《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

4. 如图所示,工人师傅用一个动滑轮提升一个重为40 N的物体,所用的竖直拉力为25 N,在10 s内物体向上移动了1.6 m,在此过程中,工人师傅拉绳子的力做的有用功为64J,拉力的功率为8W,该动滑轮的机械效率为80%。

答案： 解：
有用功 $ W_{有}=Gh=40\,N × 1.6\,m=64\,J $
动滑轮绳子段数 $ n=2 $，绳端移动距离 $ s=nh=2 × 1.6\,m=3.2\,m $
总功 $ W_{总}=Fs=25\,N × 3.2\,m=80\,J $
拉力功率 $ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{80\,J}{10\,s}=8\,W $
机械效率 $ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{64\,J}{80\,J} × 100\% =80\% $
64；8；80%

5. 同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体,已知滑轮重20 N,不计绳重和摩擦,则(C)
A. 手的拉力：$F_{甲} ＞ F_{乙}$；机械效率：$\eta_{甲} ＜ \eta_{乙}$
B. 手的拉力：$F_{甲} = F_{乙}$；机械效率：$\eta_{甲} = \eta_{乙}$
C. 手的拉力：$F_{甲} ＞ F_{乙}$；机械效率：$\eta_{甲} ＞ \eta_{乙}$
D. 手的拉力：$F_{甲} ＜ F_{乙}$；机械效率：$\eta_{甲} ＜ \eta_{乙}$

答案： 【解析】：
本题可根据定滑轮和动滑轮的工作特点分别求出甲、乙两种情况下手的拉力，再根据机械效率的计算公式分析两种情况下机械效率的大小关系。
定滑轮的特点是不省力但可以改变力的方向，动滑轮的特点是能省一半力但不能改变力的方向。
对于甲图，使用的是定滑轮，不计绳重和摩擦，根据定滑轮的工作特点可知，手的拉力$F_{甲}=G_{物}=100N$。
对于乙图，使用的是动滑轮，不计绳重和摩擦，根据动滑轮的工作特点，手的拉力$F_{乙}=\frac{1}{2}(G_{物}+G_{动})=\frac{1}{2}×(100N + 20N)= 60N$。
所以$F_{甲}＞F_{乙}$。
机械效率的计算公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$，其中$W_{有}$是有用功，$W_{总}$是总功。
把同一物体匀速提升相同的高度，根据$W_{有}=G_{物}h$可知，甲、乙两种情况下的有用功$W_{有}$相同。
不计绳重和摩擦，甲图中，$W_{总甲}=W_{有}$（因为定滑轮不省力，额外功为$0$）；乙图中，$W_{总乙}=W_{有}+W_{额}$，其中$W_{额}=G_{动}h$（克服动滑轮重力做的功为额外功）。
所以$W_{总甲}＜W_{总乙}$，根据$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$可知，$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$。
【答案】：
C

6. 如图所示,在斜面上将一个质量为0.5 kg的物体匀速拉到顶端,沿斜面向上的拉力为2 N,斜面长4 m,高1 m,物体的重力为5N,斜面的机械效率为62.5%,物体所受的摩擦力为0.75N。($g$取10 N/kg)

答案： 解：
物体的重力：$G = mg = 0.5\ kg × 10\ N/kg = 5\ N$
有用功：$W_{有} = Gh = 5\ N × 1\ m = 5\ J$
总功：$W_{总} = FL = 2\ N × 4\ m = 8\ J$
机械效率：$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\% = \frac{5\ J}{8\ J} × 100\% = 62.5\%$
额外功：$W_{额} = W_{总} - W_{有} = 8\ J - 5\ J = 3\ J$
摩擦力：$f = \frac{W_{额}}{L} = \frac{3\ J}{4\ m} = 0.75\ N$
5；62.5%；0.75

7. 如图所示,两个质量相等的小铁球A、B从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧面的顶端滑到底部,如果它们都是从静止开始下滑,忽略各种阻力,则下列说法中错误的是(D)

A.到达底部时,两球速度相等
B.下滑到底部时,两球动能相等
C.下滑过程中两球的机械能总量不变
D.下滑过程中重力对两球做的功不相等

答案： 【解析】：
本题考察的是机械能守恒的知识点。在忽略各种阻力的情况下，小铁球从静止开始下滑，只有重力做功，因此机械能守恒。两球质量相等，初始高度相同，因此初始重力势能相等。根据机械能守恒定律，两球到达底部时的动能也相等，速度相等。
A选项：因为两球质量相等，初始重力势能相等，机械能守恒，所以到达底部时两球速度相等，该选项正确。
B选项：同理，到达底部时两球动能相等，该选项正确。
C选项：忽略各种阻力，只有重力做功，机械能守恒，所以下滑过程中两球的机械能总量不变，该选项正确。
D选项：两球质量相等，下落高度相同，根据重力做功公式$W = mgh$，重力对两球做的功相等，所以该选项错误。
【答案】：D

8. 如图所示,小球从左侧斜面的P点由静止释放,在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点,M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点,下列关于该过程的说法中正确的是(C)

A.小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能
B.小球从P点向Q点运动的过程中,机械能保持不变
C.小球从P点向Q点运动的过程中,所受支持力不做功
D.小球通过M、N两点时的速度大小相等

答案： 【解析】：
本题主要考查机械能守恒、动能与重力势能的转化以及做功的判断。
A选项：小球在左侧斜面向下运动的过程中，由于斜面可能存在摩擦，会有一部分机械能转化为内能，所以重力势能并没有全部转化为动能，故A错误。
B选项：小球从$P$点向$Q$点运动的过程中，由于斜面存在摩擦，机械能会转化为内能，机械能减小，故B错误。
C选项：小球从$P$点向$Q$点运动的过程中，支持力始终与小球的运动方向垂直，根据做功的两个必要因素，一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上通过一段距离，可知支持力不做功，故C正确。
D选项：由于机械能减小，小球通过$M$、$N$两点时，重力势能相同，但动能减小，所以速度大小不相等，故D错误。
【答案】：C。