考点解析苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功难点解析试题(含详细解析).docx

苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功难点解析
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、水平地面上有一重5N的球，小孩用20N的力踢球，球离脚后在地面上滚动了15m，那么小孩踢球过程中对球做的功是（　　）
A．75J B．0J C．300J D．无法确定
2、如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是（　　）
A．镊子 B．开瓶器
C．筷子 D．船桨
3、如图所示的工具，在使用过程中不省力的是（　　）
A．用起子起瓶盖 B．用镊子夹物体
C．用钢丝钳剪钢丝 D．用羊角锤起钉子
4、如图所示工具中，属于省力杠杆的是（　　）
A． 扫帚 B． 瓶盖起子
C． 筷子 D． 镊子
5、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．核桃夹 B．瓶盖起子
C．撬棍 D．镊子
6、如图装卸工人用沿斜面的力F=200N，匀速将G=800N的货柜从斜面底端推上1m高的货车，下列分析正确的是（　　）

A．此过程中，斜面对货柜支持力做功0J
B．此过程中，推力做功800J
C．货柜受到的重力和斜面对货柜的支持力二力平衡
D．货柜受到的重力和货柜对斜面的压力二力平衡
7、如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（　　）

A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力
C．甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D．甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍
8、如图所示，下列常用的杠杆工具中，属于省力杠杆的是（　　）
A．金属镊子 B．家用多功能小铡刀
C．碗夹 D．筷子
9、图所示为某同学在生命科学实验中使用镊子夹取玻璃盖片的场景，使用此镊子（　　）

A．省力且省距离 B．省力但费距离 C．费力且费距离 D．费力但省距离
10、下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　）
A．物体做功越多，功率一定越大
B．机器的功率越小，机械效率一定越低
C．功率不同的机器，做的功一定不相等
D．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为_______J，斜面的机械效率为_______。
2、如图甲所示。放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和图丙所示。由图像可知，当t＝1s时，物体处于______（填“加速”、“匀速”或“减速”）状态；在物体做匀速直线运动的阶段，推力F做的功为______J，推力的功率为______W。

3、如图所示，是两个工人分别用滑轮按甲、乙两种方式把质量相同的两袋沙子从地面提到二楼，两种方式若不计绳重和摩擦，且G沙子>G滑轮。使用甲图中的滑轮的目的是______；使用乙图中滑轮的好处是可以______，机械效率更高的是______（选填“甲”或“乙”）。

4、一质量为40kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m用了1s，此时的机械效率为80%，则有用功为 _____J，动滑轮重力为 _____N，拉力的功率为 _____W，若再用该滑轮提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为 _____N。（不计绳重和摩擦）

5、将一根粗细均匀的铁丝弯成直角，两直角边边长之比为2∶1， 将角顶放在一光滑细钉上（如图所示） ，当直角铁丝静止时，短边和竖直方向的夹角θ的正切等于________。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。在水中某次性能测试中，该坦克的质量为20t，匀速航行时，最大速度为18km/h，受到的阻力是坦克的总重的0.4倍。
求：（1）坦克受到的牵引力；
（2）航行10min牵引力所做的功；
（3）该坦克配备的发动机功率。

2、某正在测试中的一款无人汽车，其质量为1.6×103kg，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min，消耗汽油6.4kg，所受的阻力是汽车总重的0.05倍，汽油的热值是4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：
（1）汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力；
（2）汽车发动机的功率；
（3）在测试汽车的加速性能时，该汽车从静止开始以大小为a的匀加速直线运动（若一物体沿直线运动，且在运动的过程中加速度保持不变且大于0，则称这一物体在做匀加速直线运动），汽车通过的距离与加速度、时间关系为：s=（s为运动的距离，单位为m；v0为初始速度，单位为m/s；a为匀加速度，单位为m，t为加速时间，单位为s），求：此汽车从静止开始，以10m匀加速直线运动2s通过的距离。
3、如图是一款智能汽车正在进行无人驾驶测试，汽车通过滑轮组将物体匀速提升，在汽车对绳子施加的拉力F作用下，质量为1200kg的物体以1m/s的速度匀速上升了3m，在这个过程中，拉力F做功的功率为15kW，不计绳重和轮与轴的摩擦。（q汽油＝4.6×107J/kg，g＝10N/kg）求：
（1）拉力F的大小；
（2）拉力F所做的总功；
（3）假如在此过程中恰好燃烧汽油4g，则该汽车及滑轮组这整个装置的机械效率是多少？（效率用百分数表示，小数点后面保留一小数）

4、某型号汽车在测试中，发动机输出功率为40kW时，汽车在一段平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了9km。假设汽油完全燃烧，汽油热值为q油＝4.5×107J/kg，汽油机的效率为40%，该型号汽车以此速度行驶过程中，求：
（1）汽车向前的牵引力是多大。
（2）汽车消耗的汽油是多少kg。
5、有一重力为600N的物体静置在水平地面上，工人用如图所示的装置将物体匀速提升2m，所用拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦。求：
（1）工人的拉力所做的总功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）如果工人的重力为600N，则工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力是多少？

-参考答案-
一、单选题
1、D
【解析】
【详解】
由W=Fs可知，脚对球的力为20N，但不知道在该力的方向上球通过距离，球滚动15m的过程中有一段是沿力的方向的距离，同时还有一段是由于惯性而运动的距离，所以题中虽然知道力，但由于不知道沿力的方向的具体距离而无法计算功，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2、B
【解析】
【详解】
A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；
C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
3、B
【解析】
【详解】
A．用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．用镊子夹物体时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．用钢丝钳剪钢丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．用羊角锤起钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
4、B
【解析】
【分析】
【详解】
ACD．扫帚、筷子、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，故ACD不符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意。
故选B。
5、D
【解析】
【详解】
A．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
6、A
【解析】
【详解】
A．斜面对货柜支持力与斜面相垂直，但货柜在此支持力的方向没有通过一定的距离，由公式知，支持力没有做功，故A正确；
B．已知推力F=200N，斜面长度为，所以推力做的

故B错误；
C．货柜受到的重力竖直向下，斜面对货柜的支持力与斜面相垂直斜向上，两个力不在同一直线上，所以不是平衡力，故C错误；
D．货柜受到的重力竖直向下，货柜是受力物体；货柜对斜面的压力与斜面垂直斜向下，两个力方向不相反，所以这两个力不是平衡力，故D错误。
故选A。
7、C
【解析】
【详解】
如图甲是定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，乙图为动滑轮，省一半的力，费二倍的距离，故甲的拉力为500N，而乙要拉动物体和动滑轮，故乙的拉力为

所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。
故选C。
8、B
【解析】
【详解】
A．镊子的支点在末端，动力臂约为手指的发力点到镊子末端的距离，阻力臂约为镊子最前端的物体到镊子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．铡刀的支点在刀与底座最前端的连接处，动力臂约为把手到连接处的距离，阻力臂约为铡刀某个中间位置到连接处的距离，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力小于阻力，属于省力杠杆，故B符合题意；
C．夹子的末端为支点，动力臂约为手指的发力点到夹子末端的距离，阻力臂约为碗到夹子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．筷子的支点为拇指的按压位置，动力臂约为食指到拇指的距离，阻力臂约为为筷子前端到拇指的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条
件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
9、D
【解析】
【详解】
使用镊子夹取玻璃盖片时，动力臂小于阻力臂，所以镊子是一个费力杠杆，好处是省距离。
故选D。
10、D
【解析】
【详解】
A．功率是功与时间的比值，做功多，若时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误；
B．机械效率是有用功与总功之比；机械功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；
C．由W＝Pt知道，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；
D．总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、 8 50%
【解析】
【详解】
[1]此过程所做的有用功为

[2]所做的总功为

则斜面的机械效率为

2、 加速 8 4
【解析】
【详解】
[1]由v﹣t图像可知，在0~2s内，物体的速度随时间均匀增加，即物体做加速运动，因此当t＝1s时，物体处于加速状态。
[2]由v﹣t图像可知，在2~4s内，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v＝2m/s；根据v＝可得，在2~4s内物体通过的距离
s＝vt＝2m/s×2s＝4m
由图乙知，2~4s内物体受到的推力F＝2N，推力F做的功
W＝Fs＝2N×4m＝8J
[3]推力的功率

3、 改变力的方向 省力 甲
【解析】
【详解】
[1]不计绳重和摩擦，甲图为定滑轮，F甲=G沙子，不能省力，可以改变力的方向。
[2]乙图为动滑轮，人施加的拉力与沙子重力的关系为

所以
F甲>F乙
故使用乙图中滑轮的好处是可以省力。
[3]甲图为定滑轮，不计绳重及摩擦，只有沙袋克服重力做额外功；乙图为动滑轮，不计绳重及摩擦，除了需要克服沙子重力做功外（这一部分功为有用功），还需要克服动滑轮和沙袋的重力做功（这一部分功是额外功），因此总功大于有用功，机械效率小于100%。因为沙袋重力做功相同，故乙中的额外功多，则机械效率更高的是甲。
4、 40 100 50 150
【解析】
【详解】
[1]重物A的重力
GA＝mAg＝40kg×10N/kg＝400N
有用功为
W有用＝GAh＝400N×0.1m＝40J
[2]绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率

据此可知动滑轮重力

[3]绳重和摩擦不计，总功为

则拉力的功率

[4]绳重和摩擦不计，根据滑轮组的机械效率

可得提升一块重物B时，滑轮组的机械效率

提升两块重物B时，滑轮组的机械效率

由题知
η1∶η2＝4∶5
即

解得重物B的重力
GB＝150N
5、4
【解析】
【详解】
如图所示

NO=2OM，铁丝平衡，根据杠杆平衡条件

代入数据

故
OA=2OB
由图可知

夹角θ的正弦

夹角θ的余弦

夹角θ的正切

三、计算题
1、（1）8×104N；（2）2.4×108J；（3）4×105W
【解析】
【详解】
解：（1）由于坦克受到的阻力是坦克的总重的0.4倍，坦克受到的阻力

由于坦克匀速航行，所以坦克受到的牵引力与坦克受到的阻力是一对平衡力，所以坦克受到的牵引力

（2）坦克航行的速度

坦克航行10min通过的路程

坦克航行10min牵引力做的功

（3）坦克配备的发动机的功率

答：（1）坦克受到的牵引力是8×104N；
（2）坦克航行10min牵引力做的功是2.4×108J；
（3）坦克配备的发动机的功率是4×105W。
2、（1）800N；（2）1.6；（3）20m
【解析】
【详解】
解：（1）汽车总重力

汽车行驶时受到的阻力是

由于汽车在平直公路上匀速行驶，即汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力为

（2）汽车的速度

汽车的功率为

（3）汽车的初速度为0m/s，所以v0=0m/s，汽车2s通过的距离为

答：（1）汽车发动机的牵引力为800N；
（2）汽车发动机的功率为1.6×104W；
（3）汽车从静止开始，匀加速直线运动2s通过的距离为20m。
3、（1）5000N；（2）4.5×104J；（3）19.6%
【解析】
【详解】
（1）由图知，使用的滑轮组承担物重的绳子股数为3，拉力端移动的速度
v车＝3v物＝3×1m/s＝3m/s
由机械功率公式

可得拉力

（2）拉力端移动距离
s＝3h＝3×3m＝9m
拉力F做的总功
W总＝Fs＝5000N×9m＝4.5×104J
（3）汽油完全燃烧放出的热量
Q放＝mq汽油＝4×10-3kg×4.6×107J/kg＝1.84×105J
物体的重力
G＝mg＝1200kg×10N/kg＝1.2×104N
则整个装置做的有用功
W有＝Gh＝1.2×104N×3m＝3.6×104J
该汽车及滑轮组这整个装置的机械效率

答：（1）拉力F的大小为5000N；
（2）拉力F所做的总功为4.5×104J；
（3）该汽车及滑轮组这整个装置的机械效率为19.6%。
4、（1）2000N；（2）1kg
【解析】
【详解】
解：（1）已知汽车行驶的速度为

输出功率为

由可知汽车的牵引力为

（2）已知汽油机的效率为

汽车发动机做的有用功为

由可知消耗的汽油完全燃烧放出的热量为

由可知汽车消耗的汽油质量为

答：（1）汽车向前的牵引力为2000N；
（2）汽车消耗的汽油是1kg。
5、（l） 1600J；（2）75%；（3）1000N
【解析】
【详解】
解：（l）如图，滑轮组由两股绳承担物重，物体匀速提升2m，绳子自由端移动的距离

工人的拉力所做的总功

（2）滑轮组做的有用功

滑轮组的机械效率

（3）动滑轮的重力

人对绳子的最大拉力

工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力

答：（1）工人的拉力所做的总功为1600J；
（2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）如果工人的重力为600N，工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力是1000N。