1、1第九章 机械和功 一、单选题1.将重为 2N 的物体 A 挂于弹簧测力计下，测力计与物体 A 共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度 v1v 2v 3 关于测力计和物体 A 的描述：弹簧测力计的示数等于 2N；测力计对物体A 的拉力做功的功率最大；物体 A 的重力势能增加图所示的四种情景中，同时符合以上三条描述的是（ ） A. 静止 B. 竖直向上匀速运动C. 竖直向上匀速运动 D. 水平向右匀速运动2.建筑工地上起重机几分钟内就把所需砖送到楼顶，如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是( ) A. 起重机功 率大，做功快 B. 起重机机械效率高，做功慢C. 起重机功率大
2、，做功多 D. 起重机机 械效率高，做功多3.AC 硬棒质量忽略不计，在棒的 B、C 两点施加力 F1、F 2 ， F 2的方向沿 OO线，棒在如图所示位置处于静止状态，则（ ）2A. F1F 2 B. F1= F2 C. F1力臂小于s1 D. F2方向沿 OO线向下4.用动滑轮提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 可以省功 B. 可以改变用力的方向 C. 可以改变用力的大小 D. 提的物体越重，机械效率越低5.小威同学的教室在五楼，平时他一般是慢步上教室一天，快迟到了，小威跑步上教室则（ ） A. 慢步上教室克服重力做的功多 B. 跑步上教室克服重力做的功多C. 慢步上教
3、室的功率大 D. 跑步上教室的功率大6.工人师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把手尽量远离剪刀轴 O，这样做的目的是（ ） A. 增大阻力臂更省力 B. 减小阻力臂更省力 C. 增大动力臂更省力 D. 减小动力臂更省力7.如图所示的四个实例中，没有做功的力是（ ） A. 叉车举起重物的举力 B. 人推石头未动时的推力C. 火箭腾空而起的推力 D. 马拉木头前进的拉力8.把两个鸡蛋托起 1 米的高度所做的功大约为（ ） A. 1 焦 B. 10 焦 C. 100焦 D. 1000 焦9.如图所示，甲、乙两物体在拉力 F 的作用下，沿竖直向上方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则（ ） A. 甲的
4、速度一定大于乙的速度 B. 甲的重力一定大于乙的重力C. 拉力 F 甲 做的功一定大于拉力 F 乙 做的功 D. 拉力 F 甲 的功率一定大于拉力 F 乙 的功率310.甲乙两物体都做匀速直线运动，他们运动的路程和所做的功随时间变化的图象分别如图（a）、（b）所示，则两物体受阻力较大的是（ ）A. 甲 B. 乙 C. 一样大 D. 无法判断11.重力为 100 牛的物体，在水平推力的作用下，沿水平路面前进 10 米，推力做功 200 焦，则推力的大小等于（ ） A. 2 牛 B. 10 牛C. 20 牛 D. 120 牛12.关于功和能的关系，下列说法正确的是（ ） A. 物体具有的能越多，它
5、做的功越多 B. 物体有了能就一定正在做功C. 做功的物体一定具有能 D. 物体做功的多少与它具有的能无关13.某人用 20N 的力将重为 15N 的球推出去后，球在地面上滚动了 10m 后停下来，球在地面上滚动的过程中，手对球所做的功为（ ） A. 0J B. 200J C. 150J D. 350J14.如图所示的工具中，正常使用时属于费力杠杆的是( ) A. 瓶盖起子 B. 食品夹 C. 螺丝刀 D. 钳子15.根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能要剪断铁丝等较硬的物体，下图中的 4 种剪刀应选择 A. B. C. D. 二、填空题416.小张同学用 50N 的水平推力，使重 1
6、00N 的物体在 10s 内沿直线匀速移动 4m，在此过程中，重力所做的功为_ J，小明做功的功率是_ W 17.通过对不同机械的研究，我们注意到：利用省力杠杆提升重物可以_但是自由端上升的距离比重物上升的距离_；利用费力杠杆提升重物虽然费力，但是自由端上升的距离比重物上升的距离_；利用动滑轮提升重物可以_，但手拉绳子移动的距离比重物上升的距离_；利用定滑轮提升重物可以_但是不可以_这说明，省力的机械费_，省距离的机械费_，_（本空选填“有”或“没有”）既省力又省距离的机械 18.如图所示滑轮组，物重 120N，若不计滑轮重和摩擦力，匀速提起重物所用拉力是_ N。 若要使物体上升 2m，应将绳
7、的自由端拉动_ m。19.功包括两个必要的因素：一是_ ，二是_ 20.如图所示，工人用滑轮组将重 480N 的物体以 0.2m/s 的速度匀速提升 2m，滑轮组的机械效率是 80%，则该工人做的总功为_J，所用的拉力为_N，拉力做功的功率为_W21.图甲是某小组的同学测动滑轮的机械效率的示意图。他们用弹簧测力计拉动绳子自由端，将重力为4.9N 的钩码从 A 位置匀速提升到 B 位置，同时弹簧测力计从图中的 A位置匀速竖直上升到 B位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为 F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：（1）弹簧测力计的示数是_ N；（2）拉力 F 移动的
8、距离是_ cm；（3）动滑轮的机械效率是_ 。 5三、解答题22.杠杆平衡时，动力 F1的大小为 10 牛，动力臂 l1为 0.2 米，阻力臂 l2为 0.1 米，求阻力 F2的大小 23.汽车在水平公路上行驶时所受的阻力 f 与速度 v 成正比，即 f=kv若汽车的输出功率为 P 且保持不变（1）汽车在行驶过程中牵引力 F 与其所受阻力 f 满足什么关系时，汽车速度最大？（2）试推导：汽车运动的最大速度为 v= 四、实验探究题24.做物理实验要遵循实事求是的原则芳芳同学按如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：实验次数 物重 G/N 弹簧测力计的示数F/N1 1.0 0.72
9、 1.5 1.03 2.0 1.3通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大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）该实验中有_段绳承担动滑轮，弹簧测力计示数应为物重的_分之一，但出现了上表中这样结果的主要原因是_ （2）除上述原因之外，还应满足什么条件时，“使用动滑轮能省一半的力”？_ 25.某实验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 1 2 3钩码重 G/N 4 4 6钩码上升高度 h/m 0.1 0.1 0.1绳端拉力 F/N 1.8 1.6 1.8绳端移动距离 s/m 0.3 0.4机械效率 74.1%
10、62.5%6（1）实验中应沿竖直方向_拉动弹簧测力计 （2）通过表中数据分析出第 2 次实验是用_（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验 （3）通过第 1 次实验和第 2 次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率_（选填“越高”、“不变”或“越低”） （4）小组同学再用第 2 次实验中使用的装置做第 3 次试验，表中第 3 次实验中绳端移动距离 s 漏记，但仍然计算出第 3 次的机械效率 =_（保留 3 位有效数字） 五、综合题26.如图所示，物重 G=30N，绳的一端拴在地面，拉力 F 使滑轮匀速上升（1）若滑轮重
11、不计，滑轮向上移动 20cm，则拉力 F=_N，物体上升_cm （2）若滑轮重为 2N，使物体上升 20cm，则拉力 F=_N，滑轮向上移动_cm 27.用如图所示的滑轮组从水中提升物体 A，物体 A 完全在水面下匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力为 F，滑轮组的机械效率为 已知：F=400N，=80%，物体 A 的体积 V=9dm3 ， g 取 10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计求：（1）物体 A 的浮力 F 浮 ； （2）物体 A 所受的重力 GA 28.按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在 7105Pa 以内某型号货车部分参数如表所示司
12、机师傅在执行一次运输任务时，开着装沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶 8km，行车时间是8min （取 g=10N/kg） 自重 5104N7车轮个数 10每个轮胎触地面积 3102 m2车厢容积 10m3（1）通过计算该货车最多能装的沙子质量是多少？ （2）货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的 0.02 倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？ （3）如果货车发动机的机械效率是 40%，此时货车在公路上匀速行驶 8km 时发动机的功率是多大？ （货车发动机做的功只有部分用来使货车向前行驶） 8答案解析部分一、单选题1.【答案】C 2.【答案】A 3.【答案】C 4.【答案】C 5.
13、【答案】D 6.【答案】C 7.【答案】B 8.【答案】A 9.【答案】B 10.【答案】B 11.【答案】C 12.【答案】C 13.【答案】A 14.【答案】B 15.【答案】D 二、填空题16.【答案】0；20 17.【答案】省力；大；小；省力；大；改变力的方向；省力；距离；力；没有 18.【答案】40；6 19.【答案】有力作用在物体上；物体在力的方向上移动距离 20.【答案】1200；200；120 21.【答案】3.2；20；76.6% 三、解答题22.【答案】解：由杠杆平衡条件得：F 1l1=F2l2 ， 即：10N0.2m=F 20.1m，解得：F 2=20N；答：阻力 F2的
14、大小为 20N 23.【答案】解：（1）由题知，汽车的输出功率 P 一定，根据 P= = =Fv 可得，牵引力和速度成反比，所以，随着汽车速度的增加，牵引力不断减小，牵引力与阻力的合力 F 合 =F 牵 f，牵引力不断减小，所以汽车受到的合力减小，汽车的速度增加得越来越慢；当汽车所受阻力 f 与牵引力 F 相等时，汽车速度达到最大（2）根据 P=Fv 可得，当 f=F 时，P=Fv=fv=kvv=kv 2 ， 解得 v= 答：（1）当汽车所受阻力 f 与牵引力 F 相等时，汽车速度最大； 9四、实验探究题24.【答案】（1）两；二；动滑轮的重力和摩擦（2）匀速竖直向上拉 25.【答案】（1）匀
15、速（2）乙（3）越低（4）83.3% 五、综合题26.【答案】（1）60；40（2）62；10 27.【答案】（1）解：物体 A 在水中所受浮力 F 浮 = 水 gV 排 = 水gVA=1103kg/m310N/kg9103 m3=90N（2）解：在匀速提升水中物体 A 的过程中，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计， 则滑轮组的机械效率：= = = = = =80%，解得：GA=730N 28.【答案】（1）解：货车对地面的受力面积： S=10310 2 m2=0.3 m2 ， 货车的最大重力等于货车对地面的最大压力，由 p= 可得货车的最大重力：G 总 =F=pS=7105Pa0.3 m
16、2=2.1105N；沙子的最大重力：G 沙 =G 总 G 车 =2.1105N510 4N=1.6105N，沙子的最大质量：m 沙 = = =1.6104kg；答：该货车最多能装的沙子质量是 1.6104kg；（2）解：货车匀速运动，则货车受到的牵引力： F 牵 =F 阻 =0.02G 总 =0.022.1105N=4.2103N；牵引力做的功：W 牵 =F 牵 s=4.2103N8103m=3.36107J；答：这段时间内货车牵引力所做的功是 3.36107J；（3）解：由 = 可得，发动机做的总功： W 总 = = =8.4107J发动机的功率：10P= = =1.75105W答：此时货车在公路上匀速行驶 8km 时发动机的功率是 1.75105W
