11.3 功-【拔尖特训】2024-2025学年九年级上册物理(苏科版)

上的拉力F拉=F绳=45 N.由图可 知,动滑轮上绳子的段数n=2,不计 绳重 和 摩 擦,绳 端 的 拉 力 F拉 = 1 n (F动+G动),则F动=nF拉-G动= 2×45 N-20 N=70N,因为物体间力 的作用是相互的,所以动滑轮对物体 向上的拉力F物=70 N,则地面对物 体的支持力F支=G-F物=100N- 70N=30N,因为物体间力的作用是 相互 的,所 以 物 体 对 地 面 的 压 力 F压=F支=30N,物体对地面的压强 p= F压 S = 30 N 0.1 m2=300 Pa,故 A正 确;因为杠杆始终在水平位置静止,所 以动滑轮处于静止状态,即动滑轮处 于平衡状态,受到平衡力的作用,故B 正确;若要使物体对地面的压力为0, 动滑轮对物体的拉力 F动'=G= 100N,则杠杆对绳子的拉力F拉'= 1 n (F动'+G动)= 12 × (100 N+ 20 N)=60 N,因为物体间力的作用 是相互的,所以绳子对杠杆的拉力 F绳'=F拉'=60N,由杠杆的平衡条 件可 得 F绳'×4L=F'×3L,即 60 N×4L= F'×3L,解 得 F'= 80 N,故C正确;由上述分析可知,若 要使物体对地面的压力为0,作用在 杠杆A 处的拉力要增大,若保持拉力 不变,由杠杆的平衡条件可知,动力臂 应增大,则应将A 点向左移动,故D 错误. 3. [解析](1) 当水位上涨到A 的上 表面时,A 浸没在水中,所以A 排开水 的体积V排=VA=0.02 m3,A受到的浮 力F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3× 0.02 m3×10 N/kg=200 N.(2) 水位 上涨过程中,当A 的体积的35 露出水 面 时,A 排 开 水 的 体 积 V排'= 1-35 VA = 25 ×0.02 m3 = 0.008 m3,此时A 受到的浮力F浮'= ρ水 V排'g =1.0×103 kg/m3 × 0.008 m3×10 N/kg=80 N,A 受到 浮力、重力和滑轮组的拉力,三力平 衡,所以滑轮组的拉力F'=GA - F浮'=450N-80N=370N,A 对滑 轮组的拉力F'=F'=370N.不计绳 重与摩擦,用该滑轮组将重100N的 物体匀速提升2m 时,拉力 F 为 50N,由F=1n (G+G动)可得,动滑 轮的重力G动=nF-G=3×50N- 100N=50N,图乙中滑轮组绳子自由 端的拉力F拉=1n (F'+G动)=13× (370N+50N)=140N,绳子自由端 对杠 杆 C 端 的 拉 力 FC =F拉 = 140N.杠杆始终在水平位置平衡,由 杠杆的平衡条件可得 FC ×OC= FD ×OD,则 FD = FC×OC OD = 140 N×1 2 =70N ,即绳子对D 端的拉 力为70N,则B 受到的拉力FB拉= FD=70N,B 受到拉力、电子秤的支 持力与重力,三力平衡,所以B 受到 的支持力F支=GB-FB拉=300N- 70N=230N,则电子秤受到B 对它 的压力F压=F支=230N. 三、 功 1. 不做 2. 斜面 省力 3. C 4. B 5. A 6. C 7. 10 2 24 8. 240 120 红酒开瓶器 [解析]物体受到的重力 G=mg= 24kg×10N/kg=240N,需要克服重 力做功 W =Gh=240N×1m= 240J.斜面是光滑的,根据功的原理, 任何机械都不省功,则拉力所做的功 等于克服物体重力所做的功,拉力做 功W'=W=240J,拉力F=W's = 240J 2m=120N. “核桃钳、红酒开瓶器 和家中升降晾衣架上的滑轮”这三种 工具中,核桃钳属于杠杆,升降晾衣架 上的滑轮属于滑轮组,红酒开瓶器属 于斜面. 9. D [解析]发生弹性形变的弹弓, 恢复原状时,对弹丸有力的作用,同时 弹丸在力的方向上移动了一定的距 离,故该力对弹丸做了功;但只知道力 的大小,不知道在力的方向上移动的 距离,则无法计算出做功的多少;弹丸 被弹出后,弹弓对弹丸没有力的作用, 不再做功. 对公式W=Fs的理解 公式W=Fs中的F 和s具有 同时性和同向性,即F、s对应同一 段时间和同一个方向. 10. C [解析]小车在拉力的作用下 做匀速直线运动,小车受到斜向上的 拉力、竖直向下的重力、竖直向上的支 持力及沿水平方向的摩擦力的作用, 这几个力是平衡力.因为拉力是斜向 上的,所以摩擦力不等于拉力,不等于 100N,支持力与重力也不相等,所以 小车对地面的压力不等于500N,A、 D错误;拉力的方向斜向上,在拉力的 方向上移动10m的距离时,拉力所做 的功 W = Fs=100N×10m= 1000J,但移动的距离10m不是在拉 力的方向上,所以拉力所做的功不等 于1000J,B错误;小车的速度v= s t= 10m 10s=1m /s,C正确. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7 11. (1) 5.5 (2) 能 (3) 不能 [解析](1) 第1次实验,拉力做的功 W=Fs=5.5N×1m=5.5J.(2) 比 较3次实验数据,小车受到的重力都 为10N,拉力都小于重力,故使用斜 面时,能省力.(3) 第1次实验,克服 重 力 做 的 功 W'=Gh =10N× 0.2m=2J,使用斜面做的功 W= 5.5J,W'<W,同理,第2、3次实验也 有类似的结论,故比较3次实验数据, 可知使用斜面时,不能省功. 12.[解析](1) 物块对水平地面的压 力F压=G=mg=3kg×10N/kg= 30N,物块对水平地面的压强p= F压 S = 30N 0.01m2=3×10 3Pa.(2) 物块 在4~6s内做匀速直线运动,所受的 滑动摩擦力与拉力大小相等,即f= 6N,物块运动过程中压力和接触面的 粗糙程度均不变,故滑动摩擦力大小 不变,即2~4s内物块受到的摩擦力 仍为6N.(3) 0~2s内物块处于静止 状态,拉力F 不做功,已知物块在2~ 4s内运动的距离s1=2m,2~4s内 拉力F 做的功 W1=F1s1=9N× 2m=18J,物块在4~6s内运动的距 离s2=vt=2m/s×2s=4m,4~6s 内拉力F 做的功W2=F2s2=6N× 4m=24J,前6s内拉力F 做的功 W总=W1+W2=18J+24J=42J. 13. 2.25 4000 [解析]把10块积 木看成一个整体,10块积木的总重力 G总=m总 g=10mg=10×0.1 kg× 10 N/kg=10 N,原来重心的高度 h1= 1 2×5 cm= 2.5 cm=0. 025 m, 叠高后整体的重心高度h2= 1 2× 10×5cm=25cm=0.25m,叠高后重 心整体上升的高度h=h2-h1= 0.25m-0.025m=0.225m,克服总 重力 做 的 功 W =G总h=10N× 0.225m=2.25J.因为水平面上物体 对支持面的压力和自身的重力相等, 所以叠高后的积木对地面的压力F= G总 =10 N,受 力 面 积 S=a2 = (0.05 m)2=2.5×10-3m2,则叠高后 的积 木 对 地 面 的 压 强 p= F S = 10 N 2.5×10-3m2=4 000Pa. 14. C [解析]当悠悠球的轮向前滚 动的距离为s时,已知轮半径为R,轮 滚动的圈数n= s2πR ,轴滚动的圈数 与轮相同,已知轴半径为r,则轴向前 滚动的距离s'=n×2πr= s2πR× 2πr=rRs ,图a方式中拉力F 作用在 轴的下端,轴向前滚动会使细线“收 缩”,拉力端实际移动的距离s1=s- s'=s-rRs= 1- r R s,F 做的功 W1=Fs1= 1- r R Fs,图b方式中 拉力F 作用在轴的上端,轴向前滚动 会使细线“拉长”,拉力端实际移动的 距离s2=s+s'=s+ r Rs= 1+ r R s, F 做的功W2=Fs2= 1+ r R Fs,比 较可得W1<W2,故C正确. 15. [解析](1) 工程船满载时的排水 量为5.35×107kg,航行在海面上时 处于漂浮状态,由阿基米德原理可知, 受到 的 浮 力 F浮 =G排 =m排g= 5.35×107 kg×10 N/kg=5.35× 108 N.(2) 平台组块的质量为1.55× 107kg,则平台组块所受重力G平台= m平台g=1.55×107kg×10N/kg= 1.55×108N.(3) 若涨潮前,插尖比 接口低0.8m,涨潮后,插尖比接口高 1.2m,则工程船对平台组块在竖直方 向上做的功为克服平台组块重力做的 功,W =G平台h=1.55×108 N× (0.8m+1.2m)=3.1×108J. 四、 功　率 第1课时 认识功率 1. 功率 时间相同比较功 2. 500 250 3. D 4. C 5. 8400 180 6. B [解析]设血管的横截面积为 S,由p= F S 可得心脏泵血液产生的 压力F=pS,由V=SL 可得每次血 液移动的距离L=VS ,则心脏每跳动 一次做的功W=FL=pSL=pV,每 分钟心脏做功的次数约为70,则心脏泵 血的平均功率约为P=70Wt = 70pV t = 70×1.5×104Pa×8×10-5m3 60s = 1.4W. 7. A [解析]粗细均匀的实心直钢材 的重心在其几何中心,则钢材运动的 距离为钢材中心到地秤中心的距离, 由图可知此距离约为钢材长度的 2倍,即s=2×2m=4m,则拉力做功 的 功 率 约 为 P = Wt = Fs t = 320N×4m 8s =160W ,故A正确. 8. [解析](1) 爬绳机提升的速度v= h t= 12m 1×60s=0.2m /s.(2) 爬绳机 静止在水平地面上时,对地面的压强 p = F S = G机 S = m机g S = 10kg×10N/kg 0.1m2 =1000Pa. (3) 爬绳 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 13 三、 功 ▶ “答案与解析”见P7 1. (2023·宜宾)如图所示,一个物体被水平力 F 压在竖直墙面上并保持静止,当水平力减 为F 的三分之一时物体刚好匀速下滑,下滑 时水 平 力 F 对 物 体 (做 了/不 做)功. (第1题) (第2题) 2. 如图所示为一风景区的盘山公路.之所以要 把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公 路相当于简单机械中的 ,使用它可 以 . 答案讲解 3. 如图所示,在a、b、c三种情况下,用 大小相同的力F 使同一物体沿不同 的轨迹移动了相同的距离s,三种情 况下拉力F 所做的功分别为Wa、Wb、Wc,则 下列判断中,正确的是 ( ) (第3题) A. Wa=Wb=Wc B. Wa<Wb=Wc C. Wa<Wb<Wc D. Wa=Wb>Wc 4. (2023·连云港)下列有关功的说法,正确 的是 ( ) A. 用力推车但没有推动,人对车也做了功 B. 足球在水平地面上滚动时重力对足球没 有做功 C. 运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠 铃做了功 D. 学生背着书包在水平路面上匀速前进时 对书包做了功 5. (2023·苏州昆山期末)物理学著作《远西奇 器图说》记载了一种机械装置,如图所示.小 球B 拉着小球A 匀速移动,若小球B 的质量 为20g,不考虑摩擦和绳重,小球A 的质量可 能为 ( ) A. 30g B. 20g C. 16g D. 10g (第5题) (第6题) 6. (2023·台州)某同学研究滑轮的作用,用重 为0.2N的滑轮,把2N的钩码匀速提升 1m.在不计绳重和摩擦的情况下,拉力F 做 的功为 ( ) A. 0 B. 1.1J C. 2.2J D. 4.4J 7. 用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一 物体,沿同一水平面做直线运动.第一次拉力 为10 N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对 物体做了20J的功;第二次拉力增大为 20N,拉力对物体做了48J的功.分析两次做 功过程可知,第一次物体受到的摩擦力是 N,物体运动了 m,第二次 物体克服摩擦力做功 J. (第8题) 8. 如图所示,斜面长2m,高1m.把 一个质量为24kg的物体沿斜面 从底端匀速拉到顶端,需要克服 重力做功 J.若斜面是光滑的,则沿 斜面向上的拉力F= N.在核桃钳、 红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮这三 种工具中,属于斜面的是 .(g 取 10N/kg) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十一章　简单机械和功 知 识 讲 解 14 9. ★弹弓是我们小时候经常玩的玩具,若弹弓对 质量为50 g的弹丸的作用力为150 N,弹丸 被弹弓射出后的最大水平飞行距离为30 m, 则关于弹弓对弹丸做功的情况,下列说法中 正确的是 ( ) A. 没做功,W=0 B. 做了功,W=4 500J C. 做了功,W=225J D. 做了功,但条件不足,无法计算做功的多少 (第9题) (第10题) 10. (2023·随州)如图所示,小强用100N的力 斜向上拉着总重为500N的小车,使小车在 水平路面上匀速前进了10m,用了10s.下 列说法中,正确的是 ( ) A. 这一过程中地面对小车的摩擦力一定是 100N B. 这一过程中100 N的拉力对小车做的功 一定是1000J C. 这一过程中小车的速度为1 m/s D. 这一过程中小车对地面的压力一定等于 500 N (第11题) 11. 在“测量利用斜面提升 物体所做的功”的实验 中,用弹簧测力计(未画 出)沿斜面匀速拉动重 为G 的小车至h 高度处,记录了如表所示 的3次实验数据.实验装置如图所示. 实验 次序 小车的 重力 G/N 斜面的 高度 h/cm 沿斜面向 上的拉力 F/N 斜面的 长度 s/cm 1 10 20 5.5 100 2 10 40 7.0 100 3 10 60 8.5 100 (1) 第1次实验,拉力所做的功为 J. (2) 比较3次实验数据,可知使用斜面时, (能/不能)省力. (3) 比较3次实验数据,可知使用斜面时, (能/不能)省功. 答案讲解 12. (2022·绥化)如图甲所示,有一底 面积为0.01m2、质量为3kg的正 方体物块,在拉力F 的作用下在水 平地面上做直线运动.拉力、速度随时间变 化的图像分别如图乙、丙所示,已知物块在 2~4s内运动的距离为2m.求:(g 取 10N/kg) (第12题) (1) 物块静止时对水平地面的压强. (2) 在2~4s内物块受到的摩擦力. (3) 在前6s内,拉力F 做的功. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上 15 答案讲解 13. 一名学生在玩搭积木游戏时,将平 放在水平地面上的完全相同的 10块正方体实心积木一块一块地 叠高,如图所示.已知每块正方体积木的质 量为100 g,棱长均为5cm,这个过程中人至 少要克服积木的重力做功 J,叠高 后的积木对地面的压强是 Pa. (g取10 N/kg) (第13题) 14. 悠悠球由轮与轴(含绕轴上的线)两部分组 成(如图甲).现有一悠悠球,轮半径为R,轴 半径为r,线为细线,如图乙所示为玩悠悠 球的两种不同方式,小科用拉力F 以a、b两 种方式使球在水平方向上匀速运动相同的 距离s,则下列说法中,正确的是 ( ) (第14题) A. 两种方式下拉力F 做的功均为Fs B. a方式下拉力F 所做的功大于b方式下 拉力F 所做的功 C. a方式下拉力F 所做的功小于b方式下 拉力F 所做的功 D. 无法判断 15. (新情境)(2023·无锡)2023年5月13日, “恩平20-4”钻采平台的安装,创造了我国海 上油气平台浮托安装重力的新纪录.浮托安 装过程类似于举重运动员的挺举过程,巧妙 地利用海上潮汐的自然力进行安装.如图所 示,涨潮时,工程船托运着平台组块驶入已 经固定在海中的导管架的槽口;落潮时,将 平台组块的插尖顺势从高位下降安装到导 管架的接口上.工程船满载时的排水量为 5.35×107 kg,所安装的平台组块质量为 1.55×107 kg.(g取10 N/kg) (第15题) (1) 求工程船满载航行在海面上时受到的 浮力. (2) 求平台组块所受的重力. (3) 若涨潮前,插尖比接口低0.8 m,涨潮 时,工程船和平台组块缓慢向上浮起,使得 插尖比接口高1.2 m.求在此过程中,工程 船对平台组块在竖直方向上做的功. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十一章　简单机械和功