《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版提优版》

5. (2024·扬州邗江模拟)如图所示,晾衣架给日常生活带来许多便利,转动手摇器能使横杆上升或下降。

(1)安装在天花板上的简单机械应该是定滑轮,使用一段时间后,对手摇器的转轴添加润滑剂,目的是减小摩擦。
(2)用30s的时间将挂在晾衣架上重为30N的衣服升高1.5m,此过程对衣服做功的功率为1.5W。
(3)由于使用不当,造成晾衣架右侧钢丝绳受损,最多只能承受15N的力,左侧钢丝绳能正常使用,晾衣架的横杆上有11个小孔,相邻两孔间的距离均为20cm,通过计算发现不能(填“能”或“不能”)将一件重20N的衣服挂在第10个孔上。
(4)除更换右侧钢丝绳外,请再提出一种能继续晾晒衣服的方案:衣服不挂在第9、10、11三个孔上。

答案： （1）定滑轮 减小摩擦 （2）1.5 （3）不能 （4）衣服不挂在第9、10、11三个孔上 提示:
(1)安装在天花板上的简单机械是定滑轮,使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向;对手摇器的转轴添加润滑剂,使接触面彼此分离,从而减小摩擦。（2）对衣服做功$W=Gh=30N×1.5m=45J$,对衣服做功的功率$P=\frac {W}{t}=\frac {45J}{30s}=1.5W$。（3）晾衣架可以看作是一个杠杆,由于左侧钢丝绳能正常使用,则左侧钢丝绳与晾衣架的连接处为杠杆的支点,即第1个孔处,则$L_{1}=20cm×(11-1)=200cm$,衣服挂在第10个孔上,则悬挂点到支点的距离$L_{2}=20cm×(10-1)=180cm$,$F_{1}=\frac {F_{2}L_{2}}{L_{1}}=\frac {20N×180cm}{200cm}=18N＞15N$,故不能将一件重20N的衣服挂在第10个孔上。（4）由于晾衣架右侧钢丝绳最多只能承受15N的力,$L_{2}'=\frac {F_{1}'L_{1}}{F_{2}}=\frac {15N×200cm}{20N}=150cm$,由于相邻两孔同的距离均为20cm,故只要衣服不挂在第9、10、11三个孔上就可以。

6. (2024·无锡锡山月考)小明制作了如图所示的由动滑轮与斜面组合而成的机械模型,他想探究该机械模型的机械效率与哪些因素有关。

【问题】小明提出了如下猜想:
猜想一:该机械模型的机械效率可能与被提升的物重有关。
猜想二:该机械模型的机械效率可能与动滑轮的自重有关。
请你再帮他提出一个猜想三:该机械模型的机械效率可能与斜面倾斜程度有关。
【证据】为了验证猜想一、二,小明进行了三次实验,分别测量了表中数据,并计算出每次的机械效率,记录数据在表格中:
|实验/次|动滑轮重$G_{1}/N$|被提升物重$G_{2}/N$|斜面的高度$h/cm$|绳自由端拉力$F/N$|绳自由端移动距离$s/cm$|机械效率$\eta$|
|1|0.2|2|6|0.8|20|75%|
|2|0.2|4|6|1.4|20|85.7%|
|3|0.4|2|6|0.9|20|66.7%|
【解释】小明通过上述实验数据,得出实验结论:
由实验1、2可以得出:当动滑轮自重相同时,被提升的物重越大,该机械模型的机械效率越大。
由实验1、3(填序号)可以得出:当被提升的物重相同时,动滑轮自重越大,该机械模型的机械效率越小。
【交流】小组成员讨论后,认为实验结论仍不够可靠,因为实验结论不具有普遍性。

答案： 斜面倾斜程度 越大 1、3 实验结论不具有普遍性 提示:猜想一和猜想二是针对动滑轮而言,猜想三可针对斜面的影响因素提出,即该机械模型的机械效率可能与斜面倾斜程度或与斜面的粗糙程度有关。1、2两次实验中,$G_{动}$相等,第2次实验中$G_{物}$较大,η较大,可得出结论;探究机械效率与$G_{物}$的关系时,保持$G_{动}$相同,改变$G_{物}$,选择表中1、3两次实验。只做一次实验就得出结论,不具有普遍性。

7. 如图所示,小强利用一次性筷子、勺子、细线、金属环等制作了古人常用的弹射武器——抛石机模型。用质量为80g的实心正方体铜块作为“炮弹”,手指竖直向下拉动金属环,使“炮梢”水平静止,此时“炮轴”到铜块重心的距离为30cm,“炮轴”到细线的距离为10cm,金属环与手指的接触面积是$25mm^2。$不计模型自重及摩擦,g取10N/kg。
(1)抛石机实质是一个杠杆(填简单机械名称);抛出的炮弹对于炮轴来说是运动(填“运动”或“静止”)的。
(2)勺子所受压力及手指所受压强是多少?
勺子所受压力为0.8N，手指所受压强是$9.6×10^{4}Pa$。
(3)调试模型发射时,“炮梢”从水平位置顺时针旋转了30°,该过程中克服铜块重力做了多少功?
该过程中克服铜块重力做了0.12J的功。

答案： （1）杠杆 运动 （2）0.8 N $9.6×10^{4}Pa$ （3）0.12 J 提示:
(1)抛石机实质是一个杠杆;以炮轴为参照物,炮弹位置发生变化,炮弹是运动的。（2）勺子所受压力$F=G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N$,手的拉力是动力$F_{1}$,勺子所受压力F为阻力,根据杠杆平衡条件,$F_{1}=\frac {Fl_{2}}{l_{1}}=\frac {0.8N×30cm}{10cm}=2.4N$,手指所受压强$p=\frac {F_{1}}{S}=\frac {2.4N}{25×10^{-6}m^{2}}=9.6×10^{4}Pa$。（3）根据几何知识,铜块升高高度$h=\frac {1}{2}×30cm=15cm=0.15m$,$W=Gh=0.8N×0.15m=0.12J$。