《2025年拔尖特训九年级物理上册苏科版》

1.(2023·镇江)如图所示,工人师傅利用滑轮将沙发运上楼,该滑轮是______滑轮。若工人师傅用1000 N的拉力,将重为800 N的沙发匀速提升5 m,则工人师傅做的有用功为______J,该滑轮的机械效率为______%。

答案： 定 4000 80

2.(2024·常州)如图所示,工人利用动滑轮匀速提升重物,已知重物重为400 N,施加在绳端竖直向上的拉力F为250 N,在100 s内将重物提升10 m。不计绳重与摩擦,此过程中动滑轮的机械效率为______,绳端拉力做功的功率为______W。

答案： 80% 50

3.(2023·无锡)如图所示为安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组,某次匀速吊起600 kg的物体时,物体上升5 m,用时15 s,滑轮组的机械效率是80%,则滑轮组所做的有用功是______J,总功是______J,拉力F的功率是______W。(g取10 N/kg)

答案： $3× 10^{4}$ $3.75× 10^{4}$ $2.5× 10^{3}$

4.小明同学的体重为500 N,他用重10 N的水桶将重100 N的水提到5 m高的教室使用,在这一过程中,他做的有用功和额外功分别是( )

A.500 J,50 J
B.500 J,2550 J
C.550 J,2500 J
D.3000 J,50 J

答案： B

5.(2024·河南)如图所示,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台上,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法中,正确的是( )

A.甲做的有用功多
B.乙做的总功多
C.甲做总功的功率大
D.乙所用装置的机械效率低

答案： C

6.易错题 如图所示,工人们用同一滑轮组,根据需要可以选择两种方式来提起等重的建筑材料,若不计摩擦和绳重,则$F_1______F_2,$机械效率ηₐ______ηᵦ。(＞/＝/＜)

答案： ＜ = 解析:由题图知,图甲中$n_{甲}=3$,图乙中$n_{乙}=2$,不计摩擦和绳重,提升等重的建筑材料时拉力分别为$F_{1}=\frac {1}{3}(G_{物}+G_{动})$,$F_{2}=$$\frac {1}{2}(G_{物}+G_{动})$,比较可知$F_{1}\lt F_{2}$;因不计摩擦和绳重,克服动滑轮自重做的功为额外功,滑轮组的机械效率$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}×$$100\% =\frac {G_{物}}{G_{物}+G_{动}}×100\% $,因$G_{动}$不变、$G_{物}$相等,故$η_{甲}=η_{乙}$。

7.(2023·泰州)如图所示,一个斜坡的长L= 4 m,高h= 2 m。小明用平行于斜坡向上的120 N的拉力F将重为200 N的木箱沿斜坡从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为______J,斜坡的机械效率为______%(结果精确到0.1%),木箱所受摩擦力的大小为______N。

答案： 400 83.3 20 解析:小明做的有用功$W_{有用}=Gh=200N×2m=400J$;他做的总功$W_{总}=FL=120N×4m=480J$,则斜坡的机械效率$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {400J}{480J}×100\% \approx 83.3\% $;小明做的额外功$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=480J-400J=80J$,额外功就是克服摩擦力做的功,即$W_{额外}=fL$,则$f=\frac {W_{额外}}{L}=\frac {80J}{4m}=20N$。

8.如图所示,小明用一均匀杠杆OB将重为12 N的货物匀速提升0.1 m,已知AB长1 m,AO长0.2 m,小明所用拉力方向始终竖直向上,大小为3 N。
(1)求小明做的有用功。
(2)求杠杆的机械效率。(结果精确到0.1%)
(3)若杠杆的重心位于杠杆OB的中点,且不计转轴O处的摩擦,求杠杆的自重。

答案： （1）用杠杆将货物匀速提升0.1m,做的有用功$W_{有用}=Gh=12N×0.1m=1.2J$（2）由题图可知,拉力移动的距离$s=\frac {OB}{OA}×h=\frac {1m+0.2m}{0.2m}×0.1m=0.6m$,拉力做的总功$W_{总}=Fs=3N×0.6m=1.8J$,杠杆的机械效率$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {1.2J}{1.8J}×100\% \approx 66.7\% $
（3）若不计摩擦,则只克服杠杆的重力做额外功,$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=1.8J-1.2J=0.6J$,杠杆重心上升的高度$h'=\frac {1}{2}s=\frac {1}{2}×0.6m=0.3m$,由于$W_{额外}=G_{杠杆}h'$,因此杠杆的重力$G_{杠杆}=\frac {W_{额外}}{h'}=\frac {0.6J}{0.3m}=2N$