2024年九年级科学上册基础训练：简单机械与功

2024年九上科学基础训练3.33.4简单机械与功

一、选择题

1.如图所示的工具，在使用过程中不省力的是（）

2.“竹抻面”是我国传统面点美食。如图甲，在制作面团的过程中，让一段毛竹的一端固定在绳扣中，人坐

在另一端可以上下跳动，面团在毛竹不断挤压下变得更有韧性。如图乙是它的原理图，可以把毛竹视为一根杠

杆。关于此杠杆的叙述中，正确的是（）

A.B是支点B,杠杆在B点受到向下的力

甲乙

如图所示，图甲中用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动；图乙是他两次拉动同一木块得到的路

程随时间变化的图像。下列说法正确的是（）

甲

A.木块第二次受到的拉力较大

B.第一次木块的动能大

C.第一次拉力对木块做功的功率大

D.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等

4.如图所示，下列工具在使用中属于省力杠杆的是（)

5.如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为500N,则

提升重物的过程中（）

A.绳子自由端被拉下3mB.做的有用功是1600J

C.拉力F的功率是80WD.滑轮组的机械效率是80%

6.一辆质量为laxiO,kg的小型压路机，以2km/h的速度在路面上匀速行驶.在施工时可以等效为每次钢

轮以2.5XIO'N的恒力垂直作用在路面上，下压路面的距离为1mm,钢轮每秒钟压路25次.下列判断中正确的

是（g=10N/kg）（）

A.压路机静止时对水平路面的压力是1.4X104N

B.压路机在5min内通过的路程是200m

C.压路机在Imin内对路面做功是3.7X105J

D.压路机在Imin内对路面做功功率是6.25X103W

7.如图所示，为一可绕0点转动的杠杆，在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时AB部分

水平，保持重物静止不动，而使绳绕A点从图所示的位置沿图中的虚线CD转动，则（）

A.顺时针转，F先变小后变大B.顺时针转，F先变大后变小

C.逆时针转，F先变小后变大D.逆时针转，F先变大后变小

8.如图所示，F1=4N,F2=3N,此时物质A相对于地面静止，物体B以0.lm/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（）

A.F2的功率为0.3W

B.弹簧测力计计数为6N

C.物体A和地面之间有向左2N的摩擦力

D.如果增大F2,物体A可能向左运动

10.如图所示是汽车起重机，其中A,B组成滑轮组（结构如示意图），C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩

可改变吊臂与水平面的角度，0为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为

在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是（)

A.滑轮组中A滑轮用于改变力的方向

B.当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大

C.当D杆伸长时力F的力臂将变小

D.H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大

二、填空题

11.如图所示,沿斜面把质量为12kg的个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力是F=100N,斜面长2m、高1m.

则其机械效率是%,物体所受摩擦力是N

12.某旅客在宁波机场候机时，用竖直作用在拉杆A点的力F使行李箱保持静止状态,此时行李箱的重心在

C点，行李箱的拉杆与水平面成6角（如图所示），下列说法正确的有

A.增加重物，会使F变大，而地面受到轮子压力反而会变小

B.李箱的拉杆与水平面成9角不变，缩短拉杆的长度，可使F变小

C.将箱内重物放底部，轻物放上部，可使F变小

D.若适当增大拉杆与水平面的角度，F保持不变

13.如图所示，AOB为一轻质杠杆，0为支点，AO=OB.在杠杆右端A处用细绳悬挂重为20N的物体，当A0

段处于水平位置时，为保持杠B杆平衡，需在B端施加最小的力为Fl=N：若在B端施加一竖直

向下的力F使杠杆AOB匀速转动到B0处于水平位置，当B0段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B端

施加最小的力为F2将_____________（选填“小于”、“等于”或“大于”）Fl„

14.如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为0,0A:0B=l:2,每个滑轮重100N.

当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为N,物体M对地面的压

力为N.（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）

15.如图所示，斜面长2m、高1m,把一个质量为24kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力

做功Jo若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力N„在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升

降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是o(g=10N/kg)

三、实验探究题

16.如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。

(1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆(选填“达到”或“没有达到")平衡状

态，接下来应向(选填“左"或''右")调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止。

(2)如图乙所示，A点挂有2个质量均为50g的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂个质

量均为50g的钩码。

(3)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置，为了杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆上画出最小动力F的示意

图。

17.下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告，

实验名称：测量滑轮组的机械效率

实验步骤：

(1)观察弹簧测力计的量程、零刻度线和0

(2)如图1所示，测量物体G所受的重力为=

(3)如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用测出的物体G上升的高度h

和弹簧测力计移动的距离s,将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是_(选填甲”

或“乙”)

(4)仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：

实验次物体重量物体上升高拉力F/N弹簧测力计移机机械效率

数G/N度h/cm动的距离s/cmn

15.001.8015.0085.2%

28.001.7724.0086.6%

310.001.7530.0087.6%

实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。

实验讨论与交流

①小明和小红的实验结论：（选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由

②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变,重复实验（3）

步骤，计算出机械效率进行比较分析。

甲乙

图1图2

四、综合题

18.工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600N的货物，绳子自由端被竖直拉上6m,额外功为300J.求滑轮

组的机械效率

19.一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N,重物在5s内匀速上升了100cm,

不计绳子与滑轮间摩擦，贝心

（1）拉力做功的大小为多少?拉力的功率是多少？

（2）动滑轮的重力。

(参考答案)

一、选择题

1.［答案］D

【解析：A.用羊角锤起钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；B.用撬棒撬物体时，动力臂大于阻力臂,

是省力杠杆；C.用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D.用钓鱼竿钓鱼时，动力臂小于阻力臂,

是费力杠杆。

2.【答案】C

3.【答案】D

4.［答案］C

【解析】A.筷子使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故A不符合题意；

B.钓鱼竿使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故B不符合题意；

C.钢丝钳翦断钢丝时，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，故C符合题意；

D.食品夹使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故D不符合题意；

故选Co

5.【答案】D

【解析】【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端被拉下的距离，根据W=Gh求出

有用功，

mW有

根据w=Fs求出总功，利用P=2"求出拉力的功率，利用n=—艮义100%求出滑轮组的机械效率.

tW总

【解答】解：由图可知，n=2,则绳子自由端被拉下的距离：”

s=nh=2Xlm=2m,故A错误；

做的有用功：

W<=Gh=800NXlm=800J,故B错误；

拉力做的总功：

Wfi=Fs=500NX2m=1000J,

拉力的功率：

P=Il^~=l00°J=100W,故C错误；

t10s

滑轮组的机械效率：

n=X100%=8QQJX100%=80%,故D正确.

W总1000.T

故选：D.

【点评】本题考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算，熟练运用相关公式即可解题，属于基础知识的考

查，比较简单.

6.【答案】D

【解析】【分析】(1)压路机静止时对水平路面的压力等于自身的重力，根据G=mg求出压路机对水平路面的

压力；

(2)根据速度的变形公式求出压路机在5min内通过的路程；

(3)根据W=Fh求出压路机在Imin内对路面做功；

(4)根据P=W即可求出功率.

【解答】解:

A.压路机静止时对水平路面的压力：F=G=mg=l.4X104kgX10N/kg=l.4X105N；故A错误；

B.由丫=巨可得，压路机在5min内通过的路程：s=vt=2km/hX_^_h«:50.167km=167m；故B错误；

t60

C.压路机在Imin内对路面做功:W=nFh=25X60sX2.5X105NX10-3m=3.75X105J；故C错误；

5

D.压路机在Imin内对路面做功功率是：75X1°J=6.25X10帆故D正确.

t60s

故选D.

【点评】此题考查压力及重力与压力的区别，速度公式及其应用，功和功率的计算，是一道综合性较强的题目,

关键是各种公式及其变形公式的熟练运用，同时还要知道压路机静止时对水平路面的压力等于自身的重力.

7.【答案】A

8.【答案】C

9.【答案】B

10.【答案】A

【解析】【考点】滑轮杠杆

【解析】A.不随物体一起移动的滑轮是定滑轮，随物体一起移动的滑轮是动滑轮。定滑轮可以改变力的方向，

但不能省力；动滑轮不可以改变力的方向，但可以省力。A滑轮随物体一起移动是动滑轮，动滑轮可以省力但

不可以改变力的方向，故A错误。

B.当C杆伸长时吊臂阻力臂变长，在阻力和动力臂一定时，阻力臂越长，动力越大，根据物体间力的作用是

相互的可知，对D杆的压力将变大，故B正确。

C.当D杆伸长时，物体变高，阻力臂F的力臂将变小，故C正确。

D.操纵汽车起重机时，应在车身外侧增加支柱即H,以防翻车，并避免轮胎受到过大的压力。故D正确。

故选：A

二、填空题

11.【答案】60；40„

【解析】【分析】①知道拉力大小，利用「Fs求出总功，利用W=Gh求出有用功，利用效率公式求出斜面的机

械效率。

②克服摩擦力做的功即为额外功，根据W=fs求出摩擦力的大小。

【解答】解：

有用功：Ws=Gh=mgh=12kgX10N/kgXlm=120J；拉力做的总功：W,e=Fs=100NX2m=200J；则斜面的机械效率:

W右120T

x100%=--X100%=60%;额外功：Ws=W.eWw=200J120J=80J,所以物体所受的摩擦力：f=W额

W总200J

/s=80J/2m=40No

故答案为：60；40„

【点评】本题考查了使用斜面时功、机械效率和摩擦力的计算等，关键是知道克服摩擦力做的功即为额外功

12.【答案】C

13.【答案】20；小于

【解析】【解答】解：（1）当A0段处于水平位置时，如图所示最省力，

B

LOB

因为AO=OB,所以Fi=G=20N。

(2)当OB段处于水平位置时，如图所示最省力，

由F2LOB=GLOC可知：F2=2-=GX―些

LOBL°B

由于LOCVLOB,则FZ<G；所以FAF2；

故答案为：20；小于。

14.【答案】(1).400(2).4500

【解析】重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，由于力的作用是相互的，所以人会受到300N

的向上的拉力，所以此时工人对地面的压力为：

F人压=G-F=700N-300N=400N；

从A点看，通过滑轮组，有三段绳子向下拉着滑轮，再加上一个滑轮的重，故A点受到的拉力为：

F=3F+2G滑轮=3x300N+100N=1000N

根A据杠杆平治条件得：

FBxOB=FAxOA,代入得：FBx2OA=1000NxOA

解得：FB=500N

因为力的作用相互，绳子对M向上的拉力也为500N,所以M对地面的压力为：

-F

FM压=GMB=5000N-500N=4500N。

点睛：重点是滑轮组的工作特点，以及杠杆平衡条件的应用，难点是求A点的拉力时，要理解下方的滑轮由绳

子拉着，所以下方滑轮的重计算在绳子的拉力中，故A点拉力为绳子的拉力加一个滑轮的重。

15.【答案】240120红酒开瓶器

【解析】【解答】解：物体的重力：G=mg=24kgX10N/kg=240N,使用斜面时做的有用功：

W有=Gh=240NXlm=240J；若斜面是光滑的，则拉力所做的做等于克服物体重力所做的功，由W=Fs可得拉力：

F=W=WW=240J

F=ss2nl=12ON；

“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”这三种机械中，核桃钳属于杠杆，衣架上的滑轮属于滑轮

组，红酒开瓶器属于斜面。

故答案为：240；120；红酒开瓶器。

三、实验探究题

16.【答案】(1)达到；右；(2)3；

(3)如上图

【解析】【分析】(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态。调节杠杆平衡时，平衡螺

母向上翘的一端移动。

(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,根据杠杆平衡求出钩码的个数。

(3)若在杠杆上施加最小的力F,使杠杆在水平位置平衡，该力的方向应该垂直杠杆向上，使动力臂最长，

在阻力和阻力臂一定时，动力臂最长时最省力，据此作图。

【解答】解：(1)杠杆保持静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡；

由图中，杠杆的右端较高，平衡螺母应向右端移动使杠杆平衡；

(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,

因为，Fil,=F2l2,

所以，2GX3L=nGX2L,

所以，n=3,所以在B处挂3个钩码。

(3)为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上，动力臂为最长，如图所

故答案为：(1)达到；右；(2)3；(3)如上图。

【点评】本题是探究杠杆的平衡条件的实验，考查了实验操作、杠杆的平衡条件的应用和最小力的画法，注意

以支点到力的作用点的距离作为力臂是最大的力臂，力最小。

17.【答案】(1)分度值；

(2)4.6N；

(3)刻度尺；乙；

G

(4)①不科学；根据n=^xioo%,滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力

【解析】(1)观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值。

(2)如图1所示，测力计分度值为0.2N,测量物体G所受的重力为4.6N；

(3)如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用刻度尺测出的物体G上升的高度h

和弹簧测力计移动的距离s；

s15.00cm

根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s=nh,绳子的有效段数n=h=5.00cm=---------=

30.OOcin

10.00cm=3,可以知道他们选用的滑轮组是乙；

（4）①滑轮组的机械效率：

W有

-GhGhG

小总布="311=而,故滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关，由题意和表中数据，滑轮组的机

械效率与所提升物体的重力有关；小明和小红的实验结论不科学；

②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变提升物体的重力，重复实验（3）

步骤，计算出机械效率进行比较分析。

G

故答案为：（1）分度值；（2）4.6N；（3）刻度尺；乙；（4）①不科学；根据n=3Fxi00%,滑轮组的机

械效率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力。

四、综合题

18