第十一章《机械功与机械能》单元作业设计（含答案）2023-2024学年度粤沪版物理九年级上册

第十一章《机械功与机械能》单元作业设计
一、单元信息：
基本信息 学科 年级 学期 单元名称
物理 九年级 第一学期 机械功与机 械能
单元组织方式 √ 自然单元 重组单元
课时信息 序 号 课时名称 对应教材内容
1 怎样才叫做功 第十一章第一节
2 怎样比较做功的快慢 第十一章第二节
3 如何提高机械效率 第十一章第三节
4 认识动能和势能 第十一章第四节
二、课时作业
第一节 怎样才叫做功
(一)课前作业
题目编号 001 作业性质 活动作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 展示课本图片 11-1 并讲解，使学生产生疑问：为什 么大汗淋漓却没有做功？
答案 答案合理即可
作业评价 1、小组成 员参与度； □优秀 □良好 □合格
2、学生对 科学探索的 兴趣度； □优秀 □良好 □合格
3、学生语 言组织表达 能力。 □优秀 □良好 □合格
设计意图 难度 □较易 □中等 □较难
来源 □引用 □ 改编 □ 原创
(二) 课堂作业
题目编号 002 作业性质 练习作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 下列说法中正确的是( ) A．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功 B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程， 手竖直向上的拉力 对水桶做了功 C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功 D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做 了功
答案 A
作业评价 力是否做功的判断 做功包含两个必要的因素：一 是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动一 段距离，二者缺一不可． □优秀 □良好 □合格
设计意图 掌握做功包含两个必要的因素
作业 分析 难度 □较易 □中等 □较难
来源 □引用 □改编 □原创
题目编号 003 作业性质 练习作业 完成时长 3 分钟
具体 内容 题目 一汽车在平直公路上匀速行驶 160m，在此过程中，汽车牵引力做功 8×104J，这辆车的牵引力有多大？ (g=10N/kg)
答案 500N
作业评价 功的计算公式 功等于力与沿力的方向上移动距离的乘积。 □优秀 □良好 □合格
设计意图 掌握功的计算公式
作业 分析 难度 □较易 □中等 □较难
来源 □引用 □改编 □原创
(三) 课后作业
题量 3 题 完成时长 5 分钟
1．物体在水平面上做直线运动，先在大小为 F 的水平推力作用 下匀速前进了一段距离，接着在方向不变大小为 2F 的推力作用下 继续前进了相同距离，下列说法正确的是( ) A．整个过程重力对物体做了功 B．前一段距离物体所受力合力为零 C．后一段距离物体仍匀速运动 D．前、后两段距离物体受到的摩擦力不相等 2．如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是 ( ) A． 大力士表演拉汽车前行，此时人拉车的力做了功 B． 起重机吊着重物水平移动，钢丝绳的拉力对重物做了功 C． 举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功 D． 足球在水平地面上运动，足球的重力对足球做了功 3．有一个装着矿石的矿斗， 总质量是 3×103kg,把它从井底匀 速提到地面上做了 6×105J 的功， 问该矿井有多深？ (g=10N/kg)
作业评价 1、小组成 员参与度； □优秀 □良好 □合格
2、学生对 科学探索的 兴趣度； □优秀 □良好 □合格
3、学生语 言组织表达 能力。 □优秀 □良好 □合格
设计意图 难度 □较易 □中等 □较难
来源 □引用 □ 改编 □ 原创
第二节 怎样比较做功的快慢
(一)课前作业
题目编号 001 作业性质 活动作业 完成时长 3 分钟
具体 内容 题目 请学生阅读教材 P7 页的活动 1，思考对于图中两位 同学判断，你有怎样的看法，你是怎样比较做功的 快慢的？学生在交流与讨论的基础上，展示对于两 位同学观点的思考，并展示比较做功的快慢方法的 思考。师生共同归纳：比较做功的快慢必须要同时 考虑做功的多少，以及做功的时间。学生展示自己 的思考结果，师生共同评价。
答案 答案合理即可
作业评价 1、小组成 员参与度； □优秀 □良好 □合格
2、学生对 科学探索的 兴趣度； □优秀 □良好 □合格
3、学生语 言组织表达 能力。 □优秀 □良好 □合格
设计意图 难度 □较易 □中等 □较难
来源 □引用 □ 改编 □ 原创
(二) 课堂作业
题目编号 002 作业性质 练习作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 1．下列说法中正确的是( ) A．做功快的机械，功率一定大 B．正在行驶的汽车，如果所受的力全部消失， 汽车将做匀速直线 运动 C．小明用力推地上的木箱，没有推动，是因为推力小于摩擦力 D．起重机吊着重物匀速水平运动的过程中，拉力对重物不做功
答案 A
作业评价 (1) 单位时间内所做的功叫做功率， 功率是表示做功 快慢的物理量； (2) 根据牛顿第一定律： 一切物体在不受外力时， 总 是保持静止状态或匀速直线运动状态．再结合物体原 来的运动状态，可做出判断； (3) 物体处于静止状态或匀速直线运动状态时， 受到 的力一定是平衡力； (4) 功等于作用在物体上的力与物体沿力的方向通过 的距离的乘积， 根据功的两个要素来判断有没有做功． □优秀 □良好 □合格
设计意图 功率的概念 力与运动的关系 力做功的必要因素
作业 分析 难度 □较易 □中等 □较难
来源 □引用 □改编 □原创
题目编号 003 作业性质 练习作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为 5kg 的大米， 从一 楼爬到三楼，爸爸用时较短，则亮亮与爸爸所做的( ) A．有用功相等 B．总功相等 C．总功率相等 D．有用功和总功的比值相等
答案 A
作业评价 由功的计算公式可得出二人做功的关系； 由功率公式 可求得二人的功率关系． 。 □优秀 □良好 □合格
设计意图 掌握功率的计算公式，了解影响功率的因素。
作业 分析 难度 □较易 □中等 □较难
来源 □引用 □改编 □原创
(三) 课后作业
题量 3 题 完成时长 10 分钟
1. 某人用 200N 的水平推力，在 0.5min 内，将重 1000N 的物体沿 水平面向前推进 15m，重力对物体做功为________J，人对物体做功 为________J，人对物体做功的功率为________J。 2.甲、乙两台机器， 甲的功率比乙的功率大， 则以下说法正确的是 ( ) A、甲做的功比乙做的功多； B、甲做的功比乙做的功快 C、甲做的功所用的时间比乙做的功少 D、以上说法都不对。 3.一台起重机将货物匀速提高 4m，所用的时间为 15s，已知起重机 的平均功率为 3kw，则起重机对货物做的功是多少？货物有多重？
作业评价 1、小组成员 参与度； □优秀 □良好 □合格
2、学生对 科学探索的 兴趣度； □优秀 □良好 □合格
3、学生语 言组织表达 能力。 □优秀 □良好 □合格
设计意图 难度 □较易 □中等 □较难
来源 □引用 □ 改编 □ 原创
第三节 如何提高机械效率
(一) 课前作业
题目编号 001 作业性质 练习作业 完成时长 2分钟
具体 内容 题目 如图所示，用同一滑轮组分别将物体 A 和物体 B 匀速提升相同的高度， 与提升 B 相比， 提升 A 的过程滑轮组的机械效率较大， 若不计绳重与摩擦的 影响，则提升 A 的过程() A. 额外功较小 B. 额外功较大 C. 总功较小 D. 总功较大
答案 D
作业评价 能注意同一滑轮组提升物体高度相同 时额外功是相同的。 优秀 □良好 □合格
设计意图 本题考查学生对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解。
作业 难度 较易 √中等 □较难
分析 来源 □引用 √ 改编 原创
(二) 课堂作业
题目编号 002 作业性质 练习作业 完成时长 3分钟
具体 内容 题目 工人借助如图所示的装置，在 20s 时间内将 700N 重的货物匀速提升了 4m，已知他对绳子的拉力为500N. 该过程中，工人所用装置的机械效率为 ______ ，工人对绳子拉力的功率为______ W。
答案 (1). 70% (2). 200。
作业评价 能熟练运用计算公式，解决功、机械效率问 题。 优秀 □良好 □合格
设计意图 考察同学对于功、功率及机械效率的计算知识掌握程度。
作业 分析 难度 较易 √中等 □较难
来源 □引用 √改编 原创
题目编号 003 作业性质 练习作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 如图所示，用滑轮组提升重物时，重 400N 的物体在 10s 内匀速上升了 1m．已 知拉绳子的力 F 为 250N，则提升重物的过程中 A. 做的总功是 400J B. 拉力 F 的功率是 25W C. 绳子自由端被拉下 1m D. 滑轮组的机械效率是 80%
答案 D
作业评价 能掌握滑轮组的特点； 优秀 良好 □合格
能分析、处理信息，得出结论； 优秀 □良好 □合格
设计意图 引导学生运用功的公式以及机械效率的公式，解决实际问题。
作业 分析 难度 较易 √中等 □较难
来源 √引用 改编 原创
(三) 课后作业
题量 2题 完成时间 6 分钟
题目 1、如图所示， 将质量为 80kg 的木箱， 用一个平行于斜面向上的拉力从 底端匀速拉到斜面顶端．斜面长 10m、高 3m，在此过程斜面的机械效率为 80%．则拉力做的功为_______J，拉力所做的额外功为_______J．若换一个质 量小一点的木箱，用力匀速拉到斜面顶端，此时斜面的机械效率将 _______．(选填“增大”、“不变”或“减小”) 2、下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是( ) A. 有用功越多，机械效率越高 B. 同一起重机提起的货物越重，机械效率越高 C. 额外功越少，机械效率越高 D. 同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高
答案： 1. (1). 3000 (2). 600 (3). 不变； 2.B。
作业评价 能从物理学角度解决简单的实际问题； □优秀 □良好 □合格
能熟练掌握功及机械效率的计算。 □优秀 良好 □合格
设计意图 通过 2道基础题， 巩固基础知识， 注意到功率与机械效率的区别， 作为是两 个不同的物理量， 它们之间没有任何关系， 功率由功和时间共同决定， 机械 效率由有用功和总功共同决定。
作业 分析 难度 □较易 √中等 □较难
来源 引 用 √ 改 编 原 创
第四节 认识动能和势能
(一) 课前作业
题目编号 001 作业性质 练习作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 撑竿跳高是田径运动会中的精彩项目， 如图， 运动员持竿加速奔跑， 借 助撑竿提升运动员的高度， 弃竿下落， 安全着垫． 试分析这一过程中包含的 物理知识． 示例：在运动员提升高度过程中， 竿的弹性势能先增加后减少．(此 例不可再用)请考生另列两条： ①_____；②_____．
答案 ①. 运动员在跃起的过程中，受到撑杆弹力的作用，弹力改变了运动员的 运动状态。②. 运动员在奔跑的过程中，一手为支点，另一手施加动力， 动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
作 业评价 能独立思考，将物理学与生活中常见 运动结合起来。 优秀 □良好 □合格
设计意图 通过生活中常见现象，观察到弹性势能在实际中的应用。
作业 分析 难度 √ 较易 中等 □较难
来源 □引用 √ 改编 原创
(二) 课堂作业
题目编号 002 作业性质 练习作业 完成时长 2分钟
具体 内容 题目 如图是宜宾天池公园内的“摩天轮”，一游客坐在“摩天轮”中在竖直平 面内做速度大小不变的圆周运动， 游客从最低点向最高点运动的过程中， 下 列说法正确的是( ) A. 游客的动能保持不变 B. 游客的动能先增大后减小 C. 游客的重力势能保持不变 D. 游客的机械能保持不变
答案 A
作业评价 能将所学物理知识与实际情境联系起 来。 优秀 □良好 □合格
设计意图 考察同学对机械能以及动能与重力势能知识掌握程度。
作业 分析 难度 √ 较易 中等 □较难
来源 □引用 √改编 原创
题目编号 003 作业性质 练习作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 用细线将小球系好后， 固定在天花板上， 做成一个摆． 如图所示， 小球 从 A 点摆动到 B 点的过程中( ) A. 速度变小，动能变大 B. 速度变小，动能变小 C. 速度变大，重力势能变小 D. 速度变大，重力势能变大
答案 C
作业评价 能掌握动能与重力势能的特点； 优秀 良好 □合格
能分析、处理信息，得出结论； 优秀 □良好 □合格
设计意图 引导学生运用功的公式以及机械效率的公式，解决实际问题。
作业 分析 难度 √ 较易 √中等 □较难
来源 √引用 改编 原创
(三) 课后作业
题量 2题 完成时间 6 分钟
题目 1 、暴雨天,在山体滑坡的地方,极易发生泥石流． 原因之一是,在雨水的 作用下,滑坡处的泥石与地面(泥石)之间的________减小了．泥石流在向下 游流动的过程中,__________ (填主要的能量转化)．与水流相比,由于相同体 积泥石流的质量较大,故具有的_______能较大，其造成的破坏和损失更 大．因此,暴雨天,尤其在山体滑坡的地方,要加强防范泥石流灾害． 2、如图所示， 是正在加速下降的足球， 在此过程中， 对其机械能的变化 情况，下列分析正确的是( ) A. 动能增大，重力势能减小 B. 动能减小，重力势能增大 C. 动能增大，重力势能增大 D. 动能减小，重力势能减小
答案： 1 、①. 摩擦力 ②. 重力势能转化为动能 ③. 机械 2 、A
作业评价 能通过实际问题，进一步掌握动能、重力势 能的含义； 优秀 良好 □合格
设计意图 通过2道基础题， 巩固基础知识， 使同学们进一步理解动能、重力势能、弹 性势能可以相互转化，会分析机械能转化过程中能量的变化情况。
作业 分析 难度 □较易 √中等 □较难
来源 引 用 √ 改 编 原 创
七、单元质量检测
检测内容 机械功与机械能 题量 23 题 完成时间 70 分钟
一、选择题(每题 3 分,共 30 分) 1.小明将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于( )
A.0.02 J B.0.2 J C.2 J D.20J 2.如图所示，人对物体做了功的是 A.提着桶在水平地面上匀速前进 B.举着杠铃原地不动 C.用力搬石头但没有搬动 D.推着小车前进 3.下列各种运动过程中，动能转化为势能的是( ) A.拧紧的钟表发条带动指针走动 B.雪橇从山坡上加速滑下 C.跳高运动员离地腾空向上 D.跳伞运动员从空中匀速下降 4.甲、乙两台机械，甲的机械效率为 80% ，乙的机械效率为 60%，下列说法中正确的是( ) A. 甲一定比乙省力 B. 乙一定比甲省力 C. 甲做的有用功一定比乙做的有用功多 D.有用功相同时，乙所做的总功多 5.拖拉机深耕时的行驶速度一般比在公路上慢，这主要是为了( ) A.提高机械传动效率 B.增大牵引力 C.节省燃料 D.提高发动机的功率 6.关于机器的功率和机械效率，下列说法中正确的是( ) A.机器的功率越小，做功越慢 B.机器的功率越大，做功越多 C.机器的功率越小，机械效率越低 D.机器的功率越大，做的有用功越多 7.如图所示， 胡柚树上有甲、乙、丙三个质量相等的胡柚， 它们 分别在不同的位置上， 则具有最大重力势能的胡柚是( ) A 甲 B. 乙 C.丙 D.无法判断 8. 一辆洒水车在平直的街道上边洒水边匀速行驶， 则洒水车的 ( ) A.动能不变，机械能不变 B.动能不变，机械能增大 C.动能不变，机械能减小 D.动能减小，机械能减小 9.如图所示，体育运动中的链球、铅球、铁饼和标枪都是把物体斜向上抛出的运动，不计空气阻 力，这些物体从被抛出到落地的过程中( ) A.物体的动能一直增大，重力势能一直减小 B.物体的动能一直减小，重力势能一直增大 C.物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小 D 物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大
10.如图所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是( ) A.物体质量越大，机械效率越高 B.动滑轮的质量越大，机械效率越高 C.拉起物体的速度越大，机械效率越高 D.物体被拉起得越高，机械效率越高 二、填空题(每空 1 分,共 32 分) 11.说明下列各种物体各具有什么形式的能: (1)飞行着的炮弹具有 ； (2)玩具汽车里卷紧的发条具有 ； (3)被拦河坝挡住的河水具有 ； 12.马拉着质量为 2000 kg 的车在水平路上匀速前进了 400 m，做了 3.2X105 J 的功，则马的水平拉 力为 N，车受到的阻力为 N，车的重力所做的功为 J. 13.甲、乙两台机器，它们的功率分别为 50W 和 10W，在相同的时间里, 甲做的功 乙做的功。 完成相同的功，甲用的时间 乙用的时间。 (均填“大于”“小于”或“等于”) 14.水力发电站修筑拦河坝,使上游水位 ， 能增大。水流下来时， 能转化成 能。流动的水对水轮机 ，使水的 能转化为水轮机的 能，水轮机带动发电机 转动而发电。 15.唐诗中有“黄河远上白云间”和“不尽长江滚滚来”的诗句，从物理学角度来看，前 一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 能，后一句表明长江水具有大量的 能。 16.运动员射箭时用力将弓拉开， 在放开箭的瞬间， 弓的 能转化为箭的 能。箭在空中向上 飞行的过程中，箭的 能增大。 17.小明用 100 N 的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下 2 m 时，杠杆的另一端把 320N 的重物提高了 0.5m，他做的有用功是 J，总功是 J，杠杆的机械效率是 。 18.工人用定滑轮将重 240 N 的物体匀速向上提升，所用的拉力为 250 N ，5s 内重物上升了 4 m 。 此过程中，有用功为 J，总功为 J，拉力做功的功率为 W，定滑轮的机械效率 为 。写出一条拉力不等于物重的原因 19.如图所示， 在滚摆的运动过程中， 滚摆上升的高度一次比一次 (填“低”或“高")，,这是因 为 。若把悬挂滚摆的细线换成有弹性的钢丝， 同样 做 实 验 ， 滚 摆 上 升 的 高 度 会 比 原 来 高 还 是 低 呢 。 其 理 由: 。 三、实验题(每空 2 分,共 26 分)
20.九年级二班的男同学要举行爬楼比赛，看看谁的功率大。要测出某同学爬楼的功率: (1)已经测出了这个同学的质量m，还需要测出的物理量是: 。 (2)还需要的测量工具是: 。 (3)由测得的物理量，计算爬楼功率的表达式为: 。 21.如图所示的是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置. (1)实验中通过观察 的大小，来判断小球动能的大小。 (2)实验中为了研究动能的大小与质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方 法是 。 (3)质量和速度谁对动能的影响较大呢 小明所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得 出了两组数据(如表一和表二所示) 。. 表一(钢球撞击时的速度为 v=8 cm/s) 序号钢球质量 m/g木块滑行距离 s/cm110010220020330030
分析表一的数据，可得的结论为 。 表二(钢球的质量为 m=100g) 序号钢球撞击速度 v/( cm/s)木块滑行距离 s/cm18102164032490
分析表二的数据，可得的结论为 。 分析这两组数据可以得出: 对物体的动能影响较大。 22.某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时， 提出了一些猜想， 小组对猜想进行了 验证。 (1)如果影响机械效率的因素有多个， 要研究机械效率与某个因素的关系， 需要先控制其他几个 因素不变，这种方法在科学探究中被称作 。 (2)下面是同学们提出的两个猜想: 猜想 A:两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关； 猜想 B:两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。 (3)为了验证上述猜想是否正确, 同学们准备分别用图甲、乙、丙、丁所示的滑轮组进行了实验。
①按图 所示的滑轮组做的两个实验是用来验证猜想 A 的，若实验测得两清轮组的机械效率 大小 (填“相等”或“不相等”)，则可初步判断猜想 A 是错误的； ②按图 所示的滑轮组做的两个实验是用来验证猜想 B 的， 若实验测得两滑轮组的机械效率 大小不相等，则可初步判断猜想 B 是 (填“正确”或“错误")的。
四、计算题(12 分) 用如图所示的滑轮组在 10s 内把 450N 的重物竖直匀速提高 2 m。已知滑轮组的机械效率为 75%，不计绳重，在上述过程中克服各种摩擦阻力做的功为 180J 。 问: (1)人拉绳子共做了多少功？ (2)人作用在绳子自由端的拉力是多大？ (3)人拉绳子做功的功率是多大？ (4)动滑轮的重力是多大？
作业分析及设 计意图 1．章节检测作业全班统一标准，统一要求。这是根据教材的基本要求设计 的， 面向中等学生， 差生经过努力也能完成。一是拔尖提高题， 即是根据优生学 和教材内容设计的要求较高、难度较大的题目； 二是巩固练习题， 即是根 据中等生设计的， 一般指教材后的习题； 三是放缓坡度题， 也就是根据差生的学 和教材内容， 将难度较大的课后习题分解成几个小题或给予具体提示。这 样， 既缓和了差生学物理难的状况， 切实减轻了差生过重的课业负担， 克服了学 生“我怎么也学不好物理”的顾虑，增强他们学好物理，提高成绩的积极性。 2．过关考查是根据物理教学大纲的要求和各层次学生的教学目标命题，实 行分类考查。每份物理试卷都包括基本题、提高题和深化题三大类。基本题是面 向全体学生设计的； 提高题是供差生选做， 中等生和优生必做的； 深化题是供中 等生选做，优生必做的。三类题的比例是基本题占 70％，提高题占 15％，深化 题占 15％。分类考查后，根据物理考查的不同结果， 采用不同的矫正措施。对没 有过关的学生， 通过补课、个别辅导、建立帮学小组等方法进行帮助， 对在检测 中达标的学生给予肯定、鼓励， 让学生体验学习成功的喜悦， 确保各类学生都能 达标。
评价设计 1. 学生自评， 学生互评， 师评。评价不同层次学生的作业、考卷、回答问题， 采 用不同的评价方法。对学习有困难、自卑感强的学生， 要多给予表扬评价， 寻找 其闪光点， 及时肯定他们的点滴进步， 使他们看到希望， 逐渐消除自卑； 对成绩 一般的学生， 采用激励评价， 既指出不足， 又指明努力方向， 促使他们不甘落后， 积极向上； 对成绩好、自信心强的学生， 采用竞争评价， 坚持高标准严要求， 促 使他们更加严谨、谦虚，更加努力拼搏。
2.在考查、评价的基础上， 对每个学生进行必要的层次调整。对进步明显的 学生提高一个层次，对有退步的学生则提醒、鼓励、热情关心，帮助分析原因， 树立信心。这样做不但可以帮助学生及时调整适应自身发展的教学起点， 而且有 利于学生看到自身的进步和不足，保持积极进取的学习热情。