《2025年实验班提优训练九年级物理上册苏科版》

8. 放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用.力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙、丙所示.根据图像信息回答:当t= 7 s时,物体A受到的摩擦力f的大小为6N,方向为水平向左.9~12 s,物体克服摩擦力做的功是54J.

答案： 8.6 水平向左 54 [解析]由图丙可知,当运动9s以后物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由图乙可知,9~12s内拉力F=6N,物体受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,由二力平衡条件可得f=F=6N,因物体受到的摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与运动的速度无关,所以当t=7s时,物体A做减速直线运动,受到的摩擦力仍为6N;由图丙知,物体A做匀速直线运动,且v=3m/s,由v= $\frac{s}{t}$得,物体运动的距离s=vt=3m/s×3s=9m,则克服摩擦力做的功W=fs=6N×9m=54J.

9. (2024·广东广州从化区期末)如图所示,用水平向右的拉力拉着同一个物体在不同水平面上做直线运动,分别经过A、B、C、D四个点.在AB段用力$F_1= 10 N$拉着物体以$v_1$做匀速直线运动,物体所受摩擦力为$f_1,$移动的距离$s_1= 10 cm,$用时$t_1= 4 s;$在CD段用力$F_2= 15 N$拉着物体以$v_2$做匀速直线运动,物体所受摩擦力为$f_2,$移动的距离$s_2= 20 cm,$用时$t_2= 8 s.$

(1)比较在AB和CD段的速度和摩擦力大小关系,则$v_1$=$v_2,f_1$＜$f_2.($填“＞”“=”或“＜”)
(2)物体从C点运动到D点$,F_2$做的功为3J,物体所受重力做的功为0J.

答案： 9.
(1)= ＜
(2)3 0 [解析]
(1)AB和CD段的速度分别为v_{AB}= $\frac{s_{1}}{t_{1}}$= $\frac{10cm}{4s}$=2.5cm/s,v_{CD}= $\frac{s_{2}}{t_{2}}$= $\frac{20cm}{8s}$=2.5cm/s,则v_{AB}=v_{CD},在AB段用力F₁=10N拉着物体以v₁做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,物体所受摩擦力f₁=F₁=10N,在CD段用力F₂=15N拉着物体以v₂做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,物体所受摩擦力f₂=F₂=15N,则f₁＜f₂.
(2)物体从C点运动到D点,F₂做的功W₂=F₂s₂=15N×0.2m=3J,物体在重力的方向上没有移动距离,所以物体所受重力做的功为0.

10. 跨学科 图像中面积的物理含义 我们计算做功的时候,除了应用公式来求解功外,还可以画出物体受力F与在力的方向移动的距离s的图像,如图甲所示,用图像下方的面积来表示力F做的功,若力与距离的关系满足F= ks或F= ks+b(k≠0),则图像下方的三角形或梯形面积都可以作为做功的值.如图乙所示,用铁锤把小钉钉入木板,设木板对小钉的阻力与钉进的深度成正比,已知第一次钉子克服阻力做的功为W,将钉子钉进的深度为d,如果第二次敲钉子时将钉子钉进的深度又为d,则第二次钉子克服阻力做功为3W(用题目中所给物理量符号表示).

答案： 10.3W [解析]由题意可知,阻力f与深度d成正比,f - d图像如图所示,则f=kd,如果第二次敲钉子时将钉子钉进的深度又为d,则d'=2d,f'=kd'=k×2d=2kd=2f.利用图像下方的三角形或梯形面积作为做功的值,第一次钉子克服阻力做功为W= $\frac{1}{2}$fd,第二次钉子克服阻力做功为W'= $\frac{1}{2}$(f'+f)(d'-d)= $\frac{1}{2}$(2f+f)(2d - d)= $\frac{1}{2}$×3f×d= $\frac{3}{2}$fd=3W.归纳总结 关于变力做功问题,因为阻力与深度成正比,力是变力,可以应用f - d图像分析答题;也可以求出力的平均值,利用功的计算公式求解.

11. 如图甲所示,用弹簧测力计将水平桌面上的钩码向上缓慢提升,弹簧测力计的示数F与弹簧测力计上升的高度h之间的关系图像如图乙所示.根据其F-h关系图像可知:钩码所受重力为4.5N;在h由0增大到5 cm的过程中,钩码对桌面的压力是减小(填“增大”“减小”或“不变”)的,在h由6 cm增大到16 cm的过程中,弹簧测力计的拉力对钩码所做的功是0.45J,克服重力做的功是0.45J.

答案： 11.4.5 减小 0.45 0.45 [解析]钩码离开桌面后弹簧测力计的示数不再变化,此时示数即为钩码所受重力大小,故由图乙可知钩码所受的重力为4.5N;由图乙知,当h由0增大到5cm过程中,弹簧测力计的示数不断变大,即钩码受到的拉力变大,根据力的平衡条件和力的相互性可知,钩码对桌面的压力F_{压}=F_{支}=G - F_{拉},所以钩码对桌面的压力是减小的;由图乙可知,当h由6cm增大到16cm,钩码上升的高度h=16cm - 6cm=10cm=0.1m,则弹簧测力计对钩码所做的功W=F_{拉}h=4.5N×0.1m=0.45J;由于钩码向上运动,则需要克服重力所做的功W'=Gh=4.5N×0.1m=0.45J.