《2025年轻松作业本九年级物理上册苏科版》

1. (2024·泸州)如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力$F= 100N$,滑轮组绳子自由端受到的拉力为$F_{绳}$。当绳子自由端的拉力$F_{绳}$为60N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为______N;当绳子自由端拉力$F_{绳}$为90N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面之间的滑动摩擦力为______N;撤去水平向左的恒力F,改变绳子自由端拉力$F_{绳}$的大小,仍使物体水平向右匀速运动时,滑轮组的机械效率为______。

答案： 20 60 75%

2. (2024·西宁)如图所示,虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组,利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的$\frac {1}{10}$,绳子自由端的水平拉力为40N,物体M移动的距离为4m(不计绳重和滑轮重)。则 ()

A. 物体M所受的拉力为960N
B. 绳子自由端移动的距离是8m
C. 滑轮组拉动物体M做的有用功是160J
D. 滑轮组的机械效率是80%

答案： D

3. 有一辆新能源纯电动客车,满载乘客时总重力为$7.2×10^{4}N$,现以80kW的恒定功率,18km/h的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。假设行驶过程中客车所受重力和阻力大小均恒定不变,g取10N/kg。
(1) 整个过程中,客车电动机所做的总功为多少?
(2) 盘山公路的机械效率为多少?
(3) 客车沿盘山公路匀速行驶过程中受到的阻力为多少?

答案：
(1) 电动客车在盘山公路上的运动时间 $ t = \frac{s}{v} = \frac{9\mathrm{km}}{18\mathrm{km/h}} = 0.5\mathrm{h} = 0.5 \times 3600\mathrm{s} = 1800\mathrm{s} $，电动机做的总功 $ W_{\text{总}} = Pt = 80 \times 10^{3}\mathrm{W} \times 1800\mathrm{s} = 1.44 \times 10^{8}\mathrm{J} $
(2) 整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功 $ W_{\text{有用}} = Gh = 7.2 \times 10^{4}\mathrm{N} \times 1000\mathrm{m} = 7.2 \times 10^{7}\mathrm{J} $，盘山公路的机械效率为 $ \eta = \frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{总}}} \times 100\% = \frac{7.2 \times 10^{7}\mathrm{J}}{1.44 \times 10^{8}\mathrm{J}} \times 100\% = 50\% $
(3) 克服阻力做的额外功 $ W_{\text{额}} = W_{\text{总}} - W_{\text{有}} = 1.44 \times 10^{8}\mathrm{J} - 7.2 \times 10^{7}\mathrm{J} = 7.2 \times 10^{7}\mathrm{J} $，由 $ W_{\text{额}} = fs $ 可得，运行过程中，汽车受到的阻力为 $ f = \frac{W_{\text{额}}}{s} = \frac{7.2 \times 10^{7}\mathrm{J}}{9 \times 10^{3}\mathrm{m}} = 8000\mathrm{N} $

4. (2024·苏州)某起重机的滑轮组结构示意图如图所示,其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10N/kg。求:
(1) 克服钢板重力做的功$W_{有用}$。
(2) 钢丝绳的拉力F。
(3) 滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。

答案：
(1) 钢板重力为 $ G_{\text{钢板}} = m_{\text{钢板}}g = 3600\mathrm{kg} \times 10\mathrm{N/kg} = 3.6 \times 10^{4}\mathrm{N} $；提升钢板的有用功为 $ W_{\text{有用}} = G_{\text{钢板}}h = 3.6 \times 10^{4}\mathrm{N} \times 10\mathrm{m} = 3.6 \times 10^{5}\mathrm{J} $
(2) 滑轮组共有 4 段绳子拉着动滑轮，故拉力移动距离为物体提升高度的 4 倍，即 $ s = 40\mathrm{m} $；拉力做的功为 $ W_{\text{总}} = \frac{W_{\text{有用}}}{\eta} = \frac{3.6 \times 10^{5}\mathrm{J}}{80\%} = 4.5 \times 10^{5}\mathrm{J} $；拉力大小为 $ F = \frac{W_{\text{总}}}{s} = \frac{4.5 \times 10^{5}\mathrm{J}}{40\mathrm{m}} = 1.125 \times 10^{4}\mathrm{N} $
(3) $ W_{\text{额外}} = W_{\text{总}} - W_{\text{有用}} = 4.5 \times 10^{5}\mathrm{J} - 3.6 \times 10^{5}\mathrm{J} = 9 \times 10^{4}\mathrm{J} $；动滑轮重 $ G_{\text{动}} = \frac{W_{\text{额外}}}{h} = \frac{9 \times 10^{4}\mathrm{J}}{10\mathrm{m}} = 9000\mathrm{N} $；当载重最大时，质量为 $ 5\mathrm{t} = 5000\mathrm{kg} $， $ G_{\text{最大}} = mg = 50000\mathrm{N} $；则此时机械效率 $ \eta = \frac{W_{\text{有用}}'}{W_{\text{总}}'} \times 100\% = \frac{G_{\text{最大}}h}{(G_{\text{最大}} + G_{\text{动}})h} \times 100\% = \frac{G_{\text{最大}}}{G_{\text{最大}} + G_{\text{动}}} \times 100\% = \frac{50000\mathrm{N}}{50000\mathrm{N} + 9000\mathrm{N}} \times 100\% \approx 84.7\% $