《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·苏州期末)如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车,如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识,下列说法错误的是 (C)


A.图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合
B.图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度
C.图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合
D.图乙中的定滑轮改变了施力方向

答案： 1. C

2. (2024·新乡获嘉模拟)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 80 g 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 30 cm，“炮轴”到细线的距离为 10 cm，金属环与手指的接触面积是 25 mm²。不计模型自重及摩擦，g 取 10 N/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(运动/静止)的。
(2) 勺子所受压力及手指所受压强是多少?
(3) 调试模型发射时，“炮梢”从水平位置顺时针旋转了 30°，该过程克服铜块重力做了多少功?

答案： 2.
(1)杠杆 运动
(2)铜块的质量m = 80g = 0.08kg；勺子所受压力F = G = mg = 0.08kg×10N/kg = 0.8N；手指竖直向下拉动金属环，手的拉力是动力F₁，勺子所受压力F为阻力，根据杠杆平衡条件，F₁×l₁ = F×l₂，$F₁ = \frac{F×l₂}{l₁} = \frac{0.8N×30cm}{10cm} = 2.4N，$金属环与手指的接触面积S = 25mm² = 2.5×10⁻⁵m²，手指所受压强$p = \frac{F₁}{S} = \frac{2.4N}{2.5×10⁻⁵m²} = 9.6×10⁴Pa (3)“$炮梢”从水平位置顺时针旋转了30°，利用直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半的性质，铜块升高的高度$h = \frac{1}{2}×30cm = 15cm = 0.15m，$该过程克服铜块重力做功W = Gh = 0.8N×0.15m = 0.12J

3. (2024·重庆开州期末)中国目前已成为世界基建强国,如图甲所示的塔吊是基建的常用设备,其部分结构可简化为如图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为 120 kg,动滑轮的重量为 300 N,在绳子自由端施加拉力 F 后物体在 10 s 内匀速上升 5 m。不计绳重和一切阻力，g 取 10 N/kg。求:
(1) 提升物体时做的有用功。
(2) 10 s 内拉力 F 的功率。
(3) 此时滑轮组的机械效率。

答案： 3.
(1)物体的重力G = mg = 120kg×10N/kg = 1200N，有用功$W_{有用} = Gh = 1200N×5m = 6000J (2)$由图可知n = 3，不计绳重和一切阻力，绳子自由端拉力$F = \frac{1}{n}(G + G_{总}) = \frac{1}{3}×(1200N + 300N) = 500N；$绳子自由端移动的距离s = nh = 3×5m = 15m，拉力所做的功$W_{总} = Fs = 500N×15m = 7500J，$拉力F的功率$P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{7500J}{10s} = 750W (3)$滑轮组的机械效率$η = \frac{W_{有用}}{W_{总}}×100% = \frac{6000J}{7500J}×100% = 80%$