九年级物理简单机械专项训练及答案及解析

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&#

8、39; = G-3F 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

9、 83.33%，故 D 正确。故选 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

10、，利用P= Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及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

11、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，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

12、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

13、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；C

14、D.绳子自由端移动的速度:v绳2v物 20.4 ms 0.8m s拉力F的功率：PW tFs匚 Fv t100N0.8m s 80W故C项不符合题意，D项符合题意。10. 分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N 不计绳重及摩擦，此过程中（）甲乙A. 拉力F甲小于拉力 F乙B. F甲做的功大于F乙做的功C. 甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率D. F甲做功的功率等于F乙做功的功率【答案】D【解析】【详解】由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度 ，由W有=Gh可知W甲有=W乙有；不计绳 重及摩擦，均只需克服动滑轮自重做额外

15、功，甲乙中均只有一个动滑轮，且动滑轮的重相同，由W额=G动h可知 W甲额=W乙额，因为 W总=W有+W额，所以 W总甲=W总乙。A.由图可知，m =II11112,n2= 3，不计绳重及摩擦，则F 甲= （G+G 动）= X （100N+10N ）= 55N , F 乙= （G+GII动）= X （ 100N+10N ）= 36.7N<F甲，故A不正确。B. F甲与F乙做的功均为总功，由于 W总甲=W总乙，即 F甲做的功等于F乙做的功，故 B不正确；C.由于 W甲有=W乙有，W总甲=W总乙根据n = 叫可知,n= n乙，故c不正确；D.拉力做功的功率 P= t ，由于 W总甲=W总乙、时

16、间 t也相同,所以P甲=P乙，故D正确；故选D.【点睛】甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和， 机械效率是有用功与总功的比值.11. 质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼已知工人在1min内将货物匀速提高6m,作用在钢绳的拉力为 400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所 示（机械中摩擦和绳重均不计）.下列说法正确的是甲乙3A. 作用在钢绳上的 拉力的功率为400WB. 动滑轮的重力为 200NC. 人对绳子的最大拉力为 1000ND. 该滑轮组的最大机

17、械效率为83.3%【答案】B【解析】【分析】P求拉力的功率；t（2）由图乙可知，物重W有 Gh GhW、= Fs F3h（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离 s nh，利用W Fs求拉力做的功，再利用G=300N时，滑轮组的机械效率n =60%利用G求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力3F1F -（G G动），据此求动滑轮重力；3（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于工人的重力;1（4）利用F 丄（G G动）求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率W有W总总、G最大hG最大G最大&动h G最大G动【详解】(1)由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s nh

18、 36m 18m ,拉力做的功：W总 Fs400N18m7200JW总总、拉力的功率：Pt(2)由图乙可知，物重7200J120W，故 A错；60sG=300N时，滑轮组的机械效率n =60%根据 W =色-2L 2可得：拉力W总 Fs F3h 3F300N3 60%500N3167N，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则所以，6动nF G 3鄂该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,200N300N，故B正确;绳子的最大拉力:F大G人mg60kg 10N/kg 600N，故 c错;(4)由F1 G3G动 可得，提升的最大物重：G大nF大63 600N200N1600N(3)机械中摩擦和绳重均不计，

19、则滑轮组的最大机械效率:W有G最大hG最大大W总总、G最大6 hG最大G动错.故选B.1600N1600N200N100%88.9%，故 D12.农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列A.该滑轮的机械效率C.滑轮自身的重力为【答案】A【解析】n=75%100NB.滑轮所做的有用功为 1200JD 绳子自由端移动的距离大小为3m【详解】AB.滑轮所做的有用功为:W 有用=Gh=600NX 3m=1800J,因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m,则拉力做

20、的总功为：W 总=Fs=400NX 6m=2400J,所以动滑轮的机械效率为：W有用 XIOO%=1800J 100%=75% ,W 总2400J故A正确，B错误；C. 不计绳重及摩擦，则拉力为：F (G G动)，2那么动滑轮的重为：G 动=2F-G=2X 400N-600N=200N故C错误；D. 由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离为：s=nh=2 X 3m=6m故D错误；故选Ao13. 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率n与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出n与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则 下列说法正确的是

21、乙A. 同一滑轮组机械效率 n随G物的增大而增大，最终将达到100%B. 当G物=12N时，弹簧测力计读数为 5NC. 此滑轮组动滑轮的重力为 4ND. G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改【答案】B【解析】【分析】(1)使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又 不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率；(2 )不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据W有用%GhwT W有W额 Gh G动h簧测力计读数；(3)G物不变，改变图甲中的绕绳方式，G求得动滑轮的重力，再计算 G物=12N时弹G G动分别将同一物体匀速提高到

22、相同高度，做的有用 功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。【详解】A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一终不能达到和超过 100%，故A错误；BC、由图可知，G=12N，此时n =80%W有 wt不计绳重和摩擦,GhGh G动hG G动12N即：12N G动80% ,解得动滑轮的重力:G 动=3N ,G物=12N时，弹簧测力计读数:故C错误;1D、G物不变，改变图甲中的绕绳方式,1 -(12N 3N ) 5N，故 B 正确;3“3将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功:W额G轮h，即额外功 W

23、额相同，总功相同，则两定大于有用功；机械效率一定小于1即同一滑轮组机械效率 n随G物的增大而增大，但最装置的机械效率相同。故 D错误。故选：B。5N, 斜14. 如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为的是：B. 这个斜面的机械效率为60%C. 物体所受到的摩擦力是 5ND. 减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率【答案】C【解析】【分析】(1) 根据公式 W=Gh求拉力做的有用功；(2) 根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比;(3) 克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=fs求摩擦力;(4) 提高斜面的机械效率

24、的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。【详解】叫97A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N< 1m=9J,故A正确，不符合题意；B、 拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5N X 3m=15J斜面的机械效率“意. 故B正确，不符合题意；C、 克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J由W额=fs得摩擦力，故C错误，符合题意；D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功 的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题意。故选Co【点睛】本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克 服摩擦力所做的功

25、是解决本题的关键。15. 如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以 相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆A. 仍能平衡B 不能平衡，大球那端下沉C. 不能平衡，小球那端下沉D. 无法判断【答案】C【解析】【详解】开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉.16. 如图所示，轻质杠杆可绕 0 (0是杠杆的中点)转动，现在 B端挂一重为G的物体, 在A端竖直向下施加一个作用力 F,使其在如图所示的位置平衡，则A. F 一定大于GB. F 一定等于GC. F 一定小

26、于GD. 以上说法都不正确【答案】B【解析】【详解】由题意知，0是杠杆的中点，所以 G的力臂与F的力臂相等；则由杠杆的平衡条件知：F 一定等于 G。故ACD错误，B正确。17. 用Fi的拉力直接将重为 G的物体A匀速提升h （如图甲）；换用斜面把物体 A匀速提 升相同的高度，拉力为 F2 ,物体沿斜面运动的距离为 L （如图乙），利用斜面工作过程中A. 有用功为F2hB.额外功为F2L Fih C.总功为（F什F2） L D.机械效率为F2【答案】B【解析】A. 借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有Gh Fih，故A错误；BC.B.拉力所做的总功： W总F2L,额外功 W额 W总

27、-W有F2L- Fih，故B正确，C错误；D.W有 Fh?机械效率n，故D错误故选B.W F2L18. 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为 Fi和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）屮Z.A. Fi大于F2B. Fi和F2做的功一定相等C. 甲、乙的机械效率不相等D. 绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等【答案】C【解析】【详解】A不计绳重及摩擦，因为拉力：F= （G 物+G 轮）/n, n 1=2 , n2=3, 所以绳子受的拉力：Fi = （ G 物+G 轮）/2， F2= （ G 物+G 轮）/3 , 所以Fi > F2,故A正确；B. 不计绳重及摩擦，拉力做的功：Wi =Fisi= （G 物+G 轮）/2 >2h= （G 物 +G 轮）h W2=F2S2= （G 物+G 轮）/3 >3h= （G 物+G 轮）h 所以Wi=W2