《2025年课时训练九年级物理上册苏科版江苏人民出版社》

12 甲同学的体重为600 N,乙同学的体重为500 N,他们进行登楼比赛,甲跑上五楼用了30 s,乙跑上五楼用了24 s,则______同学做的功较多,______同学的功率较大.

答案： 12.甲 乙

13 小艾骑自行车在水平笔直的路上匀速骑行500 m,所用时间为100 s.如果自行车受到的牵引力是100 N,求：
(1)自行车的速度；
(2)牵引力的功率.

答案： 13.
(1)5 m/s
(2)500 W
[解析]
(1)自行车的速度$v=\frac{s}{t}=\frac{500\ m}{100\ s}=5\ m/s$.
(2)牵引力的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=100\ N×5\ m/s=500\ W$.

14 新情境 用健腹轮健身 健腹轮是一种健身器材,使用时可将膝盖跪在垫上,双手紧握健腹手柄,向前推动健腹轮至身体水平于地面,然后回收归位,反复操作,如图所示.问：

(1)体重为500 N的人,身体从状态1到状态2的过程中,其重心下降30 cm,则重力做功为多少？
(2)若每分钟可以做30个这样的运动,每次重心上升的高度和下降相同,完成一个运动要做功两次,则运动员健身时每分钟做功的平均功率是多少？

答案： 14.
(1)150 J
(2)150 W
[解析]
(1)重力所做的功$W=Gh=500\ N×0.3\ m=150\ J$.
(2)运动员每分钟做的总功$W_{总}=2×150\ J×30=9000\ J$,运动员健身时每分钟做功的平均功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{9000\ J}{60\ s}=150\ W$.

15 电梯是高层住宅必备的交通工具.如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成.电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反.对重的质量为400 kg,空轿厢的质量是500 kg,额定载重量是1000 kg,某次电梯满载上升时的v-t图像如图乙所示.不计钢丝绳重力和一切摩擦,g取10 N/kg.问：

(1)电梯匀速上升的高度是多少？
(2)电梯匀速运动阶段,对重的重力做的功是多少？
(3)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？

答案： 15.
(1)12 m
(2)$4.8× 10^{4}\ J$
(3)$2.2× 10^{4}\ W$
[解析]
(1)由图乙可知,匀速时$v=2\ m/s$,匀速运动的时间$t=6\ s$,由$v=\frac{s}{t}$得,电梯匀速上升的高度$h=vt=2\ m/s×6\ s=12\ m$.
(2)对重的重力$G_{对重}=m_{对重}g=400\ kg×10\ N/kg=4×10^{3}\ N$,由图甲可知,对重通过定滑轮与轿厢连接,故对重下降高度$h'=h=12\ m$,对重的重力做的功$W_{对重}=G_{对重}h'=4×10^{3}\ N×12\ m=4.8× 10^{4}\ J$.
→使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但可以改变力的方向
(3)由力的平衡知,$G_{对重}+F=G_{轿厢}+G_{额定载重}$,故电动机钢丝绳对轿厢的拉力$F=G_{轿厢}+G_{额定载重}-G_{对重}=(500+1000-400)\ kg×10\ N/kg=1.1× 10^{4}\ N$,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=1.1× 10^{4}\ N×2\ m/s=2.2× 10^{4}\ W$.