《2025年实验班提优训练九年级物理上册苏科版》

13. 控制变量法 同学们共同研究滑轮的特点.
(1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如图甲所示,据此可证明：使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向.他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时,相当于一个等臂杠杆.
(2)他们研究动滑轮特点时,用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4 N的重物,如图乙所示.记录的数据如表所示.
|实验序号|滑轮重力/N|重物重力/N|弹簧测力计示数/N|
|1|1|4|≈2.5|
|2|2|4|≈3.0|
|3|3|4|≈3.5|

①通过观察和比较测量结果,可得初步结论：使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时,不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力,弹簧测力计的示数等于提升重力的一半.在实验中测绳端拉力时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,且在拉动(填“静止”或“拉动”)时读数.
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时,拉力方向对拉力的影响,则需要选择相同滑轮与相同重力的物体来进行实验对比.(填“相同”或“不同”)

答案：
(1)力的方向 等臂
(2)①力的方向 一半 拉动 ②相同 相同
[解析]
(1)定滑轮既不省力,也不费力,但可以改变力的方向,支点在转轴上,动力臂和阻力臂都等于半径,其实质是一个等臂杠杆.
(2)①动滑轮不能改变力的方向,但可以省力,由于动滑轮和物体的总重力由两段绳子承担,所以用动滑轮匀速竖直提起同一重物时,不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力,弹簧测力计的示数等于提升重力的一半;实际情况中,拉力的方向和装置中的摩擦力都是影响拉力大小的因素,所以在实验中测绳端拉力时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,且在拉动时读数.②根据控制变量法,要研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时,拉力方向对拉力的影响,需要保证使用相同的滑轮和相同重力的物体,只改变拉力的方向.

14. 新情境 伐木工控制大树倾倒方向 (2023·盐城鹿鸣路中学月考)伐木工人在锯大树时,会留下一小部分树干不锯断,在大树树杈上拴一根绳子,绳子另一端打结后拴在远处的树桩上,通过拉动绳子来控制大树倾倒的方向,如图甲所示.
(1)拴在大树上的绳子位置越高(填“越高”或“越低”)越省力.
(2)图乙为拴在树桩上绳子的绕绳过程,该装置类似生活中的滑轮组(填“杠杆”“滑轮组”或“斜面”).
(3)若绳子需要提供900 N的拉力才能控制大树的倾倒方向,不考虑绳重和摩擦的情况下,人的拉力至少为300N.

答案：
(1)越高
(2)滑轮组
(3)300 [解析]
(1)拴在大树上的绳子位置越高相当于增大了动力臂,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力.
(2)绳子打的结相当于动滑轮,树桩相当于定滑轮,因此该装置相当于滑轮组.
(3)由图可知,n=3,则不考虑绳重和摩擦的情况下,拉力F=⅓F总=⅓×900N=300N.
＞在具体情境中,首先确定有效股数是大前提

15.(2024·江西南昌青山湖区月考)如图所示的是吊装工具示意图,杠杆AB的支点为O,物体M为重5000 N的配重,OA:OB= 1:2,每个滑轮重100 N.重700 N的工人用300 N的力竖直向下匀速拉动绳子,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计.求：
(1)工人对地面的压力；
(2)物体M对地面的压力.

答案：
(1)400 N
(2)4 500 N
[解析]
(1)工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,绳子对工人竖直向上的拉力也等于300N,工人对地面的压力F₁=G人-F拉=700N-300N=400N.
(2)A端受到向下的拉力Fₐ=3F+G定=3×300N+100N=1000N,根据杠杆的平衡条件得Fₐ×OA=Fᵦ×OB,且OA:OB=1:2,B端受到向下的拉力Fᵦ=(Fₐ×OA)/OB=(1000N×OA)/(2OA)=500N;物体M对地面的压力F₂=Gₘ-Fᵦ=5000N-500N=4500N.

16.(2024·盐城中考)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是(A).

答案： A [解析]图A中该方式相当于使用了动滑轮,可以省力;图B中该方式使用的是定滑轮,不省力;图C中该方式相当于用一根绳子直接拉石墩,不省力;图D中该方式相当于用双股绳子拉石墩,不省力.故选A.