2020九年级物理上册第十一章简单机械和功分类综合训练（一）练习（含解析）（新版）苏科版

2020九年级物理上册第十一章简单机械和功分类综合训练（一）练习（含解析）（新版）苏科版

分类综合训练(一)‎ 教材知识梳理 核心要点突破 一、杠杆 ‎1.定义：物理学中,将在力的作用下可绕一________转动的硬棒称为杠杆.‎ ‎2.杠杆五要素：支点O、动力F1、阻力F2、________、________.支点、动力作用点、阻力作用点一定要画在杠杆上；在固定点向不同方向施力时,最大的力臂是支点到力的作用点的距离,此时力的方向与该力臂垂直.‎ ‎3.力臂：从支点到____________的距离,力臂________在杠杆上.‎ ‎4.杠杆平衡：指杠杆处于________状态或____________________状态.‎ 杠杆的平衡条件：________________________,用字母表示是________________________.‎ ‎5.杠杆的分类 杠杆 分类 力臂关系 关系 特点 应用举例 省力 杠杆 l1______l2‎ F1______F2‎ 省力、‎ ‎______‎ ‎　羊角锤、瓶盖起子、手推独轮车、铡刀、剪铁皮剪刀 费力 杠杆 l1______l2‎ F1______F2‎ 费力、‎ ‎______‎ ‎　筷子、食品夹、镊子 等臂 杠杆 l1______l2‎ F1______F2‎ ‎ 不省力、‎ 不费力 ‎　天平、定滑轮 二、滑轮 ‎6.定滑轮、动滑轮、滑轮组的比较 分 类 优缺点 实质 拉力F与重力G的关系 自由端与重物移动距离的关系(s,h)‎ v绳与v物的关系 定 滑 轮 ‎　可以改变力的方向,不能省力 ‎______杠杆 F＝G s＝h v绳＝v物 ‎（续表）‎ 动 滑 轮 ‎　可以省力,不能改变力的方向,费距离 ‎　一个动力臂是阻力臂二倍的______杠杆 F＝G s＝2h v绳＝2v物 滑 轮 组 ‎　既可以省力,又能改变力的方向 ‎　动滑轮和定滑轮的组合 F＝G s＝nh v绳＝nv物 9‎ ‎7.定滑轮和动滑轮的杠杆示意图 图11－T－1‎ 三、功 ‎8.定义：物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的________称为机械功,简称功.‎ ‎9.做功的两个必要条件：①______________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________.‎ ‎10.功的计算公式：__________.功的基本单位：焦耳(J),1 J＝________________.‎ 四、功率 ‎11.定义：物理学中,将功与做功所用________的比叫作功率.功率是表示_______的物理量.‎ ‎12.公式：P＝.功率单位是______,符号______.‎ 五、机械效率 ‎13.定义：物理学中,将________________________叫作机械效率.‎ 机械效率＝×100%,字母表示：η＝×100%.‎ 对于实际的机械,由于额外功的存在,所以η总是________________.‎ 教材知识纵横 ‎1.探究杠杆平衡条件实验中两次调节杠杆在水平位置平衡的方法和目的 调节方法 目的 实验前 ‎　杠杆左高右低,将平衡螺母向左调；杠杆右高左低,将平衡螺母向右调 ‎　消除杠杆自重对实验结果的影响 实验中 ‎　改变两侧钩码的数量(弹簧测力计的示数)或作用点位置(注意：此时不能再调节平衡螺母)‎ ‎　便于测量力臂的大小 ‎2.功、功率、机械效率的比较 项目 物理 意义 公式 单位 说明 功(W)‎ 做功 多少 W＝Fs 焦耳(J)‎ ‎　不做功的三种情况：F＝0；s＝0；F与s方向垂直 功率 ‎(P)‎ 做功 快慢 P＝ 瓦特(W)；‎ kW；MW ‎　由定义式可推导出：P＝Fv(注 9‎ ‎　影响效率的主要因素(滑轮竖直匀速提物)：物体重、动滑轮重 机械 效率 ‎(η)‎ 做功 效率 η＝ ‎×100%‎ 无单位 教材图片展示 命题点1　杠杆及其分类 图11－T－2‎ 如图11－T－2甲所示,用力将夹子张开,此时属于________杠杆；当用夹子夹住物体时,属于________杠杆.如图乙所示,手握哑铃,可以看成一个________杠杆；缓缓放下哑铃,手用的力会越来越________.‎ 命题点2　定滑轮和动滑轮 图11－T－3‎ 如图11－T－3甲所示,升旗时旗手在下面拉动绳子,国旗就会上升,这是由于旗杆顶端有一个特殊的装置,是______(选填“定”或“动”)滑轮,使用它的作用是_______________；图乙,工人在阳台上将木箱提升到高处,木箱上方的装置是________(选填“定”或“动”)滑轮,使用它的作用是________________________________________________.‎ 图11－T－4‎ 如图11－T－4甲所示是古代用的绞车,它其实是由________和________组合而成的一种组合机械；如图乙所示是现代建筑工地用的塔式起重机,它其实是由________滑轮、________滑轮和________组合而成的一种组合机械.‎ 重点实验再现 实验一　探究杠杆的平衡条件 实验器材：杠杆、支架、________、________、尺、线等.‎ 实验步骤：‎ ‎(1)安装好杠杆如图11－T－5甲所示,调节杠杆两端的平衡螺母,使之在水平位置平衡,‎ 9‎ 如图乙.‎ 图11－T－5‎ ‎(2)在杠杆左端挂上一定数量的钩码,用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆,使杠杆在水平位置平衡(如图丙),记下对应的阻力F2、阻力臂l2、动力F1、动力臂l1,填入下表中.‎ ‎(3)改变动力、动力臂、阻力、阻力臂四个量中的某些量,使杠杆在水平位置重新平衡,重复步骤2,得到如下实验表格.‎ 实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 动力×动力臂 F1·l1/N·cm 阻力×阻力臂 F2·l2/N·cm ‎1‎ ‎1‎ ‎10‎ ‎0.5‎ ‎20‎ ‎10‎ ‎10‎ ‎2‎ ‎1.5‎ ‎10‎ ‎1.5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎15‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎15‎ ‎1‎ ‎30‎ ‎30‎ ‎30‎ ‎4‎ ‎2.5‎ ‎20‎ ‎2‎ ‎25‎ ‎50‎ ‎50‎ 分析论证：从上面测得的实验数据中发现________________与________________相等.‎ 实验结论：杠杆的平衡条件是__________________________________________________,‎ 表达式是______________________,这个平衡条件也称为杠杆原理.‎ 交流与评估：‎ ‎(1)实验前为什么要调节杠杆在水平位置平衡？‎ ‎(2)在上述探究实验中,为什么每次都要使杠杆在水平位置保持平衡？‎ 实验二　测量爬楼的功率 实验器材：体重计、____________、________.‎ 实验步骤：‎ ‎(1)先用体重计测量人的质量m；‎ ‎(2)用刻度尺测量一级台阶的高度h；‎ ‎(3)爬楼时在时间t内数出走过的台阶数n；‎ ‎(4)计算爬楼的功率.‎ 实验表格：‎ 重力 G/N 台阶数 n 一级台阶高度 h/m 时间 t/s 功率 P/W 实验结论：P＝________＝________.‎ 实验三　测量滑轮组的机械效率 9‎ 实验原理：η＝×100%‎ 实验器材：铁架台、滑轮组、钩码、细线_________、________.‎ 待测物理量：自由端的拉力F、自由端移动的距离s、钩码的重力G、钩码上升的高度h.‎ 实验步骤：‎ ‎(1)组装滑轮组；‎ ‎(2)用弹簧测力计拉住绳的一端,竖直向上匀速拉动使物体上升,将物重G、拉力F、物体上升的高度h及绳端移动的距离s,记到表格中；‎ ‎(3)改变物体的重力,重复上述步骤；‎ ‎(4)分别计算出几次机械效率的值.‎ 实验结论：①同一滑轮组提升不同的重物,重物越重,机械效率越________；②不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮越重,机械效率越小；③同一滑轮组提升相同的重物,机械效率与绳的绕法无关.‎ 交流与评估：‎ ‎(1)在实验中,如果没有刻度尺,能否测出滑轮组的机械效率？‎ ‎(2)根据实验探究及思考,你认为提高机械效率采取的方法有哪些？‎ 中考真题链接 ‎►类型一　杠杆五要素与杠杆类型 ‎1.[2017·福建]如图11－T－6所示,撬起瓶盖的起瓶器是________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,其支点是图中________点.‎ 图11－T－6‎ ‎►类型二　杠杆平衡条件的探究与应用 ‎2.[2017·常州]渔民大明借助湖中礁石,要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥.如图11－T－7所示,效果最好的是(　　)‎ 图11－T－7‎ ‎3.[2017·连云港]如图11－T－8所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡.已知每个钩码的质量均为‎50 g,若在A、B两处各加1个钩码,那么杠杆(　　)‎ 图11－T－8‎ 9‎ A.右边向下倾斜 B.左边向下倾斜 C.仍保持水平位置平衡 D.无法确定杠杆是否平衡 ‎4.[2017·黔东南]利用图11－T－9所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”.‎ 图11－T－9‎ ‎(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是______________,若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向________(选填“左”或“右”)调.‎ ‎(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据.根据这一次实验数据,小明立即分析得出杠杆的平衡条件,他这种做法的不足是______________________.经老师提醒后,小明继续进行实验,如图乙,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆________(选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”).‎ ‎(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,而改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从a位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将________.‎ ‎►类型三　杠杆作图和计算 ‎5.[2017·广州]用力F1把门推开,弹性绳会被拉长.如图11－T－10所示,门处于静止状态.‎ 图11－T－10‎ ‎(1)画出弹性绳对门的拉力F2的示意图.‎ ‎(2)O为支点,画出F1的力臂.‎ ‎(3)根据杠杆的平衡条件________可知,F1________(选填“>”“＝”或“<”)F2.‎ ‎6.[2017·辽阳]如图11－T－11所示是一种常见的晾衣夹,使用时O为支点,A为动力作用点,F2为弹性钢圈对夹子的阻力,请在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1,并作出阻力臂l2.‎ 图11－T－11‎ ‎►类型四　机械效率的测量 ‎7.[2017·广安]在测量动滑轮机械效率的实验中,小明用如图11－T－12所示的动滑轮提升钩码.改变钩码的数量,正确操作所得实验数据如表所示.‎ 9‎ 图11－T－12‎ 实验 序号 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/cm 拉力 F/N 绳端移动的 距离s/cm 机械 效率 ‎①‎ ‎1.0‎ ‎20.0‎ ‎0.7‎ ‎40.0‎ ‎71.4%‎ ‎②‎ ‎2.0‎ ‎20.0‎ ‎1.2‎ ‎40.0‎ ‎③‎ ‎3.0‎ ‎20.0‎ ‎1.7‎ ‎40.0‎ ‎88.2%‎ ‎(1)实验时,用手________匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮上的钩码缓缓上升.‎ ‎(2)第②次实验测得动滑轮的机械效率约为________%(计算结果的位数与表中机械效率位数一致).‎ ‎(3)由表中数据分析可知,同一动滑轮的机械效率由____________决定.‎ ‎(4)不计绳重及摩擦阻力,则该动滑轮的自重为________N.‎ ‎►类型五　功、功率、机械效率的综合应用 ‎8.[2017·襄阳]质量为‎60 kg的工人用如图11－T－13甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙,机械中的摩擦力及绳重忽略不计.(g取10 N/kg)‎ ‎(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是__________.‎ ‎(2)若工人在1 min内将货物匀速向上提升了‎6 m,作用在钢绳上的拉力为400 N,求拉力的功率.‎ ‎(3)求动滑轮受到的重力.‎ ‎(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组机械效率的最大值是多少？‎ 图11－T－13‎ 教师详解详析 教材知识梳理 ‎【核心要点突破】‎ ‎1.固定点 2.动力臂l1　阻力臂l2 3.力的作用线　不一定 ‎4.静止　匀速转动　动力×动力臂＝阻力×阻力臂　F‎1l1＝F‎2l2‎ 9‎ ‎5.＞　＜　费距离　＜　＞　省距离　＝　＝‎ ‎6.等臂　省力　8.乘积 ‎9.对物体要有力的作用　物体要在力的方向上通过一定的距离 ‎10.W＝Fs　1 N·m ‎11.时间　做功快慢 ‎12.瓦(特)　W ‎13.有用功与总功的比值　小于1‎ ‎【教材图片展示】‎ 命题点1　省力　费力　费力　大 命题点2　定　改变力的方向　动　省力 命题点3　定滑轮　轮轴　定　动　杠杆 ‎【重点实验再现】‎ 实验一　弹簧测力计　钩码　动力×动力臂　阻力×阻力臂　动力×动力臂＝阻力×阻力臂　F‎1l1＝F‎2l2　使杠杆的重心落在支点上,消除杠杆自重对实验结果的影响.　可以直接从杠杆上读出力臂大小.‎ 实验二　秒表　刻度尺　　 实验三　弹簧测力计　刻度尺　大 能,因为s＝nh.‎ 增加物重、减轻机械重、加润滑油、减小摩擦等.‎ 中考真题链接 ‎1.省力　A ‎[解析] 杠杆的支点在A点,动力是手对起瓶器的拉力,阻力是瓶盖对起瓶器的作用力,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.‎ ‎2.D　[解析] 要把竹竿尽可能深地插入湖底淤泥,根据杠杆平衡条件,动力臂越长,越省力；由图可知,阻力和阻力臂相同,D中动力臂最大,效果最好.‎ ‎3.A　[解析] 由图可知,A点挂三个钩码,B点挂两个钩码；A点的力臂为2格,B点的力臂为3格,此时满足杠杆平衡条件；若在A、B两处各加一个钩码,则力臂大的B端即右端将向下倾斜,故选A.‎ ‎4.(1)消除杠杆自重对实验结果的影响　右　(2)只做一次实验,得出的结论不具有普遍性　左端下沉　(3)变大 ‎[解析] (1)实验前使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验结果的影响；杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,则重心应向右移动,故应向右调节平衡螺母.(2)只凭一次实验数据得出实验结论是不合理的,一次实验具有偶然性,要多进行几次实验,才能得出普遍规律；若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一小格,则左侧‎3G×‎3L＝9GL,右侧‎2G×‎4L＝8GL,因为9GL＞8GL,杠杆不能平衡,左端下沉.(3)当测力计从a位置转到b位置时,此时动力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大.‎ ‎5.(1)(2)如图所示 9‎ ‎(3)F‎1l1＝F‎2l2　<‎ ‎[解析] (1)弹性绳会被拉长,具有弹力,力在弹性绳所在直线斜向下方向.(2)O为支点,从O点做力F1的作用线的垂线,垂线段l1即为F1的力臂.(3)根据F‎1l1＝F‎2l2,由图可知,l1>l2,所以F1

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