《2025年点拨训练九年级物理上册苏科版》

5. (结合日常生活)[2025·无锡月考改编]如图甲所示的伸缩隔离柱,圆盘形底座质量分布均匀,直径为32cm,正中有一立柱杆身,顶端伸缩头中有可自动收缩的布带,其模型结构如图乙,A为伸缩头固定装置,B为杆身和底座连接处(杆身直径、布带宽度、伸缩头布带、底座厚度等均不计,除底座外其余部件的质量均不计),AB长80cm,底座质量为6kg。(g取10N/kg)

(1)当布带向右拉出时,可将隔离柱整体看作______(填简单机械名称),请在图乙中画出隔离柱的拉力的力臂l。
(2)为保证“底座”不倾倒,计算布带可承受的最大拉力是______N。
(3)当拉力变为15N,为防止底座倾倒,底座直径至少是______cm。(假设底座质量不变)
(4)为使隔离柱可承受拉力变大,除了增大底座直径外,还可以对伸缩隔离柱进行的改进措施是______(写出一条即可)。

答案：

(1)杠杆;如图所示
(2)12
(3)40
(4)增大底座质量

6. 【查阅资料】了解我国古代“龙骨水车”的工作原理。“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一,是一种历史悠久的提水设施,相当于现代的抽水机,其构造如图甲所示,《天工开物》中有“数尺之车,一人两手疾转,竟日之功可灌二亩而已”的记载。如图乙所示,将水车一端浸入水中,另一端固定于岸上。使用时摇动长柄摇杆,使轮轴转动,带动嵌满刮水板的链条运动,槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田中。

(1)使用时,人对长摇杆施加力的作用使轮轴转动,相当于在使用一个省力杠杆。
(2)若工人踩动“龙骨水车”旋转一周可将$0.03m^3$的水提升到4m高的田地中,所用时间为60s,工人做功的总功率为50W,则该过程中“龙骨水车”所做的有用功为1200J,工人做的总功为3000J,机械效率为40%。(ρ水$= 1.0×10^3kg/m^3,g$取10N/kg)
(3)写出一条提高“龙骨水车”提水功率的方法:减小各部件之间的摩擦。
【动手制作】制造简易“龙骨水车”。
(4)“龙骨水车”的制作首要是选材。优先考虑的是提高材料的端面硬度和强度(材料的弹性模量越大,强度越大),以保证水车稳固、联动和耐久;其次再考虑材料的密度,仅为了搬运的方便。为此,同学们查阅到几种木材的特性如表。制作“龙骨水车”应选柞木材料最好。老师为学习小组提供“龙骨水车”模型组件,按照说明书组装水车,如图丙所示。
|木材种类|端面硬度/N|弹性模量/GPa|密度$/(g·cm⁻^3)$|
|--|--|--|--|
|湿地松木|2570~4000|10.4~13.2|0.55~0.75|
|水曲柳木|4010~6500|10.4~16.2|0.55~0.75|
|槐木|4010~10000|7.5~13.2|0.55~0.95|
|柞木|6510~10000|10.4~16.2|0.55~0.95|

答案：
(1)省力
(2)1200;3000;40
(3)减小各部件之间的摩擦(合理即可)
(4)柞木