3.4简单机械练习课件浙教版九年级上册科学

第3章

能量的转化与守恒第4节

简单机械浙教版科学九年级上册第１课时认识杠杆1.(新独家原创)下列实验仪器应用了杠杆原理的是(S9103001)(

)A.刻度尺B.天平C.量筒D.温度计基础过关全练B解析天平实质是等臂杠杆,因此它运用了杠杆原理,故选B。2.(新独家原创)下列关于杠杆的有关说法中错误的是

(

)A.杠杆是一种简单机械B.杠杆一定绕某个固定点转动C.杠杆一定是一根硬的直棒D.杠杆的动力方向与阻力方向可以相同C解析

杠杆属于简单机械之一,A对;杠杆一定绕某个固定点转动,该固定点为杠杆的支点,B对;杠杆一定是一根硬棒,但不一定是一根直棒,也可以是弯曲的,C错;当杠杆的动力和阻力位于支点异侧时,动力与阻力的方向相同,D对。故选C。3.(新独家原创)下列关于杠杆力臂的说法中正确的是(S9103001)

(

)A.力臂就是支点到力的作用点的距离B.力臂不一定在杠杆上C.力臂不能为零D.动力臂一定大于阻力臂B解析

力臂是支点到力的作用线的距离,而非支点到力的作用点的距离,A错;力臂不一定在杠杆上,可以在空中,B对;当力的作用线过支点时,该力的力臂为零,C错;动力臂可以大于、小于或等于阻力臂,D错。故选B。4.(新独家原创)关于超市手推车(如图为侧视图)下列说法中正确的是(S9103001)

(

)CA.当前轮遇到障碍物A时,需向下压扶把,手推车可以视为以B为支点的杠杆B.当前轮遇到障碍物A时,需向上抬扶把,手推车可以视为以C为支点的杠杆C.当后轮遇到障碍物A时,需向上抬扶把,手推车可以视为以B为支点的杠杆D.当后轮遇到障碍物A时,需向下压扶把,手推车可以视为以C为支点的杠杆解析

关于超市手推车,当前轮遇到障碍物时,我们需要让前轮离开地面,因此需向下压扶把,此时手推车绕后轮转动;当后轮遇到障碍物时,需要让后轮离开地面,因此要向上抬扶把,此时手推车绕前轮转动。故选C。A.C点是支点B.液压杆B施加的力是动力C.车厢和货物的总重力是阻力D.车厢对液压杆的压力是阻力5.(学科素养·科学观念)(2024浙江金华四中期中改编)如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析错误的是

(

)D解析车厢部分视为杠杆,车厢绕C点运动,所以C点是支点,

A说法正确;动力和阻力都应该是车厢受到的力,液压杆施加

的力使杠杆转动,所以是动力,B说法正确;阻碍杠杆转动的力

为车厢及货物总重力,即C说法正确,D说法错误。故选D。6.(2024浙江杭州观成教育集团期中)如图所示,小明在按压式订书机的N点施加压力,将订书针钉入M点下方的纸张中,下列图能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是(S9103001)

(

)A解析据图可知,当按压订书机时,其会绕着订书机左边的固

定点O转动,即O为支点;所按压的N点为动力F1作用点,F1的方

向向下,支点O到动力F1作用线的距离为l1;而装订的物体对

订书机有一个向上的阻力F2,M点就是阻力F2的作用点,支点

O到阻力F2作用线的距离为阻力臂l2。综上所述,A图正确。

故选A。7.(学科素养·科学观念)(2023浙江杭州上城开元中学期中)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图,下列有关说法正确的是(S9103001)

(

)BA.甘蔗放在b点的力臂比放在a点的力臂小B.此杠杆受到的阻力是甘蔗对刀刃的压力C.手沿F1方向用力的力臂比沿F2方向的大D.此杠杆的支点在手与刀柄接触的位置解析铡刀的支点在刀尖与底座接触之处,D错;甘蔗放在b

点比放在a点离支点更远,力臂更长,A错;力臂为支点到力作

用线的距离,手沿F1方向用力的力臂比沿F2方向的更小,C

错。故选B。8.(学科素养·科学观念)(2024浙江杭州翠苑中学教育集团联考,15,★★☆)如图所示筷子盒在A处施加向下的力时,筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力,以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是(S9103001)

(

)A能力提升全练解析在筷子盒A处施加向下的力时,筷子会从出口滚出,说

明动力方向向下,由于该杠杆的动力作用点与阻力作用点在

支点的同侧,所以动力方向必然与阻力方向相反,故阻力向

上,故选A。9.(新方法·模型法)(2024浙江杭州新天地实验学校期中,14,★★☆)如图是一种新型开瓶器,借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖,该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是(S9103001)

(

)D解析图中的开瓶器在打开瓶盖时,瓶盖右侧被向上抬起,开

瓶器会绕着瓶盖的左侧转动,故O点在瓶盖的左侧;阻力为瓶

口与盖的向下的摩擦力,故阻力F2在瓶盖的右侧,方向向下;

动力F1会绕着O点转动,故动力的方向斜向右,故D符合题

意。故选D。10.(2024浙江金华兰溪二中期中,22,★☆☆)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,请画出阻力F2的力臂l2。如果钓到了大鱼需要提起该钓鱼竿,最好将动力作用点向

(填“钓鱼者”或“鱼”)这边移动才能不费力些。鱼答案如图所示

解析为了省力,可以增大动力臂,因此动力作用点需远离支点。11.(主题教育·传统工艺)(2022浙江宁波北仑期末改编)杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,由图可知它的支点是

(填“A”“B”或“C”)点,动力F方向应为图中沿

(填“1”或“2”)方向。

素养探究全练C1解析拉起吊桥时,吊桥绕C点转动,故C点为支点;动力是作用在杠杆上的力,动力作用点在A点,故动力方向沿“1”方向。12.(学科素养·科学观念)如图所示,课桌的重力作用点在O点。将课桌看成是一个杠杆,若在课桌的C点用力F把右边的桌腿抬离地面,抬离过程中左边的桌角为支点,假设抬起时左边桌腿没有滑动。请在图中画出F的力臂l1,重力G的力臂l2。(S9103001)答案如图所示

解析

画力臂可以分成三个步骤:1.找支点;2.作力的作用线;

3.作支点到作用线的垂线。关键词“点、线、距”。第3章

能量的转化与守恒第4节

简单机械浙教版科学九年级上册第2课时

杠杆平衡条件及应用1.(学科素养·科学观念)(2024浙江义乌三校联考)如图所示杠杆AOB能绕O点转动(杆重和摩擦均不计),已知OA=l1,OB=l2,F1与OA垂直,F2与OB垂直,且F1l1=F2l2,则此杠杆在F1和F2作用下的状态

(

)基础过关全练DA.一定静止B.一定匀速转动C.可能静止或匀速转动D.一定变速转动解析杠杆的平衡状态包括两种:静止状态或匀速转动状态;

由图知,F1使杠杆顺时针转动,F2也使杠杆顺时针转动,二者使

杠杆转动方向相同,虽然F1l1=F2l2,但杠杆不会平衡,会做变速

转动,故D正确。2.(学科素养·科学观念)(2024浙江杭州拱墅月考)下列所示的杠杆中,属于费力杠杆的是(S9103001)

(

)

D解析当杠杆的动力臂小于阻力臂时为费力杠杆。镊子的

杠杆五要素如图:

动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。故选D。3.(学科素养·科学思维)如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关。其按钮可绕面板内某轴转动,甲是较早的开关,现在逐渐被乙这种开关取代。在按压时,开关相当于一个杠杆,那么甲开关易损坏,乙开关不易损坏的根本原因是乙开关(S9103001)

(

)CA.可以增大阻力臂,减小动力作用点移动的距离B.可以减小动力臂,减小动力作用点移动的距离C.可以增大动力臂,使按压开关的力变小D.可以减小阻力臂,减小动力做的功解析甲开关按钮小,用力按压时作用点更靠近支点,动力臂

小,根据杠杆平衡原理,动力臂越小需要按压的力越大,所以

甲开关较易损坏;而乙开关按钮大,用力按压时作用点离支点

较远,增大动力臂,使按压开关的力变小,不容易被损坏。故

选C。4.(学科素养·科学观念)(2024浙江杭州临平期中)如图所示是抛石机的简单结构示意图,长杆AB可绕O点转动,在B处放重石,人拉A处的绳子将重石抛出。抛石机在使用过程中(S9103001)

(

)BA.可以省力B.可以省距离C.既省力又省距离D.既省距离又省功解析由图知,抛石机在使用过程中,支点是O点,A为动力作用点,B是阻力作用点,此时动力臂小于阻力臂,所以属于费力杠杆,但可以省距离。故选B。5.(学科素养·科学思维)(2024浙江温州实验中学月考)如图是一款可以调节锅内温度大小的高压锅保险阀门原理图,其本质是一根以O为支点的杠杆。当温度升高到一定程度时,水蒸气从阀门向上喷出,在A点对杠杆施加向上的力,若需要减小锅内的最高温度,则需要(S9103001)

(

)CA.增大重物质量,并将重物向左移动B.增大重物质量,并将重物向右移动C.减小重物质量,并将重物向左移动D.减小重物质量,并将重物向右移动解析若需要减小锅内的最高温度,就需减小锅内的气压(压强减小,沸点降低),需让水蒸气从阀门较快喷出,也就是施加在A点向上的力要减小。根据杠杆平衡条件,现在A点动力的力臂不变,动力要减小,可减小阻力和阻力臂,故可减轻重物质量,并将重物向左移动,靠近支点,以减小阻力臂。故选C。6.(学科素养·探究实践)(2022浙江绍兴中考,12,★☆☆)小敏在做“探究杠杆平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是

(

)A能力提升全练A.图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向左移动B.图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向右移动C.图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向左移动D.图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向右移动解析图甲是在探究之前,且此时杠杆向左侧翘起,因此应将

左(或右)侧的平衡螺母向左调节才能使杠杆在水平位置平

衡;图乙是在探究过程中,且此时杠杆左侧翘起,说明杠杆整

体重心偏右,因此应将左(或右)侧钩码向左移动才能使杠杆

在水平位置平衡。故选A。7.(主题教育·传统工艺)(2024浙江杭州西湖期末提优,9,★★☆)如图甲是广州传统美食“竹升面”的制作过程,其原理图如图乙,让竹竿A端固定在绳扣中,人坐竹竿上,在竹竿C端上下跳动,带动竹竿挤压面团增加韧性。你认为此过程中竹竿属于哪类杠杆?人在F1、F2、F3、F4四个方向施力,哪个力是最小的?下列答案正确的是(S9103001)

(

)AA.省力

F1

B.费力

F2C.省力

F3

D.费力

F4解析由图可知,此过程中,动力臂大于阻力臂,根据杠杆的平衡条件可知,动力小于阻力,所以此过程中竹竿属于省力杠杆;在挤压面团时,人施力的方向向下(排除F4),阻力、阻力臂一定,由杠杆平衡条件可知,动力臂越长,越省力,沿F1方向施力时力臂长,用力最小。故选A。8.(学科素养·科学思维)(2024浙江杭州吴昌硕实验学校期中,25,★★☆)学龄前儿童常因为好奇而将下边抽屉拉出当作台阶去攀爬柜子,容易使柜子翻倒造成伤害事件,其侧视图如图所示。柜子可简化成一个杠杆模型,标有A、B、C、D四个点,当它翻倒时,是以

点为支点的。为防止图示中柜子翻倒,可在图中

点与墙壁接触处加装固定装置,使该装置起防翻倒作用时受力最小。(S9103001)DA解析

据图可知,当柜子翻倒时,柜子将绕D点运动,所以此时

D点为支点;为了固定柜子,并使该装置起作用时受力最小,根

据杠杆平衡条件可知,动力臂应最长,所以需在A点固定该装

置,故答案为D、A。9.(2024浙江杭州中学期中改编,30,★★☆)如图甲所示的“伸缩式隔离栏”由圆形底座、立杆和顶端的伸缩装置组成;顶端的伸缩装置里有固定布带的弹性装置、布带和伸缩头,向外拉伸缩头,布带伸长;松手后,布带缩回。其简化模型如图乙所示。其中圆形底座质量为6千克(质量分布均匀),直径为30cm;立杆高为90cm(立杆直径、布带宽度、底座厚度均不计,除底座外其余部件的质量也不计)。当将布带向右拉出时,可将“伸缩式隔离栏”整体看作一根杠杆,在不发生倾斜的要求下,可施加在布带上的最大拉力为多少?(g取10N/kg)(S9103001)解析隔离栏整体的重力:G=mg=6kg×10N/kg=60N;底座的半径r=30cm×

=15cm,由图乙知,以底座右侧点O为支点,则立杆高即为动力臂长,即动力臂l1=90cm,自身重力力臂l2=r=15cm;据杠杆平衡条件可得:Fl1=Gl2,所以F=

=

=10N10.(学科素养·探究实践)(2024浙江杭州西湖期末)某兴趣小组利用厚纸板来探究杠杆的平衡条件,厚纸板上每间隔相同距离有个小孔。现用细绳将纸板悬挂起来,如图甲所示。

素养探究全练(1)实验中,小明在A点挂了1个钩码(如图乙),则需在B点挂

个钩码才能使杠杆平衡。(2)小红认为:在力臂大小不变时,改变力的作用点到支点的距离,不会影响杠杆平衡。要验证这一观点,在完成图乙实验后,需要进行的下一步实验操作是

。

将左侧、右侧的钩码改挂到A点、B点的正上或正下方,观察杠杆是否平衡3

(3)小军进行如图丙实验,松手后发现杠杆不能保持水平平衡。请分析其原因是

。杠杆自重的影响解析

(1)设一个钩码重为G,一格长为l,根据杠杆平衡条件可知:G×3l=nG×l,解得:n=3,则需在B点挂3个钩码;(2)力臂是支点到力的作用线的距离,将左侧、右侧的钩码改挂到A点、B点的正上或正下方,力臂仍是线段OA、OB长,与原来相比较力和力臂都没有改变,所以杠杆仍能保持平衡;(3)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响。第3章

能量的转化与守恒第4节

简单机械浙教版科学九年级上册第3课时

滑轮和滑轮组1.(学科素养·科学观念)下列关于滑轮的有关说法错误的是(S9103001)(

)A.使用定滑轮不能省力但能改变力的方向B.定滑轮的实质是等臂杠杆C.使用动滑轮能省力,还能改变力的方向D.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆基础过关全练C解析定滑轮实质是一个等臂杠杆,使用定滑轮时不能省力

但能改变力的方向;动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍

的省力杠杆,使用动滑轮时能省一半力但不能改变力的方

向。故选C。2.(学科素养·科学观念)(2024浙江杭州慧澜中学期中)小明用下列方式匀速提升同一重物,若不计滑轮和绳子的自重及摩擦,拉力最大的是(S9103001)

(

)

C解析

A图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知能省一半

的力,即F1=

G;B图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有2股,则F2=

G;C图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F3=G;D图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有3股,则F4=

G。故选C。3.(学科素养·科学观念)(2024浙江舟山金衢山五校联盟期中)

在同一水平面上用滑轮以如图所示三种方式拉动同一物块做匀速直线运动,所用水平拉力依次为F1、F2、F3(滑轮和绳的自重及绳间的摩擦不计)。F1、F2、F3三个力的大小关系为(

)CA.F1>F2>F3

B.F2>F1>F3C.F3>F1>F2

D.F1>F3>F2解析假设物块与地面的摩擦力为f,甲滑轮为定滑轮,F1处于绳端,则F1=f;乙滑轮为动滑轮,F2处于绳端,所以F2=

f;丙滑轮为动滑轮,但F3处于滑轮端,所以F3=2f;所以F3>F1>F2。故选C。4.(2021江苏盐城中考)旗杆顶端装有定滑轮,升旗时旗手向下拉绳子,国旗冉冉升起。下列说法正确的是(S9103001)

(

)A.旗手对绳的拉力一定等于国旗重力B.旗手对绳的拉力等于国旗重力的一半C.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动的距离D.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半C解析

旗杆顶端装有的定滑轮,实质是等臂杠杆,使用时,不

省力也不费力。不计绳重和摩擦且国旗匀速上升时,旗手对

绳的拉力一定等于国旗重力,若计绳重和摩擦,旗手对绳的拉

力大于国旗重力,A、B错;定滑轮实质是等臂杠杆,使用时不

省距离也不费距离,则国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳

端移动距离,C正确、D错误。故选C。5.(学科素养·科学观念)(2023浙江衢州期末)一辆重力为15000牛的汽车不小心陷进泥潭,司机采用如图装置A拉动汽车。已知汽车在水平方向匀速运动时受到的摩擦力为1000牛(不计滑轮和绳子之间的摩擦),装置A是

滑轮,匀速运动时力F的大小为

牛。(S9103001)

500动解析由图可知,该滑轮属于动滑轮,由于不计滑轮与绳子之

间的摩擦,拉力应该等于物体所受摩擦力的一半,即拉力F=

f=

×1000N=500N。6.(学科素养·科学观念)(2024浙江东阳横店八校月考)用如图甲所示的滑轮组提升重200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是

(填“A”或“B”),动滑轮重为

N。(S9103001)

40A解析由图甲可知,绳子股数n=3,则绳子自由端移动距离s=3

h,所以绳子自由端移动的速度是物体提升速度的3倍,因此图

乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图线,而倾斜直线B是

物体运动的s-t图线;不计绳重和摩擦,则动滑轮重力G轮=3F-

G物=3×80N-200N=40N。7.(学科素养·科学观念)(2023浙江温州期末,6,★☆☆)小明用如图装置“测量大气压”时,发现测力计的量程太小,无法拉开紧贴在地面上的吸盘,于是他加了一个轻质滑轮,若不计滑轮自重和摩擦,下列操作最有可能完成实验的是(S9103001)

(

)C能力提升全练

解析

A、B图中两个滑轮均为定滑轮,定滑轮不省力,只能改变力的方向,故A、B错;C图滑轮作为动滑轮使用,不计滑轮自重和摩擦,能省一半的力,故C正确;D图滑轮作为动滑轮使用,弹簧测力计作用在滑轮轴上,不计滑轮自重和摩擦,弹簧测力计拉力为绳子拉力的2倍,故D错。故选C。8.(学科素养·科学思维)(2024浙江杭州翠苑中学期中,9,★★☆)如图所示,在这个装置中,如果拉力F等于4牛且不计摩擦,则甲、乙两个弹簧测力计的读数分别为(S9103001)

(

)

A.8牛,12牛B.12牛,8牛C.8牛,8牛D.12牛,12牛B解析已知绳子上的拉力为F=4N,不计摩擦,由图可知,弹簧测力计甲连接的滑轮上有3段绳子,所以左边滑轮对弹簧测力计甲的拉力(即弹簧测力计甲的读数)等于拉力F的3倍,故弹簧测力计甲的读数为3F=3×4N=12N;弹簧测力计乙连接的滑轮上有2段绳子,所以右边滑轮对弹簧测力计乙的拉力(即弹簧测力计乙的读数)是拉力F的2倍,故弹簧测力计乙的读数为2F=2×4N=8N。故选B。9.(学科素养·科学思维)(2024浙江温州八校联考,9,★★☆)如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是

(

)D解析在A、C装置中,钩码挂在拉环上(即左边测力计倒置使用),因为弹簧测力计本身有重力,所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和,则不能直接显示出钩码的重力大小,故A、C错误;在B、D装置中,钩码挂在挂钩上(即左边测力计正常使用),所以能直接显示出钩码的重力大小;B装置中,右边的测力计倒置使用,此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和,而左边测力计的示数等于钩码的重力,所以两边测力计的示数不相等,不能得出正确结论,故B错误;设两测力计的重力均为G,由于定滑轮的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子,则绳子的拉力:F=G1+G;D装置中,左边测力计的示数:F左=G1;手拉右边测力计的挂钩,由力的平衡条件可得,右边测力计的示数,即测力计受到向下的拉力:F右=F-G=G1+G-G=G1;所以,F左=F右=G,能得出正确结论,故D装置能实现所有的要求。10.(学科素养·科学思维)(2024浙江金华五中等三校联盟期中,11,★★★)如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法正确的是

(

)BA.F2的功率为0.3WB.如果增大F2,物体A相对于地面仍静止C.弹簧测力计读数为6ND.地面对物体A的摩擦力方向水平向左,大小为2N解析由图知,拉力F2端移动速度v=2vB=2×0.1m/s=0.2m/s,P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W,故A错;如果增大F2,B将做变速运动,但B对A的压力和接触面的粗糙程度不变,B与A之间的摩擦力不变,A受力不变,同理可知,A受到地面的摩擦力也不变,即A的受力情况不变,还是处于静止状态,故B正确;不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,由力的平衡条件可得,弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N,故C错;由图知,fB=2F2=2×3N=6N,根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右,根据力的作用是相互的可知,物体B对物体A的摩擦力向左,大小为6N,而F1=4N向右拉A,A静止,受力平衡,因而A还受到地面的摩擦力为6N-4N=2N,方向向右,故D错。故选B。11.(学科素养·科学思维)(2023浙江宁波镇海期中改编,30,★★☆)如图,某工人用100N的水平拉力F抓紧绳子的一端,沿水平方向匀速向右运动,10s内将矿井里重为160N的物体提升4m。若不计摩擦和绳重,则:(S9103001)(1)动滑轮的重力为

N;(2)拉力F移动的速度为

m/s;(3)拉力F所做的功为

J。8000.840解析

(1)由图知,n=2,不计摩擦和绳重,拉力F=

(G+G动),则动滑轮重力:G动=2F-G=2×100N-160N=40N;(2)拉力F移动的距离s=2h=2×4m=8m,拉力F移动的速度:v=

=

=0.8m/s;(3)W=Fs=100N×8m=800J。12.(学科素养·科学思维)(2024浙江金华五中等三校联盟期中)第13届残奥会的点火仪式上,侯斌没有借助其他外力,利用一套最省力的滑轮组(如图为简化图,其中保护装置没有画出),在3分钟内把自己提升39米,点燃了熊熊圣火。(S9103001)(g取10N/kg)(1)请画直线代替绳子将图完成,使之成为最省力的滑轮组;素养探究全练(2)侯斌体重为70千克,轮椅和火炬总质量30千克(滑轮重、绳重和摩擦不计),他拉绳子的力是

N。

250答案

(1)如图所示解析

(2)侯斌、轮椅和火炬的总重力G=mg=(70kg+30kg)×

10N/kg=1000N,将人、轮椅、火炬看成整体受力分析,此时

绳子自由端也在承担总重,共有4股绳子承担总重,所以侯斌

拉绳子的力F=

×1000N=250N。第3章

能量的转化与守恒第4节

简单机械浙教版科学九年级上册第4课时

机械效率A.做功越多,机械效率越高B.做功的功率越大,机械效率越高C.延长工作时间,可提高机械效率D.能量利用率越高,机械效率越高1.(学科素养·科学观念)(2024浙江温岭三中期中改编)“建设美丽城市,优化市内交通”,台州市在建设轻轨S1号线时使用了大型机械——盾构机。如图是轻轨建设施工挖隧道的盾构机正面,下列关于工作中的盾构机说法正确的是(S9103001)

(

)

D解析机械效率与做功的多少、做功的时间、做功的功率

无关,它表示机械对能量的利用率,故选D。2.(学科素养·科学观念)如图所示的甲、乙两套装置,每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为200N和100N的重物匀速提升相同高度,若拉力均竖直向上,两装置中,相同的是(S9103001)

(

)A.拉力B.有用功C.额外功D.机械效率C解析甲装置中F1=

G总=

(200N+G轮),乙装置中F2=

G总'=

(100N+G轮),所以两拉力不相等,A错;W有用=G物h,被提升的物

体重力不相等,提升的高度相等,故两装置所做的有用功不相

等,B错;两装置所做的额外功都是克服动滑轮重做的功,动滑

轮重相等,提升高度相等,故两装置所做的额外功相等,C对;η

=

×100%,有用功不等,两装置所做的额外功相等,根据计算式可知机械效率一定不相等,D错。故选C。3.(学科素养·科学观念)(2022甘肃兰州中考)如图所示,斜面长10m,高4m。用平行于斜面F=50N的拉力,将重100N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中,下列说法正确的是

(

)A.利用此装置既可以省力,也可以省功B.物体受到的摩擦力为50NC.对物体所做的有用功为500JD.该斜面的机械效率为80%D解析使用任何机械都不能省功,故A错;使用斜面时:W有用=Gh=100N×4m=400J,W总=Fs=50N×10m=500J,η=

×100%=

×100%=80%,W额外=W总-W有用=100J,f=

=

=10N,故B、C错,D对。故选D。4.(学科素养·科学观念)(2023浙江杭州上城开元中学期中)如图所示,把同一物体分别沿斜面BA和CA拉到顶端A,若沿斜面的拉力F1=F2,则斜面两边的机械效率ηB、ηC的大小关系是(S9103001)(

)

CA.ηB<ηC

B.ηB=ηCC.ηB>ηC

D.不能确定解析同一物体升高的高度相同,根据公式W=Gh可知有用

功相同;因为CA>BA且拉力相同,根据公式W=Fs可知F2做的

功大;因为η=

×100%,所以有用功相同时总功越大,机械效率越低,即ηB>ηC,故选C。5.(学科素养·科学观念)(2024浙江杭州郁达夫中学段考)如图所示,

(填“A”或“B”)是动滑轮。若小宛用10N的力提升重为16N的物体,使物体在6s内提升3m。若不计绳重和摩擦,则动滑轮的重力为

N,机械效率为

。若他想用该滑轮组提高机械效率,可以采取什么措施?

。A

4

80%增加物体重力(或减小A的重力)解析由图可知,A滑轮的轴随钩码一起移动属于动滑轮,B

属于定滑轮;由图可知,n=2,若不计绳重和摩擦,动滑轮的重力

为:G动=nF-G物=2×10N-16N=4N;该滑轮组的机械效率为η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%=80%;提高该滑轮组机械效率的方法:减轻动滑轮重,或增加被提升的物体重力。6.(2022黑龙江哈尔滨中考,11,★★☆)如图所示,用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上,所用拉力60N(绳重和摩擦不计),下列说法正确的是

(

)A.动滑轮重40NB.绳子自由端通过的距离为12mC.拉力做的有用功为720JD.动滑轮的机械效率为8.3%B能力提升全练解析由图知,n=2,因为不计绳重和摩擦,F=

(G+G动),所以动滑轮的重力:G动=2F-G=2×60N-100N=20N,A错;由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2×6m=12m,B正确;拉力做的有用功:W有用=Gh=100N×6m=600J,C错;η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%=83.3%,D错;故选B。7.(学科素养·科学思维)(2024浙江杭州郁达夫中学段考,15,★★☆)如图所示,将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面长5m,高2m,拉力F=50N,则该装置的机械效率为

(

)AA.40%B.50%C.80%D.100%解析拉力做的有用功为W有用=Gh=100N×2m=200J;斜面上装一个动滑轮,斜面的长是5m,所以绳子自由端移动的距离为s=nl=2×5m=10m,拉力做的总功为W总=Fs=50N×10m=500J;则机械效率为η=

×100%=

×100%=40%。故选A。8.(学科素养·科学思维)(2024浙江杭州翠苑中学期中,16,★★★)用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升物体M质量为76kg,M的体积为3×10-3m3,在物体M上升但未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,不计绳重和摩擦(g取10N/kg)。下面分析不正确的是(

)