难点详解沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步训练练习题(含答案详解).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步训练 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 20分）一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）1、如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）ABCD2、在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，其动能大小的情况是（）A一直变大B一直变小C先变大后变小D始终不变3、物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是（）A该物块在CD段的惯性比AB段大B该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为25C拉力F在AB段所做的功为20JD拉力F在CD段做功的功率为10W4、作为国际通用测量语言的国际单位制，极大地方便了国际交流。在国际单位制中，功率的单位是（）A千克B牛顿C焦耳D瓦特5、某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼，他提鸡蛋的力做的功最接近于（）A6JB30JC60JD90J6、在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（）A运动员的动能不变B运动员的重力势能不变C运动员的重力势能减小D运动员的动能转化为重力势能7、下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）A效率越高的机械，功率越大B做功越多的机械，功率越大C做有用功越多的机械，效率越高D功率越大的机械，做功越快8、下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（）A使小车向前运动了一段距离的推力B搬石头但没有搬动，手对石头的力C托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力D提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力9、如图所示，小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（）A适当减小木箱重力B增大木箱上升高度C增大提升木箱的速度D换用质量较小的动滑轮10、如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（）A从A点到B点的过程中机械能守恒B在B点时处于平衡状态C在O点时重力势能最大D从A点到O点动能转化为重力势能第卷（非选择题 80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 _（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 _（选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。2、如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是_；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为_N。3、在北京冬奥会冰壶比赛中，我国运动员有时需要努力地刷冰，这是通过减小_（选填“压力”或“接触面的粗糙程度”）来减小滑动摩擦力的；运动的冰壶A与静止的冰壶B相碰，结果冰壶A停了下来，冰壶B却运动了起来，此时发生了能量的_（选填“转移”或“转化”）。4、某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为_N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能_（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。5、如图所示，用滑轮组将重力为540N的重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，则滑轮组的机械效率为_，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是_。（答出一条即可）三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、一辆小轿车以15 m/s的速度在水平公路上匀速行驶300m，受到的阻力是1200N。求：(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功；(2)行驶过程中小轿车的功率。2、某同学用如图所示的装置匀速提升重力为200牛的物体，滑轮重力和摩擦不计，若物体在以0.3m/s的速度匀速上升0.6米。求：（1）拉力做的功 W；（2）所用的时间t；（3）拉力的功率P。3、如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在300N的拉力作用下，使质量为63kg的建筑材料以0.2m/s的速度匀速竖直上升，不计绳重和摩擦，求：（1）请你画出滑轮组的绕线；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率；（4）动滑轮的重力。4、将重为24N的重物用图示滑轮组匀速提升3m，所用拉力F=10N。不计轮与轴间的摩擦及绳重。求：（1）该过程中的有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）动滑轮的重力。 5、如图所示，用竖直向上的拉力 F 匀速提升重为800N的物体A，在10s内物体上升了2m，不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，求：（1）物体 A 上升的速度；（2）拉力 F 所做的功；（3）保持拉力 F 做功的功率不变，绳子自由端移动的速度为 0.5m/s，匀速提升物体B时，物体B所受的重力。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。实验次数钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.580%（1）实验中应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会_（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；（2）通过比较_（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组，_越大，滑轮组的机械效率越高；（3）表格中第4次实验空格中数值：绳端移动距离s=_m；通过比较3、4两次实验数据可得出结论；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越_（填“高”或“低”）；（4）若每个滑轮的质量为100g，第三次实验中克服摩擦做的额外功为 _J（不计绳重）。2、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下：次数钩码重/N钩码上升的距离/m弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升的距离/m机械效率第1次20.0510.1566.7%第2次40.051.70.15第3次60.050.1583.3%（1）在实验操作中应该使用钩码缓慢_上升；（2）求进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为_（结果精确到0.1%）；（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为_N，克服物重做的有用功是_J；（4）分析实验数据，实验小组得出的结论是：_。若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，则机械效率变_。-参考答案-一、单选题1、B【详解】A物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；B物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；C物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；D运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。2、D影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。【详解】在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，速度不变，质量不变，动能不变。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。【点睛】掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。3、D【详解】A惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误；B由题知，物块在AB段和CD段的速度之比为25，AB和CD距离相等，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为52，故B错误；C物块在AB段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C错误；D物块在CD段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W故D正确。故选D。4、D【详解】A千克（kg）是质量的单位，故A不符合题意；B牛顿（N）是力的单位，故B不符合题意；C焦耳（J）是功、热量、能量的单位，故C不符合题意；D瓦特（W）是功率的单位，故D符合题意。故选D。5、C【详解】一个鸡蛋的质量约为50g，20个鸡蛋的质量约为20个鸡蛋的重约为1楼到3楼的高度为6m，把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼，他提鸡蛋的力做的功约为故选C。6、C【详解】A从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，速度变大，故其动能变大，故A错误；BC从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，高度降低，故其重力势能减小，故B错误，C正确；D从陡坡加速下滑的过程，因运动员的重力势能减小，动能变大，故可知是运动员的重力势能转化为动能，故D错误。故选C。7、D【详解】A功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，故A错误；B功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，故B错误；C效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，故C错误；D功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，故D正确。故选D。8、A【详解】A推着小车向前移动一段距离，对物体施加了力，并在力的方向上移动了一段距离，故A符合题意；B搬而未起，有力但是无距离，不做功，故B不符合题意；C托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力但是无距离，不做功，故C不符合题意；D提着滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上没有距离，即力的方向与运动的方向垂直，不做功，故D不符合题意。故选A。9、D【详解】A由公式可知，减小木箱的重力，在提升相同的高度时，有用功会减小，而额外功不变，所以有用功所占总功的比值会减小，所以机械效率会减小，故A不符合题意；BC由公式可知，机械效率的大小与物体上升的高度和物体上升的速度无关，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改变机械效率，故BC不符合题意；D由公式可知，换用质量较小的动滑轮，在提升相同高度时，额外功会减少，而有用功不变，所以有用功占总功的比值会增大，所以机械效率会增大，故D符合题意。故选D。10、A【详解】A因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；B小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；C在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；D小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D错误。故选A。二、填空题1、 斜面 省力【详解】1轮椅专用通道是一条与水平面成一定角度的倾斜平面，这样的倾斜平面利用的就是斜面，可以省力。2根据功的原理可知，使用斜面时要费距离，但同时省了力，故斜面属于省力机械。2、 改变力的方向 1600【详解】1滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。2汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得汽车受到的摩擦力3、 接触面的粗糙程度 转移【详解】1运动员刷冰时，冰面变得越来越光滑，通过减小接触面的粗糙程度减小冰壶受到的滑动摩擦力。2运动的冰壶A具有机械能，与冰壶B相碰，冰壶A的机械能转移给冰壶B而静止，冰壶B获得机械能运动了起来。4、 10 增大【详解】1原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，此时弹簧的伸长量为11cm-10cm=1cm因在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得，在一定范围内，弹簧每伸长1cm，弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm，此时弹簧的伸长量为11.5cm-10cm=1.5cm那么弹簧的弹力大小为FB=1.520N=30N在B处由静止释放，在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用，则合力大小为F合=FB-G=30N-20N=10N2由力与运动的关系可知，当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动。在B处时，受到的合力方上竖直向上，大小为10N，在A处时，弹簧的弹力大小等于重力，合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中，合力的方向一直是竖直向上的，运动的方向也是竖直向上的，故小球做加速运动。由于小球的质量不变，速度变大，所以小球的动能增大。5、 90% 增加重物的重力【详解】1由图示知，滑轮组承重绳子为3根，重物提升2m，绳子端移动的距离s=3h=32m=6m滑轮组的机械效率2要提高滑轮组的机械效率，可增加提升重物的重力，此时，提升重物所做的有用功增大，机械效率增大。三、计算题1、（1）3.6105 J；（2）1.8104 W【详解】(1)由于轿车沿水平方向做匀速直线运动处于平衡态，所以F f 1200 N小轿车牵引力所做的功WFs1200N300m3.6105 J(2)行驶过程中小轿车的功率答：(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功是3.6105 J；(2)行驶过程中小轿车的功率是1.8104 W。2、（1）120J；（2）2s；（3）60W【详解】解：（1）物体的重力G=200N，物体上升的速度v=0.3m/s，上升的高度h=0.6m，由图可知滑轮组绳子段数为2，则人对绳子的拉力为绳子自由端移动的距离s=2h=0.6m2=1.2m则拉力做的功为W=Fs=100N1.2m=120J（2）物体上升所用的时间为（3）拉力的功率为 答：（1）拉力做的功W等于120J；（2）所用的时间t为2s；（3）拉力的功率P等于60W。3、（1） ；（2）180W；（3）70%；（4）270N【详解】解：（1）由题意可知，建筑材料的重力不计绳重和摩擦，根据可知，承担物重的绳子段数由此可推测承担物重的绳子段数n为3，故滑轮组的连接方式如下：（2）由可知，拉力的功率（3）由题意可知，滑轮组的机械效率（4）根据可知，动滑轮的重力答：（1）见解析；（2）拉力的功率为180W；（3）滑轮组的机械效率为70%；（4）动滑轮的重力为270N。4、（1）72J；（2）80%；（3）6N【详解】解：（1）该过程中的有用功W有=Gh=24N3m=72J（2）由图知，n=3，绳子自由端被拉下的距离s=3h=33m=9m拉力做的总功W总=Fs=10N9m=90J滑轮组的机械效率（3）不计轮轴间摩擦及绳重时，动滑轮重力G动=3F-G=310N-24N=6N答：（1）该过程中的有用功是72J；（2）滑轮组的机械效率是80%；（3）动滑轮的重力是6N。5、（1）0.2m/s；（2）1600J；（3）640N【详解】解：（1）物体 A 上升的速度（2）不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，则拉力F的大小为拉力 F 所做的功（3）拉力F做功的功率为根据保持拉力 F 做功的功率不变，拉力F的大小为物体B所受的重力答：（1）物体 A 上升的速度为0.2m/s；（2）拉力 F 所做的功为1600J；（3）物体B所受的重力为640N。四、实验探究1、 匀速 变小 1、2 物重 0.4 低 0.03【详解】（1）12实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；某同学在该实验中加速向上提升重物，提升物体的力变大，总功变大，而有用功不变，故滑轮组的机械效率变小。（2）34比较1、2两次的实验数据，同一滑轮组，绳子段数不同，机械效率相同，可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；比较第2、3次的实验数据，同一滑轮组提升不同重物，物重不同，机械效率不同，可得出结论：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（3）56由图丁可知绳子的有效段数为4，绳端移动距离s4=4h4=40.1m=0.4m比较第3、4次的实验数据，不同滑轮组提升相同重物，动滑轮重不同，机械效率不同，可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。（4）7由表中数据可知，第三次实验中，有用功W有3=G3h3=8N0.1m=0.8J总功W总3=F3s3=3.1N0.3m=0.93J动滑轮的重力G动=m动g=10010-3kg10N/kg=1N则克服动滑轮重力做的功W动=G动h3=1N0.1m=0.1J不计绳重，由W总=W额+W有W额=W动+W摩擦可得，克服摩擦做的额外功W摩擦=W总3-W有3-W动=0.93J-0.8J-0.1J=0.03J2、 匀速 78.4% 2.4 0.3 见解析 大【详解】（1）1在实验过程中，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，保证弹簧测力计的示数不变。（2）2由表格第2次数据，滑轮组的机械效率为（3）34由图丙可知，弹簧测力计的示数是2.4N，克服物重做的有用功W有=Gh=6N0.05m=0.3J（4）5从实验数据看，在钩码上升的高度相同的情况下，钩码越重，滑轮组的机械效率越大，这说明滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，物体越重，机械效率越大。6若提起同样的重物，用轻质塑料动滑轮代替实验中的铁质动滑轮，此时所做的额外功会减小，有用功不变，则机械效率将变大。