《2025年轻松作业本九年级物理上册苏科版》

20. (1)(2024·德州)如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图,请画出杠杆上A点受到的拉力$F_{1}及其力臂l_{1}$。
(2)画出滑轮组的绕线方法,使其提升重物时最省力。

答案：
如图所示

21. (2024·自贡)如图所示,小王在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量为50g的钩码若干个(g取10N/kg)。
(1)如图甲所示,实验前杠杆左侧下沉,则可将左端的平衡螺母向______(左/右)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)在图乙中杠杆平衡时,若在杠杆左右两边所悬挂的钩码下同时增加一个相同的钩码,则杠杆______(左/右)端下沉。
(3)如图丙所示,在A点悬挂3个钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力大小为______N。若保持杠杆平衡状态不变,将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中,其示数将______(变大/变小/不变)。

答案：
(1)右
(2)右
(3)2 变大

22. 如图所示的滑轮组,不计绳重及摩擦,大明在绳的自由端施力F,在20s内将重为450N的货物匀速提升4m,此过程中拉力F做功的功率为120W。求：
(1)此过程中滑轮组做的有用功。
(2)此过程中滑轮组做的总功。
(3)此过程中滑轮组的机械效率。
(4)若大明用此装置匀速提升其他货物$G'$时,他在绳的自由端施力$F'$为400N,此种情况下滑轮组的机械效率。

答案：
(1)滑轮组做的有用功$W_{有}=Gh = 450N×4m = 1800J$
(2)滑轮组做的总功$W_{总}=Pt = 120W×20s = 2400J$
(3)滑轮组的机械效率$η=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{1800J}{2400J}×100\% = 75\%$
(4)不计绳重及摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，滑轮组做的额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=2400J - 1800J = 600J$，则动滑轮重$G_{动}=\frac{W_{额}}{h}=\frac{600J}{4m}=150N$；由图可知，$n = 3$，根据$F'=\frac{1}{n}(G'+G_{动})$可知，当绳的自由端施力$F'$为400N时，物重$G' = nF' - G_{动}=3×400N - 150N = 1050N$，此种情况下滑轮组的机械效率$η=\frac{W'_{有}}{W'_{总}}=\frac{G'h}{F's}=\frac{G'h}{F'nh}=\frac{G'}{nF'}=\frac{1050N}{3×400N}×100\% = 87.5\%$