九年級物理簡單機械及其解題技巧及練習題(含答案)

1、九年級物理簡單機械及其解題技巧及練習題（含答案）一、簡單機械選擇題1.如圖所示的裝置，重100 N的物體A在水平面做勻速直線運動，作用在繩自由端的拉力 F 是20 N,則下列判斷正確的是（不計滑輪重和滑輪間摩擦）A.作用在物體 A上水平拉力是100 NB.作用在物體A上水平拉力是20 NC.物體A受到的滑動摩擦力是 80 ND.物體A受到的滑動摩擦力是 40 N【答案】D【解析】【詳解】AB .根據(jù)二力平衡的條件進行分析，因為有兩條繩子作用在動滑輪上，所以作用在物體A上 的水平拉力F=2 X 20 N=40 NM AB錯誤；CD.因為物體勻速運動，所以摩擦力等于作用在 A上的水平拉力，大小為4

2、0 N,故C錯誤， D正確。2.如圖是抽水馬桶水箱進水自動控制的結(jié)構(gòu)原理圖，AOB為一可繞固定點 。轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿，已知OA:OB 1:2, A端用細線掛一空心鋁球，質(zhì)量為 2.7kg.當鋁球一半體積浸在水中，在B端施加3.5N的豎直向下的拉力 F時，杠桿恰好在水平位置平衡.（鋁2.7 103kg/m3, g 10N/kg ）下列結(jié)果正確的是A.該鋁球空心部分的體積為 1 10 3m3B.該鋁球的體積為3 10 3m3C.該鋁球受到的浮力為 20ND.該鋁球受到的浮力為 40N【答案】C【解析】【分析】根據(jù)密度的公式得到鋁球?qū)嵭牟糠值捏w積，根據(jù)杠桿的平衡條件得到A端的拉力，鋁球在水中受到的浮力

3、等于重力減去A端的拉力，根據(jù)阿基米德原理求出排開水的體積，從而得出球的體積，球的體積減去實心部分的體積得到空心部分的體積 【詳解】鋁球?qū)嵭牟糠值捏w積:m 2.7kg 2.7 103kg/m3由杠桿平衡的條件可得：Fa>OA=Fb>OB, FA -OB FB 2 3.5N 7N , OA 1鋁球受到的浮力：F浮 G F mg F 2.7kg 10N /kg 7N 20N ,鋁球排開水的體積：V排鋁球的體積：V球 2V排F 浮20N水 g 1 103kg/m3 10N/kg33332 2 10 m 4 10 m ,2 10 3m3,則空心部分的體積:V空 Ve V 4 104 m3 1

4、 10 3m3 3 10 3m3.本題考查杠桿和浮力的題目，解決本題的關(guān)鍵知道杠桿的平衡條件和阿基米德原理的公3.用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組把重150N的物體勻速提升1m,不計摩擦和繩重時，滑輪組的機械效率為 60%.則下列選項錯誤的是（）A.有用功一定是150JB.總功一定是250JC.動滑輪重一定是 100ND.拉力大小一定是 125N【答案】D【解析】【分析】知道物體重和物體上升的高度，利用W=Gh求對物體做的有用功；又知道滑輪組的機械效率，利用效率公式求總功，求出了有用功和總功可求額外功，不計繩重和摩擦，額外功 W額=G輪h,據(jù)此求動滑輪重；不計摩擦和繩重，根據(jù) F=1 （G

5、物+G輪）求拉力大小. n【詳解】對左圖滑輪組，承擔物重的繩子股數(shù)n=3,對物體做的有用功：W a=Gh=150NX 1m=150J,小 WW有 150J由刀=,得： 亞總=250J,因此， W額=W總-W有=250J-150J=100J;因為不W60%計繩重和摩擦， W額=G輪h,所以動滑輪重:cW額 100JG輪= =100N,拉力F的大小:F=- （G物+G輪）=1 （150N+100N） =250N;對右圖滑輪組，承擔物重的繩子股數(shù)333Wn=2,對物體做的有用功：Wa=Gh=150NX 1m=150J,由rj =,得：W總W心、W 有 150J= =250J,所以 W額=W總-W有=

6、250J-150J=100J；因為不計繩重和摩擦，W額=G輪60%h,因此動滑輪重： G輪= I。J=100N ,拉力F的大?。篎= （G物+G輪）= h 1m22（150N+100N） =125N;由以上計算可知，對物體做的有用功都是150J,總功都是250J,動滑輪重都是100N,故A、B、C都正確；但拉力不同，故 D錯.故選D.4.如圖，小明分別用甲、乙兩滑輪把同一沙桶從 1樓地面緩慢地提到 2樓地面，用甲滑輪 所做的功為 W1,機械效率為 1 ;用乙滑輪所做的總功率為 W2,機械效率為 2,若不計繩 重與摩擦，則（）A. W1VW2, Y1> r2 B. Wi=W2,印<

7、邛C. W1> W2 , 1V 2 D. W1=W2 , 1= 2【答案】A【解析】因為用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，所以兩種情況的有用 一一 W功相同；根據(jù)Y=豈可知：當有用功一定時，利用機械時做的額外功越少，則總功越W少，機械效率越高。而乙滑輪是動滑輪，所以利用乙滑輪彳的額外功多，則總功越多，機械效率越低。即 W1<W2,*印.故選C.5.如圖所示，輕質(zhì)杠桿 AB,將中點。支起來，甲圖的蠟燭粗細相同，乙圖的三支蠟燭完 全相同，所有的蠟燭燃燒速度相同。在蠟燭燃燒的過程中，則杠桿。云甲A.甲左端下沉，乙右端下沉G甲右端下沉，乙右端下沉【答案】B【解析】【詳解】設(shè)甲

8、乙兩圖中的杠桿長均為 lB.甲左端下沉，乙仍保持平衡D.甲、乙均能保持平衡m相同，故左邊為:圖甲中，m左1左=m右l右，燃燒速度相同，蠟燭因燃燒減少的質(zhì)量（m左-m ） 1左=m左1左-m 1左,右邊為：（m右-m） 1右=m右1右-ml右,因為1左小于1右，所以（m左-m'） 1左=m左1左-m'1左A （m右-m'） 1右=m右1右-m'1右, 故左端下沉； 圖乙中，設(shè)一只蠟燭的質(zhì)量為mII II2mA 1=mj I 直尺在水平位置平衡； 三支蠟燭同時點燃，并且燃燒速度相同，三支蠟燭因燃燒減少的質(zhì)量m相同，II1.2 （m-m'） K-1= （m-m

9、'） X-, 在燃燒過程中直尺仍能平衡.故選 B.6.如圖所示，工人利用動滑輪吊起一袋沙的過程中，做了300J的有用功，100J的額外功，則該動滑輪的機械效率為（）A. 75% B. 66. 7% C. 33. 3% D. 25%【答案】A【解析】試題分析：由題意可知，人所做的總功為W總=W*W額=300J+100J=400J,故動滑輪的機械效率為 Y =W/W 總=300J400J=75%,故應(yīng)選 A?！究键c定位】機械效率7.如圖所示，小明用相同滑輪組成甲、乙兩裝置，把同一袋沙子從地面提到二樓，用甲裝置所做的總功為Wi,機械效率為 繩重與摩擦，則?。挥靡已b置所做的總功為W2,機械效率

10、為 4.若不計A. Wi = W2,C. Wi < W2,【答案】CB. Wi = W2,D. Wi > W2,邛< Y2邛 < 宇由圖可知甲是定滑輪，乙是動滑輪,利用乙滑輪做的額外功多，由“小明分別用甲、乙兩滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓”可知兩種情況的有用功，再根據(jù)總功等于有用功加上額外功，可以比較出兩種情況的總功大小.然后利用即可比較出二者機械效率的大小.【詳解】(i)因為小明分別用甲、乙兩滑輪把同一袋沙從一樓地面提到二樓地面，所以兩種情況的 有用功相同；(2)當有用功一定時，甲中所做的總功為對一袋沙所做的功，利用機械時做的額外功越少，則總功就越少，機械效率就越高

11、；(3)又因為乙是動滑輪，乙中所做的總功還要加上對動滑輪所做的功，利用乙滑輪做的額外功多，則總功越多，機械效率越低。即 Wi小于W2,力大于Y1 2.故選C.8.在斜面上將一個質(zhì)量為 5kg的物體勻速拉到高處，如圖所示，沿斜面向上的拉力為40N,斜面長2m、高im. (g取i0N/kg) .下列說法正確的是(A.物體沿斜面勻速上升時，拉力大小等于摩擦力8 .做的有用功是5JC.此斜面的機械效率為 62.5%D.物體受到的摩擦力大小為10N【答案】C【解析】A.沿斜面向上拉物體時，物體受重力、支持力、摩擦力和拉力四個力的作用，故A錯誤；B.所做的有用功： W有用= Gh = mgh=5kgX10

12、N/kgX1m=50J,故B錯誤；C.拉力F對物體做的總功：W總 = Fs=40NX2m = 80J；斜面的機械效率為：刀= 叫生 刈0。= E0J刈。%W80J= 62.5%,故C正確；D.克服摩擦力所做的額外功：W額=W5W有=80J-50J =30J,由W額=£$可得，物體受到的摩擦力：f= 竺 =3史=15N,故D錯誤.故選C.點睛：（1）對物體進行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物體的重力和提升的高度（斜面高），根據(jù)公式W=Gh可求重力做功，即提升物體所做的有用WT用、r ,一、，功；（3）求出了有用功和總功，可利用公式刀=計算出機械效率；（4）總功減去W

13、有用功即為克服摩擦力所做的額外功，根據(jù)W額=fs求出物體所受斜面的摩擦力.9 .下列說法中正確的是A.機械效率越高，機械做功一定越快B.做功越多的機械，機械效率一定越高C.做功越快的機械，功率一定越大D.功率越大的機械做功一定越多【答案】C【解析】機械效率越高，表示有用功與總功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，機械做功一定越快.機械效率與功率沒有關(guān)系，故A錯誤.做功越多的機械，有用功與總功的比值不一定大，機械效率不一定高，故 B錯誤.功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的機械，功率一定越大，故 C正確，符合題意為 答案.功等于功率與時間的乘積，時間不確定，所以功率越大的機械做功不一定越多

14、，故D錯誤.10.在不計繩重和摩擦的情況下利用如圖所示的甲、乙兩裝置分別用力把相同的物體勻速提升相同的高度.若用 刀甲、刀乙表示甲、乙兩裝置的機械效率，Wk W乙表示拉力所做的功，則下列說法中正確的是乙 乙w W => 甲 甲 w W => 甲 甲卬刀rl . ABC. r1甲刀乙,W甲vW乙D.刀甲 >刀乙,W甲v W乙【答案】A【解析】【詳解】物體升高的高度和物體重力都相同，根據(jù)公式W=Gh可知做的有用功相同；由圖可知，動滑輪個數(shù)相同，即動滑輪重力相同，提升的高度相同，不計繩重和摩擦，則拉力做的額外功W相同.有用功相同、額外功相同，則總功相同，即W甲=亞乙.根據(jù)刀=方-可

15、知，機械效W息率相同，即刀甲=刀乙.故A符合題意.11 .如圖所示，一直桿可繞 。點轉(zhuǎn)動，杠桿下端掛一重物，為了提高重物，用一個始終跟 杠桿垂直的力使杠桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個過程中直桿A.始終是省力杠桿11B.始終是費力杠桿C.先是省力的，后是費力的D.先是費力的，后是省力的【答案】C【解析】【詳解】由圖可知動力Fi的力臂始終保持不變，物體的重力G始終大小不變，在杠桿從豎直位置向水平位置轉(zhuǎn)動的過程中，重力的力臂逐漸增大，在L2V Li之前杠桿是省力杠桿，在 L2>Li之后，杠桿變?yōu)橘M力杠桿.12 .如圖所示，用手沿豎直方向勻速拉一個動滑輪，使掛在下面重為G的物體緩緩上升，動

16、滑輪的重力不可忽略.現(xiàn)改變物體的重力G,則動滑輪的機械效率 刀與物體重力G的關(guān)系可能符合下列圖中的【詳解】動滑輪的重力不可忽略，則克服動滑輪的重和繩與滑輪間的摩擦所做的功為額外功，從摩 擦角度考慮，隨著物體重力的增加，滑輪與繩子間摩擦會一定程度增大；同時，物重增 大，有用功逐漸增大，有用功占總功的比值在增大，所以機械效率逐漸增大，但由于摩擦 也在增大，故機械效率 刀與物體重力G的關(guān)系并不成正比，且機械效率逐漸趨近于100%,故B正確符合題意，故選 B.13 .如圖所示，在 探究杠桿平衡條件”的實驗中，輕質(zhì)杠桿上每個小格長度均為2cm,在B點豎直懸掛4個重均為0.5N的鉤碼，當在 A點用與水平方

17、向成 30°角的動力F拉杠桿， 使杠桿在水平位置平衡。對該杠桿此狀態(tài)的判斷，下列說法中正確的是A.杠桿的動力臂為 8cmB.該杠桿為費力杠桿C.該杠桿的阻力大小為 0.5ND.動力F的大小為1.5N【答案】B【解析】【詳解】A、當動力在A點斜向下拉（與水平方向成30°角）動力臂是： 2OA=1 X 4X 2cm=4qm22A錯誤；B、阻力臂OB, 3X2cm=6cm> -OA,即阻力臂大于動力臂，該杠桿為費力杠桿，故 B正 2確；C、該杠桿的阻力大小為：G=4X 0.5N=2N故C錯誤；1D、根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)ili=F2l2, GXQB=FX- OA,代入數(shù)據(jù)，

18、2NX 8cm=FX 4cm解得，2F=4N,故D錯誤。14.如圖所示，工人用250N的力F將重為400N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m,則此過程中A.工人做的有用功為 800JC.滑輪組的機械效率為 60%【答案】A【解析】【詳解】A.工人做的有用功：B.工人做的總功為 500JD.拉力做功的功率為 20WW有 Gh 400N 2m 800JA選項正確。B.繩子的自由端移動的距離是 4m,工人做的總功:W息 Fs 250N 4m 1000J ,B選項錯誤。C.滑輪組的機械效率:800J1000JW有W心、C選項錯誤。D.拉力做功的功率:1000J10s100W ,D選項錯誤。15.如圖所示，物

19、體浸沒在水中，工人用 200N的拉力F在10s內(nèi)將重為400N的物體勻速提升2m,物體沒有露出水面，此時滑輪組的機械效率是80%,不計繩重和摩擦，g=10N/kg,則下列說法中正確的是（）A.物體露出水面前，工人勻速提升重物時拉力的功率為40WB.物體在水中受到的浮力為320NC.物體的體積為 8X 1dm3D.物體露出水面后，此滑輪組提升該物體的機械效率將小于80%【答案】C【解析】【詳解】A.由圖知，n=2,拉力端移動的距離：s=2h=2x 2m=4m拉力端移動的速度： v=s/t=4m/10s=0.4m/s ,拉力的功率：P=Fv=200N X 0.4m/s=80Vy 故 A 錯；B.滑

20、輪組的機械效率：刀=Wr用/亞總=（G-F?。﹉/Fs= （G-F?。﹉/FXh=G-F浮/2F=400N-F浮/2 X 200N=80% 解彳F: F 浮=80N,故 B 錯；C.由 F浮=。水V排 g 得物體的體積：V=V排=F/p水g=80N/1 X 10kg/m 3x 10N/kg=8 X-31 m3 , 故C正確；D.物體露出水面后，沒有了浮力，相當于增加了提升物體的重，增大了有用功，不計繩 重和摩擦，額外功不變，有用功和總功的比值變大，此滑輪組提升該物體的機械效率將大 于80%,故D錯。16 .下圖是使用簡單機械勻速提升同一物體的四種方式（不計機械重和摩擦），其中所需 動力最小的是

21、（）C.在A的斜面中，存在 FiX4m=G>2m ,故的滑輪組中，n=3,故F2=G ;在C3的定滑輪中，不省力，故 F3=G；在D的杠桿中，存在G .F4Ml=GM,故F4=一；可見所需動4力最小的是D.17 .下列關(guān)于機械效率的說法正確的是（）A.越省力的機械，機械效率越高18 做功越少的機械，機械效率越低C.做功越慢的機械，機械效率越低D.總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高【答案】D【解析】【詳解】A.機械效率是有用功與總功的比值，與機械省力與否無關(guān)，故 A錯誤.B.機械效率越低，有用功占總功的比例越低，不一定就是做的功少，故B錯誤.C.做功越慢的機械，功率越小.功率和機械效

22、率是兩個不同的概念，二者沒有關(guān)系，不能 說做功越慢的機械，機械效率越低，故 C錯誤.WD.由“100%可知，總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高，故 D正W巧心、確.18.如圖所示，用同一滑輪組分別將物體 A和物體B勻速提升相同的高度，與提升 B相 比，提升A的過程滑輪組的機械效率較大，若不計繩重與摩擦的影響，則提升 A的過程A.額外功較小B.額外功較大C.總功較小D.總功較大【答案】D【解析】解：AB.由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計繩重和摩擦，克服動滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動h可知，提升A和B所做額外功相同，故AB錯誤；CD.不計繩重和摩擦的影

23、響，滑輪組的機械效率4 W 個有 ,額外功相同，提v%、 VW W額升A的過程滑輪組的機械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，其總功較大，故C錯誤，D正確.答案為D.點睛：本題考查對有用功、額外功和總功以及機械效率的認識和理解，注意同一滑輪組提 升物體高度相同時額外功是相同的.19.用一個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組豎直向上提升物體A,要求滑輪的個數(shù)要用完（未畫出），實驗中，拉力 F隨時間t變化的關(guān)系如圖甲所示，物體 A上升的速度v隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，不計繩重和摩擦，在12s內(nèi)，滑輪組的機械效率為 80%,則下列判斷中正確的是A.物體 A的重為1500NB.動滑輪的重為 400NC.物體A從靜止開始上升1s后，拉力的功率為 500WD.若將物體A換成重為900N的物體B,則在勻速提升物體 B的過程中，滑輪組的機械效率將變?yōu)?5%【答案】D【解析】【詳解】用一個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組豎直向上提升物體A,要求滑輪的個數(shù)要用完，則承擔物重和動滑輪重的繩子段數(shù)為3,如圖所示：A、已知在1s2s內(nèi)，滑輪組的機械效率為 80%,Wr 用GhG由甲圖可知，在12s內(nèi)拉力F 500N ,由一 可得物體A的重：WnFh nF心、GA 3F?3 500N 80% 1200N ,故 A 錯誤；,1 / .B