《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

8. 小明在“探究物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中：

(1)如图甲所示,小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验,该实验中物体的动能是指钢球(选填“钢球”或“木块”)的动能；实验中通过观察木块被撞出的距离来反映物体动能的大小。
(2)由甲图可以得出的结论是：在物体质量一定时,速度越大,物体的动能越大。
(3)甲图实验中,若水平面绝对光滑,则不能(选填“能”或“不能”)完成实验。
(4)甲图实验中,木块在水平面上滑动的过程中,克服摩擦力做功的功率变小(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)如图乙所示,有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C,球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图乙中虚线球所示。比较球A、C可得出重力势能大小与质量的关系；比较球A、B可得出重力势能大小与高度的关系。

答案： 【解析】：
本题主要考查探究物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关的实验。
（1）根据实验要求，要探究动能大小与哪些因素有关，需要知道动能的大小，而动能的大小是通过木块被撞出的距离来反映的，所以该实验中物体的动能是指钢球的动能。
（2）甲图中，让同一钢球从不同的高度滚下，到达水平面时的速度不同，高度越高，速度越大，推动木块移动的距离越远，说明动能越大，所以在物体质量一定时，速度越大，物体的动能越大。
（3）若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块将做匀速直线运动，无法通过木块被撞出的距离来比较动能的大小，所以不能完成实验。
（4）甲图实验中，木块在水平面上滑动的过程中，受到的摩擦力不变，速度逐渐减小，根据$P = Fv$（其中$P$为功率，$F$为摩擦力，$v$为速度），可知克服摩擦力做功的功率变小。
（5）比较球A、C，两球高度相同，质量不同，所以可得出重力势能大小与质量的关系；比较球A、B，两球质量相同，高度不同，所以可得出重力势能大小与高度的关系。
【答案】：
(1)钢球；木块被撞出的距离；
(2)速度；
(3)不能；
(4)变小；
(5)质量；高度。

9. 如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景,跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段,若不计空气阻力,从腾空到落水的过程中(C)
A.动能增加,机械能增加
B.重力势能减小,机械能减少
C.动能先减小后增大,机械能不变
D.重力势能先减小后增大,机械能不变

答案： 【解析】：
本题为选择题，考点是机械能转化。
动能是物体由于运动而具有的能，动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能就越大。重力势能是物体由于被举高而具有的能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。机械能是动能与势能的总和，在不计空气阻力的情况下，机械能守恒。
从腾空到落水的过程中，运动员的高度先升高后降低。在上升过程中，运动员的速度逐渐减小，因此动能减小；同时，由于高度增加，重力势能增大。在下降过程中，运动员的速度逐渐增大，因此动能增大；同时，由于高度减小，重力势能减小。由于不计空气阻力，整个过程中机械能守恒，即机械能总量保持不变。
A选项，动能增加，机械能增加。这个选项错误，因为机械能是守恒的，不会增加。
B选项，重力势能减小，机械能减少。这个选项也是错误的，因为机械能同样是守恒的，不会减少。
C选项，动能先减小后增大，机械能不变。这个选项正确，它符合我们从腾空到落水过程中动能和机械能变化的分析。
D选项，重力势能先减小后增大，机械能不变。这个选项错误，因为从腾空到落水的过程中，重力势能是先增大后减小的。
【答案】：C

10. 朝鲜族有一种群众喜爱的娱乐跳板,若支点在跳板中央,当体重均为600 N的两名运动员从1.5 m处由静止下落到跳板一端时,静止于另一端重为450 N的女运动员被向上弹起3 m,若不计空气阻力,跳板的机械效率为(C)
A.100%
B.90%
C.75%
D.25%

答案： 解：有用功 $ W_{有}=G_{女}h_{女}=450\,N × 3\,m=1350\,J $
总功 $ W_{总}=G_{运动员总}h_{运动员}=2 × 600\,N × 1.5\,m=1800\,J $
机械效率 $ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{1350\,J}{1800\,J} × 100\% =75\% $
答案：C

11. 如图所示,小聪用滑轮组拉动水平地面上重为500 N的物体A,使它匀速前进2 m,地面对它的摩擦力为150 N,小聪施加的拉力$F = 100\ N$(忽略绳重和滑轮重),则滑轮组做的有用功为300J,拉力做的总功为400J,滑轮组的机械效率为75%。

答案： 解：有用功 $ W_{有}=f \cdot s_{物}=150\ N × 2\ m=300\ J $
由图知，动滑轮上绳子段数 $ n=2 $，绳子自由端移动距离 $ s=ns_{物}=2 × 2\ m=4\ m $
总功 $ W_{总}=F \cdot s=100\ N × 4\ m=400\ J $
机械效率 $ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{300\ J}{400\ J} × 100\%=75\% $
300；400；75%

12. 如图所示,某工地上起重机将重为2000 N的货物在10 s内匀速提升了5 m,求：
(1)起重机克服货物的重力做的功。
(2)起重机对货物做功的功率。
(3)若起重机的机械效率为20%,起重机的输出功率。

答案： 【解析】：
本题主要考查了功的计算、功率的计算以及机械效率的应用，这些都是力学中的基础知识点。
（1）对于起重机克服货物重力做的功，我们可以使用功的计算公式$W = Gh$，其中$G$是货物的重力，$h$是货物被提升的高度。
（2）对于起重机对货物做功的功率，我们可以使用功率的计算公式$P = \frac{W}{t}$，其中$W$是起重机对货物做的功，$t$是做功所用的时间。
（3）对于起重机的输出功率，我们需要先根据机械效率求出起重机做的总功，然后再使用功率的计算公式求出输出功率。机械效率$\eta$定义为有用功与总功的比值，即$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}}$。
【答案】：
解：（1）起重机克服货物的重力做的功：
$W = Gh = 2000 × 5 = 10000J$；
综上所述，答案为：起重机克服货物的重力做的功为$10000J$。
（2）起重机对货物做功的功率：
$P = \frac{W}{t} = \frac{10000}{10} = 1000W$；
综上所述，答案为：起重机对货物做功的功率为$1000W$。
（3）由机械效率公式$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}}$得，起重机做的总功为：
$W_{总} = \frac{W_{有用}}{\eta} = \frac{10000}{20\%} = 50000J$；
起重机的输出功率为：
$P^{\prime} = \frac{W_{总}}{t} = \frac{50000}{10} = 5000W$；
综上所述，答案为：起重机的输出功率为$5000W$。