《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

1.李玲同学用水桶从水井中提水做清洁,她在把水从井底提上来的过程中,下列关于做功的说法中正确的是(C)
A.对桶所做的功是有用功
B.对水所做的功是额外功
C.对水所做的功是有用功
D.对水所做的功是总功

答案： 【解析】：
本题主要考查对机械效率概念的理解，特别是有用功、额外功和总功的区分。
在物理学中，当我们使用机械或设备做功时，通常希望完成的功被称为有用功，而为了完成这个有用功，我们不得不做的其他功被称为额外功。总功则是有用功和额外功之和。
对于李玲同学从水井中提水的情况，我们可以这样分析：
她的主要目的是提水，因此对水所做的功是有用功。
而她使用的桶并不是她想要提起来的对象，但由于桶里装了水，所以提桶是不可避免的。因此，对桶所做的功是额外功。
总功则是对水和桶所做的功之和。
A. 对桶所做的功是额外功，不是有用功，所以A选项错误。
B. 对水所做的功是有用功，不是额外功，所以B选项错误。
C. 对水所做的功是有用功，这与我们的分析一致，所以C选项正确。
D. 对水所做的功只是有用功，不是总功。总功还包括对桶所做的功，所以D选项错误。
【答案】：C

2.关于机械效率,下列说法正确的是(D)
A.有用功越大,机械的机械效率就越高
B.额外功越大,机械的机械效率就越低
C.总功越大,机械的机械效率就越低
D.有用功与总功的比值越大,机械的机械效率就越高

答案： 【解析】：
本题主要考查机械效率的概念及其影响因素。机械效率是指有用功占总功的比例，用公式表示为$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}}$。
A选项，有用功大，并不意味着机械效率就高，因为还需要考虑总功的大小。如果总功也相应增大，且增大的比例比有用功大，那么机械效率可能会降低。所以A选项错误。
B选项，额外功大，只说明总功中用于非有用功的部分大，但并不能直接得出机械效率就低的结论。因为机械效率还取决于有用功的大小。如果有用功也相应增大，且增大的比例比额外功大，那么机械效率可能会提高。所以B选项错误。
C选项，总功大，并不能直接得出机械效率就低的结论。因为机械效率是有用功与总功的比值，总功大，但如果有用功也大，且增大的比例比总功大，那么机械效率可能会提高。所以C选项错误。
D选项，根据机械效率的定义，有用功与总功的比值越大，说明有用功在总功中所占的比例越大，即机械效率越高。所以D选项正确。
【答案】：
D

3.甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度,则(D)
A.乙升降机提升重物做的有用功多
B.甲升降机的电动机做的额外功多
C.甲升降机的电动机做的总功多
D.乙升降机的电动机做的总功多

答案： 【解析】：
本题主要考查机械效率的概念以及有用功、额外功和总功的关系。
首先，我们明确几个关键概念：
有用功：直接达到目的所必须做的功。在这个问题中，目的是把物体提升到一定的高度，所以有用功就是物体被提升所做的功，即$W_{有} = Gh = mgh$（G是重力，h是高度，m是质量，g是重力加速度）。
额外功：并非我们需要但又不得不做的功。比如，机械部件之间的摩擦力所做的功就是额外功。
总功：有用功和额外功之和，即$W_{总} = W_{有} + W_{额}$。
机械效率：有用功占总功的比例，即$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}}$。
现在，我们根据题目信息进行分析：
A选项：因为两台升降机提升的是相同质量的物体，且提升的高度也相同，所以它们做的有用功是一样的。故A错误。
B选项：题目中给出甲升降机的机械效率高，根据机械效率的定义，我们可以推断出甲升降机的额外功在总功中所占的比例较小。因为有用功相同，所以甲升降机的额外功实际上比乙升降机的要少。故B错误。
C选项：由于甲升降机的机械效率高，意味着在同样的有用功下，甲升降机的总功要少。故C错误。
D选项：乙升降机的机械效率低，说明在同样的有用功下，乙升降机的额外功多，因此乙升降机的总功也多。故D正确。
【答案】：D

4.甲、乙两种机器所做的总功之比是2∶3,有用功之比是3∶1,则它们的机械效率之比为(C)
A.2∶3
B.3∶1
C.9∶2
D.2∶1

答案： 【解析】：
本题主要考查机械效率的计算以及比例运算。
机械效率定义为有用功与总功的比值，即 $\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}}$。
题目给出甲、乙两种机器的总功之比和有用功之比，我们需要利用这些比例来求解它们的机械效率之比。
设甲机器的总功为 $2W$，有用功为 $3W'$；乙机器的总功为 $3W$，有用功为 $W'$。
根据机械效率的定义，甲机器的机械效率为 $\eta_{甲} = \frac{3W'}{2W}$，乙机器的机械效率为 $\eta_{乙} = \frac{W'}{3W}$。
接下来，我们计算甲、乙两种机器的机械效率之比：
$\frac{\eta_{甲}}{\eta_{乙}} = \frac{\frac{3W'}{2W}}{\frac{W'}{3W}} = \frac{3W'}{2W} × \frac{3W}{W'} = \frac{9}{2}$
【答案】：
C

5.某实验小组在“测量滑轮组的机械效率”实验中得到的数据如表所示,第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
| 次数 | 钩码重$ G/N $ | 钩码上升的高度$ h/cm $ | 测力计拉力$ F/N $ | 测力计移动距离$ s/cm $ | 机械效率$ \eta $ |
| :--- | :-------------- | :----------------------- | :------------------ | :---------------------- | :---------------- |
| 1 | 2 | 10 | 0.9 | 30 | 74.1% |
| 2 | 4 | 10 | 1.6 | 30 | 83.3% |
| 3 | 4 | 10 | 1.0 | 50 | |
(1)实验中,弹簧测力计应竖直向上匀速提升重物。第3次实验中所做的有用功是0.4J,机械效率为80%。
(2)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,所做的额外功将增大(选填“增大”或“减小”)。因而,由第2、3次实验可知：使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
(3)比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越高。

答案： 【解析】：
本题主要考查“测量滑轮组的机械效率”实验，涉及实验操作、有用功、总功、机械效率的计算，以及影响滑轮组机械效率的因素等知识点。
（1）在实验中，为了准确测量拉力的大小，弹簧测力计应竖直向上匀速提升重物，这样弹簧测力计的示数才等于拉力的大小。
第$3$次实验中所做的有用功是提升钩码所做的功，根据公式$W_{有}=Gh$，其中$G = 4N$，$h = 10cm = 0.1m$，可得$W_{有}= 4N×0.1m = 0.4J$。
总功$W_{总}=Fs$，其中$F = 1.0N$，$s = 50cm = 0.5m$，则$W_{总}= 1.0N×0.5m = 0.5J$。
根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$，可得机械效率$\eta=\frac{0.4J}{0.5J}×100\% = 80\%$。
（2）动滑轮自重增大，在提升相同重物时，需要克服动滑轮重力做的额外功增多，所以所做的额外功将增大。
由第$2$、$3$次实验可知，提升相同的重物，动滑轮越重，额外功增多，总功增大，有用功不变，根据机械效率公式可知，滑轮组的机械效率降低。
（3）要得出使用同一滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高的结论，需要控制滑轮组相同，改变钩码重力，所以应比较$1$、$2$两次实验数据。
从$1$、$2$两次实验数据可以看出，使用同一滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高。
【答案】：
(1)匀速；$0.4$；$80\%$。
(2)增大；越低。
(3)$1$、$2$；越高。

6.如图所示的小型起重机,某次吊起质量为$ 6× 10^{2}\ kg $的物体,电动机的功率为$ 2× 10^{3}\ W $,用时20s,使物体上升了5m。$ g $取10N/kg,则通过动滑轮( )


A.做的有用功为$ 6× 10^{4}\ J $
B.拉力为$ 4× 10^{3}\ N $
C.做的总功为$ 2× 10^{4}\ J $
D.机械效率为66.7%

答案： 答案略