2026年1课3练单元达标测试九年级物理上册苏科版第29页答案
14 如图甲所示是生活中常用的一款指甲刀,其中AOB部分可视为杠杆,其简化示意图如图乙所示,使用时,将作用在A点的力视为阻力。请你在图乙中画出:
(1)作用在A点的阻力$ F_2 $的示意图。
(2)在B点施加的最小动力$ F_1 $及动力臂$ l_1 $。

答案


14.

解析

【分析】
要解决该作图题,需明确两个要点:一是阻力的判断,二是最小动力的画法。首先,题目明确A点的力为阻力,阻力是阻碍杠杆转动的力,结合指甲刀的使用场景,A点的阻力方向向下;其次,根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小,最长动力臂是支点到动力作用点的距离,即OB,因此动力需垂直于OB,此时动力最小。
【解析】
1. 画阻力$F_2$:在A点,沿竖直向下方向画带箭头的线段,标注$F_2$,即为阻力示意图。
2. 画最小动力$F_1$及动力臂$l_1$:连接支点O和动力作用点B,得到最长动力臂OB;在B点沿垂直于OB向下的方向画带箭头的线段,标注$F_1$;从O点向$F_1$的作用线作垂线,垂线段即为动力臂$l_1$,标注$l_1$。
【答案】

【知识点】
杠杆的力的示意图、最小动力与动力臂
【点评】
本题考查杠杆相关的基础作图,需掌握阻力的判断和最小动力的画法,是力学作图的常考题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
15 一根绳子最多承受1 000 N的拉力,要用它提起重2 000 N的重物,人的拉力方向向下,要求所用滑轮个数最少,画出符合要求的滑轮组装置图。

答案


15.

解析

【分析】
要解决该滑轮组设计问题,需按以下步骤思考:1. 根据滑轮组拉力公式$ F=\frac{G}{n} $,计算承担物重的绳子段数$ n $:已知物重$ G=2000\ \mathrm{N} $,绳子最大拉力$ F=1000\ \mathrm{N} $,因此$ n=\frac{G}{F}=\frac{2000\ \mathrm{N}}{1000\ \mathrm{N}}=2 $,即至少需要2段绳子承担物重。2. 结合题目要求“人的拉力方向向下”,确定绕线方式:若$ n=2 $,需将绳子一端固定在定滑轮上,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,拉力方向向下,此时滑轮个数最少(1个定滑轮+1个动滑轮,共2个滑轮),满足要求。
【解析】
1. 计算所需绳子段数:由滑轮组拉力公式$ F=\frac{G}{n} $,代入数据得$ n=\frac{2000\ \mathrm{N}}{1000\ \mathrm{N}}=2 $,即需要2段绳子承担物重。
2. 设计滑轮组:要求拉力方向向下,绕线方式为:将绳子一端固定在顶部定滑轮的挂钩上,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,拉力方向向下,此时滑轮个数最少(1个定滑轮、1个动滑轮),符合题目要求。
【答案】

【知识点】
滑轮组拉力计算,滑轮组绕线设计
【点评】
本题考查滑轮组的实际应用,核心是根据拉力与物重的关系确定绳子段数,结合拉力方向选择滑轮个数和绕线,属于基础的滑轮组设计题目,需掌握滑轮组的工作特点。
【难度系数】
0.5
16 跨学科 引体向上(2023·南通中考)如图所示,小明的质量为60 kg,他在30 s内完成了10个引体向上,每次重心上升的高度为50 cm,g取10 N/kg。求:
(1)小明所受重力的大小;
(2)完成一个引体向上克服重力做的功;
(3)30 s内克服重力做功的功率。

答案

16.(1)600 N (2)300 J (3)100 W [解析](1)小明所受的重力$G=mg=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}.$ (2)完成一个引体向上克服重力做的功$W_0=Gh=600\ \mathrm{N}×0.5\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{J}.$ (3)30 s内克服重力做的功$W_总=10×W_0=10×300\ \mathrm{J}=3\ 000\ \mathrm{J}$,30 s内克服重力做功的功率$P=\frac{W_总}{t}=\frac{3\ 000\ \mathrm{J}}{30\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}.$

解析

【分析】
本题是力学中重力、功、功率的基础计算题,解题思路如下:①根据重力计算公式$G=mg$,代入小明的质量和$g$的值,计算出他所受的重力;②完成一个引体向上时,克服重力做功,利用功的公式$W=Gh$,注意将重心上升的高度单位换算为米,代入重力和高度计算单个引体向上的功;③先计算10个引体向上的总功,再根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$,代入总功和时间,计算出克服重力做功的功率,解题时需注意物理量单位的统一。
【解析】
(1) 小明所受重力:
根据重力公式 $ G = mg $,代入 $ m = 60\ \mathrm{kg} $,$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $,得:
$ G = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N} $;
(2) 完成一个引体向上克服重力做的功:
重心上升高度 $ h = 50\ \mathrm{cm} = 0.5\ \mathrm{m} $,根据功的公式 $ W = Gh $,得:
$ W_0 = 600\ \mathrm{N} × 0.5\ \mathrm{m} = 300\ \mathrm{J} $;
(3) 30 s内克服重力做功的功率:
10个引体向上的总功 $ W_{\mathrm{总}} = 10 × W_0 = 10 × 300\ \mathrm{J} = 3000\ \mathrm{J} $,
根据功率公式 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} $,代入 $ t = 30\ \mathrm{s} $,得:
$ P = \frac{3000\ \mathrm{J}}{30\ \mathrm{s}} = 100\ \mathrm{W} $。
【答案】(1)600 N;(2)300 J;(3)100 W
【知识点】重力计算、功的计算、功率的计算
【点评】本题结合生活实际场景,考查力学核心公式的基本应用,属于中考基础题型,解题关键是牢记公式并注意单位换算,难度较低,适合学生巩固基础。
【难度系数】0.7
17 中考新考法 生活实践 小科同学家装修新房,看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料,该装置简单易制、方便快捷,大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率为800 W,用时15 s将质量为100 kg的水泥匀速提升到10 m高的位置。假设电动机的输出功率恒定不变,g取10 N/kg。请帮小科完成下列问题:
(1)此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大?
(2)电动机对绳子的拉力是多大?
(3)该滑轮组的机械效率是多大?(百分号前保留一位小数)

答案

17.(1)2 m/s (2)400 N (3)83.3%
[解析](1)物体上升的速度$v=\frac{h}{t}=\frac{10\ \mathrm{m}}{15\ \mathrm{s}}=\frac{2}{3}\ \mathrm{m/s}$,由题图可知,提升水泥的装置由3段绳子承担,则此次吊装过程中绳子自由端移动的速度$v_{绳}=3v=3×\frac{2}{3}\ \mathrm{m/s}=2\ \mathrm{m/s}.$
(2)绳子自由端移动的距离$s=nh=3×10\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{m}$,由$P=\frac{W}{t}$可得,电动机做的功$W_总=Pt=800\ \mathrm{W}×15\ \mathrm{s}=1.2×10^4\ \mathrm{J}$,由$W_总=Fs$可得,电动机对绳子的拉力$F=\frac{W_总}{s}=\frac{1.2×10^4\ \mathrm{J}}{30\ \mathrm{m}}=400\ \mathrm{N}.$
(3)水泥的重力$G=mg=100\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1\ 000\ \mathrm{N}$,有用功$W_{有用}=Gh=1\ 000\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=1.0×10^4\ \mathrm{J}$,该滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{1.0×10^4\ \mathrm{J}}{1.2×10^4\ \mathrm{J}}×100\%≈83.3\%.$

解析

【分析】
本题是滑轮组相关的力学计算问题,解题思路如下:①先确定滑轮组承担物重的绳子段数,通过物体上升速度求出绳子自由端移动的速度;②利用电动机的功率和时间算出总功,结合绳子自由端移动距离与物体上升高度的关系,求出电动机对绳子的拉力;③计算提升水泥的有用功和电动机做的总功,进而求出滑轮组的机械效率。解题时需牢记滑轮组的速度关系、功和功率公式、机械效率公式,注意物理量的对应关系。
【解析】
(1) 物体上升的速度:$v_{物}=\frac{h}{t}=\frac{10\ \mathrm{m}}{15\ \mathrm{s}}=\frac{2}{3}\ \mathrm{m/s}$,由题图可知,承担物重的绳子段数$n=3$,根据滑轮组速度关系,绳子自由端移动的速度:$v_{绳}=n v_{物}=3×\frac{2}{3}\ \mathrm{m/s}=2\ \mathrm{m/s}$。
(2) 绳子自由端移动的距离:$s=nh=3×10\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{m}$,电动机做的总功:$W_{总}=Pt=800\ \mathrm{W}×15\ \mathrm{s}=1.2×10^4\ \mathrm{J}$,由$W=Fs$得,电动机对绳子的拉力:$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{1.2×10^4\ \mathrm{J}}{30\ \mathrm{m}}=400\ \mathrm{N}$。
(3) 水泥的重力:$G=mg=100\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1000\ \mathrm{N}$,有用功:$W_{有用}=Gh=1000\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=1.0×10^4\ \mathrm{J}$,滑轮组的机械效率:$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{1.0×10^4\ \mathrm{J}}{1.2×10^4\ \mathrm{J}}×100\%≈83.3\%$。
【答案】
(1) $2\ \mathrm{m/s}$;(2) $400\ \mathrm{N}$;(3) $83.3\%$
【知识点】
滑轮组的速度计算、功和功率计算、机械效率
【点评】
本题结合生活中的起重装置,将物理知识应用于实际场景,考查滑轮组相关的力学计算,需要学生掌握滑轮组特点、功和功率、机械效率的计算公式,解题步骤清晰,难度适中,体现了物理与生活的联系。
【难度系数】
0.6
18 如图所示,工人用动滑轮提升重为800 N的物体,所用拉力为F,物体以0.2 m/s的速度匀速上升,此时动滑轮的机械效率为80%,不计绳重和摩擦。求:
(1)物体在10 s内上升的高度;
(2)工人对绳端的拉力;
(3)当被提升的物重增大为1 000 N时,工人对绳端的拉力。

答案

18.(1)2 m (2)500 N (3)600 N
[解析](1)由题可知,物体上升速度为0.2 m/s,物体在10 s内上升的高度$h=vt=0.2\ \mathrm{m/s}×10\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{m}.$
(2)工人使用的是动滑轮,承担重物绳子的段数$n=2$,由$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{G}{nF}×100\%$可得,工人对绳端的拉力$F=\frac{G}{n\eta}=\frac{800\ \mathrm{N}}{2×80\%}=500\ \mathrm{N}.$
(3)不计绳重和摩擦,由$nF=G+G_{动}$可得,动滑轮的重力$G_{动}=nF-G=2×500\ \mathrm{N}-800\ \mathrm{N}=200\ \mathrm{N}$,当提升物重为$G'=1\ 000\ \mathrm{N}$时,工人对绳端的拉力$F'=\frac{1}{n}(G'+G_{动})=\frac{1}{2}×(1\ 000\ \mathrm{N}+200\ \mathrm{N})=600\ \mathrm{N}.$

解析

【分析】
1. 第一问求物体上升高度,利用速度公式$h=vt$,已知速度和时间直接计算即可;
2. 第二问求拉力,结合动滑轮承担重物的绳子段数$n=2$,利用机械效率公式$\eta=\frac{G}{nF}$变形求解拉力;
3. 第三问先根据不计绳重和摩擦时的拉力关系算出动滑轮重力,再代入新的物重,用拉力公式$F=\frac{G+G_{动}}{n}$计算新拉力。
【解析】
(1) 已知物体上升速度$v=0.2\ \mathrm{m/s}$,时间$t=10\ \mathrm{s}$,由速度公式$v=\frac{h}{t}$得:
物体上升高度$h=vt=0.2\ \mathrm{m/s}×10\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{m}$。
(2) 由图可知,动滑轮承担重物的绳子段数$n=2$,机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}=\frac{Gh}{F×nh}=\frac{G}{nF}$,变形得拉力:
$F=\frac{G}{n\eta}=\frac{800\ \mathrm{N}}{2×80\%}=500\ \mathrm{N}$。
(3) 不计绳重和摩擦,由$nF=G+G_{动}$得动滑轮重力:
$G_{动}=nF-G=2×500\ \mathrm{N}-800\ \mathrm{N}=200\ \mathrm{N}$;
当物重$G'=1000\ \mathrm{N}$时,拉力:
$F'=\frac{1}{n}(G'+G_{动})=\frac{1}{2}×(1000\ \mathrm{N}+200\ \mathrm{N})=600\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) $2\ \mathrm{m}$;(2) $500\ \mathrm{N}$;(3) $600\ \mathrm{N}$
【知识点】
速度公式应用、机械效率计算、滑轮组拉力计算
【点评】
本题综合考查力学中速度、机械效率与滑轮组的相关知识,解题需明确动滑轮的绳子段数,熟练运用公式变形,掌握不计绳重摩擦时动滑轮重力的求解方法,是典型的力学综合题。
【难度系数】
0.6