《2025年全品学练考九年级物理上册苏科版江苏专版》

1. 如图 Z-2-1 所示,物体重为 210 N,动滑轮重为 25 N。工人用 125 N 的拉力将物体匀速提升 3 m,用了 10 s,此过程中,有用功是______J,拉力的功率是______W,滑轮的机械效率是______,克服动滑轮重所做的额外功占总功的______。

答案： 630 75 84% 10%

2. (2023 无锡滨湖区校级二模)起重机吊臂上的滑轮组如图 Z-2-2 所示。在匀速起吊重 $ 2.4 × 10^{4} $ N 的物体时,物体在 5 s 内上升了 5 m,此过程中有用功为______J,钢丝绳移动的速度为______m/s;若滑轮组的机械效率为 80%,拉力 $ F $ 大小为______N,克服绳重、摩擦所做的功为 $ 2.4 × 10^{4} $ J,则动滑轮重______N。

答案： $1.2×10^{5}$ 3 $1×10^{4}$ 1200

3. (2024 南通)如图 Z-2-3 所示,工人用 330 N 的拉力,使用定滑轮将质量为 30 kg 的物体 6 s 内匀速吊起 3 m,g 取 10 N/kg。求:
(1)物体上升的速度。
(2)工人做功的功率。
(3)定滑轮的机械效率。(结果精确到 $ 0.1 \% $)

答案：
(1)物体上升的速度:
$v=\frac {s_{物}}{t}=\frac {3m}{6s}=0.5m/s$。
(2)定滑轮拉力端移动的距离:$s = h = 3m$，
工人做的总功:
$W_{总}=Fs=330N×3m=990J$，
工人做功的功率:$P=\frac {W_{总}}{t}=\frac {990J}{6s}=165W$。
(3)物体的重力:
$G = mg = 30kg×10N/kg = 300N$，
克服物体重力做的有用功:
$W_{有用}=Gh=300N×3m=900J$，
定滑轮的机械效率:$\eta=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac {900J}{990J}×100\% = 90.9\%$。

4. (2024 无锡期中)如图 Z-2-4 所示,塔式起重机上的滑轮组将质量为 600 kg 的物体提升 2 m,滑轮组的机械效率 80%,g 取 10 N/kg。
(1)求物体的重力。
(2)求滑轮组所做的有用功。
(3)若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为 1000 J,求动滑轮的重力。

答案：
(1)物体的重力:
$G = mg = 600kg×10N/kg = 6000N$。
(2)使物体上升 2m 所做的有用功:
$W_{有用}=Gh=6000N×2m=12000J$。
(3)由$\eta=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\%$可得，
拉力做的总功:
$W_{总}=\frac {W_{有用}}{\eta}=\frac {12000J}{80\%}=15000J$，
额外功:$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=15000J - 12000J = 3000J$，
克服动滑轮重力做的功:$W_{动}=W_{额外}-$活 12 全品学练考 物理 九年级上册 苏科
$W_{f}=3000J - 1000J = 2000J$，
动滑轮的重力:$G_{动}=\frac {W_{动}}{h}=\frac {2000J}{2m}=1000N$。

5. 建筑工人用如图 Z-2-5 甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示。(不计绳重和摩擦,g 取 10 N/kg)
(1)动滑轮的重力是多大?
(2)若工人在 1 min 内将建材匀速竖直向上提升了 12 m,作用在钢绳上的拉力为 200 N,求拉力的功率。
(3)滑轮组的机械效率为 80%时,运送建材的重力是多大?

答案：
(1)由图乙可知,当建材重为$G_{1}=300N$时,
滑轮组的机械效率$\eta_{1}=50\%$，
由于摩擦及绳重忽略不计，
则滑轮组的机械效率:
$\eta=\frac {W_{有用}}{W_{总}}=\frac {W_{有用}}{W_{有用}+W_{额}}=\frac {Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac {G}{G+G_{动}}$，
代入数据解得动滑轮的重力:$G_{动}=300N$。
(2)由图甲可知,该滑轮组中$n = 2$,1 min 内
绳子自由端移动的距离:
$s = nh = 2×12m = 24m$，
拉力做的功:
$W = Fs = 200N×24m = 4800J$；
拉力的功率:$P=\frac {W}{t}=\frac {4800J}{60s}=80W$。
(3)当滑轮组的机械效率为 80%时,根据
$\eta=\frac {G}{G+G_{动}}$可得,此时运送建材的重力:
$G'=\frac {\eta'G_{动}}{1-\eta'}=\frac {80\%×300N}{1 - 80\%}=1200N$。