《2025年暑假作业与生活陕西师范大学出版总社有限公司八年级物理人教版》

14. 小明探究重力势能的大小与物体的质量和物体的高度的关系，实验装置如图1-5-15甲所示。

(1)将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度，整个过程涉及的能量转化情况为重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能。铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越小(选填“大”或“小”)。
(2)将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h₁、h₂(h₁ ＜ h₂)处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l₁、l₂(l₁ ＞ l₂)。你能得出的结论是质量相同的铁球，高度越高，它的重力势能越大。
(3)若要探究重力势能的大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路。
让质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，比较弹簧压缩后的长度。
(4)结合本实验和所学知识，分析图1-5-15乙所示的水坝，发电机安装在D(选填“C”或“D”)位置较为合理。你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件？
水资源丰富、地势高度差大(只要答案合理均可)。

答案：
(1)重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能 小
(2)质量相同的铁球，高度越高，它的重力势能越大
(3)让质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，比较弹簧压缩后的长度
(4)D 水资源丰富、地势高度差大(只要答案合理均可)

15. 如图1-5-16甲所示，我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点，是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t，最大起升高度为400m。
(1)请在图1-5-16乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功为多少？
(3)若塔机在第(2)问的过程中所用时间为200s，拉力做功的功率为多少？

答案：
解:
(1)如图所示
　　　　　　　
(2)100t的物体的重力
$G = mg = 100 \times 10^{3} \text{kg} \times 10 \text{N/kg} = 1 \times 10^{6} \text{N}$
塔机匀速提起货物，拉力与物体重力大小相等，即 $F = G = 1 \times 10^{6} \text{N}$
塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功
$W = Fs = 1 \times 10^{6} \text{N} \times 100 \text{m} = 1 \times 10^{8} \text{J}$
(3)塔机在第
(2)问的过程中所用时间为200s，则拉力做功的功率
$P = \frac{W}{t} = \frac{1 \times 10^{8} \text{J}}{200 \text{s}} = 5 \times 10^{5} \text{W}$
答:
(1)如上图所示；
(2)拉力做的功为 $1 \times 10^{8} \text{J}$；
(3)拉力做功的功率为 $5 \times 10^{5} \text{W}$。