《2025年通城学典课时作业本九年级物理上册苏科版江苏专版》

8. 如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮时所用的拉力为$F_{1}$,做的总功为$W_{1}$,机械效率为$η_{1}$;用乙滑轮时所用的拉力为$F_{2}$,所做的总功为$W_{2}$,机械效率为$η_{2}$。若不计绳重与摩擦,则 ()

A. $F_{1}＞F_{2},η_{1}= η_{2}$
B. $F_{1}＞F_{2},η_{1}＜η_{2}$
C. $W_{1}＜W_{2},η_{1}＞η_{2}$
D. $W_{1}= W_{2},η_{1}＞η_{2}$

答案： C

9. 如图所示,固定的斜面长$s= 2m$,高$h= 0.5m$,沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,这一过程中 ()

A. 对物体做的有用功为120J
B. 物体受的摩擦力为50N
C. 拉力做功的功率为25W
D. 斜面的机械效率为70%

答案： C

10. 现用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与所挂物重$G_{物}$的关系,改变$G_{物}$,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与$G_{物}$关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则动滑轮自重为______N;图乙中曲线表明,同一滑轮组的机械效率η随所挂物重$G_{物}$的增大而增大,最终______(会/不会)达到100%;仅改变图甲中的绕绳方式、重复上述实验,所得到的$η-G_{物}$图线与图乙所示曲线______(相同/不同)。

答案： 3 不会 相同

11. 小明用滑轮组提升物体,物体竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线甲所示,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线乙所示。已知物体的质量为90kg,绳子自由端的拉力F为260N,g取10N/kg。不计绳重和摩擦,在0~4s的过程中,则:
(1) 滑轮组对物体做的有用功是多少?
(2) 拉力F做功的功率是多少?
(3) 用该滑轮组提升重为660N的物体时,滑轮组的机械效率是多少?

答案：
(1) 物体的重力 $ G = mg = 90kg \times 10N/kg = 900N $，由图线甲可知，$ t = 4s $ 时，物体竖直移动的距离 $ h = 10cm = 0.1m $，滑轮组对物体做的有用功 $ W_{有用} = Gh = 900N \times 0.1m = 90J $
(2) 由图线乙可知，$ t = 4s $ 时，绳子自由端竖直移动的距离 $ s = 40cm = 0.4m $，拉力 $ F $ 做的功 $ W_{总} = Fs = 260N \times 0.4m = 104J $，拉力 $ F $ 的功率 $ P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{104J}{4s} = 26W $
(3) 由 $ s = nh $ 可得，滑轮组绳子的有效股数 $ n = \frac{s}{h} = \frac{40cm}{10cm} = 4 $，不计绳重和摩擦，由 $ F = \frac{1}{n}(G + G_{动}) $ 可得，动滑轮的重力 $ G_{动} = nF - G = 4 \times 260N - 900N = 140N $，当提升重为 660N 的物体时，滑轮组的机械效率 $ \eta = \frac{W_{有用}'}{W_{总}'} \times 100\% = \frac{G'h'}{(G' + G_{动})h'} \times 100\% = \frac{G'}{G' + G_{动}} \times 100\% = \frac{660N}{660N + 140N} \times 100\% = 82.5\% $