《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

7.无人机已被应用于诸多领域。如图所示是一款我国具有完全自主知识产权的大疆无人机。在无人机匀速上升的过程中,对其分析正确的是(D)

A.质量增大
B.动能减小
C.机械能不变
D.重力势能增大

答案： 【解析】：
本题主要考查对质量、动能、重力势能和机械能概念的理解以及它们随物体运动状态变化的情况，需要根据这些物理量的定义和影响因素来分析无人机匀速上升过程中各物理量的变化。
选项A：质量是物体所含物质的多少，是物体的一种基本属性，它不随物体的位置、状态、形状等因素的改变而改变。在无人机匀速上升的过程中，其物质含量并没有发生变化，所以质量不变，A选项错误。
选项B：动能的大小与物体的质量和速度有关，其计算公式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$（其中$E_{k}$表示动能，$m$表示物体质量，$v$表示物体速度）。无人机匀速上升，意味着其速度$v$保持不变，质量$m$也不变，根据公式可知，动能不变，B选项错误。
选项C：机械能是动能与势能的总和，势能又包括重力势能和弹性势能。在本题中，无人机没有发生弹性形变，所以不考虑弹性势能，机械能就等于动能与重力势能之和。由前面分析可知，无人机动能不变，而在上升过程中高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，C选项错误。
选项D：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，其计算公式为$E_{p}=mgh$（其中$E_{p}$表示重力势能，$m$表示物体质量，$g$是重力加速度，$h$表示物体所处的高度）。无人机质量$m$不变，在匀速上升过程中高度$h$不断增大，$g$为常量，根据公式可知，重力势能增大，D选项正确。
【答案】：D

8.如图所示的单摆,让小球从A点由静止释放,小球从A点向B点摆动的过程中,小球受到的重力对小球做功,细绳对小球的拉力不做(前两空均填“做”或“不做”)功。小球在A点的重力势能最大。

答案： 【解析】：
本题可根据做功的两个必要因素判断重力和拉力是否做功，再根据重力势能的影响因素判断小球重力势能最大的位置。
1. 判断重力是否做功：
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
小球从$A$点向$B$点摆动的过程中，小球受到竖直向下的重力，且小球在竖直方向上向下移动了距离，满足做功的两个必要因素，所以重力对小球做功。
2. 判断细绳拉力是否做功：
细绳对小球的拉力方向是沿细绳指向悬点$O$，而小球的运动方向是沿圆的切线方向，小球在拉力的方向上没有移动距离，不满足做功的条件，所以细绳对小球的拉力不做功。
3. 判断小球重力势能最大的位置：
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，重力势能越大。
小球在$A$点时，高度最高，质量不变，所以小球在$A$点的重力势能最大。
【答案】：
做；不做；$A$

9.如图所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将锯条的端部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能。增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的弹性形变越大,它的弹性势能越大。

答案： 【解析】：
本题主要考查弹性势能、重力势能的影响因素以及能量之间的转化，根据钢锯条的形变程度和棋子被弹起的高度来分析能量的转化和弹性势能的影响因素，钢锯条具有弹性，将钢锯条的端部压下一段距离，松手后，钢锯条恢复原状，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能，增加钢锯条被下压的距离，钢锯条的形变程度增大，弹性势能增大，棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的弹性形变越大，它的弹性势能越大。
【答案】：
弹性；重力；弹性形变

10.如图所示,在自由下落过程中,物体运动速度会越来越快,一个物体从A点由静止开始自由下落,相继经过B、C两点,已知AB= BC,物体在AB段重力做功为$W_1,$功率为$P_1;$在BC段重力做功为$W_2,$功率为$P_2,$则$W_1$=$W_2,P_1$＜$P_2。$(后两空均选填“＞”“＜”或“=”)

答案： 【解析】：
本题可根据自由落体运动的特点、功和功率的计算公式来进行分析。
1. 分析物体自由下落时速度的变化：
物体在自由下落过程中，受到重力的作用，重力势能转化为动能，速度会越来越快。
2. 比较$W_1$和$W_2$的大小：
根据功的计算公式$W = Gh$（其中$G$是物体的重力，$h$是物体在重力方向上移动的距离）。
已知$AB = BC$，即物体在$AB$段和$BC$段下落的高度相同，物体的重力$G$不变，所以重力做功$W_1 = Gh_{AB}$，$W_2 = Gh_{BC}$，可得$W_1 = W_2$。
3. 比较$P_1$和$P_2$的大小：
功率的计算公式为$P=\frac{W}{t}$（其中$W$是功，$t$是做功所用的时间）。
由前面分析可知物体自由下落速度越来越快，那么物体经过$AB$段的平均速度小于经过$BC$段的平均速度，且$AB = BC$，根据$t=\frac{s}{v}$（$s$为路程，$v$为速度）可知，物体经过$AB$段所用的时间$t_1$大于经过$BC$段所用的时间$t_2$。
又因为$W_1 = W_2$，根据$P=\frac{W}{t}$，在功$W$相同的情况下，时间$t$越大，功率$P$越小，所以$P_1\lt P_2$。
【答案】：
快；$=$；$＜$

11.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:0~3 s内,推力对物体做的功是0J;9~12 s内,推力对物体做功180J,功率为60W。

答案： 解：0~3s内，由丙图知物体速度为0，处于静止状态，移动距离s=0，
根据W=Fs，推力做功W1=30N×0m=0J；
9~12s内，由乙图知推力F=60N，由丙图知物体做匀速直线运动，速度v=1m/s，
时间t=12s-9s=3s，
移动距离s=vt=1m/s×3s=3m，
推力做功W2=60N×3m=180J，
功率P=W2/t=180J/3s=60W。
0；180；60

12.如图所示,忽略空气阻力与摩擦,小球从A点抛出时具有400 J的机械能,其中动能为250 J,小球经过B、C两点落到地面上的D点。已知B点是最高点,A与C在同一高度,若不计空气阻力,则小球在B点的机械能为400J,在C点的重力势能为150J,在D点的动能为400J。

答案： 解：
小球在A点的机械能为400 J，忽略空气阻力与摩擦，机械能守恒，所以小球在B点的机械能为400 J。
小球在A点的机械能 = 动能 + 重力势能，即400 J = 250 J + 重力势能，所以A点重力势能为150 J。A与C在同一高度，重力势能相同，故C点重力势能为150 J。
小球在D点落到地面，重力势能为0，机械能全部转化为动能，所以D点动能为400 J。
400；150；400

13.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道:一个30 g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨,从25楼抛下可以使人当场死亡。这是因为高空中的鸡蛋具有重力势能,鸡蛋的重力势能与高度和质量有关,下落过程是将重力势能转化为动能。

答案： 重力势；高度和质量；动能