《2025年课时提优计划作业本九年级物理上册苏科版》

12. 某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖$O$触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,$A$为人体重心所在位置.此时墙壁对手掌的支撑力$F$如图所示,不计墙壁对手掌的摩擦力,$g取10N/kg$.
(1)以$O$为支点,请在图中作出动力$F的力臂l$.
(2)该同学质量为$50kg$,则墙壁对手掌的支撑力约为____$N$.
(3)若增大脚尖与墙壁的距离,手臂仍然水平支撑在墙壁上,支撑力$F$如何变化?____,并说明理由:____.

答案：

(1)如图所示
(2)187.5
(3)变大 增大脚尖与墙壁的距离,支撑点会下移,动力臂会减小,阻力臂会增大,阻力(人的重力)大小不变,根据杠杆平衡条件可知,人受到的支撑力变大
　　　　　　　
解析:
(1)延长F的作用线,从O点作F作用线的垂线段,标出垂直符号和力臂符号.
(2)由题图可知,动力臂为8格,阻力臂为3格,根据杠杆平衡条件可知,$F×8=G×3$,可得$F=187.5N$.
(3)脚尖离墙壁更远,支撑点会下移,动力臂会减小,阻力臂会增大,阻力(人的重力)大小不变,根据杠杆平衡条件可知,支撑力变大.

13. 如图甲所示是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,左端悬挂配重,右端悬挂用于汲水的水桶,示意图如图乙所示.不汲水时,桔槔左端的悬绳松弛,配重静止在水平地面;汲水时,先将右端悬挂水桶的杆子向下拉,使水桶在井中装满水,然后将悬挂水桶的杆子向上拉,使水桶提升到井外.($g取10N/kg$)
(1)配重是质量为$15kg$、棱长为$0.1m$的正方体,求配重对水平地面的压强.
(2)水桶容积为$80dm^{3}$,求水桶在井水中所受的最大浮力.(不计水桶体积)
(3)若配重悬挂点$A和水桶悬挂点B到桔槔的悬点O的距离满足OA = 2OB$,当质量为$30kg$的小孩使用这种桔槔提水时,求配重的最大重力.(不计桔槔和水桶自重)

答案：
(1)$p=\frac {F}{S}=\frac {G}{S}=\frac {mg}{a^{2}}=\frac {15kg×10N/kg}{(0.1m)^{2}}=1.5×10^{4}Pa$
(2)$V_{排}=V=80dm^{3},F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}=1×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×80×10^{-3}m^{3}=800N$
(3)$G_{配}=\frac {G_{人}l_{1}}{l_{2}}=\frac {m_{人}gl_{1}}{l_{2}}=\frac {m_{人}g×OB}{OA}=\frac {30kg×10N/kg×1}{2}=150N$ 解析:
(1)配重对水平地面的压力等于配重的重力,且配重是棱长为0.1m的正方体,则配重对水平地面的压强$p=\frac {F}{S}=\frac {G}{S}=\frac {mg}{a^{2}}=\frac {15kg×10N/kg}{(0.1m)^{2}}=1.5×10^{4}Pa$.
(2)当水桶恰好浸没时,其排开水的最大体积$V_{排}=V=80dm^{3}$,则水桶在井水中所受的最大浮力$F_{浮}=ρ_{水}V_{排}g=1×10^{3}kg/m^{3}×80×10^{-3}m^{3}×10N/kg=800N$.
(3)质量为30kg的小孩受到绳的拉力、自身重力和地面的支持力三个力的作用,当地面对小孩的支持力为零时,绳对小孩的拉力$F_{拉}=G_{人}=m_{人}g=30kg×10N/kg=300N$,最大配重下,此时刚好可以拉动配重从而打水,根据杠杆的平衡条件可得,$G_{配}l_{2}=F_{拉}l_{1}$,则配重的最大重力$G_{配}=\frac {F_{拉}l_{1}}{l_{2}}=\frac {F_{拉}×OB}{OA}=\frac {300N×1}{2}=150N$.

1. 使用下列简单机械匀速提升同一物体,其中所用动力最小的是(不计机械自重、绳重和摩擦)

A.
B.
C.
D.

答案： D 解析:不计机械自重、绳重和摩擦时,选项A中为定滑轮,则$F_{1}=G$;选项B中为斜面,则$F_{2}×5m=G×3m$,可得$F_{2}=\frac {3}{5}G$;选项C中为杠杆,根据杠杆平衡条件可知,$F_{3}×5L=G×2L$,可得$F_{3}=\frac {2}{5}G$;选项D中为滑轮组,承担物重的绳子段数是3,因此$F_{4}=\frac {G}{3}$.D符合题意.

2. 使用下列简单机械匀速提升同一物体(不计机械重、绳重和摩擦),其中最省力的是

A.
B.
C.
D.

答案： A 解析:选项A中为两个动滑轮,$F_{1}=\frac {G}{4}$;选项B中为动滑轮的费力拉法,$F_{2}=2G$;选项C中为动滑轮的省力拉法,$F_{3}=\frac {1}{2}G$;选项D中为滑轮组,承担物重的绳子段数是3,因此$F_{4}=\frac {G}{3}$.A符合题意.