《2025年金钥匙提优训练课课练九年级物理上册苏科版徐州专版》

1. (2024·沛县校级期中)如图所示，小明用动滑轮在5s时间内将重为80N的物体竖直向上匀速提升了1m，施加的力F为50N。则：
(1) 绳端移动的速度是多少？
(2) 拉力F做功的功率为多少？
(3) 提升该物体时动滑轮的机械效率是多少？

答案： （1）由图知，使用动滑轮时，$n = 2$，绳端移动的距离$s = 2h = 2 × 1\ m = 2\ m$，绳端移动的速度$v = \frac{s}{t} = \frac{2\ m}{5\ s} = 0.4\ m/s$ （2）拉力$F$做的功$W_{总} = Fs = 50\ N × 2\ m = 100\ J$，拉力做功的功率$P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{100\ J}{5\ s} = 20\ W$ （3）有用功$W_{有用} = Gh = 80\ N × 1\ m = 80\ J$，动滑轮的机械效率$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{80\ J}{100\ J} × 100\% = 80\%$

2. (2024·徐州模拟)如图，小明拉着质量为30kg的木箱匀速经过一段长度s=3m、高度h=1m的斜坡路面，若此过程拉力F方向沿斜面向上，大小为125N。求：(g取10N/kg)
(1) 斜面的机械效率。
(2) 木箱与斜面之间的摩擦力。

答案： （1）小明对木箱做的有用功$W_{有用} = Gh = mgh = 30\ kg × 10\ N/kg × 1\ m = 300\ J$；拉力做的总功$W_{总} = Fs = 125\ N × 3\ m = 375\ J$，斜面的机械效率$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{300\ J}{375\ J} × 100\% = 80\%$
（2）额外功$W_{额外} = W_{总} - W_{有用} = 375\ J - 300\ J = 75\ J$，由$W_{额外} = fs$可知，木箱与斜面之间的摩擦力$f = \frac{W_{额外}}{s} = \frac{75\ J}{3\ m} = 25\ N$

3. 如图所示为一根均匀的细木棒OC，OA=$\frac{1}{4}$OC，B为OC的中点。小明在C点施加始终竖直向上的拉力F将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，细木棒的机械效率为90%，不计摩擦和绳子重。求：
(1) 提升该物体做的有用功。
(2) 拉力F所做的功。
(3) 细木棒的重力。

答案： （1）提升该物体做的有用功$W_{有用} = Gh = 180\ N × 0.2\ m = 36\ J$
（2）由$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$可得，拉力$F$所做的功$W_{总} = \frac{W_{有用}}{\eta} = \frac{36\ J}{90\%} = 40\ J$ （3）克服细木棒重力做的额外功$W_{额外} = W_{总} - W_{有用} = 40\ J - 36\ J = 4\ J$，因为$OA = \frac{1}{4}OC$，$B$为$OC$的中点，所以$OB = 2OA$；当物体上升$0.2\ m$时，$B$点（重心）将上升$h' = 0.4\ m$；不计摩擦和绳子重，由$W_{额外} = G_{木棒}h'$可得，细木棒的重力$G_{木棒} = \frac{W_{额外}}{h'} = \frac{4\ J}{0.4\ m} = 10\ N$