《2025年初中必刷题九年级物理上册苏科版》

1[2025山东滨州期末,中]如图所示,杠杆MN可绕O点转动,A、B、C、D是四个吊环,O点到B环所在竖直直线的距离为O点到D环所在竖直直线的距离的一半,父子俩在吊环上做游戏,质量为40kg的儿子抓着B环双脚离地,父亲站在地面上抓着D环(g取10N/kg)。
(1)若不计杠杆和吊环的重力以及转轴间的摩擦,为使杠杆在水平位置平衡,父亲要用多大的力竖直向下拉吊环D?
(2)若父亲实际使用竖直向下的拉力为250N,在4s内将儿子匀速拉高了0.4m,则父亲做了多少功?[三角分别相等的两个三角形为相似三角形(三角形中两个角相等即三个角相等),相似三角形对应的边成比例]
(3)(2)中父亲提升儿子的过程中,该器材的机械效率为多少?

答案： 1.【解】
(1)设父亲竖直向下的拉力为F1，已知OB'=1/2OD'，根据杠杆平衡条件可得F1×OD'=mg×OB'，则F1=(40kg×10N/kg×1/2OD')/OD'=200N。
(2)根据数学知识可得，s父亲/s儿子=OD'/OB'=2，所以，父亲拉力端移动的距离s父亲=2s儿子=0.8m，父亲做的功W总=F1s父亲=250N×0.8m=200J。
(3)
(2)中父亲用该器材提升儿子的过程中，所做的有用功W有用=Gs儿子=mgs儿子=40kg×10N/kg×0.4m=160J，该器材的机械效率η=W有用/W总×100%=160J/200J×100%=80%。

2[2023四川眉山中考,中]如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知重物重力$G_{物}= 1000N$,动滑轮重力$G_{动}= 200N$。在工人用力F作用下,重物匀速上升,30s达到规定高度6m处。不计绳重和机械之间的摩擦。
(1)求拉力做功的功率。
(2)求滑轮组的机械效率。(结果保留到0.1%)
(3)若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,则该重物的重力是多少?

答案： 2.【解】
(1)有用功为W有用=G物h=1000N×6m=6000J；额外功为W额=G动h=200N×6m=1200J；不计绳重和机械之间的摩擦，总功为W总=W有用+W额=6000J+1200J=7200J；拉力做功的功率为P=W总/t=7200J/30s=240W。
(2)滑轮组的机械效率为η=W有用/W总×100%=6000J/7200J≈83.3%。
(3)不计绳重和机械之间的摩擦，根据η=W有用/W总×100%=(G物h)/(G物h+G动h)×100%=G物/(G物+G动)×100%可知，机械效率达到90%时，有90%=G物/(G物+200N)，解得G物=1800N。

3[2024广东东莞调研,中]如图甲所示,用滑轮组提升重为600N的物体,物体在拉力F的作用下20s内匀速上升了8m。此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求:
(1)拉力F的功率;
(2)滑轮组的机械效率。

答案： 3.【解】
(1)由图乙知，20s内拉力做的总功为W=6000J，所以拉力F的功率为P=W/t=6000J/20s=300W；
(2)克服物体的重力做的有用功为W有用=Gh=600N×8m=4800J，滑轮组的机械效率为η=W有用/W×100%=4800J/6000J×100%=80%。