《2025年综合应用创新题典中点九年级物理上册苏科版》

15. 小红家住 10 楼,每天放学后她都要坐电梯回家。已知小红身体的质量为 40 kg,她的书包质量为 10 kg,她家所住的住宅楼每层高为 3 m。( $ g $ 取 10 N/kg)
(1) 坐电梯匀速从 1 楼到 10 楼,小红对书包做功多少焦耳?
(2) 电梯对小红至少做功多少焦耳?
(3) 某天由于停电,小红走楼梯步行上楼,每层楼高及楼梯的长度如图所示,她从 1 楼上到 10 楼,克服重力做的总功是多少焦耳?

答案： 【解】
(1)从1楼到10楼，小红通过的竖直高度h=3 m×(10-1)=27 m，书包受到的重力G书包=m书包g=10 kg×10 N/kg=100 N，小红对书包做功W书包=G书包h=100 N×27 m=2 700 J。
(2)小红受到的重力G小红=m小红g=40 kg×10 N/kg=400 N，电梯对小红至少做功W小红=G总h=(G小红+G书包)h=(400 N+100 N)×27 m=13 500 J。
(3)她从1楼上到10楼，克服重力做的总功W总=W小红=13 500 J。

16. 食物也是一种“燃料”,人体内释放出的化学能可为细胞提供生命活动所需的能量。过量饮食和为了“瘦身”而盲目节食,对青少年的健康都不利。下表是青少年每天正常生活需要的热量。
| 年龄 | 青少年每天生活所需的热量 |
| 13~15 岁 | $ 1.0 × 10^{7} $ J |
(1) 某款巧克力的营养成分表上标有“每 100 g 能量 2 000 kJ”,初中生每天最多可以通过巧克力摄入青少年每天生活所需的热量的 10%的能量,则每天可以吃多少克的巧克力?
(2) 人体摄入过多的能量往往通过运动消耗掉,小华同学吃了一块净含量为 75 g 的上述巧克力,如果他从巧克力获得能量的 20%用于克服重力做功,则他要爬多少层楼才能消耗掉? (每层楼高 3 m,小华质量为 50 kg, $ g $ 取 10 N/kg)

答案： 【解】
(1)巧克力的营养成分表上标有“每100 g能量2 000 kJ”，初中生每天最多可以通过巧克力摄入的能量E=1.0×10⁷ J×10%=1.0×10⁶ J，初中生每天可以吃这种巧克力的质量m巧克力=1.0×10⁶ J/(2 000 kJ/100 g)=50 g。
(2)吃一块净含量为75 g的题述巧克力获得的能量Q=2 000 kJ/100 g×75 g=1 500 kJ=1.5×10⁶ J，步行上一层楼做的功W=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×3 m=1 500 J，所以，他要爬楼的层数n=(1.5×10⁶ J×20%)/1 500 J=200(层)。