浙教版科学九年级上册 3.4简单机械（机械效率）培优练习

更新时间：2020-10-14 浏览次数：275 类型：同步测试

一、单选题

1. 如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，用10秒时间使物体A在水平方向匀速移动了5m，所用拉力F为20Ｎ，地面对物体A的摩擦力为30N。以下说法不正确的是（）

A . 绳子自由端移动的距离是10m B . 克服摩擦做的有用功是150J C . 滑轮组的机械效率为75% D . 拉力F做功的功率为10Ｗ

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2. 重为30牛的A物体，用如图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F₁＝18N，F₂＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（）

A . 绳子自由端F₁移动的速度比F₂移动的速度大 B . F₁做功比F₂做功少 C . 两种方法中所做的有用功一样多 D . 两种方法中机械效率相同

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3. (2024·鹿城模拟) 如图所示，不计摩擦，把重G=16 N的物体匀速提起所用的拉力F=10 N，则关于该动滑轮的说法中错误的是（）

A . 动滑轮重4 N B . 使用该动滑轮要费距离 C . 该动滑轮的机械效率为80% D . 提升物体的速度越快，机械效率越高

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4. 甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G₁、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（）

A . 若G₁=G₂ ，拉力做的额外功相同 B . 若G₁=G₂ ，拉力做的总功相同 C . 若G₁=G₂ ，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

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5. 用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N。则（）

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

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二、填空题

6. 用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）。实验中，向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知：
1. （1）被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将。（填“不变”、“增大”或“减小”）
2. （2）分析乙图象中的A点可知，被提升的物体重力为N。
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三、实验探究题

7. 某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：

①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；

②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不B变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h₁、h₂。

回答下列问题：
1. （1）杠杆机械效率的表达式为η=。(用已知或测量的物理量符号表示）
2. （2）本次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是：。
3. （3）若将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将（填“变大”“变小”“不变”）。请证明。。
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四、解答题

8.
新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
1. （1）工人做的有用功是多少？
2. （2）该滑轮组的机械效率是多少？
3. （3）动滑轮的总重力是多少N？
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9. 小叶想要知道一块形状不规则的塑料泡沫浸没时所受的浮力大小，身边只有一个轻质滑轮，一把轻质硬木刻度尺，一个密度小于水的正方体木块，一个盛有适量水的水槽和线绳.测量步骤如下：
①如图甲所示，将塑料泡沫和木块分别挂在刻度尺两端，使杠杆水平平衡，读出力臂l₁和l₂；

②用刻度尺测量出正方体的边长为a，把木块放入水槽中，如图乙所示，用刻度尺测出它的下表面到水面的距离为h；

③如图丙所示，用此装置使塑料泡沫浸没在水中，并使杠杆水平平衡，读出力臂l₁和l₃.

请用已给出的符号表示（水的密度用ρ_水表示）：
1. （1）木块的重力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. 工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图象如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求：
1. （1）若工人用300N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了4m，工人所做功；
2. （2）当所运送建材的重为500N时，工人作用在绳子上的拉力；
3. （3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。
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11. 在拓展课上，小科同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为25牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.4倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
1. （1）人的拉力做功的功率？
2. （2）拉动工件的过程中，滑轮组的机械效率是多少？
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12. 如图甲，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳的方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图乙的F-G图像(不计绳重以及摩擦)。
1. （1）试根据图像计算动滑轮所受重力G_动。
2. （2）在图甲中画出该同学的绕绳方法。
3. （3）用该滑轮组提起重为65 N的重物时，滑轮组的机械效率是多少?
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13. 如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F₁随时间t变化的图象。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×10³N，滑轮组的机械效率为80%，A上升的速度始终为0.1m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流灯因素的影响），求：
1. （1）长方体A的重力；
2. （2）长方体A未露出水面时受到的浮力；
3. （3）长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强；
4. （4）长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率。
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14. 如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B，圆柱体B的体积是密闭容器D的 $\text{[math]}$ ；旁边浮体C的体积是0.1m³ ，该同学站在浮体C上，C总体积的 $\text{[math]}$ 浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示；密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变，密闭容器D被提出水面后，将圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子，浮体C露出水面的体积减少总体积的 $\text{[math]}$ ；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10N。（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g=10N/kg)，求：
1. （1） D完全露出水面时人拉绳的力的大小。
2. （2）圆柱体B的重力；
3. （3）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率（百分号前面保留整数）；
4. （4）圆柱体B的密度。
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15. 某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求：
1. （1）动滑轮重力；
2. （2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2 m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；
3. （3）一个重500 N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。
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16. 如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计）
1. （1）若平衡臂长度不变，为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越。
2. （2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104^牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？
3. （3）若将重为1.2×10⁴牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
4. （4）已知电动机工作时输出功率为3600W保持不变，若电动机要将重为 1.2×104牛的货物提升到30米的高度，则需要用时多少秒？
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17. 在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1 200牛的物体沿着长L＝5米、高h＝1米的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300牛(不计空气阻力)。求：
1. （1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？
2. （2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
3. （3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？
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18. 如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。(动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10牛/千克)
1. （1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越。
2. （2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×10⁴牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？
3. （3）若将重为1.2×10⁴牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
4. （4）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×10⁴牛的货物提升到30米的高度，用时50秒，则该起升电动机的实际功率是多少瓦？
5. （5）电动机通过滑轮组，将质量为600千克的零件，以0.4米/秒的速度匀速吊高4米。求：电动机对零件做的功为多少焦？电动机的功率至少为多少瓦？(g取10牛/千克)
6. （6）已知横梁长度为L，零件质量为m，电动机吊着零件从M点出发并开始计时，以水平速度v匀速运动到N点，横梁对轨道A的压力F与时间t的关系式为：F＝。
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