《2025年名校课堂九年级物理全一册沪粤版》

11. 如图甲所示,用滑轮组将重为 $ 90 \, N $ 的物体匀速提起,图乙是拉力 $ F $ 与绳子自由端移动距离 $ s $ 的关系图像,不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 总功 (填“总功”“有用功”或“额外功”),该滑轮组的机械效率为 60％ 。

答案： 总功 60％

12. 如图所示是一款新型智能航拍无人机,机身总质量 $ 2 \, kg $,小李操作该无人机先以 $ 1.2 \, m/s $ 的速度沿竖直方向匀速上升 $ 48 \, m $,接着又以 $ 2 \, m/s $ 的速度沿水平方向匀速飞行 $ 80 \, m $,无人机在上升过程中需要克服重力做功 960 $ J $,在整个飞行过程中克服重力做功的功率为 12 $ W $。($ g $ 取 $ 10 \, N/kg $)

答案： 960 12

13. 如图所示,小明用大小为 $ 100 \, N $、竖直向上的拉力 $ F $ 在 $ 2 \, s $ 内将重力为 $ 160 \, N $ 的木箱匀速提升 $ 1 \, m $。提升过程中,以小明为参照物,木箱是 运动 的。不计绳重和摩擦,拉力 $ F $ 的功率为 100 $ W $,动滑轮的机械效率为 80％,动滑轮的重力为 40 $ N $。

答案： 运动 100 80％ 40

14. (2024·广西)一艘货轮在长江某河段行驶, $ 50 \, s $ 内匀速通过 $ 200 \, m $ 的路程,其牵引力为 $ 5 × 10^{5} \, N $,求:
(1) 货轮行驶的速度;
(2) 牵引力做的功;
(3) 牵引力的功率。

答案：
(1)货轮行驶的速度：$v=\frac{s}{t}=\frac{200m}{50s}=4m/s$
(2)牵引力做的功：
$W=Fs=5×10^{5}N×200m=1×10^{8}J$
(3)牵引力的功率：$P=\frac{W}{t}=\frac{1×10^{8}J}{50s}=2×10^{6}W$

15. 如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,重为 $ 600 \, N $ 的工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使重为 $ 300 \, N $ 的物体以 $ 0.2 \, m/s $ 的速度匀速上升。在这个过程中,人施加的拉力 $ F $ 为 $ 200 \, N $,两个滑轮质量相等,不计滑轮组的绳重和摩擦。求:
(1) 动滑轮受到的重力;
(2) 若绳子能承受的最大拉力为 $ 900 \, N $,使用过程中该滑轮组最大的机械效率为多少。(结果精确到 $ 0.1\% $)

答案：
(1)图中连接动滑轮的绳子股数n=2，动滑轮重：
$G_{动}=2F - G=2×200N - 300N$
=100N
(2)因为人能施加的最大拉力等于体重为600N，所以当绳子拉力为600N时，滑轮组的机械效率最大，此时物体的重力：$G'=2F' - G_{动}=2×600N - 100N=1100N$
因为滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100％=\frac{Gh}{Fs}×100％$
$=\frac{Gh}{Fnh}×100％=\frac{G}{nF}×100％$
所以滑轮组最大的机械效率：
$\eta=\frac{G'}{nF'}×100％=\frac{1100N}{2×600N}×100％≈91.7％$