.1m2s=0.05m/s,故B正确;由题图知,n=3,拉力端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m,拉力做功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J,拉力做功的功率P=W总t=0.72J2s=0.36W,故C错误;有用功W有用=Gs=6N×0.1m=0.6J;滑轮组的机械效率η=W有用W总×100%=0.6J0.72J×100%≈83.3%,故D正确.
18.C解析:
根据题图可知,n=2,拉力端移动的距离s=2h=2×3m=6m;物体受到的重力为G=mg=38kg×10N/kg=380N;不计绳重和摩擦,作用在绳子自由端的拉力F=12(G+G动)=12×(380N+20N)=200N,故A错误.该过程做的有用功W有用=Gh=380N×3m=1140J,故B错误.W总=Fs=200N×6m=1200J,滑轮组的机械效率η=W有用W总×100%=1140J1200J×100%=95%,故C正确.不计绳重和摩擦,动滑轮重力一定,提升相同高度,滑轮组提起的物重越大,有用功越多,但额外功不变,所以机械效率越大,故D错误.故选C.
19.B解析:
从题图上看,0~6s和6~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~6s过程中通过的路程是3m,6~12s的过程中通过的路程为1m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此0~6s过程中的速度大于6~12s过程中的速度,即4s时的速度大于10s时的速度,故A错误;从题图中可以看出,0~6s过程中通过的距离为3m,6~12s过程中通过的距离为1m,而拉力相同,由W=Fs可知,0~6s内拉力做的功大于6~12s内拉力做的功,故B正确;0~6s过程中的速度大于6~12s过程中的速度,根据P=Fv可知,0~6s拉力对物体做功的功率大于6~12s拉力对物体做功的功率,故C错误;因为物体做匀速直线运动,拉力等于阻力,0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力,故D错误.
20.A解析:
匀速提升同一物体到同一高度处,由W有用=Gh可知,三种情况下做的有用功相同,大小都为W有用;不计绳子重量和摩擦,所做的额外功W额=G动h,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,动滑轮的个数分别为0、1、2,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,做的额外功W额定<W额动<W额组,故机械效率η组<η动<η定.
21.B解析:
在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中,以左侧的支架为支点,右支架对主梁的支持力F为动力,重物对杠杆的拉力为阻力,大小等于物体的重力G,动力臂为整个主梁的长度,设为L,阻力臂为L-s,根据杠杆的平衡条件得FL=G(L-s),拉力F为F=G-GsL,由关系式知,右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s成一次函数关系,且拉力随s的增大而减小,故B符合题意.
22.
(1)右力臂的大小
(2)4(3)0.5解析:
(1)杠杆左端向下倾斜,右端上翘,故应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;此时支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂大小.
(2)设一个钩码重力为G,一格长为l,根据杠杆平衡条件可知:
3G×4l=FD×3l,所以FD=4G,则需在D点挂4个钩码.(3)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1L1=F2L2,利用图像中任意一组数据都能得出,F2L2=F1L1=0.1m×3N=0.3N·m;故当L1为0.6m时,F1=F2L2L1=0.3N·m0.6m=0.5N.
23.
(1)66.7%
(2)①④(3)40
解析:
(1)由题图知n=3,此时滑轮组的机械效率η=W有用W总×100%=GhFs×100%=GhFnh×100%=GnF×100%=60N3×30N×100%≈66.7%.
(2)若摩擦和绳重忽略不计,动滑轮重不变,但提升高度增加了,由W额=G动h可知,额外功会变大,保持物体上升的速度不变,根据P=Wt=Fst=Fv可知,拉力的功率不变,将物体提升到2.0m的高度,由W有用=Gh可知,有用功变大,根据W总=W有用+W额可知,总功变大;由η=W有用W总×100%=GhFs×100%=G3F×100%可知,机械效率不变.
(3)当机械效率η=60%,有用功W有用=G′h=60%W总,①
摩擦和绳重产生的额外功W额1始终占总功的10%,则W额1=10%W总,②
则W有用+G动h+W额1=W总,③
由①②③解得G′=40N.
24.
(1)F=10N·mx
(2)1(3)0.4m≤x≤3m
解析:
(1)从表中数据可以看出,当动力臂x增大时,拉力F逐渐减小,并且Fx是一个定值,且Fx=20N×0.5m=10N·m,则F与x之间的关系是F=10N·mx.
(2)设O点到金属杆重心的距离为L,即重力的力臂为L,由表中数据知,F=20N时,x=0.5m,由杠杆平衡的条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,得GL=Fx,O点到金属杆重心的距离L=FxG=20N×0.5m10N=1m.
(3)当拉力等于测力计量程F=25N时,拉力最大,拉力的力臂最小,由杠杆平衡的条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,得GL=F最大x最小,则x最小=GLF最大=10N×1m25N=0.4m,拉力力臂的最大值是金属杆的长度,L最大=3m,则x范围是0.4m≤x≤3m.
25.
(1)180W
(2)88.9%(3)300N解析:
由图可知,n=3,则1min绳子自由端移动的距离s=3h=3×12m=36m,拉力做的功W总=Fs=300N×36m=10800J,拉力的功率P=W总t=10800J60s=180W.
(2)摩擦力及绳重忽略不计,由F=1n(G物+G动)得,物体重力G物=nF-G动=3×300N-100N=800N,则有用功W有用=G物h=800N×12m=960
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