第4课 简单机械-【学与练】2023-2024学年九年级科学上册学练测（浙教版）（原卷版）

简单机械-【学与练】一、杠杆1.定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒2.五要素:(决定一个杠杆作用效果的因素)(1)支点:使杠杆绕着转动的固定点(2)动力:使杠杆转动的力。(3)阻力:阻碍杠杆转动的力。(4)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离。(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。二、杠杆平衡条件多次测量的目的—防止结论的偶然性和特殊性,从而得到普遍的规律。初步的结论是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×l1=F2×l2

1、杠杆的平衡条件：

2、根据是否省力，杠杆可以分为：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆

3、省力杠杆满足：动力臂大于阻力臂，常见的省力杠杆有：道钉撬、老虎钳、起瓶盖的起子等臂杠杆的特点：既不省力也不费力，实际应用：天平三、滑轮和滑轮组

1、定义：周边有凹槽，可以绕中心轴转动的轮子2、定滑轮：

=1\*GB3①使用时，轮子的位置固定不动使用定滑轮可以改变力的方向，但是不能省力。

=2\*GB3②定滑轮的实质是等臂杠杆，支点在轮子的圆心，动力臂和阻力臂都是半径3、动滑轮：

=1\*GB3①使用时，随着物体一起移动，动滑轮可以省力，但是不可以改变力的方向。

=2\*GB3②动滑轮的实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，支点在轮子边缘，动力臂是直径，阻力臂是半径4、滑轮组：定滑轮和动滑轮的组合，可以改变力的方向，也可以改变力的大小

=1\*GB3①重物和动滑轮的总重由n股绳子承担，提起重物的力就是总重的，

=2\*GB3②如果承受重力的绳子为n段，则物体移动h的距离，绳子拉动nh的距离。四、机械效率1、机械效率的定义:有用功在总功中所占的比值：公式:说明:对于实际机械,由于摩擦、机械本身重力等因素,不可避免地要产生额外功。因此,机械效率实际中不可能大于1。2、斜面的机械效率（1）光滑斜面:W额外=0,Fl=Gh,=100%。（2）有摩擦的斜面:=Fs,=Gh,==fL3、滑轮组的机械效率多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功,而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有一、杠杆1．（2020九上·杭州月考）如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码，则木棒（）A．绕O点顺时针方向转动B．绕O点逆时针方向转动C．平衡可能被破坏，转动方向不定D．仍能保持平衡状态2．（2020九上·慈溪期末）如图，一质量分布均匀的12kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度是铁球半径的2/3。要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（）A．27N B．45N C．72N D．90N3．如图所示，一轻质杠杆AB支在支架上，OA=20cm，G1为一边长为5cm的正方体，G2重为20N.当OC=10cm时，G1对地面的压强为2×104Pa。现用一水平拉力F使G2以2cm/s的速度向右匀速运动，则当G1对地面的压力为0时所经过的时间为（）A．25s B．30s C．35s D．40s4．如右图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重为G，在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示．位置缓慢提起至虚线位置的过程中()A．F的力臂变小，F的大小变大 B．F的力臂变大，F的大小变小C．重力G与它的力臂乘积保持不变 D．重力G与它的力臂乘积变大5．如图所示，古代护城河上安装的吊桥，可以看成一个以O为支点的杠杆。一个人通过定滑轮，用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置。若绳子对桥板的拉力为F，L表示F的力臂。关于此过程中L及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是（）。A．L始终在增加，FL始终在增加B．L始终在增加，FL始终在减小C．L先增加后减小，FL始终在减小D．L先减小后增加，FL先减小后增加6．如图所示，一块厚度，密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，使其一侧抬离地面，已知长方形水泥板的重力作用点在对角线的交点，则（）。A．F甲<F乙，因为F甲的阻力臂短B．F甲>F乙，因为F乙的动力臂长C．F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍D．F乙>F甲，因为F乙的阻力臂短7．（2022九上·杭州期中）如图甲是一种落地式海报架，图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，支点是（选填“B”或“C”）；若要使海报架抵抗更大的风力，可适当（选填“增大”或“减小”）∠BAC角度的大小。8．（2022九上·舟山期中）学校里面常用的一种移动指示牌，侧面结构示意图如图所示，其中AB为指示牌牌面，CD和BE为支架。指示牌被风吹倒时（风向如图所示）可看做杠杆，则支点是点（填图中字母）；按图中所示尺寸比例，它属于（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。9．（2022九上·瑞安期中）如图所示的家用手摇晾衣架。（1）图中A滑轮的作用是；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝N。（2）下图是小明晾晒相同的湿毛巾的情景，其中最有可能让衣架保持水平平衡的是。10．（2023九上·义乌期中）如图所示是一个自制密度秤，其外形和杆秤差不多．装秤钩的地方吊着一个铁块，提纽位于B处，秤砣放在A处时，秤杆恰好水平平衡．把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度．（1）在图示甲位置平衡时，整个装置的总重心位于．（“A处”、“B处”、“AB之间的某一位置”）（2）当测量水的密度时，秤砣在C位置密度秤水平平衡，现向水中逐渐加入少量食盐，则应该如何移动秤砣才能保持密度秤水平平衡？（“向左移”或“向右移”）（3）若测量酒精的密度时，铁块没有完全浸没，则测量值真实值（填“大于”、“等于”、“小于”）．11．（2022九上·海曙期中）一根金属棒AB置于水平地面上，现小科通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示，在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题：（1）金属棒的重力G为N；（2）金属棒的重心到A端的距离d=m；（3）小科想同样的方式使用弹簧测力计竖直将棒的左端A端拉起，则A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为N。12．（2022九上·杭州月考）如图所示，推走独轮车之前，先将其撑脚抬离地面。慢慢抬起的过程中，独轮车属于（选填“省力”或“费力”)杠杆。已知车厢和砖头的总重力G=800N，则图中人手竖直向上的力为N。若施加在车把手向上的力始终与把手垂直，则慢慢抬起的过程中这个力的大小（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“始终不变”)。13．（2019九上·余杭期中）小金在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。（1）杠杆在如图甲所示的位置静止时（选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。（2）为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）端调节。（3）如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为N。当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数将。（选填“变大”、“变小”或“不变”）（4）小金改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是。14．（2022九上·舟山月考）如图所示，一轻质杠杆AB悬于0点，在其左端挂一重物，在右端施加一个与水平方向成30°角的力F，此时杠杆水平平衡。已知重物的质量m＝3kg，BO＝3A0。（1）求力F的大小。（2）在杠杆B端施加一个最小力F，仍使杠杆在水平位置平衡。请在图中作出最小力F的示意图，并求出最小力的大小。15．（2022九上·西湖期末）面馆大锅捞面条通常用长筷子（为避免被蒸汽烫伤），并辅以漏勺（图甲），家里捞面条通常只用筷子即可，为什么面馆需要漏勺呢？带着这样的问题，小金实地勘察并查阅资料后，建立了筷子横拿时的模型，如图乙所示，AC长度为40厘米，BC长度为35厘米，C、C1为面条所在位置。请回答下列问题：（1）筷子在使用时属于杠杆。（2）若要一次性夹起0.3kg面条，需要在B点施加的力为多少牛？（3）已知AB长度与A1B1长度相等，AC长度大于A1C长度，请列式分析长筷子捞面条需要配漏勺，而短筷子不需要的原因。16．（2022九上·武义期末）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在匀质AB杆的О点将杆悬挂起来，杆重100N，AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量为64kg，每只脚与地面的接触面积为150cm2，大壮在B端施加竖直向下的拉力，让杆始终平衡在水平位置。求：（1）A端不挂重物时，大壮所施拉力F的大小；（2）在A端悬挂重为10ON的物体时，大壮对地面的压强。17．（2021九上·拱墅期末）现有两根粗细不同的长方体形铝条AB和CD，长度分别为LAB和LCD，两铝条质量分布均匀，不考虑形变。若将铝条CD叠在铝条AB上且右端对齐，然后放置在三棱柱形支架O上，铝条AB恰好能水平平衡，如图所示；此时OB的长度与LCD相同，且LAB：LCD=4：1。（1）如图所示，若将铝条AB的重力作为杠杆的动力，铝条CD的重力作为杠杆的阻力，则动力臂的长度为。（2）若铝条AB和CD的横截面积分别为S1和S2，计算S1：S2的值。二、滑轮和机械效率18．（2023九上·宁海期末）如图所示，工人用180N的拉力F使重1000N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，已知物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.3倍。下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的速度是3m/sB．物体受到的拉力为360NC．在2秒内拉力做的功为360JD．滑轮组的机械效率为83.3%19．（2023九上·舟山开学考）如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物不计绳重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离（不计绳重和摩擦）下列说法中正确的是（）A．F1所做的额外功多 B．F1<F2，F2移动距离多C．两装置的机械效率相同 D．F1>F2，F1移动距离多20．（2022九上·杭州期中）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．甲滑轮组更省力B．力F2做功的功率大C．两个滑轮组机械效率一样大D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高21．（2021九上·杭州期中）右图中定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F=4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m，不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是（）A．绳子自由端移动速度为0.1m/sB．滑轮组的机械效率为87.5%C．天花板对滑轮组的拉力为10ND．滑轮组对物体A做功的功率为1.6W22．（2020九上·杭州月考）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A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了之间的摩擦)。下列说法错误的是（）A．F2的功率为0.6WB．如果增大F2，物体A可能向左运动C．物体A和地面之间有摩擦力D．弹簧测力计读数为9N23．（2020九上·西湖月考）如图所示，用由一个动滑轮和两个定滑组成的滑轮组提升吊篮及其中的货物和电动机，启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s-2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是（）A．在0-1s内，电动机提供的拉力所做的功为825JB．在1s-2s内，电动机提供的拉力的功率为1500WC．在0-3s内，电动机提供的拉力的功率为1275WD．动滑轮重为200N24．（2020九上·杭州月考）如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计示数的关系，正确的是（）A．FA＝FB＝FC B．FA＝FB＝3FCC．2FA＝3FC＝FB D．3FA＝6FC＝2FB25．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（）A．拉力F做功为30J B．物体重力做功为120JC．拉力F做功的功率为12W D．该装置的机械效率约为60%26．（2021九上·杭州期中）如图所示，滑轮规格相同、重均为60N．工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端，在20s内矿井里的物体提升8m。不计绳重及轮轴间摩擦，物体重为N，工人拉动绳子做功的功率为W．此过程中，滑轮组的机械效率为%。27．（2020九上·诸暨期末）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长)；物体B静止在地面上，受到地面水平向右4N的摩擦力，绳重及摩擦不计。（1）拉力F做功的功率为W。（2）物体A向左做匀速直线运动时，弹簧测力计示数为N。28．（2020九上·西湖期末）一辆汽车不小心陷进泥潭，人们借助大树，利用如图所示的滑轮组，通过拉绳将汽车从泥潭中匀速拉出10m(滑轮和拉绳自重不计)。已知汽车的总质量为3×103kg，匀速移动时受到的阻力是车重的0.1倍，若拉力F是900N，汽车移动的速度是0.1m/s，则整个过程中的有用功为焦，拉力的功率为，滑轮组的机械效率为。(精确到0.1%)29．（2020九上·宁波月考）某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：实验次数动滑轮重G动/N钩码重G物/N钩码上升高度h物/m动力F动/N动力作用点移动距离S动/m滑轮组的机械效率η10.5310.10.70.347.6%220.11.10.360.6%340.120.3（1）请在表格右图画出本实验的绕绳方法；并在表格最后一栏写出正确的机械效率。（2）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变，滑轮组的机械效率变。（3）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了。（填字母）A．减小摩擦B．多次测量取平均值减小误差C．获得多组数据归纳出物理规律（4）由本实验（填“能”或“不能”）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关。30．（2019九上·宁波期末）物理实验要遵循实事求是的原则。小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如图所示的实验并记录了数据。实验次数物重G/N使用定滑轮时测力计的示数F1/N使用动滑轮时测力计的示数F2/N11.000.600.6521.501.100.9032.001.601.15通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：（1）在使用定滑轮时，测力计的示数总是小于物体的重力，这与使用定滑轮不省力相矛盾，请仔细观察实验装置图，分析造成这一现象的原因是；（2）在使用动滑轮提升物体时，测力计的示数也不等于物重的一半。小明猜想是由于动滑轮本身也有重力且绳子与滑轮之间有摩擦的缘故，你同意小明的猜想吗？。如果不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，利用小明测得的数据可求出动滑轮的重力为N。31．（2021九上·江北期末）如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深12m，物体重G物＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.5×103N。求：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？（2）滑轮组的机械效率为多少？（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为多少？32．（2021九上·舟山月考）如图所示，物体重G物=1000N，动滑轮重G动=200N，人站在地面上拉绳子的一端，使物体以2m/s的速度匀速上升2m（绳重和摩擦不计）。（1）人所施加的拉力；（2）拉力所做的有用功；（3）拉力做功的功率。三、斜面与机械效率33．（2022九上·西湖期末）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（）A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功C．该斜面的机械效率为Ghx100％D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率34．（2021九上·杭州期中）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为f，则斜面的机械效率为（）A．GℎFL×100% B．Gℎ+fLC．Gℎ(F+f)L×100% D．fL35．（2020九上·杭州月考）如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB和fC，则下列判断正确的是（）A．fB＞fC B．fB＜fC C．ηB＜ηC D．ηB=ηC36．在图中，s＝60cm，与之对应的h＝30cm。现用弹簧测力计进行两次操作：①沿竖直方向匀速提升小车；②沿斜面方向匀速拉动小车，记录数据如下表：操作数值测力计示数(N)移动距离(cm)竖直提升1030沿斜面拉动5.160分析数据有如下一些发现。其中，具有较高水平的发现是（）A．沿斜面拉动时，拉力比小车的重力小B．测力计示数与移动距离近似成反比C．利用斜面可以省力，但不能少做功D．可以计算力所做的功，且两次做功近似相等37．（2012九上·嘉兴期末）如图所示，小文同学采用两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，对此说法正确的是（）A．甲种方法克服重力做功多B．乙种方法更省力C．两种方法机械效率相等D．两种情况下，货物的机械能都增加38．（2021九上·海宁月考）小嘉同学利用如图装置把重物沿斜面匀速拉至顶端。已知拉力F恒定为10N，重物质量为2kg，斜面长度为5m，高度为1m。(不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦)（1）该装置的机械效率为。（2）重物在斜面上受到的摩擦力为。39．（2021九上·椒江期中）如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的拉力F=50N，将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为J，拉力做总功J，物体受到的摩擦力N。40．小金同学用如图所示的装置探究影响斜面机械效率的因素：（1）在实验过程中，应拉着物体沿着斜面向上做运动。（2）若斜长为s，斜面高为h，拉力为F，物重为G，那么测得斜面的机械效率为。(用题中字母表示)（3）若斜面的倾斜程度、粗糙程度和物重都保持不变，只增加物体在斜面上运动的长度，则所测斜面的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”)。41．（2023九上·杭州期末）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）小明做了如下猜想：