零五网 › 全部参考答案› 通城学典课时作业本答案 › 2026年通成学典课时作业本九年级物理上册苏科版江苏专版 第21页解析答案
12 俯卧撑是一项健身项目。图甲所示为小明在水平地面上做俯卧撑时的情景,他将身体撑起时,手臂与地面垂直,O点为他的重心,他所受重力为 600 N,AB 间水平距离为 1.5 m,OB 间水平距离为 0.5 m。

(1)图甲中可把小明看成一杠杆,支点在
A
(A/O/B)点,双手撑地的力 $ F_1 = $
400
N。
(2)小明在 1 min 内做了 30 个俯卧撑,每次重心上升的高度都为 0.3 m,则他 1 min 内克服重力做功的功率为
90
W。
(3)如图乙是小明手扶桌子(固定不动)做俯卧撑保持静止时的情景,此时他的身体姿态与图甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,桌子对手的力 $ F_2 $ 与身体垂直,且作用在 $ B' $ 点,则 $ F_2 $
小于
(大于/等于/小于)$ F_1 $。
答案:12.(1)A 400 (2)90 (3)小于
解析:
【分析】
本题结合俯卧撑的实际场景,需分三步分析:
1. 确定甲图的杠杆支点,利用杠杆平衡条件计算手的支撑力;
2. 根据功和功率的公式计算1min内克服重力做功的功率;
3. 对比甲、乙两图的力臂变化,结合杠杆平衡条件分析桌子对手的力的大小关系。
【解析】
(1)甲图中,做俯卧撑时,脚与地面的接触点A是杠杆的支点。根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = GL_2 $:
动力臂 $ L_1 = AB = 1.5\ \mathrm{m} $,阻力臂 $ L_2 = OA = AB - OB = 1.5\ \mathrm{m} - 0.5\ \mathrm{m} = 1\ \mathrm{m} $,重力 $ G = 600\ \mathrm{N} $,代入得:
$ F_1 × 1.5\ \mathrm{m} = 600\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} $,解得 $ F_1 = 400\ \mathrm{N} $。
(2)每次重心上升时,克服重力做功 $ W_0 = Gh = 600\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m} = 180\ \mathrm{J} $;
1min内做30个俯卧撑,总功 $ W = 30W_0 = 30 × 180\ \mathrm{J} = 5400\ \mathrm{J} $;
时间 $ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $,功率 $ P = \frac{W}{t} = \frac{5400\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 90\ \mathrm{W} $。
(3)乙图中,支点为 $ A' $,$ F_2 $ 垂直身体,动力臂等于 $ A'B' $(与甲图动力臂 $ AB $ 长度相等);重力的力臂是支点到重力作用线的垂直距离,因身体倾斜,该力臂小于甲图中重力的力臂 $ OA $。根据杠杆平衡条件,动力臂不变,阻力臂变小,故 $ F_2 < F_1 $。
【答案】
(1)A;400 (2)90 (3)小于
【知识点】
杠杆平衡条件、功和功率、力臂分析
【点评】
本题以健身运动为载体,考查初中物理核心知识点,需准确确定力臂、熟练应用公式,是基础应用类题目,注重理论联系实际。
【难度系数】
0.5
13 如图甲所示的电路中,$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$为两只灯泡,电源电压恒为$3\ \mathrm{V}$。

(1)要使$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$组成并联电路,应闭合开关________。
(2)若只闭合开关$\mathrm{S}_{2}$,电压表的示数如图乙所示,则灯泡$\mathrm{L}_{2}$两端的电压为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{V}$。
(3)若闭合开关$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{2}$,则灯泡$\mathrm{L}_{1}$______(通/断/短)路,电压表的示数为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{V}$。
答案:13.(1)$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{3}$ (2)1.2 (3)通 3
解析:
【分析】
要解决本题,需分三步分析:①判断并联电路的开关组合:并联电路要求电流有两条独立支路,需让$\mathrm{L}_{1}$和$\mathrm{L}_{2}$两端分别接电源正负极,据此确定闭合的开关;②分析只闭合$\mathrm{S}_{2}$时的电路:此时两灯串联,明确电压表测量对象($\mathrm{L}_{1}$两端电压),根据电压表量程读数,结合串联电压规律计算$\mathrm{L}_{2}$的电压;③分析闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{2}$时的电路:判断$\mathrm{L}_{1}$是否有电流通路,再确定电压表测量的电压。
【解析】
(1)并联电路的特点是电流有多条独立路径。当闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{3}$时,电流从电源正极流出,一条路径为:正极→$\mathrm{S}_{1}$→$\mathrm{L}_{1}$→负极;另一条路径为:正极→$\mathrm{L}_{2}$→$\mathrm{S}_{3}$→负极,两条路径独立,因此$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$组成并联电路,故应闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{3}$。
(2)只闭合$\mathrm{S}_{2}$时,$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$串联,电压表并联在$\mathrm{L}_{1}$两端,测量$\mathrm{L}_{1}$的电压。电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为1.8V。已知电源电压$U=3\ \mathrm{V}$,根据串联电路电压规律$U=U_1+U_2$,可得$\mathrm{L}_{2}$两端电压$U_2=U-U_1=3\ \mathrm{V}-1.8\ \mathrm{V}=1.2\ \mathrm{V}$。
(3)闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{2}$时,电流路径为:电源正极→$\mathrm{S}_{1}$→中间节点→$\mathrm{S}_{2}$→$\mathrm{L}_{1}$→电源负极,$\mathrm{L}_{1}$中有电流通过,故$\mathrm{L}_{1}$通路;此时电压表并联在电源两端(电压表右端通过$\mathrm{S}_{1}$接电源正极,左端接电源负极),所以电压表示数等于电源电压,为$3\ \mathrm{V}$。
【答案】
(1)$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{3}$;(2)1.2;(3)通;3
【知识点】
并联电路判断、串联电路电压规律、电压表使用
【点评】
本题综合考查电路连接方式判断、电压表读数及串联电路电压规律,解题关键是准确分析不同开关状态下的电流路径,明确各元件的连接关系,属于基础电路题。
【难度系数】
0.5
三、解答题(共46分)
14(6分)按题目要求作图。
(1)如图甲所示,轻质杠杆可绕O点无摩擦转动,杠杆上吊一重物,在动力$F_{1}$作用下,杠杆静止在水平位置。图中的$l_{1}$为动力$F_{1}$的力臂,请作出动力$F_{1}$和阻力臂$l_{2}$的示意图。

(2)如图乙所示为一摆球从左侧A点摆到右侧最高点B的过程图。请在图中三个位置的摆球上用“1”和“2”分别标注出机械能最大位置和动能最小位置。
(3)在图丙圆圈中填入电压表或电流表的符号,使开关闭合时两灯都亮。
答案:
14.(1)如图甲所示 (2)如图乙所示 (3)如图丙所示
解析:
【分析】
(1)画杠杆的力和力臂时,需明确:力臂是支点到力的作用线的垂直距离。阻力是重物对杠杆的拉力,方向竖直向下,阻力臂是支点O到该拉力作用线的垂线段;动力F₁与力臂l₁垂直,过l₁的端点作垂线,方向使杠杆平衡,即为F₁。
(2)摆球在运动过程中,最高点速度为0,动能最小;重力势能最大,机械能最大(初始位置A的机械能最大,因运动中机械能若有损耗会减小),故在A处标注机械能最大,B处标注动能最小。
(3)判断电表类型时,电流表串联在电路中,电压表并联在电路中:下方圆圈串联在干路,填电流表;上方右侧圆圈并联在电路中,填电压表,这样开关闭合后两灯串联发光,符合要求。
【解析】
(1)步骤:①确定阻力:重物对杠杆的拉力,作用点在杠杆挂重物处,方向竖直向下;②作阻力臂l₂:从支点O向阻力作用线作垂线,垂线段即为l₂;③作动力F₁:因力臂与力垂直,过l₁的非支点端作l₁的垂线,方向向上,使杠杆平衡,即为F₁。
(2)摆球在最高点(A、B)时速度为0,动能最小;重力势能最大,机械能最大,初始位置A的机械能最大,故A标“1”,B标“2”。
(3)电路分析:开关闭合后,两灯需发光,电流表串联,电压表并联:下方圆圈串联在电路,填电流表(A);上方右侧圆圈并联在电源两端,填电压表(V),电流路径为电源正极→左灯→开关→右灯→电流表→电源负极,两灯串联发光,符合要求。
【答案】
(1)图甲中,F₁垂直l₁向上,l₂为O到阻力线的垂线段;(2)图乙中A处标“1”,B处标“2”;(3)图丙中上方圆圈为“V”,下方圆圈为“A”。
【知识点】
杠杆力臂、机械能、电表使用
【点评】
本题考查力学、机械能、电学的基础作图,需掌握相关概念和规则,难度适中,适合中等水平学生完成。
【难度系数】
0.5
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