2026年补充习题江苏九年级物理上册苏科版第12页答案
9. 一根金属棒AB置于水平地面,通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起,如图(a)所示。在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图(b)所示。请根据图像解答下列问题。

(1)该金属棒的长度$l=$
m。
(2)在拉起B端的过程中,当$x_1=0.6\ \mathrm{m}$时,弹簧测力计的示数为$F_1=$
N;当$x_2=1.6\ \mathrm{m}$时,弹簧测力计的示数为$F_2=$
N。
(3)在使用机械时,人们发现,外力对机械做的功等于机械克服所有阻力做的功。据此求金属棒AB的重心到A端的距离$d$。

答案

解:
(1)$\boldsymbol{1.2}$
(2)$\boldsymbol{3}$;$\boldsymbol{5}$
(3)由图像可得,B端从1.2m上升到1.6m的过程中:
拉力做功 $\Delta W = 5.6\ \mathrm{J} - 3.6\ \mathrm{J} = 2\ \mathrm{J}$
B端上升高度 $\Delta x = 1.6\ \mathrm{m} - 1.2\ \mathrm{m} = 0.4\ \mathrm{m}$
此过程金属棒完全离开地面,拉力等于金属棒重力$G$,根据$W=Fs$:
$G = \frac{\Delta W}{\Delta x} = \frac{2\ \mathrm{J}}{0.4\ \mathrm{m}} = 5\ \mathrm{N}$
当B端拉起高度为1.2m时,拉力做功$W_1=3.6\ \mathrm{J}$,根据题意,外力做功等于克服阻力做功,该过程拉力做功全部用于克服金属棒重力做功:$W_1 = Gh$
由相似三角形关系,重心上升高度$h$满足$\frac{h}{x}=\frac{d}{l}$,代入$x=l=1.2\ \mathrm{m}$,得$h=d$
因此:
$d = \frac{W_1}{G} = \frac{3.6\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{N}} = 0.72\ \mathrm{m}$
答:金属棒AB的重心到A端的距离$d$为$0.72\ \mathrm{m}$。