第九章機械和功

一、單選題

1.簡易太陽能熱水器的受光面積1.8n?,內裝60kg水，太陽每分鐘輻射到in?面積上的熱

量是2xl（）4j,2（TC的水曬7h后水溫升高50℃,則熱水器的效率為（）

A.33.3%B.20%C.50%D.83.3%

2.在如圖所示的簡單機械中，屬于費力杠桿的是（）

羊角錘

3.在臺球比賽中，選手在水平臺面推動球桿撞擊白球，白球運動后碰撞其它球，以下說法

正確的是（

A.手推動球桿前進時，手的推力對球桿做了功

B.白球運動時，水平臺面對球的支持力做了功

C.球在水平臺面滾動的過程中，球的重力對它做了功

D.白球撞擊黑球后沒有靜止，是因為球桿還在對白球做功

4.下列數據最符合實際的是

A.一個中學生的體重約為5000牛B.洗澡水的溫度為40℃

C.家用轎車發動機的最大功率O.lkWD.成都二環路高架橋全長280km

5.小明用兩個相同的滑輪，組成不同的滑輪組（如圖），分別將同一物體以相同勻速提高到

相同高度（忽略繩重及摩擦），下列關系正確的是（）

，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，

1f

A.B.片>乙,7>%

C.F、D.片

6.水龍頭手柄可視為下圖所示的杠桿，。為支點，廠為阻力，分別用力沿。、b、c、d方向

都可以關閉水龍頭，則用力最小時的方向是（）

D.d

7.在探究“阻力對物體運動的影響”實驗中，實驗裝置如圖所示,下列說法中錯誤的是（）

A.小車運動距離遠，表明阻力對物體運動影響小

B.實驗中要控制小車每次到達斜面底端時速度相同

C.小車在毛巾、棉布、木板表面運動時阻力做的功不同

D.小車在毛巾表面運動時阻力做功的功率最大

試卷第2頁，共6頁

8.下列數據中最接近實際情況的是（）

A.小冬同學站立時對水平地面的壓強約為lOOPa

B.中學生的血壓（收縮壓）相當于120mm高的水銀柱產生的壓強，約1200Pa

C.小冬同學從一樓走到三樓所做的功約為3000J

D.小冬同學從一樓走到三樓的功率是1000W

二、填空題

9.我們可以用兩種方法來比較物體做功的快慢。如圖所示，用挖掘機挖土比人力挖土做功

快，所用的比較方法是：做功時間相同，比較做功多少。另■種比較做功快慢的方法是：_

10.如圖所示，冬奧會冰壺比賽上，冰壺從出發點A被運動員推著運動6m后，在8點被推

出，沿冰道運動30m到。點停下。若運動員對冰壺的推力是10N,運動員對冰壺做功J；

冰壺在。點靜止后，（選填“仍具有”或“沒有”）慣性。

11.用彈簧測力計水平拉動木塊，使其做勻速直線運動，10s內移動了1m,則木塊移動的

速度為—m/s.彈簧測力計的示數如圖所示，大小為N,拉力所做的功為.

12.一輛汽車以72km/h的速度勻速行駛時,汽車牽引力的功率為12kW,72km/h=m/s,

汽車受到的阻力N.

13.如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖，已知井深10m,

汽車重G行3X104N,汽車勻速拉繩子時的拉力尸=2X103N,汽車受到的阻力為車重的0.05

倍。若汽車運動的速度為L2m/s,則將物體由井底拉至井口，需要的時間為s,汽

車的牽引力是N,將物體由井底拉至井口，汽車的牽引力做的功是Jo

三、實驗題

14.芳芳同學用下圖所示的裝置對動滑輪特點進行了深究，記錄的數據如下表所示.通過分

析數據，她覺得與“使用動滑輪能省一半的力”的結論偏差較大。

實驗次序物重G/N彈簧測力計的示數F/N

11.00.7

21.51.0

32.01.3

(1)該實驗中有段繩承擔物重，實驗數據與“使用動滑輪能省一半的力”的結論偏差

較大的主要原因是;

(2)除上述原因之外，還應滿足向上拉，使用動滑輪才能省一半的力。

15.在學習了機械效率的相關知識后，課外研究小組有同學猜想：同一個機械的機械效率是

試卷第4頁，共6頁

不變的。為了驗證猜想，他們用如圖所示的滑輪組進行實驗，改變鉤碼個數，用彈簧測力計

沿豎直方向拉著細繩，使鉤碼勻速向上運動，測得的數據如表1。

表1

實驗鉤碼重鉤碼上升的繩端拉力繩端移動有用功總功機械效

次數G/N但)度力/mF/N距離s/m叫用/J%/J率〃/%

120.11.00.30.20.3066.7

230.11.40.30.30.4271.4

350.12.20.30.50.6675.8

(1)分析表中的數據，他的猜想是(選填“正確”或“錯誤”)的;

(2)實驗小組又進行了如下的探究：改變滑輪的個數組成不同的滑輪組，仍用彈簧測力計

沿豎直方向向上勻速拉動細繩，測得的數據如表2；

表2

動滑鉤碼上升繩端移

鉤碼重繩端拉有用功總功機械效

實驗次數輪個的高度動距離

G/N力戶/N%用"%/J率〃/%

數力/ms/m

4163.60.20.41.21.4483.3

5262.40.20.81.21.9262.5

6362.20.21.21.22.6445.5

分析數據可知：物重相同，動滑輪個數越多越省力，但機械效率越。進一步分析還

發現，當滑輪組越來越省力時，它的額外功越來越大，甚至會出現額外功有用功的

情況，所以設計一個機械模型時，既要考慮省力，還要考慮;

(3)根據表2中的數據，如果增加動滑輪個數繼續實驗，將會出現的困難是,你

的改進方法是。

四、計算題

16.物體在20牛的水平拉力作用下沿拉力方向做直線運動，其s-f圖像如圖所示。

(1)求該物體的速度大小也

17.如下圖所示，重500N的工人師傅用120N的拉力，使重力為300N的物體以0.2m/s的

速度勻速提升。(不計繩重及摩擦)

⑴求5s內繩子自由端移動的距離;

(2)求動滑輪的重力；

(3)若繩子所能承受的最大拉力為600N,則工人師傅所能提起的最大物重是多少牛？

試卷第6頁，共6頁

《第九章機械和功》參考答案

題號12345678

答案DCABABCC

1.D

【詳解】太陽能熱水器7h得到太陽的輻射熱量

Q=1.8X7X60X2X104J=1.512X107J

水吸熱為

2?=cmA/=4.2xlO3J/(kg-℃)x60kgx50℃=1.26x107J

熱水器的效率為

xlOO%=L26xl0?>IOO%-83.3%

，1=

~Q1.512X107J

故選D。

2.C

【詳解】A.羊角錘在使用過程中，動力臂大于阻力臂，動力小于阻力，是省力杠桿，故A

不符合題意；

B.鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，動力小于阻力，是省力杠桿，故B不符合題

忌；

C.鑲子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，動力大于阻力，是費力杠桿，故c符合題意；

D.開瓶器在使用過程中，動力臂大于阻力臂，動力小于阻力，是省力杠桿，故D不符合題

，昂O

故選Co

3.A

【詳解】做功必須的兩個因素，有力凡在力的方向上通過一段距離s,功亞=公；

A.手推動球桿前進時，有力也有距離，所以手對球桿做了功，故A正確；

B.桌面支持力與小球的運動方向垂直，小球在支持力的方向上沒有移動距離，支持力對小

球不做功，故B錯誤；

C.重力與小球運動的方向垂直，重力對小球不做功，故C錯誤；

D.手對白球沒有力的作用，白球繼續運動是因為白球具有慣性，故D錯誤。

故選A?

4.B

答案第1頁，共6頁

【詳解】A.中學生的質量在50像左右，受到的重力大約為G=:咫=50依xlON/像=500N左

右故A不符合實際；B.人的體溫在37℃左右，洗澡水的溫度應該略高于體溫，在40℃左

右.此選項符合實際；C.家用轎車發動機的功率在75HV左右，比0.MW大得多.此選項

不符合實際；D.成都二環路高架橋全長接近30歷加此選項不符合實際.故選B.

【點睛】不同物理量的估算，有的需要憑借生活經驗，有的需要簡單的計算，有的要進行單

位的換算，最后判斷最符合實際的是哪一個.

5.A

【詳解】忽略繩重及摩擦，根據/=應土9可知，G動+G相同，B中連接動滑輪繩子的股

n

數是2,即耳=4￥；尸2中連接動滑輪繩子的股數是3,即月=%言，則4＞入；提

升過程中，提升相同的物重，且提升相同的高度，兩個相同的滑輪，額外功相同，有用功相

同，根據

”嘰吟

可知，機械效率相同，即7=〃2，故A正確，BCD錯誤。

故選A?

6.B

【詳解】根據杠桿平衡條件64=鳥，2,當阻力和阻力臂一定時，動力臂越大，動力越小，

越省力。所以在A點施加動力，要使關閉水龍頭時用力最小，就要使動力臂最大。在A點

施加動力，當動力的方向與支點和力的作用點的連線垂直時，動力臂最大，此時最省力，即

沿b方向用動力最小。故ACD不符合題意，B符合題意。

故選B。

7.C

【詳解】A.阻力較小時，小車可以運動的更遠，阻力較大時小車運動的距離小，故小車運

動距離遠時阻力對物體運動的影響小，故A正確，不符合題意；

B.根據控制變量法，實驗中要使小車在水平面運動時只有阻力大小不同，故每次都要控制

小車到達斜面低端時速度相同，故B正確，不符合題意；

C.小車從斜面知水平面時因小車的質量和速度相同，則三次實驗中小車的機械能相同，最

終停止時是阻力做功等于到水平面時的機械能，故C錯誤，符合題意；

答案第2頁，共6頁

w

D.小車在毛巾表面運動的時間最短，且阻力做功一樣，由尸=上可知時間小功率大，故D

正確，不符合題意。

故選C。

8.C

【詳解】A.小冬同學站立時對水平地面的壓力大約為500N,接觸面積為50001?=0.05m2,

所以對地面壓強大約為

F500N

p=-=lxlO4Pa

S0.05m2

小冬同學站立時對水平地面的壓強約為IxlO,Pa,故A不符合題意;

B.中學生的血壓（收縮壓）相當于120mm高的水銀柱產生的壓強，根據液體壓強公式可知

p=pgh=13.6xlO3kg/m3xlON/kgxO.12m=16320Pa

這個壓強大小是16320Pa,故B不符合題意；

C.小冬同學從一樓走到三樓的高度約為6m,重力為500N,根據W=G〃可知，小冬同學

從一樓走到三樓所做的功為

W=Gh=500Nx6m=3000J

小冬同學從一樓走到三樓所做的功為3000J,故C符合題意；

D.從一樓到三樓大約需要10s,根據尸可知，這個功率為

小冬同學從一樓走到三樓的功率是300W,故D不符合題意。

故選Co

9.做功做功時間

【詳解】口］⑵判斷做功快慢有兩種方法，一種是做相同的功，比較做功時間的長短，一種

是在相同的時間內，比較做功的多少。

10.60仍具有

【詳解】［1］由圖可知，從出發點A被運動員推著運動6m,到達投擲線，冰壺受到推力的作

用，并且在推力的方向上通過了距離，所以做了功；而在B點被推出后，冰壺雖然通過了

一定距離，但不再受到推力的作用，運動員對冰壺不做功；所以，運動員對冰壺做功

W=F5=10Nx6m=60J

⑵一切物體都具有慣性，慣性大小僅與質量大小有關，冰壺在。點靜止后，冰壺質量不變，

答案第3頁，共6頁

仍具有慣性。

11.0.12.42.4

【詳解】試題分析:木塊移動的速度為v=s/t=lm/10s=0.1m/s.該彈簧測力計的分度值為0.2N,

示數為_2.4N,拉力所做的功為W=Fs=2.4Nxlm=2.4J.

考點：速度；彈簧測力計；功

12.20600

1wFS

【詳解】72切〃/?=72x-----m/s=2Qm/s；由公式P=—=—=Fv,汽車的牽引力，

13.6tt

勻速行駛時，牽引力與阻力是一對平衡力，所以戶尸

F=P=12X10SV=6()()M=600”

v20m/s

W_FS

【點睛】速度單位間的換算關系是：lm/s=3.6km/h.由公式P==Fv的變形公式求出

tt

牽引力，然后由平衡條件求出汽車受到的阻力.

13.2535001.05X105

【詳解】(1)口］由圖可知，滑輪組中由3段繩子承擔重物，物體運動的速度

“—?/車=.gxl.2m/s=0.4m/s

由v=￡得，物體由井底拉至井口需要的時間

t

h10m__

t=——=-------=25s

y物0.4m/s

(2)［2］由題意可得，汽車受到的阻力為

戶0.05G行0.05x3x104N=1500N

汽車勻速直線運動，受到平衡力作用，汽車受到向右的牽引力、繩向左的拉力廠和向左的

阻力/作用；由力的平衡條件可得，牽引力

F^F+^2x103N+1500N=3500N

(3)［3］汽車運動的距離

s衍s緡=3/i=3xl0m=30m

牽引力做功為

W后F牽s^=3500Nx30m=1.05xl05J

14.(1)2動滑輪的重力和摩擦不能忽略

(2)勻速豎直

【詳解】(1)口］⑵用動滑輪提升重物時，相當于兩段繩子對動滑輪施加豎直向上的拉力，

即實驗中有2段繩承擔物重；在忽略動滑輪和繩子重力以及繩子與滑輪間的摩擦力時，繩子

答案第4頁，共6頁

自由端(彈簧測力計)拉力等于物體重力一半，所以，實驗數據與“使用動滑輪能省一半的

力”的結論偏差較大的主要原因是動滑輪的重力和摩擦不能忽略。

(2)忽略繩子與滑輪間的摩擦力，勻速豎直向上拉，拉力的力臂才等于輪的直徑時，才能

有“使用動滑輪能省一半的力”。所以，除上述原因之外，還應滿足勻速豎直向上拉，使用動

滑輪才能省一半的力。

15.錯誤低大于機械所做的額外功機械效率變低減輕動滑

輪的質量

【詳解】(1)口]由表1數據可知，用同一滑輪組提升不同重力的鉤碼時，鉤碼上升的高度

以及繩端移動的距離相同，所得的機械效率不同，即機械效率是變化的，因此他的猜想是錯

誤的。

(2)[2]由表2數據可知，當物重相同時，動滑輪個數越多，繩端拉力越小，即越省力，但

機械效率也變低。

[3]根據額外功等于總功與有用功之差可知，在第6次實驗中，額外功大于有用功，由此可

知當滑輪組越來越省力時，它的額外功越來越大，甚至會出現額外功大于有用功的情況。

⑷根據以上分析可知，在設計一個機械模型時，既要考慮省力，還要考慮機械所做的額外

功。

(3)[5]⑹由表2數據可知，在其它條件相同的情況下，增加動滑輪