《2025年1课3练单元达标测试九年级物理上册苏科版》

12 甲同学的体重为 600 N,乙同学的体重为 500 N,他们进行登楼比赛,甲跑上五楼用了 30 s,乙跑上五楼用了 24 s,则______同学做的功较多,______同学的功率较大.

答案： 12.甲 乙

13 小艾骑自行车在水平笔直的路上匀速骑行 500 m,所用时间为 100 s.如果自行车受到的牵引力是 100 N,求：
(1)自行车的速度；
(2)牵引力的功率.

答案： 13.
(1)5 m/s
(2)500 W [解析]
(1)自行车的速度$v=\frac{s}{t}=\frac{500\ \text{m}}{100\ \text{s}}=5\ \text{m/s}$.
(2)牵引力的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=100\ \text{N}×5\ \text{m/s}=500\ \text{W}$.

14 新情境 用健腹轮健身 健腹轮是一种健身器材,使用时可将膝盖跪在垫上,双手紧握健腹手柄,向前推动健腹轮至身体水平于地面,然后回收归位,反复操作,如图所示.问：

(1)体重为 500 N 的人,身体从状态 1 到状态 2 的过程中,其重心下降 30 cm,则重力做功为多少？
(2)若每分钟可以做 30 个这样的运动,每次重心上升的高度和下降相同,完成一个运动要做功两次,则运动员健身时每分钟做功的平均功率是多少？

答案： 14.
(1)150 J
(2)150 W [解析]
(1)重力所做的功$W=Gh=500\ \text{N}×0.3\ \text{m}=150\ \text{J}$.
(2)运动员每分钟做的总功$W_{\text{总}}=2×150\ \text{J}×30=9000\ \text{J}$,运动员健身时每分钟做功的平均功率$P=\frac{W_{\text{总}}}{t}=\frac{9000\ \text{J}}{60\ \text{s}}=150\ \text{W}$.

15 电梯是高层住宅必备的交通工具.如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成.电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反.对重的质量为 400 kg,空轿厢的质量是 500 kg,额定载重量是 1000 kg,某次电梯满载上升时的 v-t 图像如图乙所示.不计钢丝绳重力和一切摩擦,g 取 10 N/kg.问：

(1)电梯匀速上升的高度是多少？
(2)电梯匀速运动阶段,对重的重力做的功是多少？
(3)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？

答案： 15.
(1)12 m
(2)$4.8×10^{4}\ \text{J}$
(3)$2.2×10^{4}\ \text{W}$ [解析]
(1)由图乙可知,匀速时$v=2\ \text{m/s}$,匀速运动的时间$t=6\ \text{s}$,由$v=\frac{s}{t}$得,电梯匀速上升的高度$h=vt=2\ \text{m/s}×6\ \text{s}=12\ \text{m}$.
(2)对重的重力$G_{\text{对重}}=m_{\text{对重}}g=400\ \text{kg}×10\ \text{N/kg}=4×10^{3}\ \text{N}$,由图甲可知,对重通过定滑轮与轿厢连接,故对重下降高度$h'=h=12\ \text{m}$,对重的重力做的功$W_{\text{对重}}=G_{\text{对重}}h'=4×10^{3}\ \text{N}×12\ \text{m}=4.8×10^{4}\ \text{J}$.→使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但可以改变力的方向
(3)由力的平衡知,$G_{\text{对重}}+F=G_{\text{轿厢}}+G_{\text{额定载重}}$,故电动机钢丝绳对轿厢的拉力$F=G_{\text{轿厢}}+G_{\text{额定载重}}-G_{\text{对重}}=(500+1000-400)\ \text{kg}×10\ \text{N/kg}=1.1×10^{4}\ \text{N}$,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=1.1×10^{4}\ \text{N}×2\ \text{m/s}=2.2×10^{4}\ \text{W}$.