浙教版九年级科学上册第三章能量的转化与守恒习题课件(1) 232页

第 1 节　能量及其形式 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 1 ．下列关于能量的说法中错误的是 ( 　　 ) A ．人在沉睡时不消耗能量 B ．人的能量主要来自食物 C ．燃料提供了汽车运动所需的能量 D ．声音也具有 能量 A 2 ．有三个物体，甲是一个被拉伸了 0.5 m 的弹簧，乙是一个从地面被举高 0.5 m 的小球，丙是一个正在以 0.5 m/s 的速度运动的小球。根据以上信息，请你判断上述三个物体具有的共性是 ( 　　 ) A ．都具有能量 B ．都受到拉力的作用 C ．所受的作用力相等 D ．除数字相同外，没有其他 共性 A 3 ．自然灾害会给工农业生产带来影响，下列主要由机械能引起的是 ( 　　 ) A ．大火烧毁房屋 B ．洪水冲垮桥梁 C ．雷电击坏电力设备　　 D ．干旱使农作物 枯死 B 4 ．人类使用的常规能源，如煤、石油、天然气等，归根究底，它们来自 ( 　　 ) A ． 化学能 　 B ．太阳能 C ．热能　　 　 D ． 机械能 B 5 ．光不仅能使周围变得明亮、温暖，还能使胶卷感光 …… 所以，光具有能量，这种能量叫做 ( 　　 ) A ．声能　　 　　 B ．光能 C ．机械能　　 　 D ． 动能 B 6 ．如图所示是“嫦娥三号”在绕月飞行时，卫星上的太阳能电池翼会遇到没有太阳照射的情况。为了有效帮助“嫦娥三号”内的电器设备度过黑暗时光，你认为“嫦娥三号”内必须有的设备是 ( 　　 ) A ．性能良好的蓄电池　 B ．性能好的发电机 C ．性能好的电动机　　 D ．性能好的 热机 A 【 点拨 】 用性能良好的蓄电池，可以在没有太阳光时较长时间地提供电能。 7 ．我国科学工作者在中国南海海底发现了一种俗称“可燃冰”的冰块，能源总量可达到全国石油总量的一半，燃烧 1 m 3 “ 可燃冰”释放的能量与 164 m 3 天然气相当，据此可判断“可燃冰” ( 　　 ) A ．具有较高的内能　　 B ．具有较高的化学能 C ．只有燃烧时才有内能 D ．没有点燃时没有 化学能 B 8 ．如图甲为浙江省首个单位大容量太阳能光伏发电系统在义乌市国际商贸城四区并网发电，如图乙是太阳能光伏发电系统工作示意图 。 (1) 该系统涉及的能量类型有 _______________________ 。 (2) 为最大限度让太阳能电池板接收阳光，根据浙江的地理位置，应将它的正面朝 ________( 填“东”“西”或“北” ) 。 光能 ( 或太阳能 ) 、电能　 东 9 ．蓄电池中储存着 ( 　　 ) A ．化学能　 B ．电能　 C ．生物质能　 D ．热能 A 第 2 节　机械能 第 1 课时　动能和 势能 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 1 ．下列物体具有动能的是 ( 　　 ) A ．静止在高山上的石头 B ．被拉开的弓 C ．举重运动员举起后静止在空中的杠铃 D ．百米跑道上正在比赛的 运动员 D 2 ．如果汽车、摩托车与火车三种车辆的速度相等，那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是 ( 　　 ) A ．汽车、摩托车、火车 B ．火车、汽车、摩托车 C ．摩托车、汽车、火车 D ．汽车、火车、 摩托车 B 3 ． ( 中考 · 百色 ) 在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块运动的远近，如图所示，下列对该实验的说法中，正确的是 ( 　　 ) A ．该实验是研究动能的大小与高度的关系 B ．该实验是研究动能的大小与质量的关系 C ．该实验是研究动能 的 大小 与速度的关系 D ．该实验是研究动能 的 大小 与距离的 关系 B 【 方法规律 】 本题运用 控制变量法 解答。当钢球从高处滚下时，重力势能转化为动能，钢球的高度决定了钢球滚下时的速度；物体的动能与速度和质量有关，要探究动能与其中一个因素的关系，需控制另一个量不变。由题意质量不同的钢球从同一高度释放，可知其速度相同，研究的是动能大小与质量的关系。 4 ．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，这是因为处在高处的物体具有较大的 ( 　　 ) A ．动能　　 　　 B ．重力势能　 C ．弹性势能　 　 D ．以上都 不是 B 5 ．甲、乙两个相同的篮球，表面是湿的，从不同高度自由落至同一地面上留下的印迹如图所示。则刚下落时篮球的重力势能较大的是 ( 　　 ) A ．甲　　 B ．乙 C ．一样大　 D ．无法 比较 B 【 方法规律 】 本题运用 转换法 解答。从高处下落的篮球具有重力势能，质量相同时，高度越高，重力势能越大。当篮球与地面接触时，篮球发生形变，具有弹性势能，这样篮球的重力势能先转化为篮球的动能，再转化为篮球的弹性势能；质量相同时，高度越高，重力势能越大，篮球的形变量越大，即痕迹面积越大，由图可知，乙图的篮球痕迹较大，所以乙篮球的起始重力势能较大，高度高。 6 ．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，让不同质量的铁球从同一高度由静止释放，撞击沙坑，根据比较撞击沙坑后留下的印痕深度进行探究，如图所示，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．实验过程中只用到了转换法 B ．铁球在下落的过程中动能一直在减小 C ．这样做的目的是研究物体重力势能的大小与质量的关系 D ．这样做的目的是研究物体重力势能的大小与高度的 关系 C 7 ．“回力”玩具车，玩耍时要先用手压住，往后退一点，松手后才能往前跑。“用手压住，往后退”是存储了 ( 　　 ) A ．弹性势能　　 B ．重力势能 C ．动能　　　　 D ． 惯性 A 8 ．如图所示为人拉弓射箭的示意图，下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B ．放在张紧了的弓上的箭，具有动能 C ．弓拉得越弯，人的弹性势能越大 D ．弓拉得越弯，弓的弹性势能越 大 D 9 ．质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们动能相等，那么 ( 　　 ) A ．燕子比鸽子飞得 快 B ．鸽子比燕子飞得快 C ．燕子与鸽子飞得一样 快 D ．两者速度大小无法 比较 A 【 点拨 】 动能大小的 影响因素 有质量和速度，在速度相同时，质量越大的物体，动能越大；在质量相同时，速度越大的物体，动能越大。在比较动能大小时，由于没有正确运用控制变量法而容易出错。 10 ．体积相等的实心铜球和实心木球在水平地面上以相同的速度做匀速直线运动，铜球的动能为 E k 铜 ，木球的动能为 E k 木 。已知铜的密度大于木头的密度，则 ( 　　 ) A ． E k 铜 ＜ E k 木 B ． E k 铜 ＞ E k 木 C ． E k 铜 ＝ E k 木 D ．无法 判断 B 【 点拨 】 铜球和木球体积 V 铜 ＝ V 木 ，密度 ρ 铜 ＞ ρ 木 ，故 m 铜 ＞ m 木 。铜球的质量大，它们的速度相等，因此铜球的动能大。 11 ．小丽从学校回家过程中如图所示是她的 s -t 图像，则小丽动能最大的时间段是 ( 　　 ) A ．在 t 1 ～ t 2 时间内　 B ．在 t 2 ～ t 3 时间内 C ．在 0 ～ t 2 时间内　 D ．无法 确定 B 【 点拨 】 由于在 t 2 ～ t 3 时间内速度比在 0 ～ t 2 时间内速度大所以此段小丽的动能大。 12 ．北京世园会上，车身离地 30 cm 高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内。此过程中，扫地车整体的 ( 　　 ) A ．动能不变，重力势能不变 B ．动能不变，重力势能变大 C ．动能变大，重力势能不变 D ．动能变大，重力势能变 大 D 【 点拨 】 无人扫地车在平直路面上匀速前进， 车的高度不变，速度不变，将地面上的落叶吸入车内，车的总质量增加，因此动能变大，重力势能变大。 13 ． ( 中考 · 常州 ) 据报道，有人在闹市区使用“玩具枪”被拘留。根据规定，以气体为动力的枪支发射的弹丸距枪口 30 cm 处的动能与弹丸的横截面积之比≥ 1.8 J/cm 2 时，即认定为刑法意义上的枪支，俗称“真枪”。对下列四支“玩具枪”进行测试，数据如下表，可以认定为“真枪”的是 ( 　　 ) C 【 点拨 】 分别计算出枪支发射的弹丸距枪口 30 cm 处的动能与弹丸的横截面积之比进行分析。   A B C D 距枪口 30 cm 处动能 /J 0.3 0.2 0.3 0.2 弹丸最大横截面积 /mm 2 20 13 15 14 14. 一些物体的动能如下表所示，请根据表中的数据和所学的相关科学知识推断： ( 1) 在质量和速度这两个物理量中，对动能影响较大的是 ________( 填“质量”或“速度” ) 。 (2) 物体的动能 ( E ) 与物体的质量 ( m ) 和运动速度 ( v ) 的定量关系，你认为正确的是 ________ 。 A ． E ＝ mv B ． E ＝ C ． E ＝ mv 2 速度 行走的牛 约 60 J 跑百米的运动员 约 3×10 3 J 飞行的步枪子弹 约 5×10 3 J C 【 点拨 】 (1) 牛的质量远大于运动员的质量，但牛的动能只是运动员 的 ， 再比较牛与子弹的质量、速度关系和运动员与子弹的质量、速度关系，得知对动能影响较大的因素不是质量，而是速度。 (2) 运用代入法：①先估计：运动员的质量 m ＝ 60 千克，百米跑速度 v ＝ 10 米 / 秒。②再代入 A 、 B 、 C 三个式子中，发现 ： 千克 ×(10 米 / 秒 ) 2 ＝ 3 000 焦。同理，把其他物体的相关量估计并代入，综合分析只有 C 符合， A 、 B 均不符合。 15 ． ( 中考 · 娄底节选 ) 如图甲是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中， m A ＝ m B ＜ m C ， h A ＝ h C ＞ h B 。 ( 1) 实验中，探究的动能是指 ________( 填序号 ) 。 A ．小球在斜面上的动能 B ．小球撞击木块时的动能 C ．小球撞击木块后的动能 D ．木块被小球撞击的动能 (2) 使质量相同的小球从斜面上 不同 高度 处自由滚下，是为了探究 动 能 大小与 ________ 的关系 。 B 速度 (3) 在做了“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图乙所示的实验：让质量不同的小球 A 、 C 同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若 C 球相对于 A 球 ________( 填 “运动” 或“静止” ) ， 就 可以 说明任一时刻两球 的 速度 大小相等 。 静止 16 ． ( 说理题 ) 如图所示是农用扬场机工作示意图。谷物脱粒后，谷物、糠皮及少量碎石的混合物在转动轮 W 和皮带 P 的带动下被抛出，谷物、糠皮、碎石落地远近不同，形成 A 、 B 、 C 三堆，从而达到分离的目的，其中 C 堆是 ________ ，说出你作出判断的理由。 解：碎石；谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮和皮带的带动下被抛出，此时谷粒、糠皮及碎石的速度相同，由于碎石的质量最大，糠皮的质量最小，所以碎石的动能最大，克服阻力运动最远，糠皮动能最小克服阻力运动最近，谷粒介于它两个之间。 17 ． ( 中考 · 葫芦岛 ) 如图所示为高速飞行的飞机被飞鸟撞击后的情景。撞击时鸟粉身碎骨。飞机也严重受损。请利用你所学过的知识回答下面问题： (1) 飞机受损后立即返航，在减速下降过程中，它的动能、重力势能是如何变化的 ？ 说明 理由。 (2) 从力的作用效果来看，飞机 前端 出现 明显凹陷说明了什么 ？ 解： (1) 飞机减速下降过程中，飞机质量一定，速度减小，动能减小；所处高度降低，重力势能减小。 (2) 飞机被飞鸟撞击后，飞机前端受到飞鸟力的作用，出现明显凹陷，说明力可以改变物体的形状。 18 ．随着城市高层住宅的增多，高空抛物成为“悬在城市上空的痛”。有实验数据表明：一个 60 g 鸡蛋从 4 楼落下会让人头部起肿包，从 8 楼落下可让人头皮破损，从 18 楼落下可砸碎成年人的头骨，从 25 楼落下可使人当场死亡。请回答： (1) 从能量的角度解释高空落下的鸡蛋能砸伤人的原因。 (2) 请写出一条关于高空抛物的警示语 。 解 ： (1) 根据鸡蛋从 18 楼抛下来就可以砸破成年人的头骨，从 25 楼抛下可使人当场死亡，可知高度越高，造成的后果越严重，说明高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大，从而得出重力势能与抛出的高度有关；鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，速度增大，因此鸡蛋下落过程是将重力势能转化为动能。 (2) 高空抛物，砸在地上一个坑，砸在头上 …… 19 ．小宇看到南平到武夷山高速公路旁的限速牌如图甲，小宇猜想限速的原因可能是：车辆的动能越大，发生交通事故后果越严重 。 (1) 探究小宇的猜想，如图乙所示让铁球从斜面上撞击木块，记录的实验数据如下表 ： ① 为了使铁球到达斜面底端时速度相同，小宇将质量不等的铁球从斜面的 ________ 高度由静止释放。 ②物理学中将不易直接测量的量转换为可感知、可量度的量，这种研究方法叫转换法。实验时铁球从斜面上释放，通过改变铁球的质量、速度，比较 __________________________ 来反映铁球动能的大小。 同一 序号 铁球质量 m /g 铁球起始高 度 h /cm 木块撞击后 的距离 s /cm 1 100 10 15 2 100 20 26 3 200 20 41 木块被撞击后运动的距离 ③探究动能与速度、质量的关系，综合表中实验数据可得出的结论是 ____________________________________ 。 (2) 下列实例中与此实验研究方法相同的是 ________ 。 A ．推导密度公式 B ．认识电流时，用水流进行类比 C ．用吸引大头针数目来判定电磁铁磁性的强弱 速度 越大，质量越大，动能就越大　 C 序号 铁球质量 m /g 铁球起始高 度 h /cm 木块撞击后 的距离 s /cm 1 100 10 15 2 100 20 26 3 200 20 41 (3) 小宇通过互联网找到一幅车的质量与限制车速关系的坐标图像。如图丙所示，请你判断车辆的质量越大，限制车速 ________ ( 填“越大”或“越小” ) 。 越小 【 方法规律 】 ( 1) 此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明铁球的动能越大； (2) 实验过程要采用 控制变量法 ，当研究动能大小与质量的关系时，要让铁球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择质量相同的铁球，这样可以保证铁球的质量相同。 (3) 常用的物理学研究方法有：等效法、模型法、比较法、分类法、类比法、控制变量法、转换法等。分析每个实验所采用的方法，找出与此相同的。 (4) 分析图像，车的质量与行驶速度成反比。 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 第 2 节　机械能 第 2 课时　动能和势能的转化 1 ．如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是 ( 　　 ) A 2 ．下列事例中，由重力势能转化为动能的是 ( 　　 ) A ．风吹动风车转动 B ．拉弯的弓把箭射出去 C ．拧紧的发条带动钟表指针转动 D ．秋千从高处向低处 摆动 D 3 ． ( 中考 · 杭州 ) 如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是 ( 　　 ) A ．动能减小，重力势能增大 B ．动能增大，重力势能减小 C ．动能先增大后减小，重力势能增大 D ．动能先减小后增大，重力势能 减小 C 4 ． ( 中考 · 潍坊 ) 无人机已被应用于诸多领域，如图是一款四翼无人机。在无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是 ( 　　 ) A ．质量增加 B ．动能增加 C ．重力势能增加 D ．机械能 不变 C 【 点拨 】 无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增加，则其重力势能增加；速度不变，质量不变，则其动能不变；无人机上升过程中，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能等于重力势能与动能的总和，重力势能增加，动能不变，其机械能增加。 5 ．如图所示，将同一个物体从 A 点开始沿三个光滑的斜面 AB 、 AC 、 AD 自由滑下，到达同一水平面时的动能分别为 E 1 、 E 2 、 E 3 ，则 ( 　　 ) A ． E 1 最大　 B ． E 2 最大 C ． E 3 最大　 D ．一样 大 D 6 ． ( 中考 · 烟台 ) 如图所示，小球沿轨道由静止 A 处经 B 、 C 运动到 D 处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，则 ( 　　 ) A ．小球在 A 处的动能等于在 D 处的动能 B ．小球在 A 处的动能大于在 D 处的动能 C ．小球在 B 处的 机械能 小于 在 C 处的机械能 D ．小球在 B 处的 机械能 等于 在 C 处的 机械能 D 【 点拨 】 忽略空气阻力和摩擦力，小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化，机械能守恒，所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小。观察题图，发现小球在 A 处比在 D 处所处的高度高，具有的重力势能较大，所以小球在 A 处的动能小于在 D 处的动能，故 A 、 B 错误；小球沿轨道由静止从 A 处经 B 、 C 运动到 D 处的过程中，没有能量的损耗，动能和势能的总和即机械能是守恒的，小球在各处的机械能都是相等的，故 C 错误， D 正确。 7 ． ( 中考 · 黔东南 ) 如图所示，已知人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形的，有一近地点和远地点，下面关于卫星的说法正确的是 ( 　　 ) A ．当卫星从远地点向近地点运动时，速度变大 B ．当卫星从近地点向远地点运动时，速度变大 C ．当卫星在远地点时，动能最大，重力势能最小 D ．当卫星在近地点时，动能最小，重力势能 最大 A 8 ．一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，同时向地面空投救灾物资，则该飞机的机械能将 ( 　　 ) A ．不变　 B ．减小　 C ．增大　 D ．不能 确定 B 【 点拨 】 由于学生对机械能的概念不清，无法判断机械能的大小，因此会随意地判断而出错。事实上机械能是动能和势能的总和，从“质量、速度、高度”变化进行分析，进而分析机械能的变化情况。 9 ． ( 中考 · 株洲 ) 如图所示，小球从距离地面一定高度的 O 点沿 x 轴竖直落下，不计空气阻力，图像表示小球某种形式的能量 E 随下落高度 x 的变化情况。 E 可能表示小球的 ( 　　 ) A ．动能　 B ．弹性势能　 C ．机械能　 D ． 重力势能 A 10 ． ( 中考 · 铁岭 ) 如图是小球在地面弹跳的频闪照片， A 、 B 两点高度相同且距地面 30 cm ，小球在 A 点的重力势能 ________( 填“大于”“小于”或“等于” ) B 点的重力势能，小球在 A 点 的 动能 ________( 填 “大于” “小于” 或“等于” ) B 点的动能 。 等于 大于 11 ．把篮球抛向空中，忽略空气阻力，如图哪一图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能 ( E ) 与篮球离地面高度 ( h ) 的关系。请解释说明 。 解： A ；把篮球抛向空中，忽略空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能守恒，机械能不变。 12 ．建设水电站选址时，从能量利用的角度来看，你将选择如图所示的甲址还是选择乙址？说明理由 ？ 解：建设水电站选址时，从能量利用角度来看，选择如图所示的乙址。 原因：乙址与甲址相比，乙址的地势低，与水库的水位落差更大；在水的质量一定时，以乙址为参照面，水库中的水相对于乙址的重力势能更大，下落时，转化成的动能更多，推动水轮机转动，带动发电机发电，所转化成的电能也更多。 13 ．随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图所示是某一地铁车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。请你从提高能量利用效率的角度分析这种设计的优点 。 解：在地铁进站时，车要停下来，而车此时是有很大的动能的，若刹车，就把这些动能转化成了内能而损耗了，若进站时让车上坡，把动能转化为重力势能贮存起来，这样就减小因刹车消耗的机械能；地铁在出站时，车原来处于静止状态没有动能，需要消耗燃料的化学能才能启动，运动起来，若利用下坡，则可以把重力势能转化为动能，便于启动，节省了燃料，起到节能的作用。 14 ． ( 信息推导题 ) 物体由于运动而具有的能叫做动能，动能可用 E k 表示，物体的动能 E k 与物体的质量 m 、速度 v 的关系为 E k ＝ mv 2 ；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，势能可用 E p 表示，物体的重力势能 E p 与物体的质量 m 、高度 h 的关系为 E p ＝ mgh 。如图所示，一小球从斜面底端以初速度 v 沿光滑斜面向上运动 ( 忽略 外界阻力 的影响 ) 。 请 利用 机械能守恒定律 推导：小球能运动到 斜面 上 的 最大高度 h ＝ 。 【 方法规律 】 本题运用了 推理法 解答。关键点是小球从斜面底端沿光滑斜面向上运动的过程中机械能守恒。 【 答案 】 解 ：根据题意可知小球从斜面底端沿光滑斜面向上运动的过程中机械能守恒，所以小球到达斜面最高点时动能全部转化为重力势能。 E k ＝ E p ，即 ： mv 2 ＝ mgh ， 故小球能运动到斜面上的最大高度 h ＝ g 。 第 3 节　能量转化的量度 第 1 课时　功、功的 计算 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 1 ． ( 中考 · 自贡 ) 下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功 B ．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功 C ．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功 D ．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了 功 A 2 ． ( 中考 · 怀化 ) 下列所示现象中，对物体做功的是 ( 　　 ) C 【 点拨 】 搬而未起，有力但没有移动距离，不做功，故 A 不合题意；提着滑板在水平路面上前行，有力但在力的方向上没有移动距离，不做功，故 B 不合题意；将木箱推到斜面顶端，施加了力，并且在力的方向上移动了距离，对木箱做了功，故 C 符合题意；举着杠铃在空中静止不动，有力但没有移动距离，不做功，故 D 不合题意。 3 ．做 1 J 的功就相当于 ( 　　 ) A ．把质量是 1 kg 的物体移动 1 m 所做的功 B ．把 1 N 重的物体水平移动 1 m 所做的功 C ．把质量是 1 kg 的物体匀速举高 1 m 所做的功 D ．把 1 N 重的物体匀速举高 1 m 所做的 功 D 4 ．小华家住五楼，他把装有 20 个鸡蛋的塑料袋从一楼提到家中，提鸡蛋的力所做的功接近于 ( 　　 ) A ． 12 J 　 B ． 15 J 　 C ． 120 J 　 D ． 150 J C 【 方法规律 】 本题运用 估算法 解答。两个鸡蛋的重力大约为 1 N ， 20 个鸡蛋的重力大约为 G ＝ 10 N ；住宅楼的楼层高大约 3 米，家住 5 楼，小华实际爬楼高度 h ＝ 3 m×4 ＝ 12 m ；故提鸡蛋的力大约做功 W ＝ Gh ＝ 10 N×12 m ＝ 120 J 。 5 ．已知力 F 所做的功是 15 焦，则力 F 与物体在力的方向上通过的距离 s 之间的关系大致是 ( 　　 ) B 6 ． ( 中考 · 铜仁 ) 小龙背着质量为 25 kg 的实验器材从实验楼的一楼上到三楼，又沿着走廊水平走了 5 m 到达实验室。每层楼高 3 m ，小龙对实验器材做功 ________J 。若在搬运实验器材的整个过程中小龙总共做功 4 500 J ，则小龙自身体重为 __________kg 。 ( g ＝ 10 N/kg ) 1 500 50 【 点拨 】 (1) 由题意可知 G ＝ mg ＝ 25 kg×10 N/kg ＝ 250 N ，一层楼高 3 m ，一楼到三楼是两层楼高， s ＝ 3 m×2 ＝ 6 m ；因为小龙背着实验器材的力竖直向上，所以水平方向上没有对实验器材做功，对实验器材做功： W ＝ Gh ＝ 250 N×6 m ＝ 1 500 J 。 (2) 小龙克服自身重力做的功： W′ ＝ W 总 － W ＝ 4 500 J － 1 500 J ＝ 3 000 J ，由 W′ ＝ G 小龙 h 得，小龙的重力： 7 ．一个正常成年人的心脏推动血液流动，一昼夜 (24 h) 心脏对血液做的功为 W ＝ 1.296×10 5 J ，问这些功把多少立方米的水送到 10 m 高处？ ( 取 g ＝ 10 N/kg ，水的密度为 1.0×10 3 kg/m 3 ) 8 ．下列关于功和能的关系的说法中，正确的是 ( 　　 ) A ．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B ．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C ．一个物体具有能量，说明它正在做功 D ．一个物体能够做功，说明它具有 能量 D 9 ．足球运动员用 150 牛的作用力，将重 4.5 牛的足球踢出，足球沿水平场地向前运动的最大距离为 20 米，则运动员对足球所做的功为 ( 　　 ) A ． 3000 焦　 B ． 90 焦 C ． 0 焦　 D ．无法 确定 D 【 点拨 】 学生对做功的两个必要因素理解不深，会认为物体满足两个因素之一就能做功。事实上力对物体做功的两个因素：一是有力作用在物体上，二是在力的方向上通过距离，都必须满足。 10 ． ( 中考 · 永州 ) 小李同学先后用同样大小的力 F 使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，该力 F 在这三个过程中所做的功分别为 W 甲 、 W 乙 、 W 丙 ，关于做功的大小下列正确的是 ( 　　 ) A ． W 甲 ＜ W 乙 ＜ W 丙 B ． W 甲 ＞ W 乙 ＞ W 丙 C ． W 甲 ＝ W 乙 ＝ W 丙 D ． W 甲 ＝ W 乙 ＜ W 丙 C 【 点拨 】 三图中，木箱受到力的大小相等，移动的距离相等，根据 W ＝ Fs 可以判断三者做功相等。 11 ． ( 中考 · 海南 ) 用大小相同的力 F ，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离 s ( 如图所示 ) ， F 所做的功分别为 W 1 和 W 2 ，则 ( 　　 ) A ． W 1 ＝ W 2 B ． W 1 ＝ W 2 C ． W 1 ＝ 2 W 2 D ． W 1 ＝ 4 W 2 B 12 ．小明用弹簧测力计两次沿水平方向拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的 s -t 图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为 F 1 、 F 2 ，相等时间内所做的功分别为 W 1 、 W 2 ，则它们的关系正确的是 ( 　　 ) A ． F 1 ＞ F 2 　 W 1 ＞ W 2 B ． F 1 ＝ F 2 　 W 1 ＞ W 2 C ． F 1 ＝ F 2 　 W 1 ＜ W 2 D ． F 1 ＜ F 2 　 W 1 ＜ W 2 B 【 点拨 】 根据图像可知，物体两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度相同，因此滑动摩擦力相等，拉力也相等，即 F 1 ＝ F 2 ；从图像中可以判断出相同时间内第②次通过的距离小，根据公式 W ＝ Fs ，当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即 W 1 ＞ W 2 。 13 ． ( 中考 · 杭州 ) 用手将一重为 G 的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从 A 位置开始向下运动，到达 B 位置速度达到最大，到达 C 位置铁球的速度变为零。已知 AC 间的高度差为 h ，则从 A 位置到 C 位置铁球的重力做功是 ________ ；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 ________ 。从 B 位置到 C 位置的过程中铁球所受的重力 ________ ( 填“大于”“小于”或“等于” ) 弹簧 所施加的弹力。 ( 整个过程 中 不计 能量损耗 ) Gh Gh 小于　 【 点拨 】 由 A 到 C 位置可知重力移动的距离为 h ，所以 W ＝ Gh ，整个过程中不计能量损耗，在此过程中完全转化为弹簧的弹性势能，所以弹性势能增加量为 Gh 。由 B 位置到 C 位置，由于速度减小，所以铁球所受的重力小于弹簧所施加的弹力。 14 ．如图所示，甲为一半径为 R 的光滑 的 圆弧 槽与一粗糙的水平面相连接，将重为 G 的物体 从 圆弧 槽顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为 s 1 。图乙是一个半径为 R 的粗糙 的 圆弧 槽与和甲中同样粗糙的水平面相连接，将甲中重为 G 的物体也从 乙 的 圆弧 槽顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为 s 2 。求： (1) 乙中重力对物体做的功。 (2) 乙中物体在水平面上 的 摩擦力 f 为多少？ (3) 乙中物体在粗糙 的 圆弧 槽 上 运动 这段时间内，摩擦力对物体做的功。 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 第 3 节　能量转化的量度 第 2 课时　功　率 1 ．下列关于功率的说法中，正确的是 ( 　　 ) A ．物体做功越多，功率越大 B ．物体做功越快，功率越大 C ．物体做功时间越长，功率越大 D ．物体做功时间越短，功率越 大 B 2 ． ( 中考 · 深圳 ) 甲机械比乙机械的功率大，表示两机械在工作时 ( 　　 ) A ．甲做功多　 B ．甲更省力 C ．甲做功快　 D ．甲用时 少 C 3 ．无论是人做功，还是利用机械做功，都有做功快与慢的问题。如图所示的两位同学将相同的重物均从一楼搬运到三楼，所用的时间不同。从图中提供的信息，小红归纳了以下说法，正确的是 ( 　　 ) A ．物体做功越多，做功越快 B ．物体做功时间越短，做功越快 C ．做相同的功，比较时间， 时间 越 少，做功越快 D ．时间相同，比较做功的多少，做功越多，做功越 快 C 4 ．汽车驶上陡坡时，驾驶员通常要进行调换挡位操作，以减小汽车的行驶速度。这样做的根本目的是 ( 　　 ) A ．省油　　　　 　 B ．安全 C ．增大摩擦　　　 D ．增大爬坡的 牵引力 D 5 ．小明参加中考体育考试跳绳的成绩为 120 次 /min ，请估算一下小明跳绳的功率大约是 ( 　　 ) A ． 6 W 　 B ． 60 W C ． 600 W 　 D ． 6 000 W B 6 ．在一次体育课上，甲、乙两同学进行爬竿比赛。甲从某一位置匀速爬到竿顶用时 9 s ，乙从同一位置匀速爬到竿顶用时 10 s ，若甲、乙两人体重之比是 6 : 5 ，则他们爬竿的功率之比 P 甲 : P 乙 是 ( 　　 ) A ． 4 : 3 　 B ． 3 : 4 　 C ． 27 : 25 　 D ． 25 : 27 A 【 方法规律 】 7 ．某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的质量为 1.2 t( g 取 10 N/kg) ，在 10 s 内从 2 楼升到 5 楼，如果每层楼高 3 m ，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．升降机电动机的功率至少是 1.08×10 3 W B ．升降机电动机的功率至少是 1.08×10 4 W C ．升降机电动机的功率至少是 1.44×10 3 W D ．升降机电动机的功率至少是 1.44×10 4 W B 8 ．一列质量为 1×10 3 吨的火车，以 180 千米 / 时的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是 9×10 3 牛。求： (1) 火车的牵引力多大？ (2) 火车行驶 1 分钟的时间内，重力做了多少功？机车牵引力做了多少功？牵引力的功率是多大 ？ 9 ．关于比较物体做功的功率大小，下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ．做功多的物体功率大 B ．做功所用时间少的物体功率大 C ．相同时间内做功多的物体功率大 D ．做同样的功所用时间多的物体功率 大 C 10 ． ( 中考 · 咸宁 ) 在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由 A 点自由下落，相继经过 B 、 C 两点，已知 AB ＝ BC ，如图所示。物体在 AB 段重力做功 W 1 ，做功功率 P 1 ；在 BC 段重力做功 W 2 ，做功 功率 P 2 。则下列关系正确的是 ( 　　 ) A ． W 1 ≠ W 2 　 P 1 ≠ P 2 B ． W 1 ＝ W 2 　 P 1 ＝ P 2 C ． W 1 ＝ W 2 　 P 1> P 2 D ． W 1 ＝ W 2 　 P 1 < P 2 D 【 点拨 】 根据 W ＝ Fs ＝ Gh ，由于重力相等，且通过距离相等，所以 W 1 ＝ W 2 。另由于运动速度越来越快，通过 AB 的时间大于通过 BC 的时间，根据 P ＝ 进行 判断 P 1 < P 2 。 11 ． ( 中考 · 株洲 ) 甲、乙、丙、丁四名同学进行攀岩比赛，他们做的功 W 与时间 t 的关系如图所示。若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是 ( 　　 ) A ． 甲 B ． 乙 C ．丙 D ． 丁 A 【 点拨 】 由图像知，当时间相同时，甲做功最多，所以由公式 P ＝ 知 ，甲功率最大，做功最快。 12 ．运动员甲比乙高，如果甲和乙举起相同质量的杠铃所用的时间相等，如图所示，则 ( 　　 ) A ．甲做功较多，功率较大 B ．甲做功较多，功率较小 C ．甲做功较多，甲、乙功率相等 D ．甲、乙做功相等，乙的功率 较大 A 13 ．甲、乙、丙三人进行登山比赛，看看谁的功率大，对此他们展开了如下的讨论： 甲：只有测出各自的体重、爬山用的时间和山的高度，才能进行比较。 乙：在爬山的时间相同时，只要测出各自的体重、山的高度，就可以进行比较。 丙：在爬同一座山时，只要测出各自的体重、爬山的时间，就可以进行比较。 你认为合理的是 ( 　　 ) A ．甲、乙和丙　 B ．甲和 乙 　 C ．甲和 丙 D ．乙和 丙 D 14 ． ( 中考 · 铜仁 ) 老师上完功率一课后，小红想测出自己从一楼到四楼的功率。现有如下器材： A 天平、 B 弹簧测力计、 C 台秤、 D 秒表、 E 电流表、 F 电压表、 G 温度计、 H 皮尺。 (1) 请帮小红选择最合适的测量工具 ________( 填序号 ) 。 (2) 请帮她写出实验步骤并用物理量符号表示所测的物理量。 ( 3) 请帮她在虚线框内设计一个实验表格 。 ( 4) 请你用所测的物理量写出小红上楼的功率表达式 。 【 答案 】 解： (1)CDH 　 (2) 实验步骤： a. 用台秤测出小红的质量 m ； b. 用皮尺测出从一楼到四楼的高度 h ； c. 用秒表测出小红从一楼到四楼所用的时间 t 。 【 点拨 】 上楼时要克服自身重力做功，上楼的功率 ： 。 测功率需要测量：小红的质量 m 、上楼的时间 t 、一楼到四楼的高度 h ，因此需要的测量工具为：台秤、秒表、皮尺。 小红的 质量 m /kg 一楼到四楼 的高度 h /m 一楼到四楼 的时间 t /s 功率 P / W         【 答案 】 (3) 实验数据记录表格如下表所示： (4)P ＝ 。 15 ．洋湖湿地公园经常利用“河道保洁船”清理水面垃圾，保洁船的质量为 2.5 t ，收集宽度为 3.4 m 。它某次工作时以 1 m/s 的速度做匀速直线运动，其牵引力为 5×10 4 N ，保洁船工作 50 s ，求这段时间内： (1) 保洁船行驶的路程 。 (2) 牵引力做的功。 (3) 牵引力的功率 。 16 ．汽车在平直公路上以速度 v 0 匀速行驶，发动机功率为 P 0 ，牵引力为 F 0 。 t 1 时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率 P 行驶，到 t 2 时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为 v 。已知运动过程中汽车所受阻力 f 恒定不变，汽车牵引力 F 随时间 t 变化的图像如图所示，则 ( 　　 ) A ． v ＝ v 0 B ． F 0 ＝ 2f C ． t 1 至 t 2 时间内，汽车做加速运动　 D ． t 2 时刻之后，汽车将保持 功率 行驶 D 【 点拨 】 汽车匀速行驶时，牵引力与阻力相等，则 F 0 ＝ f. 根据功率的计算公式 P ＝ Fv ，减小油门前 P 0 ＝ F 0 v 0 ；由于汽车在减小油门的瞬间，速度是不变的，而牵引力减小 为 ， 则减小油门后的 功率 ， 当第二次匀速运动时，牵引力和阻力仍相等，当功率变为一半，由 P ＝ Fv 确定，其速度变为原来的一半．从 t 1 至 t 2 时间内，汽车的速度减为原来的一半，是减速运动． 17 ． ( 中考 · 无锡 ) 现有 30 包大米，总质量为 150 kg ，小明想尽快将它们搬上 10 m 高处的库房，如图所示为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像，由图可知他可以提供的最大功率为 ________W ；为尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬 ________ 包，若 每次 下楼 时间是上楼时间的一半，则他 最 快 完成搬运任务并返回原地所用的 时 间 是 ________s 。 ( g ＝ 10 N/kg ) 50 3 450 【 点拨 】 (1) 图中曲线最高点的坐标为 (15 、 50) ，其物理意义是：当搬动质量为 15 kg 物体时，人用于搬动物体的功率 ( 输出 ) 最大，其值为 50 W 。 (2)30 包大米，总质量为 150 kg ，每包大米的质量是 5 kg ，由于搬动大米所需要做的总功是一定的，要尽快完成搬运工作，要求人始终在最大功率 ( 输出 ) 状态下工作，每次应搬动质量为 15 kg 的物体，即 3 包大米； (3) 每次搬运的大米的重力 G ＝ mg ＝ 15 kg×10 N/kg ＝ 150 N ；重力做的功 W ＝ Gh ＝ 150 N×10 m ＝ 1 500 J ，则每次上楼所用的时间 t ＝ W / P ＝ 1 500 J/50 W ＝ 30 s ，每次下楼所用的时间是 15 s ，则一个来回需要的时间是 30 s ＋ 15 s ＝ 45 s ，搬 30 包大米需要 10 个来回，所以所用时间一共是 45 s×10 ＝ 450 s 。 18 ．某驾驶员为了粗略测定汽车上货物的质量，采用了这样的办法：让一辆汽车以不变的输出功率 P 沿一段平直公路匀速行驶，从速度表上读出此时汽车的速度为 v 。如果汽车运动时受到的阻力与整车重力成正比，比例系数为 k ，已知汽车自身的质量为 M ，车上货物的质量设为 m 。求： (1) 货物的质量 m 。 (2) 如果减少货物质量，使整辆车的质量变为原来整辆车质量 的 ， 而汽车的输出功率仍为 P ，汽车原来沿 一段 平直公路匀速行驶需要 10 min 。那么，减少质量后，汽车匀速经过同一路段需要多少时间 ？ 19 ．如图所示是一艘打捞船正在打捞一沉入海底的物体，乙图是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过时间 120 s 后物体刚好全部出水，已知物体的体积 V ＝ 2 m 3 ，密度 ρ ＝ 3×10 3 kg/m 3 ，已知物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的功率 P ＝ 40 kW 。 ( 忽略水的阻力和钢绳质量，海水的密度取 ρ 水 ＝ 1.0×10 3 kg/m 3 ， g 取 10 N/kg) 求： (1) 物体浸没在水中的上升过程中 ， 钢绳 提升物体的拉力。 (2) 物体全部离开水面后的上升 过程 中 ，钢绳提升物体的功率。 解： (1) 物体的质量 m ＝ ρV ＝ 3×10 3 kg/m 3 ×2 m 3 ＝ 6×10 3 kg ， 则其重力 G ＝ mg ＝ 6×10 3 kg×10 N/kg ＝ 6×10 4 N ， 物体浸没在水中所受浮力 F 浮 ＝ ρ 水 gV 排 ＝ 1.0×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg×2 m 3 ＝ 2×10 4 N ， 则 钢绳提升物体的拉力 F ＝ G － F 浮 ＝ 6×10 4 N － 2×10 4 N ＝ 4×10 4 N 。 ( 2) ， 4×10 4 W ＝ Fv ， 即 4×10 4 W ＝ 4×10 4 N× v ，解得 v ＝ 1 m/s ， 因为物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，所以物体全部离开海面后的上升过程中，钢绳提升物体的速度 v ＝ 1 m/s 。 又因为当物体全部离开海面后的上升过程中，钢绳提升物体的拉力等于其重力， 故钢绳提升物体的功率： P ＝ Gv ＝ 6×10 4 N×1 m/s ＝ 6×10 4 W ＝ 60 kW 。 第 4 节　简单机械 第 1 课时　杠杆、研究杠杆的 平衡 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 1 ．下列关于杠杆的一些说法中，正确的是 ( 　　 ) A ．杠杆必须是一根直棒 B ．杠杆一定要有支点 C ．动力臂就是支点到动力作用点的距离 D ．当力的作用线通过支点时，力臂 最大 B 2 ．人体内也存在着杠杆，如图所示，当人踮足时，足可以视为杠杆，此杠杆的支点是 ( 　　 ) A ． A 点　 B ． B 点 C ． O 点　 D ． 脚尖 C 3 ．如图所示，把物体 A 、 B 分别放在杠杆两端，杠杆左端下沉。则使杠杆转动的力是 ( 　　 ) A ．物体 A 的 重力 B ．杠杆对物体 B 的支持力 C ．物体 B 的重力 D ．物体 A 对杠杆的 压力 D 4 ． ( 中考 · 天津 ) 如图是用撬棒撬石头的情景，图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是 ( 　　 ) A 【 点拨 】 图中 O 点为支点，石头向下压杠杆的力为阻力，人压杠杆的力为动力。过支点 O 与两个作用力垂直的线段长分别为两个力的力臂。 5 ．杠杆的平衡条件是 ( 　　 ) A ．动力臂＝阻力臂 B ．动力＝阻力 C ．动力 × 动力臂＝阻力 × 阻力臂 D ．以上均 不对 C 6 ．在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了 ( 　　 ) A ．减小摩擦 B ．多次测量取平均值减小误差 C ．使每组数据更准确 D ．获取多组实验数据归纳出物理 规律 D 7 ．在探究杠杆的平衡条件实验中，如图所示，当杠杆两边分别挂 4 和 2 个相同的钩码时，杠杆平衡。下列四种情况中还能保持平衡的是 ( 　　 ) A ．两边钩码各减少一半 B ．两边钩码各减少一个 C ．两边钩码各向支点移近一格 D ．两边钩码各向远离支点方向移动一 格 A 8 ．如图所示，用细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上， O 为麦秸秆的中点。这时有两只蚂蚁同时从 O 点分别向着麦秸秆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中，麦秸秆在水平方向始终保持平衡，则 ( 　　 ) A ．两蚂蚁的质量一定相等 B ．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等 C ．两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等 D ．两蚂蚁对麦秸秆的压力一定 相等 C 9 ． ( 中考 · 兰州 ) 如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图。当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中作出 F 1 、 F 2 的力臂 L 1 、 L 2 ， O 为支点 。 【 答案 】 解 ：过支点 O 分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段 ( 即动力臂 L 1 和阻力臂 L 2 ) 。如图所示。 【 点拨 】 力臂是支点到力的作用线的垂直距离。学生会误认为力臂是支点到力的作用点的距离。 10 ． ( 中考 · 济南 ) 为了探究杠杆的平衡条件，物理老师带来了一个自制杠杆 AB ，从其上找一点 C 用支架支起来，如图所示。当小强依次在杠杆上的 A 1 、 A 2 、 A 等各点施加一个向下的力时，发现越来越容易提起水桶。根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是 ( 　　 ) A ．水桶重和位置不变，杠杆平衡时 ， 为什么 施力点离支点越远就越省力 B ．水桶重和位置不变，杠杆平衡时 ， 动力 和动力臂之间存在着怎样的关系 C ．阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时 ， 动力 和动力臂之间存在着怎样的关系 D ．杠杆平衡时，动力和动力臂、阻力 和 阻力 臂之间存在着怎样的 关系 C 11 ． ( 中考 · 聊城 ) 下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验。 (1) 实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到 ________ 位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向 ________ ( 填“左”或“右” ) 端调节。 水平 右 (2) 调节平衡后，在杠杆 B 点处挂 6 个钩码，如图甲所示，则在 A 点处挂 ________ 个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡 。 (3) 图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知 杠杆 每 格长 5 cm ，钩码每个重 0.5 N ，请将弹簧测力计的示数 填 入 下表 。 4 上述 实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是 ________________________________________________ 。 3.8 【 点拨 】 当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂变小，小于动力作用点到支点的距离。 实验 序号 动力 F 1 /N 动力臂 L 1 /m 阻力 F 2 /N 阻力臂 L 2 /m 1 0.15 3.0 0.10 弹簧 测力计没有竖直向下拉 ( 或动力臂不是 0.15 m) 12 ． ( 中考 · 梧州 ) 图中，杠杆 OBA 在图示位置静止，请画出作用在 A 点的力 F 的力臂 L 。 解：如图所示。 13 ． ( 中考 · 莱芜 ) 如图所示，杠杆在力 F 1 、 F 2 的作用下 ( F 2 未画出 ) 处于平衡状态。 O 为支点， L 2 是力 F 2 的力臂，请在图中画出 F 1 的力臂 L 1 和力 F 2 的示意图 。 解：如图所示。 14 ． ( 中考 · 抚顺 ) 如图甲是一种雪团夹，向内握右端的手柄，左端的凹槽就能将雪压成雪团。它由两个杠杆组成，图乙所示的是其中一个杠杆 AOB 的简化图，请在图乙中画出： (1) 阻力 F 2 的力臂 L 2 。 (2) 在 A 点施加的最小动力 F 1 及其力臂 L 1 。 解：如图所示。 15 ． ( 中考 · 枣庄 ) 如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体 A 和 B 同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是 ( 　　 ) A ．杠杆仍能平衡 B ．杠杆不能平衡，右端下沉 C ．杠杆不能平衡，左端下沉 D ．无法 判断 C 【 点拨 】 根据杠杆第一次处于平衡状态，利用杠杆的平衡条件，得到物体 A 、 B 的质量大小关系，然后根据现在的条件表示两者力 × 力臂，利用推导出的物体质量关系，结合力臂的变化，得出两个力 × 力臂的大小关系，从而确定杠杆的偏转方向。这是此题的解题思路。 16 ． ( 中考 · 巴中 ) 如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在物体 A 和 B 下端同时挂一个相同质量的钩码，下列判断正确的是 ( 　　 ) A ．杠杆不能平衡，左端下沉 B ．杠杆不能平衡，右端下沉 C ．杠杆仍能平衡 D ．无法 判断 B 17 ．如图所示，杠杆上分别站着大人和小孩 ( G 大人 ＞ G 小孩 ) ，且在水平位置平衡，杠杆自重不计。如果两人同时以大小相等的速度向支点移动，则杠杆将 ( 　　 ) A ．仍能平衡 B ．不能平衡，大人那端下沉 C ．不能平衡，小孩那端下沉 D ．条件不够，无法 判断 C 18 ．如图，用作用在 A 端的力 F 将木棒从图示位置慢慢地拉到接近水平位置，判断拉力 F 的大小变化情况。 (1) 拉力 F 始终沿水平方向 。 (2) 拉力 F 始终沿竖直方向 。 解： (1) 拉力 F 始终沿水平方向时 ， F 的力臂减小；而木棒 G 的力臂增大，所以 F 逐渐增大。 (2) 拉力 F 始终沿竖直方向时， F 与 G 的力臂的比值不变，所以 F 不变。 19 ． ( 中考 · 玉林 ) 如图所示，重力为 G 的均匀木棒竖直悬于 O 点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力 F ，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中 ( 　　 ) A ．动力臂逐渐变大 B ．阻力臂逐渐变大 C ．动力 F 保持不变 D ．动力 F 逐渐 减小 B 20 ． ( 中考 · 南宁 ) 如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕 O 点转动，在它的右端放一重为 G 的物块，并用一竖直向上的力 F 拉着。当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力 F ( 　　 ) A ．变小　　 B ．变大　　 C ．不变　　 D ．先变大后变 小 A 【 方法规律 】 本题可运用 特殊值法 解答。一般的解题思路是先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件 ( 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 ) 分析动力的变化。也可以选取几个特殊位置进行分析。长木板长为 L ，则动力臂为 L ，杠杆受到物块的压力 ( 阻力 ) F 2 ＝ G ，阻力臂为 L 2 ，根据杠杆平衡条件， F ＇ × L ＝ F 2 × L 2 ，当物块向左匀速滑动时， L 2 变小， F 变小。 21 ．如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆 AB 可绕 O 点转动，杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的 OB 相等，杆 AB 的重力不计，柱形物体较重。 ( 1) 制作舂米工具时，为了使作用在 A 点的力 F 更小，在其他条件相同时，只改变支点 O 点的位置，应将 O 点更靠近 ________ 端。 (2) 若作用在 A 点的动力 F 方向始终与杆垂直，则杆从水平位置缓慢转动 45° 角的过程中 ， 动力 F 大小的变化 是 _____________________ 。 B( 或右 ) 先增大后减小 【 点拨 】 (1) 根据杠杆的平衡条件： F 1 L 1 ＝ F 2 L 2 ，动力臂越长、阻力臂越短则越省力，所以 O 点向 B 点移动时，动力臂增大，阻力臂减小，使用起来更省力。 (2) 在杆从水平位置缓慢转动 45° 角过程中，动力 F 的方向始终与杆垂直，故动力臂不变。阻力臂先增大后减小，由杠杆平衡条件可知，动力 F 先增大后减小。 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 第 4 节　简单机械 第 2 课时　杠杆的应用 1 ． ( 中考 · 宿迁 ) 如图所示器具中，属于省力杠杆的是 ( 　　 ) C 2 ． ( 中考 · 龙岩 ) 用如图所示的指甲剪剪指甲时，以 B 为支点的杠杆 AOB 属于 ( 　　 ) A ．省力杠杆 B ．费力杠杆 C ．等臂杠杆 D ．无法 确定 A 3 ． ( 中考 · 衡阳 ) 如图所示的工具中，属于费力杠杆的是 ( 　　 ) D 4 ．学校组织同学们到农村参加社会实践活动，小强第一次学习挑担子，他使用的扁担总长 1.2 米，他在扁担的 A 、 B 两端各挂上重物，如图所示，要让担子很快被平衡地挑起来，这时他的肩膀应放在 ( 　　 ) A ．距 A 端 0.4 米 　 B ．距 A 端 0.5 米 C ．距 B 端 0.4 米　 D ．无法 确定 A 5 ． ( 中考 · 绥化 ) 如图，重为 50 N 的物体挂在杠杆 B 点， OB ＝ 0.4 m ， OA ＝ 1 m ，在 A 端施加竖直向上的拉力 F ，当 F ＝ __________N( 杠杆自重忽略不计 ) 时，杠杆在水平位置平衡 。 20 6 ．如图所示，小王用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块，若撬棒 C 点受到石块的压力是 1 500 牛，且 AB ＝ 1.5 米， BC ＝ 0.3 米， CD ＝ 0.2 米，则要撬动该石块所用的最小力为多少牛？ 7 ． ( 中考 · 成都 ) 如图是三种类型 剪 刀 的示意图，请你为铁匠 师傅 选择 一把剪铁皮的剪刀，你 会 选择 ________( 填“ A”“B” 或 “ C” ) 剪刀，这样选择的 目的是 为了省 ________ 。 C 【 点拨 】 由于铁匠师傅需要剪掉比较坚硬的铁皮，故需要较省力的机械，由杠杆平衡条件可知，应选动力臂大于阻力臂的杠杆，三幅图中只有 C 图的动力臂是大于阻力臂的。 力 8 ． ( 中考 · 常州 ) 如图所示， OAB 为轻质杠杆，可绕支点 O 自由转动，在 B 端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆 ( 　　 ) A ．一定是省力杠杆　 B ．一定是费力杠杆 C ．一定是等臂杠杆　 D ．以上情况都有 可能 D 【 点拨 】 杠杆是指在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，学生误认为一根杠杆只能是一种杠杆。事实上有时根据实际需要，动力臂与阻力臂的大小关系会发生改变，从而导致杠杆类型发生变化。 9 ． ( 中考 · 绥化 ) 如图所示，小明用一可绕 O 点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力 F ，使 杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆 ( 　　 ) A ．一直是省力的 B ．先是省力的，后是费力的 C ．一直是费力的 D ．先是费力的，后是省力 的 B 【 点拨 】 由图可知动力 F 的力臂始终保持不变，物体的重力 G 始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在 L 2 ＜ L 1 之前杠杆是省力杠杆，在 L 2 ＞ L 1 之后，杠杆变为费力杠杆。 10 ．瓶盖起子有图 (a)(b) 两种用法， A 、 B 是开盖时起子和瓶盖接触的两点。在瓶盖和瓶口的接触点中， D 和 E 分别是离手最远和最近的两点。开盖时手对起子施加的力 F 作用在 G 点，瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心 C 点 ( 图中没有标出 ) 。如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折。则 ( 　　 ) A ． (a) 图支点是 A ， (b) 图支点是 B ， (b) 种用法省力 B ． (a) 图支点是 A ， (b) 图支点是 B ， (a) 种用法省力 C ． (a)(b) 两图支点都是 B ， ( b) 种用法省力 D ． (a)(b) 两图支点都是 A ， ( a) 种用法 省力 B 【 点拨 】 因为 (a) 图动力的方向向上，阻力是 B 处竖直向下的力，即支点为 A ，而 (b) 图的动力方向向下，阻力是 A 处竖直向下的力，即 B 为支点，从图中可以看出两种方法阻力臂相同， (a) 图的动力臂大于 (b) 图的动力臂，所以 (a) 图更省力。 11 ．如图所示，人的前臂可视为杠杆，当曲肘将茶杯向上举起时，下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ．前臂是省力杠杆，阻力臂变大 B ．前臂是省力杠杆，阻力臂变小 C ．前臂是费力杠杆，阻力臂变大 D ．前臂是费力杠杆，阻力臂变 小 D 【 点拨 】 由图可知，以前臂为杠杆，肱二头肌收缩为动力，水杯的压力为阻力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，当上举时，阻力作用线到支点的垂直距离变短，阻力臂变小。 12 ．如图甲所示，长 1.6 m 、粗细均匀的金属杆可以绕 O 点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡，该传感器显示其拉力 F 与作用点到 O 点距离 x 的变化关系如图乙所示。据图可知金属杆重 ________N 。 10 【 点拨 】 金属杆重心在中心上，阻力臂为 L 2 ＝ 0.8 m ，取图像上的一点 F ＝ 20 N ， L 1 ＝ 0.4 m ，根据杠杆的平衡条件：动力 × 动力臂＝阻力 × 阻力臂， FL 1 ＝ GL 2 ， 20 N×0.4 m ＝ G ×0.8 m ，解得： G ＝ 10 N 。 13 ． ( 中考 · 绍兴 ) 安全阀常作为超压保护装置。如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积 S 为 6 厘米 2 ， OA : AB ＝ 1 : 2 ，若锅炉能承受的最大压强为 5.81×10 5 帕，大气压强为 1.01×10 5 帕，则在 B 处应挂 ________ 牛的重物。若锅炉 承受 的 最大压强减小，为保证锅炉 安 全 ，应将重物向 ________( 填 “左” 或“右” ) 移动 。 96 右 【 点拨 】 由杠杆的平衡条件可知： F·OA ＝ G·OB ；因 OA : AB ＝ 1 : 2 ，故 OA : OB ＝ 1 : 3 ， 则所挂物体的重力 ： ( 5.81 × 10 5 Pa － 1.01×10 5 Pa)×6×10 － 4 m 2 ＝ 96 N ；若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向右移动。 14 ． ( 中考 · 黔西南 ) 如图所示，质量不计的光滑木板 AB 长 1.2 m ，可绕固定点 O 转动，离 O 点 0.2 m 的 B 端挂一重物 G ，板的 A 端用一根与水平地面成 30° 夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是 6 N 。然后在 O 点的正上方放一质量为 0.3 kg 的小球，若小球以 25 cm/s 的速度由 O 点沿木板向 A 端匀速运动，问 小球 至少 运动多长时间细绳的拉力 减 小 到零。 ( 取 g ＝ 10 N/kg ，绳的重力不计 ) 解：作出拉力的力臂，如图所示 ： 由 杠杆平衡条件得： F 绳 × AO sin30 ° ＝ G × BO ，即 ： 6 N× ×( 1.2 m － 0.2 m) ＝ G ×0.2 m ，解得： G ＝ 15 N ， 球的重力 G 球 ＝ m 球 g ＝ 0.3 kg×10 N/kg ＝ 3 N ， 当绳子拉力为 0 时，设球离 O 点距离为 L 球 ， 由杠杆平衡条件得： G 球 × L 球 ＝ G × BO ， 即： 3 N× L 球 ＝ 15 N×0.2 m ，解得： L 球 ＝ 1 m ＝ 100 cm ， 由速度公式 v ＝ 可知 ：球的运动时间 ： ＝ 4 s 。 15 ． ( 中考 · 湖州 ) 小明家有个木衣架，有一次放学回家，他把书包挂在衣架 A 处，衣架倒了下来。小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量 5 千克；木衣架质量 3 千克；圆底盘直径 30 厘米；其他数据如图。衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。 ( 1) 请你通过计算，解释衣架倒下来的原因。 (2) 为了防止衣架倒下来，小明提出了改进 意见 —— 适当增大圆底盘直径。请你再说出一 种 其他 方法 。 【 答案 】 解 ： (1) F 1 · l 1 ＝ 50 牛 ×10 厘米， F 2 · l 2 ＝ 30 牛 ×15 厘米， 因为 F 1 · l 1 ＞ F 2 · l 2 ，所以衣架倾倒。 (2) 减小挂衣钩的长度 ( 或“在对侧挂衣钩挂物件”“圆盘底座换用大理石等更重的材质”等 ) 。 【 点拨 】 本题主要考查了杠杆平衡条件的应用，不仅能够利用平衡条件解释有关的现象，并且要学会应用其解决有关的问题。 16 ．某科学兴趣小组利用硬棒 ( 质量可忽略不计 ) 、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示，在 C 处挂一待测物体 B ，当重为 8 牛的物体 A 挂在 D 处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得 OC 为 6 厘米， OD 为 18 厘米。 (1) 此时物体 B 的重力是多少牛 ？ ( 2) 保持 O 点位置和物体 A 的重力不变，在 C 处 挂 上不同重力的物体，移动物体 A 的位置 ， 使 硬棒在水平位置平衡，分别在横杆 上标 出 相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。该杠杆的刻度是否均匀？请说明理由 。 解： (1) 根据杠杆平衡条件 F 1 l 1 ＝ F 2 l 2 得 6 厘米 × G B ＝ 18 厘米 ×8 牛， G B ＝ 24 牛。 (2) 刻度均匀。 设待测物体重为 G ， OD 长度为 L 。根据杠杆平衡条件 F 1 l 1 ＝ F 2 l 2 ，得 G × OC ＝ GA × L ， L ＝ · G ， 因为 是 定值，所以 L 与 G 成正比，刻度均匀。 17 ． ( 中考 · 丽水 ) 随着智能手机的普及，低头看手机的“低头族”越来越多。那么，颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系？科研人员进行了研究：制作头部模型，如图甲，头部可绕支点 O ( 颈椎 ) 转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂入模型内，其重为 5 牛模拟头部的重力，头部后面绑 一 根 绳子模拟肌肉，绳子上系一测 力 计 。支点 ( 颈椎 ) 承受的压力约为 头 部 重力和绳子拉力之和，实验数据如下表： (1) 分析表中数据，可得出的结论是 ____________________________________________ 。 颈椎承受的压力随着低头角度的增大而增大 低头角度 / 度 绳子拉力 / 牛 颈椎承受的压力 / 牛 0 0 5 15 5 10 30 9 14 45 13.5 18.5 60 17.5 22.5 ( 2) 该头部模型相当于绕 O 点转动的杠杆，如图乙，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力 F 的力臂变小，请分析拉力 F 变大的原因 __________________________________________________________________________________________________________________ 。 根据 杠杆平衡条件可知： Gl 1 ＝ Fl 2 ，当低头角度增大时， l 1 增大， G 不变， l 2 减小，故 F 增大 低头角度 / 度 绳子拉力 / 牛 颈椎承受的压力 / 牛 0 0 5 15 5 10 30 9 14 45 13.5 18.5 60 17.5 22.5 (3) 下列措施中，有利于保护颈椎的 是 ____________( 多选 ) 。 A ．不要长时间低头看手机 B ．适当抬高手机屏幕，减小低头角度 C ．低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力 A 、 B 、 C 18 ． ( 中考 · 潍坊 ) 现有下列实验器材：铁架台、卷尺、质量为 m 0 的钩码一个、细线若干，请你利用上述器材设计一个实验方案，测出一支粗细不均匀竹筷的质量，要求： (1) 写出主要实验步骤及所要测量的物理量 ( 可画图辅助说明 ) 。 ( 2) 写出竹筷质量的表达式 m 竹筷 ＝ ________ 。 【 点拨 】 如图所示，竹筷受到三个力：本身重力 m 竹筷 g ，悬挂细线的拉力 F ，细端拉力 m 0 g 。 根据 杠杆的平衡条件，得 m 竹筷 g ( L 1 － L 2 ) ＝ m 0 g × L 2 ， 所以筷子的质量是 m 竹筷 ＝ 。 【 答案 】 解 ： (1) 步骤： 1. 用细线系住竹筷某处，并悬挂在铁架台上，仔细调节所系处，使筷子刚好平衡，此时所系处称为 O 点 ( 也是筷子的重心位置 ) 。 2 ．用卷尺测量出 O 点到细端 A 的距离 L 1 。 3 ．在细端通过细线挂上质量为 m 0 的钩码，并移动悬挂点到 O′ 处，使筷子重新平衡。 4 ．用卷尺测量出 O′ 点到细端 A 的距离 L 2 。 (2) 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 第 4 节　简单机械 第 3 课时　滑轮与滑轮组 1 ． ( 中考 · 梅州 ) 如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力 F 1 、 F 2 、 F 3 匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ． F 1 较大 B ． F 3 较大 C ． F 1 、 F 2 、 F 3 的大小不能确定 D ．将钩码提升相同的高度，力 F 1 、 F 2 、 F 3 所做的功 相等 D 2 ．如图，物体所受重力是 160 N ，不计摩擦及滑轮的重，当用力匀速提升物体时，力 F 为 __________N ，它相当于一个 __________( 填“省力”“费力”或“等臂” ) 杠杆。若物体在 10 s 内被提高 2 m ，则拉力 F 的功率为 ____________W 。 160 等臂 32 3 ．如图所示，通过动滑轮匀速提起重物 G 时，向三个方向拉动的力分别为 F 1 、 F 2 、 F 3 ，则这三个力大小关系是 ( 　　 ) A ． F 1 最大　 　 B ． F 2 最大　 C ． F 3 最大　 　 D ．一样 大 C 4 ． ( 中考 · 桂林 ) 如图所示，用滑轮拉着一重为 400 N 的物体向上做匀速直线运动，该滑轮为 ________( 填“动”或“定” ) 滑轮，如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，则竖直向上施加的拉力 F 是 ________N 。 动 200 5 ． ( 中考 · 荆门 ) 滑轮在中世纪时就被应用于战场，如图所示，弓箭手用 200 N 的平均拉力通过滑轮组将弦拉满到弓上射击，若动滑轮移动了 90 cm( 不计滑轮和绳重、摩擦 ) 。以下说法正确的是 ( 　　 ) A ．使用滑轮组是为了省功，从而节省体能 B ．使用滑轮组是为了改变力的方向，方便用力 C ．使用滑轮组是为了省力 D ．使用滑轮组时弓箭手做的功为 180 J C 6 ． ( 中考 · 郴州 ) 利用如图所示的滑轮组匀速提升 200 N 的重物，动滑轮重为 10 N( 不计绳重与摩擦 ) ，则拉力 F 的大小为 ( 　　 ) A ． 70 N B ． 100 N C ． 105 N D ． 110 N C 【 点拨 】 由图知， n ＝ 2 ，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力 F ＝ ( G ＋ G 动 ) ＝ (200 N ＋ 10 N) ＝ 105 N 。 7 ．如图所示， G ＝ 200 N ，滑轮重 G′ ＝ 40 N ，要使物体能匀速上升 2 m ，则下列说法正确的是 ( 不计摩擦及绳重 )( 　　 ) A ． F ＝ 440 N ，并向上移动 4 m B ． F ＝ 440 N ，并向上移动 1 m C ． F ＝ 240 N ，并向上移动 4 m D ． F ＝ 240 N ，并向上移动 1 m B 【 点拨 】 此题是动滑轮的一种特殊使用方法，正常使用时是将物体挂在轮轴上，拉绳子的一端。而特殊使用方法恰好相反。动滑轮的特殊使用方法，不能省力但能够省一半的距离。 由于动滑轮的摆放位置发生变化，学生对动滑轮的本质特征理解不清，无法作出相应的动力臂和阻力臂，会误认为动滑轮在任何情况下都省力。因此只要能作出相应的动力臂和阻力臂就能作出判断。 8 ． ( 中考 · 凉山 ) 用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法 。 解：如图所示。 9 ． ( 中考 · 衡阳 ) 如图，某人站在 A 处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体 B ，所用的拉力 F ＝ 100 N ，物体 B 重 300 N( 不计滑轮重和绳重，不计摩擦力 ) 。画出滑轮组的绕线 。 【 点拨 】 根据题意可知，承担物体重的绳子段数为 解：如图所示。 10 ．定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为 F ，钩码重力为 G 。请在图中标出这只“杠杆”的支点 O ，画出拉力 F 、钩码重力 G 及它们的力臂 ( 保留作图痕迹 ) 。 解：如图所示。 11 ． ( 中考 · 包头 ) 如图所示，物体 B 放在水平桌面上，物体 A 通过滑轮组拉着物体 B ，此时物体 B 保持静止状态。当用竖直向下 2 N 的力 F 1 拉重为 1 N 的物体 A 时，能使物体 B 以 0.6 m/s 的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力 F 2 拉物体 B 时，能使物体 A 以 0.3 m/s 的速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是 ( 　　 ) A ．物体 B 受到的摩擦力为 6 N 　 B ．拉力 F 2 的大小为 10 N C ．拉力 F 2 的功率为 1. 2W D ．拉力 F 1 的功率为 0.4 W C 【 点拨 】 由滑轮组的结构看出， n ＝ 3 ，则 s ＝ 3 h ；当保持静止时， B 所受的摩擦力等于 A 的重力的 3 倍；当 B 水平匀速向右运动时，所受的摩擦力等于 A 的重力与力 F 1 之和的 3 倍；水平向左拉物体 B 时， A 所受的拉力等于 A 的重力，也就是拉力 F 2 与 B 所受摩擦力之差 的 ； 然后对各选项逐一分析。 12 ．用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，则 ( 　　 ) A ． F 1 ＞ F 2 ＞ F 3 B ． F 2 ＞ F 3 ＞ F 1 C ． F 2 ＜ F 1 ＜ F 3 D ． F 3 ＜ F 1 ＜ F 2 C 13 ． ( 中考 · 漳州 ) 如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加 50 N 的水平拉力 F ，物体 M 和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体 M 速度为 0.2 m/s ，小车速度为 0.3 m/s ，则地面对物体 M 的摩擦力为 _______N ， 2 s 后绳子自由端移动的距离为 ________m 。 ( 不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦 ) 150 3 　 【 点拨 】 由图知，有 3 股绳子承担摩擦阻力，则 F ＝ f ，地面对物体 M 的摩擦力 f ＝ 3 F ＝ 3×50 N ＝ 150 N 。由题知，物体 M 速度 v 物 ＝ 0.2 m/s ，小车速度 v 车 ＝ 0.3 m/s ，绳子自由端移动速度： v ＝ v 车 ＋ v 物 ＝ 0.3 m/s ＋ 0.2 m/s ＝ 0.5 m/s ， 2 s 后人移动的距离： s 1 ＝ vt ＝ 0.5 m/s×2 s ＝ 1 m ，绳子自由端移动距离： s 2 ＝ 3s 1 ＝ 3×1 m ＝ 3 m 。 14 ． ( 中考 · 汕尾 ) 如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是 ( 　　 ) C 15 ．若要用 10 牛的拉力提起重 40 牛的物体，则可以应用 ( 　　 ) A ．一个定滑轮 B ．一个动滑轮 C ．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 D ． 杠杆 D 16 ．用如图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变施力方向的装置是 ( 　　 ) C 17 ．实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“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。 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) 该实验中出现这样结果的主要原因是什么？ 定滑轮实验 ： ____________________________________ 。 动滑轮实验 ： ____________________________________ 。 没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力 实验次数 物重 G /N 使用定滑轮时 测力计 的示数 F 1 /N 使用动滑轮时 测力计 的示数 F 2 /N 1 1.00 0.60 0.65 2 1.50 1.10 0.90 3 2.00 1.60 1.15 没有考虑动滑轮受到的重力 (2) 请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。 定滑轮实验： ____________________________________________ ___________________________________________ 。 动滑轮 实验 ： ____________________________________________ ____________________________________________ 。 弹簧 测力计的挂钩应该挂在绳子自由端，其读数才是用定滑轮提升物体时绳子自由端的拉力 值 实验次数 物重 G /N 使用定滑轮时 测力计 的示数 F 1 /N 使用动滑轮时 测力计 的示数 F 2 /N 1 1.00 0.60 0.65 2 1.50 1.10 0.90 3 2.00 1.60 1.15 可以先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系 18 ．如图所示，质量为 60 kg 的人，站在质量为 30 kg 的吊篮内，他至少用 ________N 的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。 ( g 取 10 N/kg ) 225 　 【 点拨 】 如图，两个滑轮都是定滑轮，但整个装置不是由一股绳子缠绕而成，绳子上的力不相等， F 3 ＝ F 1 ＋ F 2 ＝ 2 F 2 ；由题知人和吊篮在空中保持静止，人和吊篮受力平衡，人和吊篮受到向上的拉力和重力为平衡力，所以 F 3 ＋ F 1 ＋ F 2 ＝ G ，又知道人的质量和吊篮的质量，据此求拉力。 19 ．电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的 A 端固定在电杆上， B 端通过滑轮组 连接 在电杆 C 上。 (1) 配重 D 是 n 个混凝土圆盘 ( 图 中 只 画出 3 个 ) ，每个盘的质量 是 m 。按图示的配置，钢缆在 B 端 所受的拉力大约是多少？ (2) 如果只考虑 B 端的牢固性，本来可以把它直接固定在电杆 C 上，也可以用一个很硬的大弹簧连接 B 和 C ，实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么 ？ 解： (1) 由图可见滑轮 B 为动滑轮，与它相连的钢缆段数是 3 ； 作用在钢缆自由端的拉力为配重 D 的重力，根据滑轮组的省力公式 ，则 有 G D ＝ ＝ nmg 。所以作用在 B 端钢缆的拉力 F B ＝ 3 nmg 。 (2) 机车运行中，拾电器会把输电线向上托起。如果使用两端固定的钢缆，悬线会因此松弛，输电线将左右摇摆，有可能脱离拾电器造成断电事故。使用滑轮组可以保证输电线的高度变化时钢缆始终保持张紧状态。如果用弹簧代替滑轮组，情况好于两端固定的钢缆，但钢缆的张紧程度仍随弹簧的长度有较大的变化，而且不易确定钢缆的最佳长度。 20 ． ( 中考 · 广东 ) 如图是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的重量是 3 100 N ，配重的重量是 3 000 N ，某次电梯载货量的重量是 1 000 N ，当电梯匀速上升 15 m ，所用的时间为 10 s ，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在此运动过程中，求： (1) 轿厢的速度大小。 (2) 配重重力对配重做的功。 (3) 电动机的功率至少多大？ 解： (1) 轿厢运动的速度 ： ＝ 1.5 m/s 。 (2) 配重重力对配重做的功： W ＝ Gh ＝ 3 000 N×15 m ＝ 4.5×10 4 J 。 (3) 当轿厢匀速上升时，轿厢竖直向下受到自身重和载货重，竖直向上受到配重拉力和电动机的拉力，满足 G 空 ＋ G 货 ＝ F 配 ＋ F 电 ，所以 ， F 电 ＝ G 空 ＋ G 货 － F 配 ＝ 3 100 N ＋ 1 000 N － 3 000 N ＝ 1 100 N ，所以 ，电动机的功率至少为 ： ＝ F 电 v ＝ 1 100 N×1.5 m/s ＝ 1 650 W 。 第三章 能量的转化与守恒 浙教版 九年级上 第 4 节　简单机械 第 4 课时　机械效率 1 ．小聪用桶从井里打水，小明从井里捞桶带上部分水，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．二人对桶做的功都是额外功 B ．二人对水做的功都是有用功 C ．小聪对桶做的功是有用功 D ．小明对桶做的功是 有用功 D 2 ．卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯。就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ．都是有用功 B ．都是额外功 C ．对喝茶的人而言是有用功 D ．对卖茶杯的人而言是 有用功 D 3 ．下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．机械效率越高，做功越多 B ．机械效率越高，越省力 C ．机械效率越高，额外功在总功中占的比例越小 D ．机械效率越高，机械的功率越 大 C 4 ．剪刀剪纸时机械效率为 80% ，这表示 ( 　　 ) A ．若作用在剪刀的动力是 1 牛，则阻力是 0.8 牛 B ．若作用在剪刀的阻力是 1 牛，则动力是 0.8 牛 C ．若作用在剪刀的动力做功 1 焦，则有 0.2 焦的功用于剪纸 D ．若作用在剪刀的动力做功 1 焦，则有 0.8 焦的功用于 剪纸 D 5 ．要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是 ( 　　 ) A ．增加机械做功的时间 B ．减少机械做功的时间 C ．尽量采取措施减少额外功 D ．增加机械的 功率 C 6 ． ( 中考 · 长春 ) 工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．增大提升重物的速度，可以增大有用功 B ．减小定滑轮的重力，可以减小额外功 C ．增大提升重物的高度，可以提高机械效率 D ．减小动滑轮的重力，可以提高 机械效率 D 7 ．如图所示，用甲、乙两种方法提起相同重的物体，则： (1) 使用 ______ 图的办法省力 ；机 械效率高的是 ______ 图的方法。 ( 2) 提高机械效率的方法 有 ______________________ ， _______________________ _______________________ 。 乙 甲 减轻动滑轮重 用同一滑轮组提升更重的重物 ( 在承受范围内 ) 8 ． ( 中考 · 张家界 ) 新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重 2 700 N 的物体，物体上升了 2 m ，绳子末端的拉力为 750 N ，不计绳重和摩擦力，求： (1) 工人做的有用功是多少？ (2) 该滑轮组的机械效率是多少？ (3) 动滑轮的总重力是多少 ？ 解： (1) 使用滑轮组做的有用功： W 有用 ＝ Gh ＝ 2 700 N×2 m ＝ 5 400 J 。　 (2) 由图可知，承担物重的绳子股数 n ＝ 4 ，则 s ＝ 4 h ， 使用滑轮组做的总功： W 总 ＝ Fs ＝ Fnh ＝ 750 N×4×2 m ＝ 6 000 J ， 滑轮组的机械效率 ： × 100% ＝ 90% 。 (3) 不计绳重和摩擦力，绳子自由 端拉力 ： F ＝ ( G ＋ G 动 ) ，即： 750 N ＝ ×( 2 700 N ＋ G 动 ) ，解得： G 动 ＝ 300 N 。 9 ．下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ．功率大的机械比功率小的机械做功快 B ．做功时间越长，机械功率越大 C ．机械做功越快，机械效率越高 D ．做功越多机械效率越 高 A 【 点拨 】 机械效率是有用功与总功的比值，是表示机械性能好坏的物理量。功率是物体在单位时间内做的功，表示物体做功快慢的物理量。学生易对机械效率和功率认识不清导致混淆出错。 10 ． ( 中考 · 南通 ) 用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表。 ( 1) 沿斜面拉动物体时，应使其做 ____________ 运动 。 匀速直线 实验 次数 物体 种类 物重 G /N 斜面 高 h /cm 拉力 F /N 斜面 长 s /cm 机械效率 η /% 1 木块 4 15 1.1 90 60.6 2 小车 4 15   90   (2) 根据图中测力计的示数，可知第 2 次实验的机械效率为 ________% 。由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时， ________ 越小，机械效率越大。 (3) 第 1 次实验中，木块所受摩擦力为 ________N 。 95.2 摩擦力 0.43 实验 次数 物体 种类 物重 G /N 斜面 高 h /cm 拉力 F /N 斜面 长 s /cm 机械效率 η /% 1 木块 4 15 1.1 90 60.6 2 小车 4 15   90   11 ． ( 中考 · 黔南州 ) 某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关。各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如下表 ： 实验 次数 物重 (N) 物体 上升 的 高度 (m) 拉力 (N) 绳子 自由端 移动 的距离 (m) 机械效 率 (%) 1 1 0.1 0.6 0.2 83.3 2 1 0.1 0.4 0.4 62.5 3 2 0.1 0.65 0.4 76.9 4 1 0.2 0.6 0.4 83.3 (1) 比较第 1 、 2 次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多， ______________ 。比较第 2 、 3 次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重， ______________ 。比较第 1 、 4 实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ________ 。 机械效率越低 实验 次数 物重 (N) 物体 上升 的 高度 (m) 拉力 (N) 绳子 自由端 移动 的距离 (m) 机械效 率 (%) 1 1 0.1 0.6 0.2 83.3 2 1 0.1 0.4 0.4 62.5 3 2 0.1 0.65 0.4 76.9 4 1 0.2 0.6 0.4 83.3 机械效率越高 无关　 (2) 在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比 ________( 填“偏大”“偏小”或“不变” ) ，测得的机械效率 ________( 填“偏高”“偏低”或“不变” ) ，说明滑轮组的机械效率还与 ___________ 有关。 偏小 实验 次数 物重 (N) 物体 上升 的 高度 (m) 拉力 (N) 绳子 自由端 移动 的距离 (m) 机械效 率 (%) 1 1 0.1 0.6 0.2 83.3 2 1 0.1 0.4 0.4 62.5 3 2 0.1 0.65 0.4 76.9 4 1 0.2 0.6 0.4 83.3 偏高 运动状态 (3) 有两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的 ____________ 不同，影响了测量结果。所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了 ________ 它的机械效率。 实验 次数 物重 (N) 物体 上升 的 高度 (m) 拉力 (N) 绳子 自由端 移动 的距离 (m) 机械效 率 (%) 1 1 0.1 0.6 0.2 83.3 2 1 0.1 0.4 0.4 62.5 3 2 0.1 0.65 0.4 76.9 4 1 0.2 0.6 0.4 83.3 摩擦 提高 12 ． ( 中考 · 广安 ) 如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同，分别用拉力 F 1 、 F 2 将重物 G 1 、 G 2 提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．若 G 1 ＝ G 2 ，则拉力 F 1 、 F 2 做的总功相同 B ．若 G 1 ＝ G 2 ，则拉力 F 2 做的有用功多 C ．若 G 1 ＞ G 2 ，则甲的机械效率大于 乙 的 机械效率 D ．若 G 1 ＞ G 2 ，则甲、乙两个滑轮组的机械效率 相等 C 【 点拨 】 若 G 1 ＝ G 2 ，且重物提升的高度相同，由 W 有用 ＝ Gh 可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则额外功是克服动滑轮自重做的功，即 W 额外 ＝ G 动 h ，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有 2 个动滑轮，故乙做的额外功多，而 W 总 ＝ W 有用 ＋ W 额外 ，所以总功不相同，即拉力 F 1 、 F 2 做的总功不相等，故 A 、 B 错误；若 G 1 ＞ G 2 ，不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的 机械效率 ， 因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有 2 个动滑轮，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故 D 错误， C 正确。 13 ．如图甲、乙两种方式匀速提升重为 100 N 的物体，已知滑轮重 20 N ，绳重和摩擦力不计。则 ( 　　 ) A ．机械效率： η 甲 ＞ η 乙 B ．机械效率： η 甲 ＜ η 乙 C ．手的拉力： F 甲 ＜ F 乙 D ．手的拉力： F 甲 ＝ F 乙 A 14 ．如图，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，分别使用甲乙杠杆将物体 A 提升相同的高度，则在工作过程中甲、乙杠杆的机械效率相比 η 甲 ________( 填“＞”“＝”或“＜” ) η 乙 。 < 15 ． ( 中考 · 重庆 ) 科学家最新揭秘，明代工人在建造故宫时，利用道路冰面洒热水充当润滑剂来实现巨石的滚运。在泼热水的冰面上，只需要 2.4×10 4 N 的水平力就可以拉着一块质量约百吨的巨石匀速运动，巨石受到的摩擦力约为 ________N 。若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石。拉力 F 为 2×10 4 N 时，滑轮的机械效率是 ______ 。 2.4×10 4 60 % 【 点拨 】 (1) 巨石做匀速运动，所以巨石受到的拉力等于它受到的摩擦力， f ＝ 2.4×10 4 N ； (2) 由图可知，绳子股数为 n ＝ 2 ，所以拉力移动的距离 s′ ＝ 2 s ， 滑轮的机械效率 ： 16 ． ( 中考 · 潍坊 ) 一辆质量为 1.5×10 3 kg 的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 8 m 距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的 0.1 倍，滑轮组的机械效率为 80% ， g 取 10 N/kg 。 在 将车匀速拖离泥泞路段过程中，求： (1) 做的有用功。 (2) 作用在绳子自由端的拉力 。 解： (1) 汽车在泥泞路段受到的阻力： f ＝ 0.1 mg ＝ 0.1×1.5×10 3 kg×10 N/kg ＝ 1.5×10 3 N ； 将车匀速拖离泥泞路段，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力： F 拉 ＝ f ＝ 1.5×10 3 N ； 所做的有用功： W 有用 ＝ F 拉 s 车 ＝ 1.5×10 3 N×8 m ＝ 1.2×10 4 J 。 (2) 由图可知 n ＝ 3 ，则绳子移动的距离： s 绳 ＝ 3 s 车 ＝ 3×8 m ＝ 24 m ， 17 ． ( 中考 · 遂宁 ) 某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组 ( 物体与动滑轮用绳子 a 连接 ) 匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从 200 N 开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子 b 被拉断，每次物体拉动的距离均为 2 m 。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙所示。 ( 不计绳重和绳与滑轮间的摩擦 ) 求： (1) 动滑轮重力。 (2) 当滑轮组的机械效率为 80% ， 物体 以 0.2 m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率。 (3) 一个重 500 N 的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子 b ，请你通过计算分析他能否实现 。 18 ．如图甲所示底面积为 0.2 m 2 ，高 0.2 m 的质量均匀的长方体物体 A ，放置在水平地面上，对地面的压强为 6×10 3 Pa 。一质量为 80 kg 的工人站在水平地面上，用如图乙所示的滑轮组把 A 运到高处，工人用大小为 F 1 的 竖直 拉力拉绳使 A 以 10 cm/s 的速度 匀速 上升 ，这时地面对工人的支持力为 N 1 ， 工人 匀速拉绳的功率为 P ，滑轮组的 机 械 效率为 η 1 。 若工人以相同的功率用大小为 F 2 的竖直拉力拉绳使另一物体 B 以 12.5 cm/s 的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为 N 2 ，滑轮组的机械效率为 η 2 。已知 N 1 : N 2 ＝ 3 : 4 ， η 1 : η 2 ＝ 16 : 15 。 ( g 取 10 N/kg) 求： (1) 物体 A 的密度。 (2) 工人拉绳的功率 P 。 (3) 用滑轮组提升 B 时滑轮组的机械效率 η 2 。