《2025年文涛书业假期作业快乐暑假八年级物理人教版》

10. 某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关,于是设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的 A、B、C、D 四个铅球,其中 A、C、D 三球的质量为 m,B 球质量为 2m,让 A、B 两球从距沙表面高 H 静止下落,C 球从距沙表面高 2H 静止下落,D 球从距沙表面高 2H 的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下,(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得 A、B 两球陷入沙深度分别为$h_{1}$和$h_{2}$,C、D 两球陷入沙深度均是$h_{3}$,且$h_{1}＜h_{2}＜h_{3}$。


(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度(或沙坑形变程度大小)来反映的。

(2)比较 A、B 两球,发现 B 球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,物体质量越大,物体重力势能越大(或物体质量越小,物体重力势能越小)。

(3)比较A、C两球,发现 C 球陷入沙中深度更大,由此可得出结论:当物体质量相同时,下落高度越高,物体的重力势能越大。

(4)比较 C、D 两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关(填“有关”或“无关”)。

(5)小球在下落过程陷入沙面前,将重力势能转化为动能,陷入沙中后到小球静止过程中,将机械能转化为内(或热)能。

答案：
(1)铅球陷入沙中的深度(或沙坑形变程度大小)
(2)物体质量越大,物体重力势能越大(或物体质量越小,物体重力势能越小)
(3)A、C
(4)无关
(5)动 内(或热)

11. 在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化下图。为了尽快疏通道路,交警只用了 30 s 的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是 1.5 t 的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是 6 m/s,绳子自由端的拉力 F 是 500 N,该装置的机械效率是 80%。求:

(1)故障车在 30 s 内通过的路程为180m;
(2)拉力 F 在 30 s 内所做的功为2.7×10⁵J;
(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力为1.2×10³N。

答案： 解:
(1)$s=vt=6m/s×30s=180m$;
(2)设绳子自由端移动的距离是$s'$。
$s'=3s=3×180m=540m$,
$W_{总}=Fs'=500N×540m=2.7×10^{5}J$;
(3)设故障车受到的阻力为$f$,绳子对故障车的拉力为$F'$,$\eta =\frac {W_{有}}{W_{总}}=\frac {F's}{W_{总}}$,
$F'=\frac {W_{总}\eta }{S}=\frac {2.7×10^{5}J×80\% }{180m}=1.2×10^{3}N$,
$f$与$F'$是一对平衡力$f=F'=1.2×10^{3}N$。