《2025年学霸题中题九年级物理上册苏科版》

4. 在比赛场地建设过程中,工人利用长度L= 3 m的斜面把质量为 240 kg 的重物匀速推到 h= 1 m 高处,如图所示,工人所用推力 F= 1 000 N.g 取10 N/kg.求:
(1)推力做的有用功;
(2)斜面的机械效率;
(3)工人将另一质量为 300 kg 的重物匀速推到同一高度,为了省力,换用长度为5m的斜面,此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6:5,共用时20 s,工人推力做功的功率.

答案： 4.
(1)2 400 J
(2)80%
(3)210 W
解析:
(1)推力做的有用功是
W有用=Gh=mgh=240 kg×10 N/kg×1 m=2 400 J.
(2)推力做的总功是
W总=FL=1 000 N×3 m=3 000 J,
斜面的机械效率为
η=W有用/W总×100%=2 400 J/3 000 J×100%=80%.
(3)原来斜面做的额外功为
W额外=W总-W有用=3 000 J-2 400 J=600 J,
原来斜面的摩擦力为
f=W额外/L=600 J/3 m=200 N,
此时重物与斜面间 的摩擦力与原来的摩擦力之比为6:5,则此时的摩擦力为
f'=f×6/5=200 N×6/5=240 N,
此时斜面的长度为5 m,则额外功为W'额外=f's=240 N×5 m=1 200 J,
工人将另一质量为300 kg的重物匀速推到同一高度,做的有用功是
W'有用=m'gh=300 kg×10 N/kg×1 m=3 000 J,
此时的总功为
W'总=W'额外+W'有用=1 J+3 000 J=4 200 J,
工人推力做功的功率是
P=W'总/t=4 200 J/20 s=210 W.

5. (2024·泰州姜堰区二模)研学实践活动时,小明在农家乐看到一种农具(如图甲),他查阅资料后知道,这种农具叫"舂",是农民捣谷用的,其工作原理图如图乙,AOB 为碓杆,O 为支点,A 处连接着碓头,脚踏碓杆的 B 处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为 40 N,每踩一次碓头上升的高度为 60 cm,AO 长 1.6 m,OB 长 0.4 m.
(1)不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用多大的力才可以将碓头抬起?
(2)每踩一次对碓头做的功是多少?
(3)若1 min 将 B 踩下 30 次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是多大?

答案： 5.
(1)160 N
(2)24 J
(3)20 W
解析:
(1)不计杠杆的重力和摩擦,根据力与力臂的垂直关系可知,脚沿垂直于OB向下方向可以用最小力将碓头抬起;由杠杆平衡条件可得F₁×OB=G×OA,则F₁=(OA/OB)G=(1.6 m/0.4 m)×40 N=160 N.
(2)每踩一次对碓头做的功
W=Gh=40 N×0.6 m=24 J.
(3)春的机械效率为60%,人做的功
W人=W/η=24 J/60%=40 J,
若1 min将B踩下30次,则人做功的功率
P=W总/t=30W人/t=30×40 J/60 s=20 W.

6. 如图所示,某建筑工地上,工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面.已知斜面高 h= 6 m,长 L= 10 m,工人施加的拉力 F= 600 N,工件的质量 m= 250 kg,工件沿斜面上升的速度 v= 0.5 m/s;若不计工件和滑轮组长度,忽略绳和动滑轮质量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦,g 取10 N/kg.求:
(1)拉力 F 做功的功率 P;
(2)整个装置的机械效率η;
(3)工件所受斜面的摩擦力 f.

答案： 6.
(1)900 W
(2)83.3%
(3)300 N
解析:
(1)由图知承重绳子股数n=3,则拉力的速度
v₁=nv=3×0.5 m/s=1.5 m/s,
拉力F做功的功率
P=Fv₁=600 N×1.5 m/s=900 W.
(2)工人做的总功为
W总=F×(nL)=600 N×(3×10 m)=1.8×10⁴ J,
工人做的有用功为
W有用=Gh=mgh=250 kg×10 N/kg×6 m=1.5×10⁴ J,
整个装置的机械效率
η=W有用/W总×100%=1.5×10⁴ J/1.8×10⁴ J×100%≈83.3%.
(3)克服摩擦做的额外功
W额外=W总-W有用=1.8×10⁴ J-1.5×10⁴ J=3×10³ J,
由W额外=fL可得
f=W额外/L=3×10³ J/10 m=300 N.