第九章機械和功

一、單選題

1.如圖所示，AOB為一杠桿，。為支點，杠桿自重不計，AO=OBo在杠桿右端A處用細繩懸掛重為G的物體，

當8。段處于水平位置時，為保持杠桿平衡，需在B端施加最小的力為當AO段在水平位置而保持杠桿平

衡時，在8端施加最小的力則（）

A.FI<F2B.FI>F2C.FI=F2D.無法比較

2.一臺機器的功率是750W,它表示的意義是（）

A.這臺機器做功750JB.這臺機器在Imin內做功750J

C.這臺機器在1s內做功750WD.這臺機器在1s內做功750J

3.如圖所示的桿秤是利用杠桿的原理工作的。當分別利用兩個提紐測量時,所測最大質量分別為2.5kg和10kg。

若利用提紐A測量物體的質量，秤坨位置如上圖所示，則所測物體的質量（）

A

A.小于2.5kgB.大于2.5kg,小于10kg

C.大于10kgD.無法確定

4.如圖所示，打撈隊用一個動滑輪將一只沉入水中的箱子打撈出水面，箱子浸沒在水中上升的過程中，動滑

輪的機械效率為見，箱子完全出水后上升的過程中，動滑輪的機械效率為〃2,貝式）

A.見〉1)2B.yi<C.iji=ij2D.無法比較力和火的大小

5.如圖所示，在“探究動滑輪工作特點”的實驗中，滑輪第一次受到乙的作用，第二次受到豎直向上瑞的作用,

物體都被勻速向上提起。已知物體的重力為G物，若不計摩擦和繩重，則下列說法正確的是（）

A.該實驗中，需要測量的物理量只有物重G物和彈簧測力計示數廠

B.E=G物

C.乙的力臂大小為2r

D.F、＞%

6.周末，小強的爸爸釣上了一條大魚，他左手握住魚竿尾部，右手用力往上拉，魚兒正在水里奮力掙扎，如

圖所示。下列說法正確的是（）

A.釣魚竿是一個費力杠桿

B.左手對魚竿的力可視為杠桿受到的動力

C.魚竿越長越省力

D.右手到魚竿尾部的距離越小越省力

7.在研究定滑輪特點時，做的實驗如圖所示，彈簧測力計示數分別為Fi、3、F3,則三個力的大小關系是（）

B.尸2最大

C.吊最大D.三者一樣大

8.將一支內有彈簧的圓珠筆向下按壓，放手后筆會向上彈起一定高度。下列關于該過程中能量變化的敘述,

其中正確的是（）

試卷第2頁，共6頁

A.向下按筆的過程中，彈簧的彈性勢能減小

B.向下按筆的過程中，筆的重力勢能增大

C.筆向上彈起的過程中，筆的動能一直增大

D.筆向上彈起的過程中，筆的重力勢能增大

二、填空題

9.如圖所示，一重為4N的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，在豎直方向上拉力F=6N的作用下

向上運動，鐵塊運動速度v與時間r的關系圖像如圖所示，由圖可知，鐵塊受到的是（選填“平衡力”或“非

平衡力”），則鐵塊受到的摩擦力為N,6s內克服摩擦力做功Jo

10.如圖是自行車手閘示意圖，手閘是一個簡單機械，這種簡單機械的名稱是,當圖中手對車閘的作用力

尸=12N時，剎車拉線受到力的大小為N?

11.過去農村耕地主要依靠牛拉犁，現在大部分地區已經使用拖拉機代替牛。若一頭牛的功率為400W,拖拉

機的功率為25kW,則拖拉機工作8h所做的功是Jo若拖拉機所做的功全部由這頭牛來完成，則牛需要工

作h?

12.如圖所示，用手提起重物，從生物學的角度來看，可認為槎骨在肱二頭肌的牽引下繞著肘關節轉動。從物

理學的角度來看，這可以簡化為一種簡單機械模型。圖中部位是支點，此模型屬于（選填“省力”或“費

力”）杠桿。

13.如圖甲所示，人用力推車，車未動，則人的推力對車功；如圖乙所示，汽車的牽引力使汽車沿水平方

向移動一段距離，則汽車的牽引力對汽車功，汽車的重力對汽車功。（以上均選填“做了”或“沒做”）。

三、實驗題

14.在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法,

分別做了甲、乙兩組實驗，實驗數據記錄如下：

次鉤碼重鉤碼上升的距離彈簧測力計的實彈簧測力計上升的距機械效

數/N/cm數/N離/cm率

12511566.7%

2351.215

（1）在實驗操作中應該—拉動彈簧測力計上升;

（2）計算第2次的機械效率為

（3）對比甲、乙兩組實驗，可知—會影響滑輪組機械效率。

15.在“探究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，讓不同質量的鋼球從斜面同一高度由靜止開始滾下，將靜

止在水平面上的木塊撞出一段距離，如圖所示：

試卷第4頁，共6頁

(1)實驗中探究的“物體的動能”是指(選填字母)；

A.鋼球在斜面上的動能B.鋼球撞擊木塊時的動能C.木塊被撞擊后的動能

(2)若水平面是光滑的，(選填“能”或“不能”)達到探究目的；

(3)讓質量不同的鋼球從斜面上相同的高度處分別由靜止開始沿斜面滾下，比較木塊被鋼球推出的距離大小，這

樣做是為了研究動能大小與的關系；

(4)實驗表明，鋼球質量越大，將木塊撞得越遠，對木塊做功越,鋼球的動能就越；

補充設問

［方案改進］若實驗過程中，發現木塊移動的距離較短而不易進行觀察和比較，對此請你寫出一條改進措

施:。

四、計算題

16.某興趣小組用如圖所示的滑輪組(物體與動滑輪用繩子連接)勻速拉動放在同一水平面上的物體，物體的

質量為100kg,動滑輪的重力為40N,用80N的拉力尸，10秒內把物體拉動的距離為2m,(不計繩重和繩與滑

輪間的摩擦)求：

(1)物體受到的摩擦力；

(2)拉繩的速度。

\\\\)\\\

17.如圖所示是2022年北京冬奧會餐廳的智能服務機器人，它具有凈化室內空氣、送餐服務、溫馨提示等功

能。若質量為60kg的機器人在50N的牽引力作用下，以0.5m/s的速度在水平地面勻速直線行駛60s0g取10N/kg,

求：

(D機器人的重力；

(2)它行駛的路程；

(3)此過程中牽引力所做的功。

試卷第6頁，共6頁

《第九章機械和功》參考答案

題號12345678

答案ADBBDADD

1.A

【詳解】當A0段處于水平位置時，如左圖所示最省力

A

0AB

廠2

GFi

根據杠桿平衡原理可得

FJOB=GIQA

Gig

=G

1OB

當段處于水平位置時，如右圖所示最省力，根據杠桿平衡原理可得

FJOB=Gl°c

F、_Gloc=Gxloc

0B0B

因為，所以

FI<G

由此可得

故A符合題意，BCD不符合題意。

故選A?

2.D

【詳解】功率是指做功快慢的物理量，在數值上等于單位時間內所做的功，所以功率是750W

表示這臺機器在1s內所做的功為750J,故D符合題意，ABC不符合題意。

故選D。

3.B

【詳解】由杠桿平衡條件44=84可知，當動力和動力臂乘積一定時，阻力臂越短，阻力

越大，若利用提紐A測量物體的質量，此時阻力臂最短，阻力最大，所測最大質量為10kg,

此時秤蛇位置幾乎在杠桿的中間處，由杠桿平衡條件耳4=工4可知，動力（秤坨）、阻力臂

答案第1頁，共6頁

不變，動力臂減小一半，則阻力（所測物體）減小一半，所以所測物體的質量大于2.5kg,

小于10kg。故ACD不符合題意，B符合題意。

故選B。

4.B

【詳解】根據圖示可知，箱子在水中時受浮力作用，因此在箱子升高相同的高度時，箱子完

全露出水面后，有用功多；由〃=暮=右鼻廠可知，在額外功一定時，有用功越多，機

械效率越高，而兩種情況下額外功相同，因此露出水面后機械效率高，即＜〃2

故選B。

5.D

【詳解】A.在“探究動滑輪工作特點”的實驗中，需要測量的物理量有動滑輪重G勃、物重

G物以及測力計示數E故A錯誤；

B.由圖知，。為支點，不計摩擦和繩重，阻力為動滑輪和物體的總重力，阻力臂為動滑輪

的半徑；用豎直向上的力&（動力）提升物體時，動力臂為動滑輪的直徑，所以動力臂是

阻力臂的2倍，由杠桿平衡條件可知，動力是阻力的一半，即故B錯誤；

C.力臂是支點到力的作用線的垂線段，由圖知與B的作用線垂直，所以-的力臂為

OA,故C錯誤；

D.在提升動滑輪的過程中，由力臂的定義可知，B的力臂要小于E的力臂，根據杠桿平

衡條件可知，在阻力和阻力臂不變的情況下，動力臂越小，動力越大，即月＞￡,故D正

確。

故選D。

6.A

【詳解】AB.釣魚時，左手握住魚竿尾部，相當于支點，右手用力往上拉，則右手對魚竿

的作用力為動力，魚對魚竿的作用力為阻力，對應的動力臂小于阻力臂，所以釣魚竿是費力

杠桿，故A正確，B錯誤；

C.魚竿越長，而兩手間的距離不變，相當于增大阻力臂，阻力不變時，據杠桿的平衡條件

知，動力增大，越費力，故c錯誤；

D.右手到魚竿尾部的距離越小，則動力臂越小，阻力臂越大，阻力不變時，據杠桿平衡條

件知，動力增大，越費力，故D錯誤。

答案第2頁，共6頁

故選Ao

7.D

【詳解】如圖的定滑輪，實質相當于一個等臂杠桿，所以使用時既不省力也不費力；如圖中

拉力在三個方向改變時，動力臂始終為滑輪的半徑，所以拉力是不變的，即拉力相等。故

ABC不符合題意，D符合題意。

故選D。

8.D

【詳解】A.向下按筆的過程中，彈簧的彈性形變程度變大，故其具有的彈性勢能變大，故

A錯誤；

B.由于重力勢能與質量、高度有關，所以向下按筆的過程中，筆的高度減小，故其重力勢

能減小，故B錯誤；

C.筆向上彈起的過程中，筆的質量不變，速度先增大后減小，故筆的動能先增大后減小，

故c錯誤；

D.筆向上彈起的過程中，筆的質量不變，高度增加，故筆的重力勢能增大，故D正確。

故選D。

9.平衡力22.4

【詳解】⑴由圖乙可知，鐵塊在6s內的速度一直保持0.2m/s,說明鐵塊做勻速直線運動，

處于平衡狀態，受到的力為平衡力。

⑵鐵塊在豎直向上的拉力、豎直向下的重力和摩擦力三個力作用下處于平衡狀態，拉力等

于重力與摩擦力之和，則摩擦力為

戶尸G=6N-4N=2N

[3]6s內鐵塊移動的距離為

s=vZ=0.2m/sx6s=1.2m

則6s內克服摩擦力做功為

W=^=2Nxl.2m=2.4J

10.杠桿3

【詳解】口]如圖所示，自行車手閘工作時繞一個固定的點轉動，屬于杠桿。

⑵如圖所示，拉線受到力的力臂為3cm,手對車閘的作用力的力臂為12cm,根據杠桿平衡

條件，可得

答案第3頁，共6頁

用=FI

變形可得

F=^=12Nx3cm=3N

I12cm

11.7.2xl08500

【詳解】卬拖拉機的功率為25kW,則拖拉機工作8h所做的功是

W=8=25xICPWx8x3600s=7.2xlO8J

⑵若拖拉機所做的功全部由這頭牛來完成，則牛需要工作時間為

7.2xl08J

/牛-----=1.8xl06s=500h

與400W

12.肘關節費力

【詳解】口］用手提起重物時，前臂圍繞肘關節轉動，因此支點在肘關節處。

⑵用手提起物體時，人的前臂相當于一個杠桿，肱二頭肌給槎骨的力是動力，物體給前臂

的力是阻力，用手向上提物體時，動力臂小于阻力臂，因此前臂是一根費力杠桿。

13.沒做做了沒做

【詳解】口］人用力推車，車未動，人對車施加了作用力，車沒有在力的方向上移動一段距

離，則人的推力對車沒做功。

⑵發動機對車施加了牽引力，車在牽引力方向上移動了一段距離，牽引力對汽車做了功。

［3］汽車移動的距離和重力方向垂直，車的重力對汽車沒做功。

14.豎直勻速83.3%被提升物體的重力大小

【詳解】(1)［1］在實驗操作中應該豎直勻速拉動彈簧測力計上升，此時，系統處于平衡狀

態，測力計示數才等于拉力大小。

(2)⑵第2次的機械效率為

%Gh3Nx0.05m

77=-2-=——=-------------------83.3%

叱總Fs1.2Nx0.15m

(3)［3］對比甲、乙兩組實驗，用同一滑輪組提升物體的重力越大，機械效率越大，故可知

被提升物體的重力大小會影響滑輪組機械效率。

15.(1)B

⑵不能

(3)質量大小

答案第4頁，共6頁

(4)多大增大鋼球在斜面上釋放的高度

【詳解】(1)實驗中鋼球撞擊木塊，對木塊做功，說明鋼球具有能量，此時鋼球正在運動,

因此物體的動能指的是小球的動能。

(2)實驗中是通過比較木塊移動的距離來鋼球具有動能的大小，若水平面是光滑的，木塊

將一直做勻速直線運動，無法比較距離的大小，因此不能完成實驗探究。

(3)讓質量不同的鋼球從斜面上相同的高度處分別由靜止開始沿斜面滾下，此時鋼球的速

度相同，質量不同，因此探究的是鋼球動能的大小與質量之間的關系。

(4)[1]⑵實驗表明，鋼球質量越大，將木塊撞得越遠，即鋼球對木塊做的功越多，鋼球具

有的動能越大。

[3]木塊移動的距離較短，一是木塊受到的摩擦力較大，或鋼球具有的動能小，根據動能的

影響因素可知，可以增加鋼球的速度，即增大鋼球在斜面上釋放的高度或減小木塊的質量,

即減小木塊與水平面的摩擦。

16.(1)200N；(2)0.6m/s

【詳解】解：(1)由圖可知，滑輪組繩子的有效段數

?=3

設繩子作用在滑輪組動滑輪上的豎直向下的拉力為T，因不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，作

用在繩子自由端的拉力為

故