《2025年课时提优计划作业本九年级物理上册苏科版》

5. (2023·广安)学习了简单机械知识后,某同学自制了如图所示的晾衣架.他将重为$50N$的衣物挂在横杆上,拉绳使其匀速上升$1.6m$,用时$5s$(上升过程中,横杆保持水平),此过程中该装置的机械效率为$80\%$(不计绳重及摩擦).下列分析正确的是

A. 拉力做的功为$80J$
B. 拉力做功的功率为$20W$
C. 动滑轮重为$12.5N$
D. 若增大衣物的质量,机械效率将减小

答案： B 解析:有用功$W_{有用}=Gh=50N×1.6m=80J$,拉力做的功$W_{总}=\frac {W_{有用}}{\eta }=\frac {80J}{80\% }=100J$,A错误;拉力做功的功率$P=\frac {W_{总}}{t}=\frac {100J}{5s}=20W$,B正确;额外功$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=100J-80J=20J$,则$G_{动}+G_{横杆}=\frac {W_{额外}}{h}=\frac {20J}{1.6m}=12.5N$,即动滑轮重小于12.5N,C错误;若增大衣服的质量,额外功不变,有用功增大,根据$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}×100\% $可知,机械效率将增大,D错误.

6. 如图所示,工人往车上装重物时,用长木板搭了个斜面,工人用平行于斜面向上的力把重物从底端匀速推到顶端.下列说法正确的是


A. 用斜面可以省力也可以省功
B. 匀速推动重物的速度越大,推力做功越多
C. 匀速推动重物的速度越大,推力的功率越大
D. 匀速推动重物的速度越大,机械效率越大

答案： C 解析:根据斜面的工作特点和功的原理可知,利用斜面提升重物可以省力,但不能省功,A错误;沿斜面匀速推动重物时,推力做的功$W=Fs=Gh+fs$,因此推力大小只与重物的重力和斜面的摩擦力有关,与重物的速度无关,B错误;由$P=Fv$可知,推力的功率与重物移动的速度有关,在推力一定时,速度越大,推力的功率越大,C正确;用不同的速度匀速推动重物,推力相等,则有用功、额外功、总功相等,那么机械效率也相等,D错误.

7. 朝鲜族有一种深受群众喜爱的娱乐活动“跳板”,支点在跳板中央,当体重均为$600N的两名运动员从1.5m$高处由静止下落到跳板一端时,静止于另一端重为$450N的女运动员被向上弹起3m$高.若不计空气阻力,跳板的机械效率为


A. $100\%$
B. $90\%$
C. $75\%$
D. $25\%$

答案： C 解析:体重为600N的两名运动员做的总功$W_{总}=2G_{1}h_{1}=2×600N×1.5m=1800J$,对重为450N的女运动员做的有用功$W_{有用}=G_{2}h_{2}=450N×3m=1350J$,跳板的机械效率$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {1350J}{1800J}×100\% =75\% $,C正确.

8. 用如图所示滑轮组匀速提升重为$200N$的物体,人对绳的拉力为$125N$,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为____.若人的体重为$550N$,拉动过程中绳始终未断裂,则用此滑轮组能提升的最大物重为____$N$.

答案： 80% 1050 解析:由题图可知,承担物重的绳子段数$n=2$,绳子自由端移动的距离$s=2h$,则滑轮组的机械效率$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh}{Fs}×100\% =\frac {G}{2F}×100\% =\frac {200N}{125N×2}×100\% =80\% $;在不计摩擦与绳重时,$F=\frac {G+G_{动}}{2}$,即$125N=\frac {200N+G_{动}}{2}$,解得$G_{动}=50N$,因为人站在地面上施加的最大拉力为自身重力,所以最大拉力$F'=550N$,$F'=\frac {G'+G_{动}}{2}$,即$550N=\frac {G'+50N}{2}$,解得最大物重$G'=1050N$.

9. 水平地面上放着重为$200N$、棱长为$0.2m$的正方体物块,现将其由斜面底端匀速拉至顶端,如图所示.已知平行于斜面的拉力为$120N$,物块移动的距离为$2m$,升高$1m$.
(1)求物块放在水平地面上时对地面的压强.
(2)求斜面的机械效率.(百分号前保留$1$位小数)
(3)求物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小.

答案：
(1)$p=\frac {F}{S}=\frac {G}{S}=\frac {200N}{(0.2m)^{2}}=5000Pa$
(2)$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh}{Fs}×100\% =\frac {200N×1m}{120N×2m}×100\% =\frac {200J}{240J}×100\% \approx 83.3\% $
(3)$f=\frac {W_{额外}}{s}=\frac {W_{总}-W_{有用}}{s}=\frac {240J-200J}{2m}=20N$ 解析:
(1)根据题意可知,正方体物块的重力是200N,棱长为0.2m,所以对水平面的压力$F=G=200N$,受力面积$S=(0.2m)^{2}=0.04m^{2}$,由$p=\frac {F}{S}$可知,物块放在水平地面上时对地面的压强$p=\frac {F}{S}=\frac {200N}{0.04m^{2}}=5000Pa$.
(2)将物块拉上斜面做的总功$W_{总}=Fs=120N×2m=240J$,做的有用功$W_{有用}=Gh=200N×1m=200J$,斜面的机械效率$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {200J}{240J}×100\% \approx 83.3\% $.
(3)将物块拉上斜面做的额外功$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=240J-200J=40J$,克服物块所受的摩擦力做的功为额外功,故物块沿斜面向上滑动时,所受的摩擦力$f=\frac {W_{额外}}{s}=\frac {40J}{2m}=20N$.

10. 工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定.滑轮组的机械效率随建材重力变化的关系图像如图乙所示,滑轮和钢绳间的摩擦力及绳重可忽略不计,$g取10N/kg$.
(1)若工人在$1min内将建材匀速竖直向上提升了12m$,作用在钢绳上的拉力为$200N$,求拉力做功的功率.

(2)当滑轮组的机械效率为$60\%$时,求此时建材的重力.

答案：
(1)由题图甲可知,承担物重的绳子段数$n=2$,则1min内绳子自由端移动的距离$s=2h=2×12m=24m$,拉力做的功$W=Fs=200N×24m=4800J$,拉力做功的功率$P=\frac {W}{t}=\frac {4800J}{1×60s}=80W$
(2)由题图乙可知,当$\eta _{1}=50\% $时,建材重力$G_{1}=400N$,由于滑轮和钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计,则根据$\eta _{1}=\frac {G_{1}}{G_{1}+G_{动}}×100\% $可得,动滑轮的重力$G_{动}=\frac {G_{1}-\eta _{1}G_{1}}{\eta _{1}}=G_{1}=400N$;当$\eta _{2}=60\% $时,由$\eta _{2}=\frac {G_{2}}{G_{2}+G_{动}}×100\% =\frac {G_{2}}{G_{2}+400N}×100\% =60\% $可得,此时建材重力$G_{2}=\frac {0.6×400N}{1-0.6}=600N$