《2025年课时训练九年级物理上册苏科版江苏人民出版社》

9 (2024·宿迁宿城区期末)小文分别采用图中甲、乙两种方式,将重为300N的货物从地面匀速搬运到同一辆汽车上,乙方式中对货物的拉力F= 200N平行于斜面.

(1)两方式中对货物所做有用功分别为W甲、W乙,则W甲= ______J,W甲______(填“＞”“=”或“＜”)W乙.
(2)乙方式中,拉力所做的功为______J,机械效率η乙= ______.

答案：
(1)300 =
(2)500 60%

10 如图所示是一个轻质杠杆(不计自重)的示意图,O是转动轴,不计绳重及摩擦,挂在OA中点B处的物体重力为150N,在竖直向上的拉力F作用下物体以0.01m/s速度上升.下列说法错误的是( ).

A.拉力F= 75N
B.拉力F做功的功率是0.75W
C.该杠杆的机械效率是100%
D.杠杆转动到虚线位置的过程中,拉力F保持不变

答案： B [解析]此杠杆绕O点转动,中点B处的物体重力为阻力,阻力F2=G=150 N,A点拉力的方向始终竖直向上,阻力方向与物体重力方向相同始终竖直向下,所以动力臂与阻力臂之比l1l2=OAOB=21,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,可得F1=l2l1×F2=12×150 N=75 N,故A、D正确;v1=2v2=2×0.01 m/s=0.02 m/s,根据功率公式得P=Wt=F1st=F1v1=75 N×0.02 m/s=1.5 W,故B错误;杠杆是轻质杠杆,不计自重,所以机械效率η=Gl2F1l1×100%=100%,故C正确.

11 建筑工地用相同的吊篮运送水泥,第一次运20包水泥,所做额外功为W1,机械效率为η1；第二次运10包水泥且将其提升了相同的高度,所做额外功为W2,机械效率为η2,两次相比(不计绳重与摩擦),W1______W2,η1______η2.(填“＞”“＜”或“=”)

答案： = ＞ [解析]不计绳重与摩擦,额外功等于吊篮的重力乘以提升高度,吊篮的重力和提升高度都相等,所以额外功相等;第一次运20包水泥,第二次运10包水泥,第一次所做有用功要多,在额外功相等的情况下,由η=W有用W总×100%=W有用W有用+W额外×100%可知,有用功多的机械效率高.

12 (2024·苏州中考)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为5t.起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%.不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10N/kg.求：
(1)克服钢板重力做的功W有用；
(2)钢丝绳的拉力F；
(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数).

答案：
(1)3.6×105 J
(2)1.25×104 N
(3)84.7%
[解析]本题考查功的计算和滑轮组的机械效率.
(1)钢板的重力为G物=m物g=3600 kg×10 N/kg=3.6×104 N,克服钢板重力做的功W有用=G物h=3.6×104 N×10 m=3.6×105 J.
(2)由η=W有用W总×100%变形可得,拉力F做的总功W总=W有用η=3.6×105J80%=4.5×105 J,由图可知,滑轮组中承担总重的绳子段数为n=4,则绳端移动的距离为s=nh=4×10 m=40 m,由W总=Fs变形可得,拉力F为F=W总s=4.5×105J40m=1.25×104 N.
(3)在提升钢板时做的额外功为W额外=W总-W有用=4.5×105 J-3.6×105 J=9×104 J,由于不计绳重和摩擦,则由W额外=G动h,可得动滑轮重为G动=W额外h=9×104J10m=9000 N,滑轮组满载时被提升物体的重力为G物'=m物'g=5×103 kg×10 N/kg=5×104 N,滑轮组满载时的机械效率η'=W有用'W总'×100%=G物'hG物'h+G动h×100%=G物'G物'+G动×100%=5×104N5×104N+9000N×100%≈84.7%.
素养考向 同一个滑轮组,当被提升物体重力改变时,滑轮组的机械效率也随之改变,此类问题会有"不计绳重和摩擦"这个条件,这类问题首先要根据原来的有用功、总功求出额外功,再根据W额外=G动h变形求出动滑轮重,然后根据η=W有用W总×100%=G物G物+G动×100%求出被提升物体重力改变时滑轮组的机械效率.