《2025年1课3练单元达标测试九年级物理上册苏科版》

1 如图所示,物体在相同力 F 的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离 s,力 F 做的功分别为$W_1、$$W_2、$$W_3,$则$ W_1______W_2______W_3.($填“＞”“=”或“＜”)

答案： === [解析]由题知,物体受到的力大小相同,沿力的方向移动的距离相同,根据W=Fs可知,力F做的功W₁=W₂=W₃.

2 吊车的钢索拉着货物竖直向上运动,如图所示是货物上升的路程 s 随时间 t 变化的图像.不考虑空气的阻力和钢索受到的重力,在 4 s 和10 s 时钢索拉力的功率之比是 P:P'= ______.

答案： 3:1 [解析]由图可知,0~6s内和6~12s内物体以不同的速度做匀速直线运动,在0~6s内通过的路程是3m,速度v₁=s₁/t₁=3m/6s=0.5m/s,在6~12s内通过的路程为1m,速度v₂=s₂/t₂=1m/6s=1/6m/s,不考虑空气的阻力和钢索受到的重力,钢索的拉力与货物的重力平衡,大小相等,根据P=W/t=Fs/t=Fv可得,在4s和10s时钢索拉力的功率之比P:P'=Gv₁:Gv₂=v₁:v₂=0.5m/s:1/6m/s=3:1.

3 物体只在重力作用下从静止开始下落,叫自由落体,如图所示是自由落体运动的频闪照片,频闪时间间隔为 0.03 s.如果物体在 AB 段重力做功为$ W_1,$做功功率为$ P_1,$在 BC 段重力做功为$ W_2,$做功功率为$ P_2,$则$ W_1______W_2,P_1______P_2.($填“＞”“=”或“＜”)

答案： ＜＜ [解析]自由落体运动是加速下落,故相同时间内AB＜BC,物体的重力G不变,所以根据W=Gh知,W₁＜W₂;物体通过AB和BC段的时间相等,所以根据P=W/t可知P₁＜P₂.

4 如图所示,在斜面上将一个重为 4.5 N 的物体匀速拉到高处,共用了 3 s,沿斜面向上的拉力为 1.8 N,斜面长为 1.2 m,高为 0.3 m.此过程中克服物体重力做的功为______J;拉力做功的功率为______W.

答案： 1.35 0.72 [解析]拉物体沿斜面上升时克服物体重力做的功为W_G=Gh=4.5N×0.3m=1.35J;拉力做的功为W=Fs=1.8N×1.2m=2.16J,拉力做功的功率P=W/t=2.16J/3s=0.72W.

5 新情境 智能送餐机器人的功率计算 第 19 届亚运会在杭州市隆重举行,本届亚运会各种自动化科技应用悉数亮相,机器人技术成亮点.如图所示是一款智能送餐机器人,重力是 300 N,如果机器人在水平路面上以 0.4 m/s 的速度沿直线匀速运动 10 m,它所受到的阻力为 100 N.则机器人的重力做功______J.牵引力对机器人做功______J,功率为______W.

答案： 0 1000 40 [解析]由于机器人在水平路面上做匀速直线运动,没有在重力的方向上移动距离,由做功的两个必要条件可知,此过程中机器人的重力没有做功,即机器人的重力做功为0J.机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动,处于平衡状态,受到平衡力的作用,所以机器人所受的牵引力F=f=100N,则牵引力对机器人做功W=Fs=100N×10m=1000J.牵引力对机器人做功的功率P=W/t=Fs/t=Fv=100N×0.4m/s=40W.

6 如图所示为某路段的示意图,水平路面 AB= 200 m、斜坡 BC= 120 m、坡高 CD= 6 m,有一辆装载货物后总质量 m= 5 t 的货车,当它以恒定功率$ P_1= 1.5×10^4 W $在 AB 段行驶时,用时$ t_1= 20 s,$以恒定功率$ P_2 $在 BC 段匀速直线行驶时,用时$ t_2= 16 s,$货车在 AB 段和 BC 段行驶时受到的阻力大小相同,g 取10 N/kg,求:
(1)货车行驶时受到的阻力;
(2)货车通过 BC 段时克服重力做的功;
(3)货车通过 BC 段时,牵引力做功的功率$ P_2.$

答案：
(1)1500N
(2)3×10⁵J
(3)3×10⁴W [解析]
(1)货车在AB段匀速直线行驶时的速度v₁=s₁/t₁=200m/20s=10m/s,由P=W/t=Fs/t=Fv可知,货车在AB段行驶时受到的牵引力F=P₁/v₁=1.5×10⁴W/10m/s=1500N;货车匀速直线行驶,受力平衡,阻力f=F=1500N.
(2)货车的总重力G=mg=5×10³kg×10N/kg=5×10⁴N,货车通过BC段时克服重力做的功W_G=Gh=5×10⁴N×6m=3×10⁵J.
(3)货车通过BC段时阻力做的功W_f=fs₂=1500N×120m=1.8×10⁵J,货车通过BC段时牵引力做的功W=W_G+W_f=3×10⁵J+1.8×10⁵J=4.8×10⁵J,牵引力做功的功率P₂=W/t₂=4.8×10⁵J/16s=3×10⁴W.

7 无人机从某一高处开始竖直下降,下降过程的s-t 图像如图所示,已知该无人机整机质量是1.6 kg,g 取 10 N/kg.求:
(1)无人机在 0~1 s 内所受向上的阻力大小;
(2)0~4 s 内无人机下降的平均速度;
(3)0~4 s 内无人机重力做功的平均功率.

答案：
(1)16N
(2)3m/s
(3)48W [解析]
(1)无人机在0~1s内的s-t图像是一条倾斜的直线,所以无人机在0~1s内做匀速直线运动,受力平衡,则无人机在0~1s内所受向上的阻力f=G=mg=1.6kg×10N/kg=16N.
(2)由图像可知,0~4s内无人机运动的路程s=12m,则0~4s内无人机下降的平均速度v=s/t=12m/4s=3m/s.
(3)由图像可知,0~4s内无人机下降的高度h=12m,则0~4s内无人机重力做的功W=Gh=16N×12m=192J,重力做功的平均功率P=W/t=192J/4s=48W.