【物理】九年级物理简单机械专题训练答案
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【物理】九年级物理简单机械专题训练答案
一、简单机械选择题
1.如图所示,用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组,在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力,将相同的重物缓慢提升相同的高度(不计绳重和一切摩擦).下列说法正确的是()
A.拉力F1小于拉力F2
B.甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C.甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D.甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【答案】B
【解析】
【详解】
不计绳重及摩擦,因为拉力F=(G物+G动),n1=2,n2=3,所以绳端的拉力:F1=(G物+G动),F2=(G物+G动),所以F1>F2,故A错误;
因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G动h,W有用=G物h,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则总功相同;因为η=,所以两滑轮组的机械效率相
同,故B正确;
使用动滑轮能够省力,动滑轮为省力杠杆,故C错误;
因为绳子自由端移动的距离s=nh,n1=2,n2=3,提升物体的高度h相同,所以s1=2h,
s2=3h,则s1≠s2,故D错误;
2.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为
40N,斜面长2m、高1m.(g取10N/kg).下列说法正确的是()
A.物体沿斜面匀速上升时,拉力大小等于摩擦力
B.做的有用功是5J
C.此斜面的机械效率为62.5%
D.物体受到的摩擦力大小为10N
【答案】C
【解析】
A. 沿斜面向上拉物体时,物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故A错误;
B. 所做的有用功:W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J,故B错误;
C. 拉力F对物体
做的总功:W总=Fs=40N×2m=80J;斜面的机械效率为:η=W
W
有用
总
×100%=
50J
80J
×100%
=62.5%,故C正确;D. 克服摩擦力所做的额外功:W额=W总−W有=80J−50J=30J,由W
额=fs可得,物体受到的摩擦力:f=
s
W
额=
30J
2m
=15N,故D错误.故选C.
点睛:(1)对物体进行受力分析,受重力、支持力、摩擦力和拉力;(2)已知物体的重力和提升的高度(斜面高),根据公式W=Gh可求重力做功,即提升物体所做的有用
功;(3)求出了有用功和总功,可利用公式η=W
W
有用
总
计算出机械效率;(4)总功减去
有用功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W额=fs求出物体所受斜面的摩擦力.
3.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计,在物体匀速上升的过程中
A.甲图省力,机械效率甲图大
B.甲图省力,机械效率一样大
C.乙图省力,机械效率乙图大
D.乙图省力,机械效率一样大
【答案】B
【解析】
【详解】
分析甲、乙两图可知,n甲=3、n乙=2;因绳重和摩擦忽略不计,所以由
1
F G
n
G
=+
动
()可
知,甲图更省力;由η=W
W
有
总
=
Gh
Gh G h
+
动
可知,甲乙滑轮组的机械效率一样,故选B.
4.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η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η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()
A.同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,最终将超过100%
B.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变
C.此滑轮组动滑轮的重力为2N
D.当G物=6N时,机械效率η=66.7%
【答案】D
【解析】
【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、摩擦和绳子重做额外
功,所以总功一定大于有用功;由公式η=知:机械效率一定小于1,即同一滑轮组
机械效率η随G物的增大而增大,但最终不能超过100%,故A错误;
B、G物不变,改变图甲中的绕绳方式,如图所示,
因为此图与题干中甲图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额相同,又因为W总=W有+W额,所以总功
相同,由η=可知,两装置的机械效率相同,即η1=η2.故B错误;
C、由图可知,G=12N,此时η=80%,则
η=====,即80%=,解得G动=3N,故
C错误;
D、G物=6N时,机械效率
η=×100%=×100%=×100%=×100%≈66.7%.故D正确.
故选D.
5.如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓缓上升,动滑轮的重力不可忽略.现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
动滑轮的重力不可忽略,则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功,从摩擦角度考虑,随着物体重力的增加,滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大;同时,物重增大,有用功逐渐增大,有用功占总功的比值在增大,所以机械效率逐渐增大,但由于摩擦也在增大,故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比,且机械效率逐渐趋近于100%,故B正确符合题意,故选B.
6.将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示),斜面长1.2m,高