《2025年全效学习九年级科学全一册浙教版》

10. 如图所示,物体A、B分别重20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,滑轮摩擦不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则(B)

A.F= 10N
B.F= 20N
C.F= 5N
D.F= 30N

答案： 【解析】：
由图可知，滑轮为动滑轮，$n=2$，物体$A$在水平面上向右做匀速直线运动时，物体$B$处于静止状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的绳子拉力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以绳子对$B$的拉力$F_{拉}=G_{B}=10N$，则绳子对$A$的拉力也为$10N$，因为物体$A$做匀速直线运动，所以$A$受到的摩擦力$f$与绳子对$A$的拉力是一对平衡力，大小相等，即$f = 10N$，方向水平向左。当用力$F$向左拉物体$A$，使物体$A$向左做匀速直线运动时，此时$A$受到的摩擦力方向变为水平向右，大小不变仍为$10N$，同时$A$还受到绳子向右的拉力$F_{拉}=10N$，因为$A$做匀速直线运动，所以向左的拉力$F$等于向右的摩擦力与绳子拉力之和，即$F=f + F_{拉}=10N + 10N=20N$。
A选项，由上述计算可知$F=20N\neq10N$，所以A选项错误。
B选项，计算得出$F = 20N$，所以B选项正确。
C选项，$F=20N\neq5N$，所以C选项错误。
D选项，$F=20N\neq30N$，所以D选项错误。
【答案】：B

11. 如图甲所示,用一个动滑轮匀速提升重为600N的物体,在卷扬机拉力F的作用下,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙所示。已知动滑轮受到的重力为20N,不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是(C)

A.以动滑轮为参照物,物体是向上运动的
B.物体上升的速度是20cm/s
C.卷扬机拉力F的功率是62W
D.2s内物体重力做功240J

答案： C

12. 小明思考:“使用动滑轮时,若拉力的方向没有保持竖直向上,是否还能省一半的力”,于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置(如图甲所示),通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ,进行实验。其中绳重和摩擦忽略不计,获得实验数据如表所示:
(1)根据表中第①次的实验数据,可以得知动滑轮重为1N。
(2)分析4次实验数据,你能得到的实验结论是在动滑轮重和提升物体重力不变时，拉力与竖直方向夹角越大，拉力越大，越不省力。
(3)为了使实验结论更具有普遍性,接下来的设计是改变提升的物体重力，多次实验。
(4)小明查阅资料后,发现改变拉力与竖直方向的夹角时,动滑轮的支点也发生了改变,如图乙所示。若拉力F为动力,动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识,解释从第①次到第④次拉力变化的原因:把动滑轮看作杠杆，支点在动滑轮与滑轨的接触点，拉力$F$为动力，动滑轮和物体总重$G$为阻力。当拉力与竖直方向夹角增大时，动力臂减小，阻力臂增大，阻力不变，根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，动力$F$会增大。

答案： 【解析】：
（1）根据公式$F = \frac{1}{2}(G_{物} + G_{动})$，当拉力方向竖直向上时，拉力最小，由第一次实验数据，钩码总重力$G=3N$，拉力$F = 2N$，代入公式可得$2N=\frac{1}{2}(3N + G_{动})$，解得$G_{动}=1N$。
（2）分析4次实验数据，钩码总重力不变，随着拉力与竖直方向夹角$\theta$的增大，拉力$F$逐渐增大。所以可以得出在动滑轮重和提升物体重力不变时，拉力与竖直方向夹角越大，拉力越大，越不省力。
（3）为了使实验结论更具有普遍性，应改变提升的物体重力，多次实验，观察拉力变化情况。
（4）从杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$来看，把动滑轮看作杠杆，支点在动滑轮与滑轨的接触点，拉力$F$为动力，动滑轮和物体总重$G$为阻力。当拉力与竖直方向夹角增大时，动力臂减小，阻力臂增大，阻力（动滑轮和物体总重）不变，根据杠杆平衡条件，动力$F$会增大。
【答案】：
(1)1
(2)在动滑轮重和提升物体重力不变时，拉力与竖直方向夹角越大，拉力越大，越不省力
(3)改变提升的物体重力，多次实验
(4)把动滑轮看作杠杆，支点在动滑轮与滑轨的接触点，拉力$F$为动力，动滑轮和物体总重$G$为阻力。当拉力与竖直方向夹角增大时，动力臂减小，阻力臂增大，阻力不变，根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，动力$F$会增大

13. [科学态度]反思是一种良好的学习品质。
(1)一根轻质硬棒AB,在力的作用下能绕固定点O转动。现在在硬棒AB上施加两个力$F_{1}和F_{2}$,O点到$F_{1}和F_{2}的作用线的距离分别为d_{1}和d_{2}$。小宁认为,只要满足$F_{1}×d_{1}= F_{2}×d_{2}$,则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗?请说出你的理由。

(2)在“动滑轮”实验中,小宁通过如图所示装置进行实验,得到结论:使用动滑轮匀速提升物体,竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为,即使不计摩擦和绳重,上述结论要成立,物重G和动滑轮重$G_{动}$之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件,并予以证明。

答案： ( )小明想法不正确。如果硬棒AB在F1作用下绕固定点O转动方向,与F2作用下绕固定点O转动方向相同即使F×d1=F2×d成立,硬棒AB也不可能保持静止或匀速转动(合理即可)。
(2)条件:物重G大于动滑轮重G动(G＞G动)。
证明:不计绳重和摩擦时F=(G+G动)/2因F＜G所以(G+G动)/2＜G得G＞G动。