《2025年亮点给力提优课时作业本九年级物理上册苏科版》

13. (2024·新疆三模)某中学实验室新买了30箱实验器材,每箱重50N.实验员王老师要把这批器材搬往6m高处的实验室,他的身体可以对外提供的功率P与每次搬起器材的重力G的关系如图所示.已知王老师每次下楼时间为上楼时间的一半,若不考虑搬起箱子、放下箱子的时间,他将这批器材从地面搬到实验室至少需要 ()

A. 140s
B. 160s
C. 180s
D. 200s

答案： A 解析：由图像知，王老师搬起器材的重力为300N时，功率最大为90W，对这批器材做功一定，则此时所用时间最短，一箱器材重为50N，所以他每次搬运的箱子数$n=\frac {300N}{50N}=6$，搬箱上楼一次需要做的功$W=Gh=300N×6m=1800J$，最大功率$P=90W$，搬箱上楼一次需要的最短时间$t_{上}=\frac {W}{P}=\frac {1800J}{90W}=20s$。由题意可知，将这批器材全部搬到实验室所需上楼次数$n_{上}=\frac {30箱}{6箱}=5$，上楼所需的最短时间$t_{上总}=n_{上}t_{上}=5×20s=100s$，所需下楼次数$n_{下}=5-1=4$，因为每次下楼的时间为上楼时间的一半，所以下楼所需的最短时间$t_{下总}=n_{下}×\frac {1}{2}t_{上}=4×\frac {1}{2}×20s=40s$，由于不考虑搬起箱子、放下箱子的时间，因此将这批器材从地面搬到实验室至少需要的时间$t=t_{上总}+t_{下总}=100s+40s=140s$，故A正确。

14. 新趋势 学科融合 (2025·江苏徐州月考)阅读短文,回答问题.
塔式起重机
为了防止塔式起重机在吊起重物时发生倾倒,人们在起重臂的反方向上用钢架做成平衡臂,并在其末端加配重物,起重机吊臂上安装滑轮组,由多个定滑轮和动滑轮组成,发动机提供很小的力就能吊起很重的物体.
如图甲所示的塔式起重机,AB是竖直支架,CD是水平臂,其上OC段叫平衡臂,C端装有配重体,OD段叫吊臂,E
处装有滑轮组,可在O、D两点间移动,$OE= 10m$,$OD= 25m$.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度的过程中:在加速阶段,拉力大于重力,拉力恒定,速度均匀增加;在匀速阶段,拉力减小到和重力相等,速度恒定;在减速阶段,拉力小于重力;在转折点,速度不变拉力突变.

(1) 当滑轮组放在E点时,塔式起重机能起吊重物的最大质量是2t,则当滑轮组移到D点时能够安全起吊重物的最大质量是____t.
(2) 若用此塔式起重机将1.2t的钢材先竖直匀速吊起10m,然后沿水平方向缓慢旋转$90^{\circ}$后送到指定位置,在此过程中塔式起重机对钢材做的功是____J.(g取10N/kg)
(3) 塔式起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度—时间图像如图乙所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是下列图中

的____.

答案： （1）0.8 （2）$1.2×10^{5}$ （3）D 解析：（1）设C端配重体的重力为G，在E点能起吊重物的最大质量$m_{E}=2t$，由杠杆的平衡条件可得$G×OC=m_{E}g×OE$ ①；设在D点能起吊重物的最大质量为$m_{D}$，由杠杆的平衡条件可得$G×OC=m_{D}g×OD$ ②。联立①②，解得$m_{D}=0.8t$。（2）塔式起重机对钢材做的功$W=Gh=mgh=1.2×10^{3}kg×10N/kg×10m=1.2×10^{5}J$。（3）由图乙可知，$t_{1}\sim t_{2}$时间内重物做匀速直线运动，速度为$v_{0}$，设重物的重力为$G_{0}$，则拉力$F=G_{0}$，由$P=Fv$可知，此阶段钢索拉力的功率$P_{0}=Fv_{0}=G_{0}v_{0}$。$0\sim t_{1}$时间内重物做匀加速直线运动，最大速度为$v_{0}$，由文中信息知此阶段拉力大于重力，即$F_{1}＞G_{0}$，由$P=Fv$可知，此阶段钢绳拉索的功率逐渐增大，最大功率$P_{1}=F_{1}v_{0}＞G_{0}v_{0}=P_{0}$；$t_{2}\sim t_{3}$时间内重物做匀减速直线运动，最大速度为$v_{0}$，由文中信息知此阶段拉力小于重力，即$F_{2}＜G_{0}$，由$P=Fv$可知，此阶段钢绳拉索的功率逐渐减小，最大功率$P_{2}=F_{2}v_{0}＜G_{0}v_{0}=P_{0}$。综上所述，可知D图可能。