《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

3. 如图所示,甲、乙、丙、丁为四个相同的小球,开始时它们的高度相同,甲先上抛后落地,乙、丙分别从长度不同的斜面滑到地面,丁直接下落到地面,在这过程中,甲、乙、丙、丁小球的重力做功分别为$ W_1 $、$ W_2 $、$ W_3 $、$ W_4 $,则关于这四个功的大小,下列说法正确的是(A)

A.一样大
B.$ W_1 $最大
C.$ W_2 $最大
D.$ W_4 $最大

答案： 【解析】：
本题可根据重力做功的公式$W = Gh$（其中$W$是重力做的功，$G$是物体的重力，$h$是物体在重力方向上移动的距离）来分析四个小球重力做功的大小关系。
已知甲、乙、丙、丁为四个相同的小球，那么它们的重力$G$相等，且开始时它们的高度相同，最终都落到地面，即它们在重力方向上移动的距离$h$也相等。
根据重力做功公式$W = Gh$，由于$G$和$h$都相等，所以四个小球重力做的功$W_1$、$W_2$、$W_3$、$W_4$一样大。
【答案】：
A

4. 2021年12月10日,粤赣高铁正式开通,当天一列长为$ 200\ m $、质量约为$ 400\ t $的高铁以 300\ km/h 的速度匀速通过长约为 1000\ m 的主跨大桥时,其所受到的阻力约为高铁总重力的$ 0.01 $倍,则高铁完全通过主跨桥的过程中,牵引力所做的功约为($ g 取 10\ N/kg $)(B)
A.$ 4× 10^7\ J $
B.$ 4.8× 10^7\ J $
C.$ 4× 10^8\ J $
D.$ 4.8× 10^9\ J $

答案： 解：
1. 高铁质量：$ m = 400\ t = 400 × 10^3\ kg = 4 × 10^5\ kg $
2. 高铁重力：$ G = mg = 4 × 10^5\ kg × 10\ N/kg = 4 × 10^6\ N $
3. 阻力：$ f = 0.01G = 0.01 × 4 × 10^6\ N = 4 × 10^4\ N $
4. 匀速行驶，牵引力 $ F = f = 4 × 10^4\ N $
5. 完全通过大桥的路程：$ s = L_{桥} + L_{车} = 1000\ m + 200\ m = 1200\ m $
6. 牵引力做功：$ W = Fs = 4 × 10^4\ N × 1200\ m = 4.8 × 10^7\ J $
答案：B

5. 如图所示,小强将重为$ 25\ N 的滑板从地面上提起 0.4\ m $,然后小强又提着滑板在水平路面上行走了$ 5\ m $。小强提起滑板对滑板做了10$ J $的功,提着滑板行走又对滑板做了0$ J $的功,整个过程小强对滑板做功10$ J $。

答案： 解：提起滑板时，对滑板做的功：
$W_1 = Fs = Gh = 25\ N × 0.4\ m = 10\ J$
提着滑板行走时，力的方向竖直向上，移动距离水平方向，二者垂直，不做功，即$W_2 = 0\ J$
整个过程做功：$W = W_1 + W_2 = 10\ J + 0\ J = 10\ J$
10；0；10

6. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力$ F $的作用,$ F 的大小与时间 t 的关系和物体运动速度 v 与时间 t $的关系如图乙和丙所示。由图像可知,$ 0\sim 2\ s $内,物体是______(选填“运动”或“静止”)的；当$ t= 1\ s $时,物体受到的摩擦力为______$ N $；$ 4\sim 6\ s $拉力对物体做了______$ J $的功。

静止；1；16

答案： 【解析】：
本题可根据速度 - 时间图像判断物体的运动状态，再结合力 - 时间图像，利用二力平衡条件求出摩擦力大小，最后根据功的计算公式求出拉力做的功。
1.判断$0\sim2s$内物体的运动状态：
由丙图可知，在$0\sim2s$内，物体的速度$v = 0$，根据运动和静止的相对性，速度为$0$的物体处于静止状态，所以$0\sim2s$内物体是静止的。
2.求$t = 1s$时物体受到的摩擦力：
由丙图可知，在$4\sim6s$内物体做匀速直线运动，此时物体处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。
由乙图可知，在$4\sim6s$内，拉力$F = 2N$，所以此时物体受到的滑动摩擦力$f = F = 2N$。
当$t = 1s$时，物体处于静止状态，受到的静摩擦力和拉力是一对平衡力。
由乙图可知，此时拉力$F_1 = 1N$，所以物体受到的摩擦力$f_1 = F_1 = 1N$。
3.求$4\sim6s$拉力对物体做的功：
由丙图可知，在$4\sim6s$内物体做匀速直线运动，速度$v = 4m/s$，根据公式$s = vt$（其中$s$为路程，$v$为速度，$t$为时间），可得物体在$4\sim6s$内移动的距离：
$s = vt = 4m/s×(6s - 4s) = 8m$。
由乙图可知，在$4\sim6s$内，拉力$F = 2N$，根据功的计算公式$W = Fs$（其中$W$为功，$F$为力，$s$为在力的方向上移动的距离），可得拉力对物体做的功：
$W = Fs = 2N×8m = 16J$。
【答案】：
静止；$1$；$16$

7. 99A式坦克是中国自行研制的第三代主战坦克,其装配了一台功率较大的柴油发动机,可以驱动重为$ 6× 10^6\ N $的车身,在公路上最高车速为$ 80\ km/h $,在野外的最高车速则为$ 60\ km/h $,采用新材料和新工艺的99A式坦克综合作战性能大大提高。假如在一场演习中,99A式坦克在水平公路上以$ 20\ m/s $的速度匀速行驶,行驶$ 144\ km $到达目的地,在行驶过程中坦克受到的阻力是车重的$ 0.02 $倍。求：
(1)车的牵引力大小。
(2)在该演习中坦克牵引力做的功。

答案： 【解析】：
本题主要考查了二力平衡条件的应用、功的计算，虽知识点多，但都属于基础，难度不大。
（1）坦克在水平公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据$F = f = 0.02G$求出其大小；
（2）根据$W = Fs$求出在该演习中坦克牵引力做的功。
【答案】：
(1)坦克在水平公路上匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
由题可知，坦克受到的阻力：$f = 0.02G = 0.02 × 6 × 10^{6} = 1.2 × 10^{5}N$，
则牵引力：$F = f = 1.2 × 10^{5}N$；
答：车的牵引力大小为$1.2 × 10^{5}N$；
(2)坦克行驶的距离：$s = 144km = 1.44 × 10^{5}m$，
则在该演习中坦克牵引力做的功：
$W = Fs = 1.2 × 10^{5} × 1.44 × 10^{5} = 1.728 × 10^{10}J$。
答：在该演习中坦克牵引力做的功为$1.728 × 10^{10}J$。