《2025年名校作业八年级物理下册人教版山西专版》

7. 如图甲所示，物块A重5 N，A在水平拉力$F_{1}$的作用下沿水平面从M点匀速直线运动到N点用时3 s；在A上放置一个钩码后，A在水平拉力$F_{2}$的作用下，在另一水平面从P点匀速直线运动到Q点用时2 s，如图乙所示。

（1）在MN、PQ段，物块A的速度分别为$v_{1}$、$v_{2}$，物块A所受摩擦力分别为$f_{1}$、$f_{2}$，则$v_{1}$____$v_{2}$，$f_{1}$____$f_{2}$。（均选填“＞”“=”或“＜”）
（2）物块A从M点运动到N点，$F_{1}$做的功为______J，功率为______W，物块A所受重力做的功为____J。

答案： $＜$@@$＞$@@$0.3$@@$0.1$@@$0$@@**解析**：
(1)由图甲可知，在$MN$段，物块$A$匀速运动的路程$s_{1} = 0.3m$，水平拉力$F_{1} = 1N$，其速度$v_{1} = \frac{s_{1}}{t_{1}} = \frac{0.3m}{3s} = 0.1m/s$；在$PQ$段，物块$A$匀速运动的路程$s_{2} = 0.4m$，水平拉力$F_{2} = 0.6N$，其速度$v_{2} = \frac{s_{2}}{t_{2}} = \frac{0.4m}{2s} = 0.2m/s$，则$v_{1} ＜ v_{2}$；因物块$A$在$MN$、$PQ$段均做匀速直线运动，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，所以物块$A$所受摩擦力$f_{1} = F_{1} = 1N$，$f_{2} = F_{2} = 0.6N$，则$f_{1} ＞ f_{2}$。
(2)拉力$F_{1}$做的功$W_{1} = F_{1}s_{1} = 1N×0.3m = 0.3J$，拉力$F_{1}$的功率$P_{1} = F_{1}v_{1} = 1N×0.1m/s = 0.1W$。物块$A$从$M$点运动到$N$点，没有在$A$所受重力的方向上移动距离，所以重力做的功为$0$。

8. 如图是某小区正在举行的趣味爬楼比赛，先到达顶层楼者获胜。小阳认为这样的评判方式不公平，应该用物理方法比较爬楼功率更加科学。请你设计实验帮他测量爬楼功率。

（1）测量器材：____________________。
（2）测量步骤：______________________________。
（3）计算功率的表达式：________。

答案： 卷尺、电子体重秤、秒表@@①用电子体重秤测出爬楼者的质量$m$；②用卷尺测出一层楼高$h$，数出爬楼层数$n$，则所爬楼层的高度为$nh$；③用秒表测出爬楼者爬到顶层所用时间$t$@@$P = \frac{nmgh}{t}$

9. 如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10 kg，静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1 m²。在某次爬升中，将一个质量为70 kg的工人从地面匀速提升12 m高，用时1 min。求：（g取10 N/kg）
（1）爬绳机上升的速度。
（2）爬绳机对工人做功的功率大小。

答案： **解**：
(1)爬绳机上升高度$h = 12m$，用时$t = 1min = 60s$，爬绳机上升的速度$v = \frac{h}{t} = \frac{12m}{60s} = 0.2m/s$。
(2)爬绳机对工人的作用力$F = G_{工人} = m_{工人}g = 70kg×10N/kg = 700N$，由于工人与爬绳机相对静止，故爬升的速度相同，所以爬绳机对工人做功的功率$P = \frac{W}{t} = \frac{Fs}{t} = Fv = 700N×0.2m/s = 140W$。

10. 如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景，相关参数如下表。执行任务过程中，该舰以恒定最大推进功率航行。求：（g取10 N/kg）

|排水量|1 220 t|
|--|--|
|吃水深度|4 m|
|最大航速|12.5 m/s|
|最大推进功率|12 500 kW|
（1）十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小。
（2）若十堰舰从静止出发，加速航行时达到最大航速时航行0.96 km，图乙是本次航行的v - t图像，加速阶段的平均速度。
（3）十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时，十堰舰所受阻力大小。

答案： **解**：
(1)由阿基米德原理可得，十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小$F_{浮} = G_{排} = m_{排}g = 1220×10^{3}kg×10N/kg = 1.22×10^{7}N$
(2)由图乙可知，十堰舰加速航行达到最大航速$12.5m/s$用时$120s$，航行$0.96km$，则加速阶段的平均速度$v = \frac{s}{t} = \frac{0.96km}{120s} = \frac{960m}{120s} = 8m/s$。
(3)十堰舰的最大航速为$12.5m/s$，水平匀速直线航行时，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，根据$P = \frac{W}{t} = \frac{Fs}{t} = Fv$可得，十堰舰所受阻力$f = F = \frac{P}{v} = \frac{1.25×10^{7}W}{12.5m/s} = 1×10^{6}N$。