《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版巅峰版》

6. 如图所示,站在小车上的人在绳子末端施加50 N的水平拉力F,物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动,物体M的速度为0.2 m/s,小车的速度为0.3 m/s,则地面对物体M的摩擦力为150N,2 s后绳子自由端相对小车移动的距离为3m。(不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦)

答案： 150 3 提示:由题可知,有3段绳子承担摩擦阻力,则$F=\frac{1}{3}f$,地面对物体M的摩擦力$f=3F=3×50\ \text{N}=150\ \text{N}$;物体M和小车做相向的匀速直线运动,将小车视为参考系,物体M相对于小车的速度$v_{M}=0.2\ \text{m/s}+0.3\ \text{m/s}=0.5\ \text{m/s}$,2 s后绳子自由端移动的距离$s=nv_{M}t=3×0.5\ \text{m/s}×2\ \text{s}=3\ \text{m}$。

7. 如图所示是一套简易升降装置示意图,其上端固定在楼顶,工人用力拉绳子,装置可使人与工作台升至所需高度。装置中滑轮A、B、C的重力分别为100 N、50 N、40 N,人的重力为600 N,当人用100 N的拉力向下拉绳子时,地面对工作台的支持力为450 N,则工作台的重力为______N。(不计绳重和摩擦)

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答案： 150 提示:设动滑轮A上绳子的拉力为$F_{A}$,动滑轮B上绳子的拉力为$F_{B}$,由图可知,$F_{A}+G_{B}=2F_{B}$,$F_{B}=100\ \text{N}$。工作台、动滑轮和人的总重$G_{总}=G_{人}+G_{台}+G_{轮}$,工作台、动滑轮和人受到的拉力$F_{拉}=3F_{B}+F_{A}=3F_{B}+2F_{B}-G_{B}=5F_{B}-G_{B}=5×100\ \text{N}-50\ \text{N}=450\ \text{N}$。因为$G_{总}=F_{拉}+F_{支}=450\ \text{N}+450\ \text{N}=900\ \text{N}$,所以$G_{台}=G_{总}-G_{轮}-G_{人}=900\ \text{N}-(100\ \text{N}+50\ \text{N})-600\ \text{N}=150\ \text{N}$。

8. 如图所示装置中,AB为水平轻质杠杆,O为支点,$AO:OB= 4:1$,$G_{1}= 150\ \text{N}$,$G_{3}= 160\ \text{N}$。水平地面上的物体$G_{1}$通过细绳悬挂在A点,$G_{2}$、$G_{3}$、$G_{4}$通过滑轮连接,滑轮悬挂于B点,$G_{2}$恰好匀速下降,此时地面对物体$G_{1}$的支持力为50 N,则$G_{2}$受到的重力为______N。若用力F沿水平方向向右匀速拉动物体$G_{4}$,使$G_{2}$匀速上升,则力F的大小为______N。

20080

答案： 200 80 提示:$G_{1}$对杠杆的拉力$F_{A}=G_{1}-F_{支}=150\ \text{N}-50\ \text{N}=100\ \text{N}$,由$F_{A}× OA=F_{B}× OB$得$F_{B}=F_{A}×\frac{OA}{OB}=4F_{A}=4×100\ \text{N}=400\ \text{N}$;$G_{2}$恰好匀速下降,绳重、滑轮重及滑轮的摩擦不计,则$G_{2}=\frac{F_{B}}{2}=\frac{400\ \text{N}}{2}=200\ \text{N}$。$G_{3}$受重力、向上的拉力$F_{上}$和向下的拉力$F_{下}$作用,且$F_{上}=G_{3}+F_{下}$,因$F_{上}=G_{2}=200\ \text{N}$,则$F_{下}=F_{上}-G_{3}=200\ \text{N}-160\ \text{N}=40\ \text{N}$;$G_{2}$匀速下降时,$G_{4}$向左匀速运动,故$f=F_{下}=40\ \text{N}$,要使$G_{2}$匀速上升,$G_{4}$应在拉力F作用下匀速向右运动,则$F=f+F_{下}=2f=2×40\ \text{N}=80\ \text{N}$。

9. 如图甲所示,A是重15 N的空吊篮,绳子B和C能承受的最大拉力分别为100 N和60 N。质量为50 kg的小周同学将A提升到高处,施加的拉力F随时间变化的关系如图乙所示,A上升的速度v随时间变化的关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,则动滑轮的重力为5N,该装置最多能匀速提升85N的重物。

答案： 5 85 提示:在1~2 s内(第2 s内)A被匀速提升时,$F=10\ \text{N}$,忽略绳重及摩擦,$G_{动}=nF-G_{A}=2×10\ \text{N}-15\ \text{N}=5\ \text{N}$,$F_{C}=\frac{1}{n}(F_{B}+G_{动})$,当$F_{C大}=60\ \text{N}$时,$F_{B}=nF_{C大}-G_{动}=2×60\ \text{N}-5\ \text{N}=115\ \text{N}＞100\ \text{N}$;当$F_{B大}=100\ \text{N}$时,$F_{C大}'=\frac{1}{n}(F_{B大}+G_{动})=\frac{1}{2}×(100\ \text{N}+5\ \text{N})=52.5\ \text{N}＜60\ \text{N}$,故要以B绳最大拉力为准,$F_{B}=G_{A}+G_{货}=100\ \text{N}$,最多能匀速运载货物$G_{货}=F_{B}-G_{A}=100\ \text{N}-15\ \text{N}=85\ \text{N}$。

10. 常州某小学大门口,设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹,铁夹夹着重为4 N的护学岗标志牌,铁夹张开幅度越大,夹得越紧。放学时,值班教师用13 N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出,此过程中,标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向竖直向下、大小为9N。雨天,标志牌杆在此过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”,导致标志牌杆拔出铁夹的过程中,受到铁夹的摩擦力变大,理由是压力变大,标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”,导致标志牌杆拔出铁夹的过程中,受到铁夹的摩擦力变小,理由是接触面粗糙程度变小,标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小。
同学们讨论后,认为猜想1、猜想2都合理,为确定哪一种猜想起主导作用,同学们先采用原始方案,测量时发现超出弹簧测力计的量程,于是设计出改进方案1、改进方案2,如图所示,每个滑轮重均为0.3 N,不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案2进行探究,实验时,匀速拔出过程中,弹簧测力计示数为4.4 N,拔出后静止时,弹簧测力计示数为1.6 N。淋湿、吸水后标志牌重为4.5N。雨天,标志牌杆拔出铁夹的过程中受到铁夹的摩擦力为8.4N,猜想2起主导作用。

答案： 竖直向下 9 压力变大,标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大 接触面粗糙程度变小,标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小 2 4.5 8.4 2 提示:为验证两种猜想,拔出标志牌的过程中,弹簧测力计量程小于所需的拉力,而方案2可以省力,故采用方案2;拔出后静止时,吸水后的标志牌重$G'=3F'-G_{动}=3×1.6\ \text{N}-0.3\ \text{N}=4.5\ \text{N}$;匀速拔出过程中,标志牌受到向上的拉力$F_{G}=3F-G_{动}=3×4.4\ \text{N}-0.3\ \text{N}=12.9\ \text{N}$,$f'=F_{G}-G'=12.9\ \text{N}-4.5\ \text{N}=8.4\ \text{N}$,摩擦力变小,说明猜想2起主导作用。