《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

21.在“探究动能和重力势能相互转化”的实验中,采用如图所示的实验装置。
|运动过程或位置|A|A→B|B|B→C|C|
|动能Eₖ(J)|0|增加|4.98|减少|0|
|重力势能Eₚ(J)|5.00|减少|0|增加|4.96|


用细线把一个质量为m的小球悬挂起来,将小球从位置B拉到位置A,由静止释放小球,观察小球从A→B→C的过程中的高度和速度的变化,并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值,从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化,数据如表所示。
(1)小球在图中的C位置,受到2个力的作用。
(2)从实验中可以看出,小球从A→B的过程中速度不断增加,高度不断降低,这个过程中是重力势能逐渐转化为动能;在能量转化的过程中,机械能在逐渐减小(选填“增大”“减小”或“不变”),这主要是由于小球受到空气阻力。
(3)在实验中,如果换用质量为2m的小球,其他条件不变,那么,小球到达B位置时的机械能大于(选填“大于”“小于”或“等于”)质量为m的小球到达B位置时的机械能。

答案： 【解析】：
本题主要考查动能和重力势能的相互转化以及机械能的变化情况，同时涉及到受力分析。
（1）对小球在$C$位置进行受力分析，小球受到竖直向下的重力和沿绳子方向向上的拉力，共$2$个力。
（2）小球从$A\to B$的过程中，高度降低，速度增加，所以是重力势能逐渐转化为动能。从表格数据可以看出，整个过程中动能与重力势能的总和（即机械能）在逐渐减小，这是因为小球在运动过程中受到空气阻力等因素的影响，机械能转化为内能等其他形式的能。
（3）机械能包括动能和势能，在实验中，从$B$到$A$再回到$B$的过程中，由于存在空气阻力等因素，机械能会逐渐减小。当换用质量为$2m$的小球，其他条件不变时，初始状态（$B$位置）的机械能会比质量为$m$的小球在$B$位置的机械能大，但在整个过程中机械能依然会因为阻力而减小，不过由于初始机械能更大，所以到达$B$位置时的机械能大于质量为$m$的小球到达$B$位置时的机械能。
【答案】：
（1）$2$；
（2）动能；减小；空气阻力；
（3）大于。

22.探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关?
【猜想与假设】
猜想一:可能与篮球的材质有关;
猜想二:可能与篮球的质量、充气量有关。(答案合理即可得分)
【制订计划与设计实验】
在探究猜想一时,我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球。设计了以下实验方案。
方案一:其他条件都相同,用力向下拍不同的篮球,观察比较它们反弹后的高度;
方案二:其他条件都相同,将不同的篮球从同一高度自由下落,观察比较它们反弹后的高度;
方案三:其他条件都相同,使不同的篮球反弹到相同的高度,观察比较它们所需自由下落高度。
【评估与交流】
(1)按照方案一探究,其不足之处是无法控制拍球力度相同。
(2)按照方案二探究,篮球反弹后的高度越高,反弹性能就越强;像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的研究方法,在物理学上,我们称之为转换法。
(3)按照方案三探究,篮球所需自由下落的高度越高,反弹性能就越弱。
【拓展应用】
(4)类比于机械效率,我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的比值来描述篮球反弹性能的强弱,其值越大,则反弹性能就越强。

答案： 【猜想与假设】
质量；充气量
【评估与交流】
(1) 无法控制拍球力度相同
(2) 强；转换法
(3) 弱
【拓展应用】
(4) 强