《2025年名校课堂九年级物理上册沪粤版江西专版》

11. 如图甲所示,用滑轮组将重为90N的物体匀速提起,图乙是拉力$F$与绳子自由端移动距离$s$的关系图像,不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是总功(填“总功”“有用功”或“额外功”),该滑轮组的机械效率为60%。

答案： 总功 60%

12. 如图所示是一款新型智能航拍无人机,机身总质量2kg,小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m,接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m,无人机在上升过程中需要克服重力做功960J,在整个飞行过程中克服重力做功的功率为12W。($g$取10N/kg)

答案： 960 12

13. 如图所示,小明用大小为100N、竖直向上的拉力$F$在2s内将重力为160N的木箱匀速提升1m。提升过程中,以小明为参照物,木箱是运动的。不计绳重和摩擦,拉力$F$的功率为100W,动滑轮的机械效率为80%,动滑轮的重力为40N。

答案： 运动 100 80% 40

14. (2024·广西)一艘货轮在长江某河段行驶,50s内匀速通过200m的路程,其牵引力为$5×10^{5}$N,求:
(1) 货轮行驶的速度;
(2) 牵引力做的功;
(3) 牵引力的功率。

答案： 14.解:
(1)货轮行驶的速度:$v=\frac{s}{t}=\frac{200\ m}{50\ s}=4\ m/s$
(2)牵引力做的功:
$W=Fs=5× 10^{5}\ N×200\ m=1× 10^{8}\ J$
(3)牵引力的功率:$P=\frac{W}{t}=\frac{1× 10^{8}\ J}{50\ s}=2× 10^{6}\ W$

15. 如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,重为600N的工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速上升。在这个过程中,人施加的拉力$F$为200N,两个滑轮质量相等,不计滑轮组的绳重和摩擦。求:
(1) 动滑轮受到的重力;
(2) 若绳子能承受的最大拉力为900N,使用过程中该滑轮组最大的机械效率为多少。(结果精确到0.1%)

答案： 15.解:
(1)图中连接动滑轮的绳子股数$n=2$,动滑轮重:
$G_{动}=2F-G=2×200\ N-300\ N=100\ N$
(2)因为人能施加的最大拉力等于体重为600 N,所以当绳子拉力为600 N时,滑轮组的机械效率最大,此时物体的重力:$G'=2F'-G_{动}=2×600\ N-100\ N=1\ 100\ N$
因为滑轮组的机械效率:
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{Gh}{Fnh}×100\%=\frac{G}{nF}×100\%$
所以滑轮组最大的机械效率:
$\eta=\frac{G'}{nF'}×100\%=\frac{1\ 100\ N}{2×600\ N}×100\%\approx91.7\%$