浙教版科學九年級上冊 3.4簡單機械（機械效率）培優(yōu)練習

更新時間：2021-05-20 瀏覽次數(shù)：281 類型：同步測試

一、單選題

1. 如圖所示，用滑輪組拉動重為70N的物體A，用10秒時間使物體A在水平方向勻速移動了5m，所用拉力F為20Ｎ，地面對物體A的摩擦力為30N。以下說法不正確的是（）

A . 繩子自由端移動的距離是10m B . 克服摩擦做的有用功是150J C . 滑輪組的機械效率為75% D . 拉力F做功的功率為10Ｗ

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2. 重為30牛的A物體，用如圖所示甲、乙兩種方法被提升和水平移動。若A物體在水平面滑動時受到的摩擦力為20N，F(xiàn)₁＝18N，F(xiàn)₂＝8N，A物體在5s內(nèi)勻速移動的距離均為0.3m，則在該過程中，下列分析正確的是（）

A . 繩子自由端F₁移動的速度比F₂移動的速度大 B . F₁做功比F₂做功少 C . 兩種方法中所做的有用功一樣多 D . 兩種方法中機械效率相同

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3. (2024·鹿城模擬) 如圖所示，不計摩擦，把重G=16 N的物體勻速提起所用的拉力F=10 N，則關于該動滑輪的說法中錯誤的是（）

A . 動滑輪重4 N B . 使用該動滑輪要費距離 C . 該動滑輪的機械效率為80% D . 提升物體的速度越快，機械效率越高

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4. 甲、乙兩個滑輪組如圖所示，其中的每一個滑輪重力都相同，用它們分別將重物G₁、G₂提高相同的高度，不計滑輪組的摩擦，下列說法中正確的是（）

A . 若G₁=G₂ ，拉力做的額外功相同 B . 若G₁=G₂ ，拉力做的總功相同 C . 若G₁=G₂ ，甲的機械效率大于乙的機械效率 D . 用甲、乙其中的任何一個滑輪組提起不同的重物，機械效率不變

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5. 用圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N。則（）

A . 手的拉力：F_甲=F_乙；機械效率：η_甲=η_乙 B . 手的拉力：F_甲<F_乙；機械效率：η_甲<η_乙 C . 手的拉力：F_甲>F_乙；機械效率：η_甲<η_乙 D . 手的拉力：F_甲>F_乙；機械效率：η_甲＞η_乙

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二、填空題

6. 用如圖甲所示的裝置進行“測滑輪組機械效率”的實驗（忽略繩重和摩擦）。實驗中，向上勻速拉動彈簧測力計并讀數(shù)。改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙所示的圖象。分析可知：
1. （1）被提升的物體重力相同時，增加動滑輪的重力，滑輪組的機械效率將。（填“不變”、“增大”或“減小”）
2. （2）分析乙圖象中的A點可知，被提升的物體重力為N。
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三、實驗探究題

7. 某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：

①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；

②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持O點位置不B變），在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h₁、h₂。

回答下列問題：
1. （1）杠桿機械效率的表達式為η=。(用已知或測量的物理量符號表示）
2. （2）本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，不計裝置的摩擦，則影響杠桿機械效率的主要因素是：。
3. （3）若將鉤碼的懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將（填“變大”“變小”“不變”）。請證明。。
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四、解答題

8.
新農(nóng)村建設中，某工人利用如圖所示的滑輪組提升重2700N的物體，物體上升了2m，繩子末端的拉力為750N，不計繩重和摩擦力，求：
1. （1）工人做的有用功是多少？
2. （2）該滑輪組的機械效率是多少？
3. （3）動滑輪的總重力是多少N？
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9. 小葉想要知道一塊形狀不規(guī)則的塑料泡沫浸沒時所受的浮力大小，身邊只有一個輕質(zhì)滑輪，一把輕質(zhì)硬木刻度尺，一個密度小于水的正方體木塊，一個盛有適量水的水槽和線繩.測量步驟如下：
①如圖甲所示，將塑料泡沫和木塊分別掛在刻度尺兩端，使杠桿水平平衡，讀出力臂l₁和l₂；

②用刻度尺測量出正方體的邊長為a，把木塊放入水槽中，如圖乙所示，用刻度尺測出它的下表面到水面的距離為h；

③如圖丙所示，用此裝置使塑料泡沫浸沒在水中，并使杠桿水平平衡，讀出力臂l₁和l₃.

請用已給出的符號表示（水的密度用ρ_水表示）：
1. （1）木塊的重力G_木。
2. （2）塑料泡沫的重力G_塑。
3. （3）塑料泡沫受到的浮力。
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10. 工人用如圖甲所示的滑輪組利用箱子運送建材上樓，每次運送量不定。滑輪組的機械效率隨重力不同的建材變化的圖象如圖乙所示，滑輪與鋼繩間的摩擦力及箱子和繩重忽略不計。求：
1. （1）若工人用300N的拉力，將建材勻速豎直向上提升了4m，工人所做功；
2. （2）當所運送建材的重為500N時，工人作用在繩子上的拉力；
3. （3）當滑輪組的機械效率為80%時，所運送建材受到的重力。
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11. 在拓展課上，小科同學模擬某建筑工地上拉動工件的情景，設置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動了2米。人的拉力為25牛，物體移動時受到地面的摩擦力為物重的0.4倍，不計繩重及機械的摩擦。求：
1. （1）人的拉力做功的功率？
2. （2）拉動工件的過程中，滑輪組的機械效率是多少？
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12. 如圖甲，某同學用兩個滑輪組成的滑輪組，在同一種繞繩的方式下勻速提升不同質(zhì)量的重物，得到了多組豎直作用在繩子自由端的拉力F與重物所受重力G的大小關系，并繪制出如圖乙的F-G圖像(不計繩重以及摩擦)。
1. （1）試根據(jù)圖像計算動滑輪所受重力G_動。
2. （2）在圖甲中畫出該同學的繞繩方法。
3. （3）用該滑輪組提起重為65 N的重物時，滑輪組的機械效率是多少?
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13. 如圖甲是建造大橋時所用的起吊裝置示意圖，使用電動機和滑輪組（圖中未畫出）將實心長方體A從江底沿豎直方向勻速吊起，圖乙是鋼纜繩對A的拉力F₁隨時間t變化的圖象。A完全離開水面后，電動機對繩的拉力F大小為6.25×10³N，滑輪組的機械效率為80%，A上升的速度始終為0.1m/s。（不計鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重，不考慮風浪、水流燈因素的影響），求：
1. （1）長方體A的重力；
2. （2）長方體A未露出水面時受到的浮力；
3. （3）長方體A靜止在江底時上表面受到的水的壓強；
4. （4）長方體A未露出水面時滑輪組的機械效率。
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14. 如圖甲所示，正方體A邊長0.2m，作為配重使用，杠桿OE：OF=2：3，某同學用這個裝置和一個密閉容器D提取水中的圓柱體B，圓柱體B的體積是密閉容器D的 $\text{[math]}$ ；旁邊浮體C的體積是0.1m³ ，該同學站在浮體C上，C總體積的 $\text{[math]}$ 浸入水中；該同學用力拉動滑輪組繞繩自由端，手拉繩的功率P和密閉容器D勻速被提升的距離關系如圖乙所示；密閉容器D上升速度0.05m/s保持不變，密閉容器D被提出水面后，將圓柱體B從密閉容器D中取出放在浮體C的上面，同時手松開繩子，浮體C露出水面的體積減少總體積的 $\text{[math]}$ ；在提升全過程中，配重A始終沒有離開地面。兩個定滑輪總重10N。（繩的重力，滑輪與軸的摩擦及水的阻力不計。g=10N/kg)，求：
1. （1） D完全露出水面時人拉繩的力的大小。
2. （2）圓柱體B的重力；
3. （3）密閉容器D離開水面時，滑輪組提升重物B的機械效率（百分號前面保留整數(shù)）；
4. （4）圓柱體B的密度。
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15. 某興趣小組用如圖甲所示的滑輪組(物體與動滑輪用繩子a連接)勻速拉動放在同一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從200N開始逐漸增加，直到組裝滑輪組的繩子b被拉斷，每次物體拉動的距離均為2m。通過實驗繪出了該滑輪組機械效率隨物體受到摩擦力大小變化的關系圖象如圖乙。(不計繩重和繩與滑輪間的摩擦)求：
1. （1）動滑輪重力；
2. （2）當滑輪組的機械效率為80%，物體以0.2 m/s 的速度勻速運動時，該滑輪組的有用功率；
3. （3）一個重500 N的同學利用該滑輪組，想獨自用豎直向下的力拉斷繩子b，請你通過計算分析他能否實現(xiàn)。
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16. 如圖甲為塔式起重機簡易示意圖，塔式起重機主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構(gòu)件的安裝。（動滑輪重、繩重及摩擦均不計）
1. （1）若平衡臂長度不變，為保持平衡，起重臂的長度越長的塔式起重機，配備的平衡重的質(zhì)量應越。
2. （2）圖乙為起重機鋼絲繩穿繩簡化示意圖，滑輪a的作用是。若鋼絲繩能承受的最大拉力為3×104^牛，則能吊起貨物的質(zhì)量不能超過多少千克？
3. （3）若將重為1.2×10⁴牛的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30米，再沿水平方向移動20米，則此過程中克服貨物重力做功多少焦？
4. （4）已知電動機工作時輸出功率為3600W保持不變，若電動機要將重為 1.2×104牛的貨物提升到30米的高度，則需要用時多少秒？
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17. 在荊州火車站附近的荊州中學新校區(qū)的建設工地上，工人把重1 200牛的物體沿著長L＝5米、高h＝1米的斜面從底部勻速拉上斜面的頂端，沿斜面所用的拉力為300牛(不計空氣阻力)。求：
1. （1）將物體從斜面底部勻速拉到斜面頂端的過程中，拉力做了多少功？
2. （2）工人使用斜面做功的機械效率是多少？
3. （3）物體和斜面之間的摩擦力是多大？
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18. 如圖甲為塔式起重機簡易示意圖，塔式起重機主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構(gòu)件的安裝。(動滑輪重、繩重及摩擦均不計，g取10牛/千克)
1. （1）為保持平衡，起重臂的長度越長的塔式起重機，配備的平衡重的質(zhì)量應越。
2. （2）圖乙為起重機鋼絲繩穿繩簡化示意圖，滑輪a的作用是。若鋼絲繩能承受的最大拉力為3×10⁴牛，則能吊起貨物的質(zhì)量不能超過多少千克？
3. （3）若將重為1.2×10⁴牛的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30米，再沿水平方向移動20米，則此過程中克服貨物重力做功多少焦？
4. （4）若該起升電動機的效率為90%，將重為1.2×10⁴牛的貨物提升到30米的高度，用時50秒，則該起升電動機的實際功率是多少瓦？
5. （5）電動機通過滑輪組，將質(zhì)量為600千克的零件，以0.4米/秒的速度勻速吊高4米。求：電動機對零件做的功為多少焦？電動機的功率至少為多少瓦？(g取10牛/千克)
6. （6）已知橫梁長度為L，零件質(zhì)量為m，電動機吊著零件從M點出發(fā)并開始計時，以水平速度v勻速運動到N點，橫梁對軌道A的壓力F與時間t的關系式為：F＝。
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