《2025年新课程示径学案作业设计九年级物理全一册苏科版》

1. 使用机械是有代价的,生活中不存在(选填“存在”或“不存在”)机械效率大于等于 1 的机械.

答案： 不存在

1. 用定滑轮匀速提升质量为 10 kg 的物体,所用的拉力为 110 N,物体在 2 s 内升高 0.5 m.此过程中的有用功是50J,定滑轮的机械效率是90.9%(结果精确到 0.1%),拉力的功率是27.5W.(g 取 10 N/kg)

答案： 1. 有用功：$W_{有}=Gh=mgh=10\ kg × 10\ N/kg × 0.5\ m=50\ J$
2. 总功：$W_{总}=Fs=Fh=110\ N × 0.5\ m=55\ J$
机械效率：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{50\ J}{55\ J} × 100\%\approx90.9\%$
3. 拉力的功率：$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{55\ J}{2\ s}=27.5\ W$
50；90.9；27.5

2. 如图,在斜面上将一个质量为 0.4 kg 的物体,从底端沿斜面匀速拉到顶端,所用时间为 4 s,斜面长 $ s = 1 $m,高 $ h = 0.2 $m,该斜面的机械效率为80%,则拉力所做的总功是1J,总功率是____0.25W,物体在斜面上受到的摩擦力是____0.2N.(g 取 10 N/kg)

答案： 1. 有用功：$W_{有}=Gh=mgh=0.4\,kg×10\,N/kg×0.2\,m=0.8\,J$
2. 总功：由$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$得$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta}=\frac{0.8\,J}{80\%}=1\,J$
3. 总功率：$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{1\,J}{4\,s}=0.25\,W$
4. 额外功：$W_{额}=W_{总}-W_{有}=1\,J-0.8\,J=0.2\,J$
5. 摩擦力：由$W_{额}=fs$得$f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{0.2\,J}{1\,m}=0.2\,N$
1；0.25；0.2

3. 如图,一根均匀的细木棒 $ OC $ 中 $ OA= \frac{1}{4}OC $, $ B $ 为 $ OC $ 的中点,在 $ C $ 点施力将挂在 $ A $ 点的重 180 N 的物体绕 $ O $ 点匀速提升 0.2 m,木棒的机械效率为90%,提升该物体做的有用功是____36J,细木棒重____10N(不计摩擦).仅将物体的悬挂点从 $ A $ 移到 $ B $,若物体被提升的高度相同,则杠杆的机械效率将____增大(选填“增大”“不变”或“减小”).

答案： 36；10；增大
1. 有用功：$W_{有}=Gh=180\,N×0.2\,m=36\,J$。
2. 总功：$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta}=\frac{36\,J}{0.9}=40\,J$，额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=40\,J-36\,J=4\,J$。设$OC=L$，则$OA=\frac{L}{4}$，木棒重心在$OC$中点，距$O$点$\frac{L}{2}$。物体上升$h=0.2\,m$时，$A$点上升高度为$h$，由几何关系，重心上升高度$h_{木}=\frac{\frac{L}{2}}{\frac{L}{4}}× h=2h=0.4\,m$。由$W_{额}=G_{木}h_{木}$得$G_{木}=\frac{W_{额}}{h_{木}}=\frac{4\,J}{0.4\,m}=10\,N$。
3. 挂点移至$B$（$OB=\frac{L}{2}$），物体上升高度$h$不变，$OB$增大，杠杆转动角度减小，重心上升高度减小，额外功减小，总功减小，$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$增大。