《2025年金钥匙课时学案作业本九年级物理上册苏科版》

1.(2024·南通)如图,工人用330 N的拉力,使用定滑轮将质量为30 kg的物体在6 s内匀速吊起3 m,g取10 N/kg。求：
(1)物体上升的速度。
(2)工人做功的功率。
(3)定滑轮的机械效率。

答案： （1）物体上升的速度$v=\frac{h}{t}=\frac{3\ m}{6\ s}=0.5\ m/s$ （2）使用定滑轮,拉力端移动距离$s=h=3\ m$,拉力做的总功$W_{总}=Fs=330\ N × 3\ m=990\ J$;拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{990\ J}{6\ s}=165\ W$ （3）物体重力$G=mg=30\ kg × 10\ N/kg=300\ N$,克服物体重力做的有用功$W_{有用}=Gh=300\ N × 3\ m=900\ J$,定滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}× 100\%=\frac{900\ J}{990\ J}× 100\%\approx90.9\%$

2.(2024·南通如东期中)如图所示,工人用250 N的力F将重为400 N的物体在10 s内匀速提升2 m,求：
(1)动滑轮对重物所做的有用功。
(2)拉力F的功率。
(3)动滑轮的机械效率。

答案： （1）动滑轮对重物所做的有用功即拉力做的有用功$W_{有用}=Gh=400\ N × 2\ m=800\ J$ （2）绳端移动的距离$s=nh=2 × 2\ m=4\ m$,拉力做的功$W_{总}=Fs=250\ N × 4\ m=1000\ J$,拉力$F$的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{1000\ J}{10\ s}=100\ W$ （3）动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}× 100\%=\frac{800\ J}{1000\ J}× 100\% =80\%$

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180 N的物体匀速提升0.2 m,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$G_{木棒}=\frac{W_{额外}}{h'}=\frac{4\ J}{0.4\ m}=10\ N$