简单机械、功率、效率（提优拔尖）---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

简单机械功率、效率（提升） 一、杠杆回顾 1.密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体 的密度.某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计， 可以利用杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，该杠杆密度计的结构 如图所示. 所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL 和200mL）、质量为m的物体A、细线. 设计过程如下： （1）将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在 C点时，杠杆水平平衡.测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为 l0，此时C点的密度刻度线应标注为 （2）在B点的空桶内注满液体，空桶的容积为V，移动物体A至C1位 置，使杠杆在水平位置平衡.C1点到O点的距离为l1，此时C1点对应的密 度值为 （用题中所给的字母表示）. .（3）已知密度为1.0×103kg/m3的刻度线与零刻度线之间的距离为4cm， 则密度为0.8×103kg/m3的刻度线与零刻度线之间的距离为 ⁠cm. （4）若要使制作的杠杆密度计的测量精度更高一些，则应选 择 （100mL/200mL）规格的空桶. 二、功、功率、效率 1、一辆轿车以9×106 W的恒定功率启动并做直线运动，共运动了25 s， 已知前15 s内行驶了总路程的一半，运动的速度v与时间t的关系如图所 示，由此可知前15 s内轿车运动的距离是 m，20～25 s内轿车受到的阻力为 N，前15 s内轿车牵引力所做的功是 J. 2、质量为45kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示. 根据图像可估算出该同学每分钟跳绳的次数为 ，克服重力做功 的平均功率为 W. （g取10N/kg） 3、如图所示，质量为50kg的人站在质量为30kg的吊篮内，他至少 用 N的拉力拉住绳子才能使自己和吊篮在空中保持静止.（g取 10N/kg，不计滑轮重和摩擦） 4. 如图所示为由三个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，下方悬挂重为 G的物体，每个滑轮的重力均为G1，不计绳重及摩擦，重物静止，则绳 端的拉力F为 5、如图所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动， 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向 夹角为30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力 F的大小将 （增大/不变/减小），力F所做的功为 6、小红同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正 下方沿水平方向将绳端移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，她做 的功至少为 J. 7、一个质量为40kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它 匀速提升0.1m用了1s，此时的机械效率为80％，则有用功为 J， 动滑轮的重力为 N，拉力的功率为 W，若再用该滑轮提升 多个重物B（规格相同），提升一个重物B和两个重物B时滑轮 的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为 N. （不计绳重和摩擦，g取10N/kg） 8、（2023·苏州期末）如图甲所示，小明利用滑轮组提升不同的重 物，重为500N的小明的最大臂力为600N，动滑轮重100N，绳子能承受 的最大拉力为800N. 随着重物的重力从某一值增加到最大，小明绘制了 滑轮组的机械效率η与物重G的关系图像，如图乙所示，则A、B两点对 应的机械效率分别为ηA＝ 、ηB＝ .（不计绳重及滑轮与 轴间的摩擦） 9、如图甲所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定的速度沿竖直方 向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水池底部吊起至离开水面一 定高度处，绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升的高度h变 化的关系图像如图乙所示，不计水的阻力.求：（ρ水＝1.0×103kg/m3， g取10 N/kg）（1）工件匀速上升的速度. （2）起吊前工件对池底的压强 10、如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置.木棒放置在天桥栏杆上且始终保持水平，与栏杆M的接触点为O；用沙袋将木棒的B端压在栏杆N上，在木棒的A端吊装滑轮组.OA∶OB＝1∶2，每个沙袋重300N，每个滑轮重24N. （木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计） （1）若A点受到竖直向下的拉力为1000N， 为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放 置几个沙袋？ （2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为376N的花架匀速 提升5m.求： ①滑轮组的机械效率. ②滑轮组对绳AC的拉力. (2021 • 常州中考)常州某小学大门口，设有 护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固 定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重 4 N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大， 夹得越紧.放学时，值班教师用13 N 的力可 将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标 志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 大小为 N. 雨天，标志牌杆拔出铁 夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的 变化?同学们展开合理猜想. 猜想1:考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨 胀”,导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到 铁夹的摩擦力变大，理由是 猜想2:考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿 润”,导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到 铁夹的摩擦力变小，理由是 同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合 理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学 们先采用原始方案，测量时发现超出弹簧 测力计的量程，于是设计出改进方案1、改 进方案2,如图所示，每个滑轮重均为 0.3 N,不计绳重及滑轮处摩擦. 应采用改进方案 进行探究，实验时， 匀速拔出过程中，弹簧测力计示数为4.4 N, 拔出后静止时，弹簧测力计示数为1.6 N. 淋 湿、吸水后标志牌重为 N. 雨天， 标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩 擦力为 N, 猜想 起主导作用 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$