九年级物理简单机械专项训练及答案及解析.docx
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1、九年级物理简单机械专项训练及答案及解析一、简单机械选择题1. 工人师傅用如图所示的滑轮组,将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升 3m,人对绳的拉力F为500N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则()A. 绳子自由端移动的距离为9mB.动滑轮的重力为200NC.人通过滑轮组做的有用功为1500JD.滑轮组的机械效率为 53.3%【答案】B【解析】试题分析:由图可知,滑轮组中由2段绳子承担物体和动滑轮的总重,即n=2,物体匀速竖直提升3m ,则绳子自由端移动的距离为:s=nh=2X 3m=6m,故A错误.此过程中,所做有用功为:W有=Gh=800陈3m=2400J,故C错误.所做总功为: W 总=Fs
2、=500NX 6m=3000J;额外功为:W额=W总-W有=3000J-2400J=600J,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则额外功为克服动滑轮重力做的功,即W w=G动h,动滑轮的重力 G动=如额/h=600J/3m=200N,故B正确为答案.滑轮组的机械效率咋懑 2400/n 二一=80%1 叫 3900/故D错误.考点:滑轮组的机械效率有用功额外功2. 如图所示,用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m,若动滑轮重10N,石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中,下列说法正确的是A. 拉力F为75NB. 绳子自由端向上移动了 4mC. 滑轮组的机械效率约为 93.3%D. 提升2
3、00N重物时,滑轮组机械效率不变【答案】C【解析】【详解】A .由图可知,n=3,不计摩擦及绳重,拉力:11F= ( G+G 动)=X( 140N+10N ) =50N,故 A 错误;33B .则绳端移动的距离:s=3h=3 x 2m=6m,故B错误;C.拉力做功: W总=Fs=50N x 6m=300J ,有用功: W有用= Gh=140N x 2m=280J,W 有用2801300JD .提升200N重物时,重物重力增加,据W有用GhG滑轮组的机械效率:=x 100%= x 100%疋93.3%,故C正确。械效率变大,故 D错误。3. 工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为300N的货物
4、从图示位置向上缓慢提升0.5m。F1、F2始终沿竖直方向;图甲中OB= 2OA图乙中动滑轮重为 60N,重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是A. 甲乙两种方式都省一半的力B. 甲方式F1由150N逐渐变大C. 乙方式的有用功是 180JD. 乙方式F2的功率为3.6W【答案】D【解析】【分析】(1 )根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况;(2) 根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F1的变化;(3) 根据 W有用=Gh可求乙方式的有用功;(4) 根据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。【详解】A、 甲图,Fi为动力,已知0B=20A,即动力臂为
5、阻力臂的 2倍,由于不计摩擦、杠杆自 重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力的一半,即Fi=150N ;由图乙可知,n=3,不计绳重11和摩擦,则 F2 (G G动)(300N 60N) 120N,故 A 错误;33B、甲图中,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值不变,故动力Fi为150N不变,故B错误;C、 不计绳重和摩擦,乙方式的有用功为:W有用=Gh=300NX0.5m150J,故C错误;D、 乙方式中F2=120N,绳子的自由端的速度为 v绳=0.01m/s 3=0.03m/s,则乙方式 F2的功F2v绳 120N 0.03m/s
6、 3.6W,故 D 正确。故选D。4. 下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是()A. 功率大的机械,做功一定多B. 做功多的机械,效率一定高C. 做功快的机械,功率一定大D. 效率高的机械,功率一定大【答案】C【解析】试题分析:根据功、功率、机械效率的关系分析功率是单位时间内做的功的多少,机械 效率是有用功与总功的比值.解:A说法错误,功率大,只能说明做功快;B、说法错误,由于机械效率是有用功与总功的比值,故做功多,不一定机械效率就大;C、说法正确;D、说法错误,机械效率高,只能说明有用功在总功中占的比例大. 故选C.5. 为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图甲
7、所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度 v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。下列计算结果不正确的是A. 0s1s内,地面对物体的支持力大于10NB. 1s2s内,物体在做加速运动C. 2s3s内,拉力 F的功率是100WD. 2s3s内,滑轮组的机械效率是83.33%【答案】C【解析】【详解】(1)由图乙可知,在01s内,拉力F= 30N.取动滑轮和重物为研究对象 ,受到向下的重力 G 和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F 作用,处于静止状态;地面对重物的支持力 F 支=G-F = G-3F
8、 拉 +G 动=100N-3X 30N+G 动=G 动+10N10N,故 A 正确;(2)由图丙可知,1s2s内,物体在做加速运动,故B正确;(3)由图可知在23s内,重物做匀速运动,V3= 2.50m/s,拉力F3= 40N,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股 数)n=3,所以拉力F的作用点下降的速度 v 3 = 3v3= 3 X2.50m/s= 7.5m/s,拉力做功功率(总功率):P总=F3v3= 40NX7.5m/s= 300W,故C错误;滑轮组的机械效率:n =W 有Gh100N总X100% = 3hx100% = MK x JX100 83.33%,故 D 正确。故
9、选 C.【点睛】由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n= 3,则拉力F移动的距离s= 3h.( 1)已知滑轮组绳子的段数 n和拉力F拉,物体静止,设滑轮组对物体的拉力 F,其关系为 F1拉=石(F +(动);地面对物体的支持力等于物体对地面的压力,等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F;( 2)由F-t图象得出在12s内的拉力F,由h-t图象得出重物上升的高度,求出拉力F的作用点下降的距离,利用W = Fs求此时拉力做功.(3)由F-t图象得出在23s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用P= Fv求拉力做功功率,知道拉力F和物重G大小,以及
10、S与h的关系,利用效率求滑轮组的机械效率.6. 如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是c.D.【答案】【解析】【详解】1A .此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F= G;2B 此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;1C.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由3股,贝U F=-G;3D 此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由2股,贝U F=2g .由以上可知:在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是c, C符合题意.7. 一均匀木板AB, B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直面内转动,木板下垫有长方 形木块C,恰好使木块水平放置,如图所示
11、,现有水平力F由A向B缓慢匀速推动,在推动过程中,推力 F将A. 逐渐增大B.逐渐减小C.大小不变D.先增加后减小【答案】A【解析】【详解】以杆为研究对象,杆受重力 G和C对它的支持力F支,重力的力臂为Ig,支持力的力臂为I 支,根据杠杆平衡条件可得:F支|支=GIg,水平力F由A向B缓慢匀速推动木块,F支的力臂在减小,重力 G及其力臂Ig均不变,根据杠杆平衡条件可知,在整个过程中支持力在逐 渐增大;由于支持力逐渐变大,且力的作用是相互的,所以可知杆对物体C的压力也逐渐变大,根据影响摩擦力大小的因素可知,C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大,木块C匀速运动,受到推力和摩擦力是平衡力,推力大小
12、等于摩擦力大小,由力的平衡条件 可知,水平推力F也逐渐增大,故 A符合题意,BCD不符合题意。&甲乙两个滑轮组如图所示,其中的每一个滑轮都相同,用它们分别将重物G、G2提高相同的高度,不计滑轮组的摩擦,下列说法中正确的是()2 ,A. 若Gi= G2,拉力做的额外功相同B. 若Gi= G2,拉力做的总功相同C. 若Gi= Q,甲的机 械效率大于乙的机械效率D. 用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变【答案】C【解析】【详解】有用功为GH,若Gi G2则有用功相等.对动滑轮做的功为额外功叫 G动H,乙的动滑轮质量大额外功多,因此乙的总功多,机械效率低答案AB错,C对同一个滑轮组提
13、起不同的重物,有用功不同,额外功相同,机械效率不同,提升重物越重机械效率越 高.D错.9. 如图所示,用一滑轮组在 5s内将一重为200N的物体向上匀速提起 2m,不计动滑轮及 绳自重,忽略摩擦。则A.物体上升的速度是 2.5m/sC.拉力F的功率为40W【答案】D【解析】【详解】A. 由V -得体的速度:t故A项不符合题意;B. 图可知,绳子段数为 nB.拉力F大小为400ND.拉力F的功率为80Wh 2mv0.4m . st 5s不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦,则拉力:1 1F G 200N100N2 2故B项不符合题意;CD.绳子自由端移动的速度:v绳2v物 20.4 ms 0.8m s拉
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