3.4簡單機械練習課件浙教版九年級上冊科學

第3章

能量的轉(zhuǎn)化與守恒第4節(jié)

簡單機械浙教版科學九年級上冊第１課時認識杠桿1.(新獨家原創(chuàng))下列實驗儀器應(yīng)用了杠桿原理的是(S9103001)(

)A.刻度尺B.天平C.量筒D.溫度計基礎(chǔ)過關(guān)全練B解析天平實質(zhì)是等臂杠桿,因此它運用了杠桿原理,故選B。2.(新獨家原創(chuàng))下列關(guān)于杠桿的有關(guān)說法中錯誤的是

(

)A.杠桿是一種簡單機械B.杠桿一定繞某個固定點轉(zhuǎn)動C.杠桿一定是一根硬的直棒D.杠桿的動力方向與阻力方向可以相同C解析

杠桿屬于簡單機械之一,A對;杠桿一定繞某個固定點轉(zhuǎn)動,該固定點為杠桿的支點,B對;杠桿一定是一根硬棒,但不一定是一根直棒,也可以是彎曲的,C錯;當杠桿的動力和阻力位于支點異側(cè)時,動力與阻力的方向相同,D對。故選C。3.(新獨家原創(chuàng))下列關(guān)于杠桿力臂的說法中正確的是(S9103001)

(

)A.力臂就是支點到力的作用點的距離B.力臂不一定在杠桿上C.力臂不能為零D.動力臂一定大于阻力臂B解析

力臂是支點到力的作用線的距離,而非支點到力的作用點的距離,A錯;力臂不一定在杠桿上,可以在空中,B對;當力的作用線過支點時,該力的力臂為零,C錯;動力臂可以大于、小于或等于阻力臂,D錯。故選B。4.(新獨家原創(chuàng))關(guān)于超市手推車(如圖為側(cè)視圖)下列說法中正確的是(S9103001)

(

)CA.當前輪遇到障礙物A時,需向下壓扶把,手推車可以視為以B為支點的杠桿B.當前輪遇到障礙物A時,需向上抬扶把,手推車可以視為以C為支點的杠桿C.當后輪遇到障礙物A時,需向上抬扶把,手推車可以視為以B為支點的杠桿D.當后輪遇到障礙物A時,需向下壓扶把,手推車可以視為以C為支點的杠桿解析

關(guān)于超市手推車,當前輪遇到障礙物時,我們需要讓前輪離開地面,因此需向下壓扶把,此時手推車繞后輪轉(zhuǎn)動;當后輪遇到障礙物時,需要讓后輪離開地面,因此要向上抬扶把,此時手推車繞前輪轉(zhuǎn)動。故選C。A.C點是支點B.液壓桿B施加的力是動力C.車廂和貨物的總重力是阻力D.車廂對液壓桿的壓力是阻力5.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江金華四中期中改編)如圖所示,是自卸車的示意圖,車廂部分可視為杠桿,則下列分析錯誤的是

(

)D解析車廂部分視為杠桿,車廂繞C點運動,所以C點是支點,

A說法正確;動力和阻力都應(yīng)該是車廂受到的力,液壓桿施加

的力使杠桿轉(zhuǎn)動,所以是動力,B說法正確;阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力

為車廂及貨物總重力,即C說法正確,D說法錯誤。故選D。6.(2024浙江杭州觀成教育集團期中)如圖所示,小明在按壓式訂書機的N點施加壓力,將訂書針釘入M點下方的紙張中,下列圖能正確表示他使用該訂書機時的杠桿示意圖是(S9103001)

(

)A解析據(jù)圖可知,當按壓訂書機時,其會繞著訂書機左邊的固

定點O轉(zhuǎn)動,即O為支點;所按壓的N點為動力F1作用點,F1的方

向向下,支點O到動力F1作用線的距離為l1;而裝訂的物體對

訂書機有一個向上的阻力F2,M點就是阻力F2的作用點,支點

O到阻力F2作用線的距離為阻力臂l2。綜上所述,A圖正確。

故選A。7.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2023浙江杭州上城開元中學期中)如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖,下列有關(guān)說法正確的是(S9103001)

(

)BA.甘蔗放在b點的力臂比放在a點的力臂小B.此杠桿受到的阻力是甘蔗對刀刃的壓力C.手沿F1方向用力的力臂比沿F2方向的大D.此杠桿的支點在手與刀柄接觸的位置解析鍘刀的支點在刀尖與底座接觸之處,D錯;甘蔗放在b

點比放在a點離支點更遠,力臂更長,A錯;力臂為支點到力作

用線的距離,手沿F1方向用力的力臂比沿F2方向的更小,C

錯。故選B。8.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江杭州翠苑中學教育集團聯(lián)考,15,★★☆)如圖所示筷子盒在A處施加向下的力時,筷子會從出口滾出。忽略筷子的壓力,以下能正確表示按下A處時杠桿示意圖的是(S9103001)

(

)A能力提升全練解析在筷子盒A處施加向下的力時,筷子會從出口滾出,說

明動力方向向下,由于該杠桿的動力作用點與阻力作用點在

支點的同側(cè),所以動力方向必然與阻力方向相反,故阻力向

上,故選A。9.(新方法·模型法)(2024浙江杭州新天地實驗學校期中,14,★★☆)如圖是一種新型開瓶器,借助它可單手輕易開啟啤酒瓶蓋,該開瓶器可看作一個杠桿。下列各示意圖中能正確表示該開瓶器工作時的支點O、動力F1和阻力F2的是(S9103001)

(

)D解析圖中的開瓶器在打開瓶蓋時,瓶蓋右側(cè)被向上抬起,開

瓶器會繞著瓶蓋的左側(cè)轉(zhuǎn)動,故O點在瓶蓋的左側(cè);阻力為瓶

口與蓋的向下的摩擦力,故阻力F2在瓶蓋的右側(cè),方向向下;

動力F1會繞著O點轉(zhuǎn)動,故動力的方向斜向右,故D符合題

意。故選D。10.(2024浙江金華蘭溪二中期中,22,★☆☆)如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖,O為支點,請畫出阻力F2的力臂l2。如果釣到了大魚需要提起該釣魚竿,最好將動力作用點向

(填“釣魚者”或“魚”)這邊移動才能不費力些。魚答案如圖所示

解析為了省力,可以增大動力臂,因此動力作用點需遠離支點。11.(主題教育·傳統(tǒng)工藝)(2022浙江寧波北侖期末改編)杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應(yīng)用。護城河上安裝使用的吊橋就是一個杠桿,由圖可知它的支點是

(填“A”“B”或“C”)點,動力F方向應(yīng)為圖中沿

(填“1”或“2”)方向。

素養(yǎng)探究全練C1解析拉起吊橋時,吊橋繞C點轉(zhuǎn)動,故C點為支點;動力是作用在杠桿上的力,動力作用點在A點,故動力方向沿“1”方向。12.(學科素養(yǎng)·科學觀念)如圖所示,課桌的重力作用點在O點。將課桌看成是一個杠桿,若在課桌的C點用力F把右邊的桌腿抬離地面,抬離過程中左邊的桌角為支點,假設(shè)抬起時左邊桌腿沒有滑動。請在圖中畫出F的力臂l1,重力G的力臂l2。(S9103001)答案如圖所示

解析

畫力臂可以分成三個步驟:1.找支點;2.作力的作用線;

3.作支點到作用線的垂線。關(guān)鍵詞“點、線、距”。第3章

能量的轉(zhuǎn)化與守恒第4節(jié)

簡單機械浙教版科學九年級上冊第2課時

杠桿平衡條件及應(yīng)用1.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江義烏三校聯(lián)考)如圖所示杠桿AOB能繞O點轉(zhuǎn)動(桿重和摩擦均不計),已知OA=l1,OB=l2,F1與OA垂直,F2與OB垂直,且F1l1=F2l2,則此杠桿在F1和F2作用下的狀態(tài)

(

)基礎(chǔ)過關(guān)全練DA.一定靜止B.一定勻速轉(zhuǎn)動C.可能靜止或勻速轉(zhuǎn)動D.一定變速轉(zhuǎn)動解析杠桿的平衡狀態(tài)包括兩種:靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài);

由圖知,F1使杠桿順時針轉(zhuǎn)動,F2也使杠桿順時針轉(zhuǎn)動,二者使

杠桿轉(zhuǎn)動方向相同,雖然F1l1=F2l2,但杠桿不會平衡,會做變速

轉(zhuǎn)動,故D正確。2.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江杭州拱墅月考)下列所示的杠桿中,屬于費力杠桿的是(S9103001)

(

)

D解析當杠桿的動力臂小于阻力臂時為費力杠桿。鑷子的

杠桿五要素如圖:

動力臂小于阻力臂,屬于費力杠桿。故選D。3.(學科素養(yǎng)·科學思維)如圖所示為家庭電路常用的兩種墻壁開關(guān)。其按鈕可繞面板內(nèi)某軸轉(zhuǎn)動,甲是較早的開關(guān),現(xiàn)在逐漸被乙這種開關(guān)取代。在按壓時,開關(guān)相當于一個杠桿,那么甲開關(guān)易損壞,乙開關(guān)不易損壞的根本原因是乙開關(guān)(S9103001)

(

)CA.可以增大阻力臂,減小動力作用點移動的距離B.可以減小動力臂,減小動力作用點移動的距離C.可以增大動力臂,使按壓開關(guān)的力變小D.可以減小阻力臂,減小動力做的功解析甲開關(guān)按鈕小,用力按壓時作用點更靠近支點,動力臂

小,根據(jù)杠桿平衡原理,動力臂越小需要按壓的力越大,所以

甲開關(guān)較易損壞;而乙開關(guān)按鈕大,用力按壓時作用點離支點

較遠,增大動力臂,使按壓開關(guān)的力變小,不容易被損壞。故

選C。4.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江杭州臨平期中)如圖所示是拋石機的簡單結(jié)構(gòu)示意圖,長桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動,在B處放重石,人拉A處的繩子將重石拋出。拋石機在使用過程中(S9103001)

(

)BA.可以省力B.可以省距離C.既省力又省距離D.既省距離又省功解析由圖知,拋石機在使用過程中,支點是O點,A為動力作用點,B是阻力作用點,此時動力臂小于阻力臂,所以屬于費力杠桿,但可以省距離。故選B。5.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江溫州實驗中學月考)如圖是一款可以調(diào)節(jié)鍋內(nèi)溫度大小的高壓鍋保險閥門原理圖,其本質(zhì)是一根以O(shè)為支點的杠桿。當溫度升高到一定程度時,水蒸氣從閥門向上噴出,在A點對杠桿施加向上的力,若需要減小鍋內(nèi)的最高溫度,則需要(S9103001)

(

)CA.增大重物質(zhì)量,并將重物向左移動B.增大重物質(zhì)量,并將重物向右移動C.減小重物質(zhì)量,并將重物向左移動D.減小重物質(zhì)量,并將重物向右移動解析若需要減小鍋內(nèi)的最高溫度,就需減小鍋內(nèi)的氣壓(壓強減小,沸點降低),需讓水蒸氣從閥門較快噴出,也就是施加在A點向上的力要減小。根據(jù)杠桿平衡條件,現(xiàn)在A點動力的力臂不變,動力要減小,可減小阻力和阻力臂,故可減輕重物質(zhì)量,并將重物向左移動,靠近支點,以減小阻力臂。故選C。6.(學科素養(yǎng)·探究實踐)(2022浙江紹興中考,12,★☆☆)小敏在做“探究杠桿平衡條件”的實驗時,先后出現(xiàn)杠桿右端下降的現(xiàn)象。為使杠桿水平平衡,下列操作正確的是

(

)A能力提升全練A.圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié);圖乙中右側(cè)鉤碼向左移動B.圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié);圖乙中右側(cè)鉤碼向右移動C.圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié);圖乙中左側(cè)鉤碼向左移動D.圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié);圖乙中左側(cè)鉤碼向右移動解析圖甲是在探究之前,且此時杠桿向左側(cè)翹起,因此應(yīng)將

左(或右)側(cè)的平衡螺母向左調(diào)節(jié)才能使杠桿在水平位置平

衡;圖乙是在探究過程中,且此時杠桿左側(cè)翹起,說明杠桿整

體重心偏右,因此應(yīng)將左(或右)側(cè)鉤碼向左移動才能使杠桿

在水平位置平衡。故選A。7.(主題教育·傳統(tǒng)工藝)(2024浙江杭州西湖期末提優(yōu),9,★★☆)如圖甲是廣州傳統(tǒng)美食“竹升面”的制作過程,其原理圖如圖乙,讓竹竿A端固定在繩扣中,人坐竹竿上,在竹竿C端上下跳動,帶動竹竿擠壓面團增加韌性。你認為此過程中竹竿屬于哪類杠桿?人在F1、F2、F3、F4四個方向施力,哪個力是最小的?下列答案正確的是(S9103001)

(

)AA.省力

F1

B.費力

F2C.省力

F3

D.費力

F4解析由圖可知,此過程中,動力臂大于阻力臂,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力小于阻力,所以此過程中竹竿屬于省力杠桿;在擠壓面團時,人施力的方向向下(排除F4),阻力、阻力臂一定,由杠桿平衡條件可知,動力臂越長,越省力,沿F1方向施力時力臂長,用力最小。故選A。8.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江杭州吳昌碩實驗學校期中,25,★★☆)學齡前兒童常因為好奇而將下邊抽屜拉出當作臺階去攀爬柜子,容易使柜子翻倒造成傷害事件,其側(cè)視圖如圖所示。柜子可簡化成一個杠桿模型,標有A、B、C、D四個點,當它翻倒時,是以

點為支點的。為防止圖示中柜子翻倒,可在圖中

點與墻壁接觸處加裝固定裝置,使該裝置起防翻倒作用時受力最小。(S9103001)DA解析

據(jù)圖可知,當柜子翻倒時,柜子將繞D點運動,所以此時

D點為支點;為了固定柜子,并使該裝置起作用時受力最小,根

據(jù)杠桿平衡條件可知,動力臂應(yīng)最長,所以需在A點固定該裝

置,故答案為D、A。9.(2024浙江杭州中學期中改編,30,★★☆)如圖甲所示的“伸縮式隔離欄”由圓形底座、立桿和頂端的伸縮裝置組成;頂端的伸縮裝置里有固定布帶的彈性裝置、布帶和伸縮頭,向外拉伸縮頭,布帶伸長;松手后,布帶縮回。其簡化模型如圖乙所示。其中圓形底座質(zhì)量為6千克(質(zhì)量分布均勻),直徑為30cm;立桿高為90cm(立桿直徑、布帶寬度、底座厚度均不計,除底座外其余部件的質(zhì)量也不計)。當將布帶向右拉出時,可將“伸縮式隔離欄”整體看作一根杠桿,在不發(fā)生傾斜的要求下,可施加在布帶上的最大拉力為多少?(g取10N/kg)(S9103001)解析隔離欄整體的重力:G=mg=6kg×10N/kg=60N;底座的半徑r=30cm×

=15cm,由圖乙知,以底座右側(cè)點O為支點,則立桿高即為動力臂長,即動力臂l1=90cm,自身重力力臂l2=r=15cm;據(jù)杠桿平衡條件可得:Fl1=Gl2,所以F=

=

=10N10.(學科素養(yǎng)·探究實踐)(2024浙江杭州西湖期末)某興趣小組利用厚紙板來探究杠桿的平衡條件,厚紙板上每間隔相同距離有個小孔?，F(xiàn)用細繩將紙板懸掛起來,如圖甲所示。

素養(yǎng)探究全練(1)實驗中,小明在A點掛了1個鉤碼(如圖乙),則需在B點掛

個鉤碼才能使杠桿平衡。(2)小紅認為:在力臂大小不變時,改變力的作用點到支點的距離,不會影響杠桿平衡。要驗證這一觀點,在完成圖乙實驗后,需要進行的下一步實驗操作是

。

將左側(cè)、右側(cè)的鉤碼改掛到A點、B點的正上或正下方,觀察杠桿是否平衡3

(3)小軍進行如圖丙實驗,松手后發(fā)現(xiàn)杠桿不能保持水平平衡。請分析其原因是

。杠桿自重的影響解析

(1)設(shè)一個鉤碼重為G,一格長為l,根據(jù)杠桿平衡條件可知:G×3l=nG×l,解得:n=3,則需在B點掛3個鉤碼;(2)力臂是支點到力的作用線的距離,將左側(cè)、右側(cè)的鉤碼改掛到A點、B點的正上或正下方,力臂仍是線段OA、OB長,與原來相比較力和力臂都沒有改變,所以杠桿仍能保持平衡;(3)圖丙中,杠桿的重心不在支點上,杠桿的重力對杠桿平衡產(chǎn)生了影響。第3章

能量的轉(zhuǎn)化與守恒第4節(jié)

簡單機械浙教版科學九年級上冊第3課時

滑輪和滑輪組1.(學科素養(yǎng)·科學觀念)下列關(guān)于滑輪的有關(guān)說法錯誤的是(S9103001)(

)A.使用定滑輪不能省力但能改變力的方向B.定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿C.使用動滑輪能省力,還能改變力的方向D.動滑輪的實質(zhì)是動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿基礎(chǔ)過關(guān)全練C解析定滑輪實質(zhì)是一個等臂杠桿,使用定滑輪時不能省力

但能改變力的方向;動滑輪實質(zhì)是一個動力臂為阻力臂二倍

的省力杠桿,使用動滑輪時能省一半力但不能改變力的方

向。故選C。2.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江杭州慧瀾中學期中)小明用下列方式勻速提升同一重物,若不計滑輪和繩子的自重及摩擦,拉力最大的是(S9103001)

(

)

C解析

A圖是動滑輪,由動滑輪及其工作特點可知能省一半

的力,即F1=

G;B圖是滑輪組,繞在動滑輪上的繩子有2股,則F2=

G;C圖是定滑輪,由定滑輪及其工作特點可知,不省力,即F3=G;D圖是滑輪組,繞在動滑輪上的繩子有3股,則F4=

G。故選C。3.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江舟山金衢山五校聯(lián)盟期中)

在同一水平面上用滑輪以如圖所示三種方式拉動同一物塊做勻速直線運動,所用水平拉力依次為F1、F2、F3(滑輪和繩的自重及繩間的摩擦不計)。F1、F2、F3三個力的大小關(guān)系為(

)CA.F1>F2>F3

B.F2>F1>F3C.F3>F1>F2

D.F1>F3>F2解析假設(shè)物塊與地面的摩擦力為f,甲滑輪為定滑輪,F1處于繩端,則F1=f;乙滑輪為動滑輪,F2處于繩端,所以F2=

f;丙滑輪為動滑輪,但F3處于滑輪端,所以F3=2f;所以F3>F1>F2。故選C。4.(2021江蘇鹽城中考)旗桿頂端裝有定滑輪,升旗時旗手向下拉繩子,國旗冉冉升起。下列說法正確的是(S9103001)

(

)A.旗手對繩的拉力一定等于國旗重力B.旗手對繩的拉力等于國旗重力的一半C.國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動的距離D.國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動距離的一半C解析

旗桿頂端裝有的定滑輪,實質(zhì)是等臂杠桿,使用時,不

省力也不費力。不計繩重和摩擦且國旗勻速上升時,旗手對

繩的拉力一定等于國旗重力,若計繩重和摩擦,旗手對繩的拉

力大于國旗重力,A、B錯;定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿,使用時不

省距離也不費距離,則國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩

端移動距離,C正確、D錯誤。故選C。5.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2023浙江衢州期末)一輛重力為15000牛的汽車不小心陷進泥潭,司機采用如圖裝置A拉動汽車。已知汽車在水平方向勻速運動時受到的摩擦力為1000牛(不計滑輪和繩子之間的摩擦),裝置A是

滑輪,勻速運動時力F的大小為

牛。(S9103001)

500動解析由圖可知,該滑輪屬于動滑輪,由于不計滑輪與繩子之

間的摩擦,拉力應(yīng)該等于物體所受摩擦力的一半,即拉力F=

f=

×1000N=500N。6.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江東陽橫店八校月考)用如圖甲所示的滑輪組提升重200N的物體,已知拉力F為80N,不計繩重和摩擦,物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示,反映繩子自由端運動的圖線是

(填“A”或“B”),動滑輪重為

N。(S9103001)

40A解析由圖甲可知,繩子股數(shù)n=3,則繩子自由端移動距離s=3

h,所以繩子自由端移動的速度是物體提升速度的3倍,因此圖

乙中傾斜直線A是繩子自由端運動的s-t圖線,而傾斜直線B是

物體運動的s-t圖線;不計繩重和摩擦,則動滑輪重力G輪=3F-

G物=3×80N-200N=40N。7.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2023浙江溫州期末,6,★☆☆)小明用如圖裝置“測量大氣壓”時,發(fā)現(xiàn)測力計的量程太小,無法拉開緊貼在地面上的吸盤,于是他加了一個輕質(zhì)滑輪,若不計滑輪自重和摩擦,下列操作最有可能完成實驗的是(S9103001)

(

)C能力提升全練

解析

A、B圖中兩個滑輪均為定滑輪,定滑輪不省力,只能改變力的方向,故A、B錯;C圖滑輪作為動滑輪使用,不計滑輪自重和摩擦,能省一半的力,故C正確;D圖滑輪作為動滑輪使用,彈簧測力計作用在滑輪軸上,不計滑輪自重和摩擦,彈簧測力計拉力為繩子拉力的2倍,故D錯。故選C。8.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江杭州翠苑中學期中,9,★★☆)如圖所示,在這個裝置中,如果拉力F等于4牛且不計摩擦,則甲、乙兩個彈簧測力計的讀數(shù)分別為(S9103001)

(

)

A.8牛,12牛B.12牛,8牛C.8牛,8牛D.12牛,12牛B解析已知繩子上的拉力為F=4N,不計摩擦,由圖可知,彈簧測力計甲連接的滑輪上有3段繩子,所以左邊滑輪對彈簧測力計甲的拉力(即彈簧測力計甲的讀數(shù))等于拉力F的3倍,故彈簧測力計甲的讀數(shù)為3F=3×4N=12N;彈簧測力計乙連接的滑輪上有2段繩子,所以右邊滑輪對彈簧測力計乙的拉力(即彈簧測力計乙的讀數(shù))是拉力F的2倍,故彈簧測力計乙的讀數(shù)為2F=2×4N=8N。故選B。9.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江溫州八校聯(lián)考,9,★★☆)如圖,甲、乙實驗可以得出“定滑輪不能省力”這一結(jié)論。小敏想通過一次實驗既得出結(jié)論,又能直接顯示出鉤碼的重力大小,于是在左側(cè)加上一個相同的彈簧測力計(彈簧測力計重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計)。下列四套裝置中能實現(xiàn)的是

(

)D解析在A、C裝置中,鉤碼掛在拉環(huán)上(即左邊測力計倒置使用),因為彈簧測力計本身有重力,所以此時測力計顯示的示數(shù)等于測力計自身的重力與鉤碼重力之和,則不能直接顯示出鉤碼的重力大小,故A、C錯誤;在B、D裝置中,鉤碼掛在掛鉤上(即左邊測力計正常使用),所以能直接顯示出鉤碼的重力大小;B裝置中,右邊的測力計倒置使用,此時右邊測力計的示數(shù)等于左邊測力計的重力與鉤碼重力之和,而左邊測力計的示數(shù)等于鉤碼的重力,所以兩邊測力計的示數(shù)不相等,不能得出正確結(jié)論,故B錯誤;設(shè)兩測力計的重力均為G,由于定滑輪的左邊都是鉤碼和一個測力計在拉繩子,則繩子的拉力:F=G1+G;D裝置中,左邊測力計的示數(shù):F左=G1;手拉右邊測力計的掛鉤,由力的平衡條件可得,右邊測力計的示數(shù),即測力計受到向下的拉力:F右=F-G=G1+G-G=G1;所以,F左=F右=G,能得出正確結(jié)論,故D裝置能實現(xiàn)所有的要求。10.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江金華五中等三校聯(lián)盟期中,11,★★★)如圖所示,F1=4N,F2=3N,此時物體A相對于地面靜止,物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動(不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦)。下列說法正確的是

(

)BA.F2的功率為0.3WB.如果增大F2,物體A相對于地面仍靜止C.彈簧測力計讀數(shù)為6ND.地面對物體A的摩擦力方向水平向左,大小為2N解析由圖知,拉力F2端移動速度v=2vB=2×0.1m/s=0.2m/s,P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W,故A錯;如果增大F2,B將做變速運動,但B對A的壓力和接觸面的粗糙程度不變,B與A之間的摩擦力不變,A受力不變,同理可知,A受到地面的摩擦力也不變,即A的受力情況不變,還是處于靜止狀態(tài),故B正確;不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦,由力的平衡條件可得,彈簧測力計的示數(shù)F=3F2=3×3N=9N,故C錯;由圖知,fB=2F2=2×3N=6N,根據(jù)B向左做勻速直線運動可知物體A對B的摩擦力的方向向右,根據(jù)力的作用是相互的可知,物體B對物體A的摩擦力向左,大小為6N,而F1=4N向右拉A,A靜止,受力平衡,因而A還受到地面的摩擦力為6N-4N=2N,方向向右,故D錯。故選B。11.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2023浙江寧波鎮(zhèn)海期中改編,30,★★☆)如圖,某工人用100N的水平拉力F抓緊繩子的一端,沿水平方向勻速向右運動,10s內(nèi)將礦井里重為160N的物體提升4m。若不計摩擦和繩重,則:(S9103001)(1)動滑輪的重力為

N;(2)拉力F移動的速度為

m/s;(3)拉力F所做的功為

J。8000.840解析

(1)由圖知,n=2,不計摩擦和繩重,拉力F=

(G+G動),則動滑輪重力:G動=2F-G=2×100N-160N=40N;(2)拉力F移動的距離s=2h=2×4m=8m,拉力F移動的速度:v=

=

=0.8m/s;(3)W=Fs=100N×8m=800J。12.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江金華五中等三校聯(lián)盟期中)第13屆殘奧會的點火儀式上,侯斌沒有借助其他外力,利用一套最省力的滑輪組(如圖為簡化圖,其中保護裝置沒有畫出),在3分鐘內(nèi)把自己提升39米,點燃了熊熊圣火。(S9103001)(g取10N/kg)(1)請畫直線代替繩子將圖完成,使之成為最省力的滑輪組;素養(yǎng)探究全練(2)侯斌體重為70千克,輪椅和火炬總質(zhì)量30千克(滑輪重、繩重和摩擦不計),他拉繩子的力是

N。

250答案

(1)如圖所示解析

(2)侯斌、輪椅和火炬的總重力G=mg=(70kg+30kg)×

10N/kg=1000N,將人、輪椅、火炬看成整體受力分析,此時

繩子自由端也在承擔總重,共有4股繩子承擔總重,所以侯斌

拉繩子的力F=

×1000N=250N。第3章

能量的轉(zhuǎn)化與守恒第4節(jié)

簡單機械浙教版科學九年級上冊第4課時

機械效率A.做功越多,機械效率越高B.做功的功率越大,機械效率越高C.延長工作時間,可提高機械效率D.能量利用率越高,機械效率越高1.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江溫嶺三中期中改編)“建設(shè)美麗城市,優(yōu)化市內(nèi)交通”,臺州市在建設(shè)輕軌S1號線時使用了大型機械——盾構(gòu)機。如圖是輕軌建設(shè)施工挖隧道的盾構(gòu)機正面,下列關(guān)于工作中的盾構(gòu)機說法正確的是(S9103001)

(

)

D解析機械效率與做功的多少、做功的時間、做功的功率

無關(guān),它表示機械對能量的利用率,故選D。2.(學科素養(yǎng)·科學觀念)如圖所示的甲、乙兩套裝置,每個滑輪的質(zhì)量均相等且繩重和摩擦不計。用它們分別將重力為200N和100N的重物勻速提升相同高度,若拉力均豎直向上,兩裝置中,相同的是(S9103001)

(

)A.拉力B.有用功C.額外功D.機械效率C解析甲裝置中F1=

G總=

(200N+G輪),乙裝置中F2=

G總'=

(100N+G輪),所以兩拉力不相等,A錯;W有用=G物h,被提升的物

體重力不相等,提升的高度相等,故兩裝置所做的有用功不相

等,B錯;兩裝置所做的額外功都是克服動滑輪重做的功,動滑

輪重相等,提升高度相等,故兩裝置所做的額外功相等,C對;η

=

×100%,有用功不等,兩裝置所做的額外功相等,根據(jù)計算式可知機械效率一定不相等,D錯。故選C。3.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2022甘肅蘭州中考)如圖所示,斜面長10m,高4m。用平行于斜面F=50N的拉力,將重100N的物體,從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中,下列說法正確的是

(

)A.利用此裝置既可以省力,也可以省功B.物體受到的摩擦力為50NC.對物體所做的有用功為500JD.該斜面的機械效率為80%D解析使用任何機械都不能省功,故A錯;使用斜面時:W有用=Gh=100N×4m=400J,W總=Fs=50N×10m=500J,η=

×100%=

×100%=80%,W額外=W總-W有用=100J,f=

=

=10N,故B、C錯,D對。故選D。4.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2023浙江杭州上城開元中學期中)如圖所示,把同一物體分別沿斜面BA和CA拉到頂端A,若沿斜面的拉力F1=F2,則斜面兩邊的機械效率ηB、ηC的大小關(guān)系是(S9103001)(

)

CA.ηB<ηC

B.ηB=ηCC.ηB>ηC

D.不能確定解析同一物體升高的高度相同,根據(jù)公式W=Gh可知有用

功相同;因為CA>BA且拉力相同,根據(jù)公式W=Fs可知F2做的

功大;因為η=

×100%,所以有用功相同時總功越大,機械效率越低,即ηB>ηC,故選C。5.(學科素養(yǎng)·科學觀念)(2024浙江杭州郁達夫中學段考)如圖所示,

(填“A”或“B”)是動滑輪。若小宛用10N的力提升重為16N的物體,使物體在6s內(nèi)提升3m。若不計繩重和摩擦,則動滑輪的重力為

N,機械效率為

。若他想用該滑輪組提高機械效率,可以采取什么措施?

。A

4

80%增加物體重力(或減小A的重力)解析由圖可知,A滑輪的軸隨鉤碼一起移動屬于動滑輪,B

屬于定滑輪;由圖可知,n=2,若不計繩重和摩擦,動滑輪的重力

為:G動=nF-G物=2×10N-16N=4N;該滑輪組的機械效率為η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%=80%;提高該滑輪組機械效率的方法:減輕動滑輪重,或增加被提升的物體重力。6.(2022黑龍江哈爾濱中考,11,★★☆)如圖所示,用一個動滑輪把重100N的沙袋從地面勻速提到6m高的樓上,所用拉力60N(繩重和摩擦不計),下列說法正確的是

(

)A.動滑輪重40NB.繩子自由端通過的距離為12mC.拉力做的有用功為720JD.動滑輪的機械效率為8.3%B能力提升全練解析由圖知,n=2,因為不計繩重和摩擦,F=

(G+G動),所以動滑輪的重力:G動=2F-G=2×60N-100N=20N,A錯;由圖可知n=2,繩子自由端移動的距離s=nh=2×6m=12m,B正確;拉力做的有用功:W有用=Gh=100N×6m=600J,C錯;η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%=83.3%,D錯;故選B。7.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江杭州郁達夫中學段考,15,★★☆)如圖所示,將重為100N的物體勻速從斜面的底端拉到頂端。已知斜面長5m,高2m,拉力F=50N,則該裝置的機械效率為

(

)AA.40%B.50%C.80%D.100%解析拉力做的有用功為W有用=Gh=100N×2m=200J;斜面上裝一個動滑輪,斜面的長是5m,所以繩子自由端移動的距離為s=nl=2×5m=10m,拉力做的總功為W總=Fs=50N×10m=500J;則機械效率為η=

×100%=

×100%=40%。故選A。8.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江杭州翠苑中學期中,16,★★★)用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M,已知被提升物體M質(zhì)量為76kg,M的體積為3×10-3m3,在物體M上升但未露出水面的過程中,繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度,此過程中,拉力F做的功W隨時間t的變化圖像如圖乙所示,不計繩重和摩擦(g取10N/kg)。下面分析不正確的是(

)