《2025年全品学练考九年级物理上册苏科版江苏专版》

10.(2024扬州)如图1-L-10所示,小明坐在座椅上,伸小腿时,小腿绕膝关节上固定点$O$转动,股四头肌群收缩提供动力$F_1$。
(1)请在图中画出动力臂$l_1$。
(2)小腿从图示位置缓慢伸至水平位置,阻力臂的变化情况是 先变大后变小 ,动力的变化情况是 变大 。

答案：

(1)如图所示

(2)变大 变大

11.(2023扬州)在学习了机械效率的相关知识后,课外研究小组有同学猜想：同一机械的机械效率是不变的。为了验证猜想,他们用如图1-L-11所示的滑轮组进行实验,改变钩码个数,用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳,使钩码匀速向上运动,测得的数据如表1所示。
表1

实验次数 钩码重$G$/N 钩码上升的高度$h$/m 绳端拉力$F$/N 绳端移动距离$s$/m 有用功$W_{有用}$/J 总功$W_{总}$/J 机械效率$\eta$
1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 71.4%
3 5 0.1 2.2 0.3 0.5 0.66 75.8%
(1)分析表中的数据,他的猜想是 错误(选填“正确”或“错误”)的。
(2)实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组,仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳,测得的数据如表2所示。
表2
实验次数 动滑轮个数 钩码重$G$/N 绳端拉力$F$/N 钩码上升的高度$h$/m 绳端移动距离$s$/m 有用功$W_{有用}$/J 总功$W_{总}$/J 机械效率$\eta$
1 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3%
2 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5%
3 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5%
分析数据可知：物重相同,动滑轮个数越多越省力,但机械效率越 低 。进一步分析还发现,当滑轮组越来越省力时,它的额外功越来越大,甚至会出现额外功 大于 有用功的情况,所以设计一个机械模型时,既要考虑省力,还要考虑 机械效率 。
(3)根据表2中的数据,如果增加动滑轮个数继续实验,将会出现的困难是 需要的拉力越来越大 ,你的改进方法是 减小物重 。

答案：
(1)错误
(2)低 大于 机械效率
(3)绳端移动距离太长,不便操作 降低钩码上升的高度

12.(2024淮安)在“探究杠杆平衡条件”实验中：

(1)请在图1-L-12甲中画出$F_1的力臂l_1$。
(2)$F_2的力臂l_2$为 20.0 cm。当$F_2$的大小为1N时,$F_1$竖直向上拉杠杆,仍使杠杆在水平位置平衡,$F_1= $ 2 N。
(3)小明学过杠杆知识后自制了一根杆秤(自重不计),如图乙所示。要想增大杆秤的测量范围,你有哪些方法？ 增大$m_2$的质量,减小$O到提纽B$的距离 (写出一种方法即可)。小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的,请你通过推理证实： 设$O到提纽B的距离为L_0$,秤砣质量为$m_0$,物体质量为$m$,当杠杆平衡时,根据杠杆平衡条件$mgL_0 = m_0gL$,即$m= \frac{m_0L}{L_0}$,因为$m_0$、$L_0$为定值,所以$m与L$成正比,所以杆秤刻度是均匀的 。(写出推理过程,涉及的物理量用图中字母表示)。

答案：

(1)如图所示

(2)10.0 0.5
(3)换用质量更大的秤砣(或减小OA的距离) 根据杠杆平衡条件可得:$m_{1}g\cdot OA=m_{2}g\cdot OB$,则有:$OB=\frac {OA}{m_{2}}\cdot m_{1}$,因为OA和$m_{2}$均为定值,所以OB和$m_{1}$成正比,故制作的杆秤刻度是均匀的

13.(2023苏州)如图1-L-13甲所示,重500N、底面积为$0.2m^2$的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台(图乙)。已知拉力为350N,箱子沿木板移动了2m,升高1m,用时20s。求：
(1)箱子对水平地面的压强。
(2)上移过程中拉力做功的功率。
(3)箱子克服木板摩擦力所做的功。

解：(1)箱子对水平地面的压力$F = G = 500N$,
箱子对水平地面的压强$p= \frac{F}{S}= \frac{500N}{0.2m^2}= 2500Pa$。
(2)上移过程中拉力做的总功$W_{总}= Fs = 350N×2m = 700J$,
拉力做功的功率$P= \frac{W_{总}}{t}= \frac{700J}{20s}= 35W$。
(3)有用功$W_{有用}= Gh = 500N×1m = 500J$,
额外功$W_{额}= W_{总}-W_{有用}= 700J - 500J = 200J$,
由$W_{额}= fs$得,摩擦力$f= \frac{W_{额}}{s}= \frac{200J}{2m}= 100N$,
箱子克服木板摩擦力所做的功$W_{额}= 200J$。

答案：
(1)箱子对水平地面的压强: $p=\frac {F}{S}=\frac {G}{S}=\frac {500N}{0.2m^{2}}=2.5×10^{3}Pa$。
(2)拉力做的功: $W_{总}=F's=350N×2m=700J$, 拉力做功的功率: $P=\frac {W_{总}}{t}=\frac {700J}{20s}=35W$。
(3)有用功: $W_{有用}=Gh=500N×1m=500J$, 克服摩擦力做的功为额外功,则$W_{f}=W_{总}-W_{有用}=700J-500J=200J$。