10.1《机械能》学科素养同步分层练习设计（培优版）2026-2027学年北师大版初中物理九年级全一册

**基本信息** 初中物理九年级上册《机械能》同步练（培优版），以“基础巩固-综合应用-拓展探究”分层设计，融合神舟飞船、风力发电等真实情境，强化能量观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|动能/势能影响因素、相互作用力|选择题1-5结合古诗/生活场景，辨析核心概念| |中档|机械能转化、流体压强|填空题8-11以浮空发电/扫地机器人为例，深化综合应用| |提升|实验探究与科普迁移|实验题12设计动能影响因素探究，科普题15关联龙骨水车，培养科学探究与模型建构能力|

10.1《机械能》学科素养同步分层练习设计（培优版） 初中物理九年级上册（北师郭玉英新教材） 一、选择题 1．（2026·九江模拟）如图是我国古代水力鼓风机示意图。水轮驱动装置推动杆压缩皮槖（音tuó，口袋）送风，带动连接杆的绳拉弯竹子，随后竹子恢复原状带动皮槖张开吸气。下列说法错误的是（　　） A．绳对竹子的拉力与竹子对绳的拉力是相互作用力 B．送风时杆对皮槖不做功 C．送风时杆的机械能转变成了竹子的弹性势能 D．竹子恢复过程弹力减小 2．（2025·泗水模拟）“儿童放学归来早，忙趁东风放纸鸢”，如图所示是诗中所描绘的儿童放风筝时的画面，下列说法正确的是（　　） A．风筝上升过程中，速度越来越快，动能转化为重力势能 B．儿童紧紧握住风筝线，是通过增大压力来增大摩擦 C．儿童的手对线的拉力和线对手的拉力是一对平衡力 D．风筝线拉着风筝忽上忽下，说明力可以改变物体的形状 3．（2026·金牛模拟）2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在返回舱减速下降过程中，下列说法正确的是（　　） A．返回舱的重力势能保持不变 B．返回舱的动能转化为重力势能 C．返回舱的机械能不断减小 D．返回舱的动能不断增大 4．（2025八下·青秀期末）2025年4月30日我国神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。当返回舱减速下降时，下列说法中正确的是（　　） A．返回舱的动能增大 B．返回舱的机械能不变 C．返回舱的重力势能减小 D．返回舱的重力势能增大 5．（2025八下·北碚期末）“夜阑卧听风吹雨，铁马冰河入梦来”这句诗里面蕴含着很多物理知识，下列分析错误的是（　　） A．雨声在大地中也能传播说明固体能传声 B．“风吹雨”这句话说明力可以改变物体的运动状态 C．雨滴在加速下落的过程中，雨滴的重力势能转化为动能 D．穿铁甲的马冲锋时定比普通马冲锋时的动能大 6．（2026·内江模拟）2026年1月5日，一个长60米、宽40米、高40米，酷似“飞艇”的大家伙，划破长空，稳健爬升至2000米高度，累计发电385千瓦时，成功完成试飞和微网并网验证。这个空中“飞艇”正是全球首台适用于城市环境的兆瓦级浮空风力发电系统（如图）。下列有关说法正确的是（　　） A．“飞艇”匀速上升过程中，若不计空气阻力，动能不变、重力势能增大，机械能守恒 B．飞艇匀速上升时，受到的浮力与重力是一对相互作用力 C．飞艇悬停时，若所有发动机突然停止工作，飞艇不会立即下落，是因为飞艇具有惯性 D．“飞艇”在空中受到的浮力一定等于它所排开空气的重力 二、多选题 7．（2024八下·五华期末）2024年4月 30日，神舟十七号载人飞船返回舱进入大气层后，先加速下降一段距离，再打开降落伞减速下降，在距离地面约1m时反推发动机点火缓冲，在东风着陆场成功着陆，如图所示。关于返回舱降落的过程，下列说法正确的是 （　　） A．返回舱返回地面后，其质量变大 B．进入大气层加速下降的过程中，动能增加 C．打开降落伞减速下降的过程中，机械能不变 D．接近地面点火反推时，返回舱受到向上的推力 三、填空题 8．（2025八下·新会期末）2025年1月16日，中国首次实现千米级高空风能发电，S1000型浮空风力发电系统的氦气舱缓缓充气，这艘形似飞艇的装置在15分钟内攀升至1000米高空，上升过程中，飞艇体积保持不变，所受的浮力逐渐　 　，飞艇的重力势能逐渐　 　；高空发电的优势在于，高空中风速更大，空气的动能更　 　，发电效率更高。 9．（2026八下·惠州期末）如图所示，是处在工作状态的扫地机器人．机器人机身内的风机使空气快速进入吸尘口，流动空气的压强　 　，周围的灰尘、杂物在　 　作用下进入机身内的垃圾收纳盒。随着地面垃圾被不断清理，在水平地面上匀速前进的扫地机器人的动能　 　。 10．（2025八下·松滋期末）2025年4月30日，我国神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，如图甲。航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽身体状况良好，神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功。 （1）飞船返回舱进入大气层，在距地面约10km的空中打开降落伞，如图乙。在飞船返回舱减速下降的过程中，飞船返回舱的动能　 　，重力势能　 　，机械能　 　。（选填“增大”“减小”或“不变”） （2）在距离地面约1m处飞船返回舱底部的发动机点火，向下喷出燃气，使飞船返回舱进一步减速，如图丙。发动机喷射“火焰”的方向与返回舱运动方向　 　（选填“相同”或“相反”），其利用的原理是　 　。 11．（2025九上·英德期中）九三大阅兵，东风-5C弹道洲际导弹首次公开亮相。它打击范围覆盖全球，解决了液体燃料导弹痛点，具备全时戒备能力，可随时展开战略核打击。小明查资料得知洲际导弹采用钱学森弹道，如图，已知第一阶段洲际导弹加速上升、动能　 　，重力势能　 　，第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行，动能　 　（以上均选填“增大”“减小”或“不变”） 四、实验探究题 12．（2024九上·高州月考）小明发现风力发电机一般安装在风速较大的高山上，由此猜想风力发电机获得的动能（风能）与风速有关，他利用如图所示的器材进行探究，让钢球从斜槽上由静止释放，与放在水平面上的木块相撞并滑行一段距离后静止，依次完成了甲、乙、丙三次实验。 （1）实验是通过　 　来显示钢球的动能大小，三次实验中木块的起始位置　 　（选填“相同”或“不同”）； （2）为了给小明的猜想提供实验依据，应选择甲、乙、丙中的　 　实验进行对比，由此得到的结论为：质量相同时，物体的　 　越大，动能越大； （3）在证实自己的猜想后，小明查询了风力发电机的示意图（如下图），并获得风能的大小还与流过叶片的空气质量有关，流过叶片的空气质量m与叶片扫过的面积S、风速v及工作时间t有关。 ①为了提高风力发电机获得的风能，可以适当的　 　（选填“增大”或“减小”）叶片扫过的面积； ②风速为10m/s时，该风力发电机1s内流过的空气质量为3750kg，当地空气密度约为，请估算出该风力发电机1s内流过的空气体积为　 　，一枝叶片的长度大约为　 　m（取3）。 五、简答题 13．（2024八下·福清期末）为了我们城市更加整洁，福清市政府投放了多辆电动垃圾清扫车，如图所示，清扫车将垃圾扫至车下吸嘴的前方，风机工作时在风道中产生高速气流，能将垃圾通过风道的吸嘴“吸”入垃圾箱内。请回答下列有关问题： （1）请运用所学的物理知识解释清扫车在作业时，垃圾通过吸嘴被“吸”入垃圾箱内的原因。 （2）清扫车在水平路面匀速前进，不断“吸”入垃圾过程中，清扫车的动能如何变化？写出你判断的理由。 六、综合题 14．（2024八下·番禺期末）夏季，沿海地区常会遇到台风侵袭。某校气象兴趣小组查阅了2023年4—5月份登陆中国的台风的相关资料，整理如表。 台风名称 台风中心气压（百帕） 平均风速（米/秒） 卢碧 990 25 蒲公英 960 34 珊瑚 945 40 康森 920 53 ①由表中数据可知，台风的中心气压都　 　标准大气压（选填“大于”“小于”或“等于”），于是产生一个向　 　（选填“内”或“外”）的压力差，使得四周空气流向台风中心； ②根据台风中心气压与台风平均风速的关系，可得到的初步结论是：　 　； ③台风实质是高速运动的气流，具有巨大的　 　（选填“动能”或“重力势能”），破坏力惊人，可把粗大的树干吹断，此现象说明力可以改变物体的　 　。 七、科普阅读题 15．（2025八下·紫金期末）阅读短文，回答问题。 立轴大风车驱动的龙骨水车 传统的龙骨水车亦称“翻车”“踏车”“水车”，因为其形状犹如龙骨，故名“龙骨水车”，是我国历史上的主要灌溉农具．龙骨水车由车槽、木齿轮、刮板、木链等组成．如图甲是传统的人力龙骨水车，使用时，水车通过脚踏驱动木齿轮，带动木链与刮水板将水井中匀速提升至高处，实现灌溉。 如图乙是现代仿制立轴大风车及龙骨水车，立轴大风车及其驱动的龙骨水车是体型巨大、结构复杂的风力提水机械，曾应用于农田灌溉和制盐生产．立轴大风车最为特别之处在于风帆的自动调节功能，它巧妙地借助了中国式船帆的结构与操控方式，当风帆转到顺风一边，它自动与风向垂直，受风面积最大；当风帆转到逆风一边时，就自动与风向平行，所受阻力最小．风帆升起后，不论风向如何，风车可以接受360°任何方向的来风，使风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，操控运行便捷、灵活。 （1）踏板、转轴和大轮组成了一个轮轴，它相当于一个　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出生活中使用轮轴的模型的一个例子：　 　； （2）立轴大风车及其驱动的龙骨水车的工作原理：风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，使风能转化为风帆的　 　能，再转化为水的动能； （3）当风帆转动起来，即使风停了，风帆依然能转动一会儿，这是因为风帆具有　 　； （4）某次立轴大风车及其驱动的龙骨水车的机械效率为40%，平均功率为，那么它可以将　 　的水提到高的农田处；（取） （5）如果需要提高立轴大风车及其驱动的龙骨水车的机械效率，可以采用的方法有　 　（写出一种即可）。 答案解析部分 1．【答案】B 【知识点】机械能及其转化；力作用的相互性；弹力；是否做功的判断 【解析】【解答】A．绳对竹子的拉力和竹子对绳的拉力，是两个物体之间的相互作用，属于一对相互作用力，故A正确，不符合题意； B．送风过程中，杆推动皮槖压缩，杆对皮槖施加了力，同时皮槖沿力的方向移动了一段距离，满足做功的条件，因此杆对皮槖是做了功的，故B错误，符合题意； C．送风时，水轮带动杆运动，杆通过绳子将竹子拉弯，使竹子产生弹性形变，这个过程中将杆运动的机械能转化为竹子的弹性势能，故C正确，不符合题意； D．竹子恢复原状的过程中，竹子的弹性形变程度逐渐减小，因此竹子的弹力也会逐渐减小，故D正确，不符合题意。 故选 B。 【分析】1、做功的条件：物体受到力，且沿着的力方向产生位移； 2、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上； 3、弹簧产生形变，产生弹力，集聚弹性势能。 2．【答案】B 【知识点】机械能及其转化；力的作用效果；二力平衡的条件及其应用；增大或减小摩擦的方法 【解析】【解答】A．风筝上升过程中，质量不变，速度增大导致动能增加，同时高度增加使重力势能增大。故A错误。 B．儿童握紧风筝线是通过增大压力来增大摩擦力，故B正确。 C．儿童手对线的拉力与线对手的拉力属于相互作用力，故C错误。 D．风筝线控制风筝忽上忽下，体现了力改变物体运动状态的作用，故D错误。 正确答案：B。 【分析】1、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比； 2、滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。 3、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上； 4、力的作用效果：力会使物体的运动状态和物体形状发生改变。 3．【答案】C 【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化 【解析】【解答】A．返回舱在下降过程中高度持续降低，同时它的质量保持不变，而重力势能随高度降低而减小，因此返回舱的重力势能是不断减小的，故A错误； B．返回舱下降过程中速度减小、高度降低，说明动能和重力势能都在减小，并没有发生动能转化为重力势能的过程，故B错误； C．返回舱减速下降时，需要克服与空气之间的阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，因此总的机械能会不断减小，故C正确； D．返回舱质量不变，下降过程中速度逐渐减小，而动能随速度减小而减小，因此返回舱的动能是不断减小的，故D错误。 故选C。 【分析】 1、动能和质量m、速度v正相关；质量不变，速度越小，动能越小。 2、重力势能与质量m、高度h正相关；质量不变，高度越低，重力势能越小。3、 只有重力或弹力做功时，机械能总量不变；若存在空气阻力、摩擦力等，机械能会转化为内能，机械能减小。4、返回舱减速下落：动能、重力势能均减少，二者减少的机械能因克服空气摩擦做功，转化为内能（返回舱表面升温）。 4．【答案】C 【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化 【解析】【解答】返回舱减速下降时，质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关。 5．【答案】D 【知识点】动能的影响因素；机械能及其转化；力的作用效果；声音的传播条件 【解析】【解答】A. 声音传播离不开介质，雨水声响能够经由地面传递，直观体现出固体可以传声，故A正确。 B. 风力吹动雨滴，让雨滴的运动快慢、运动方向发生变化，由此可知力能够改变物体的运动状态，故B正确。 C. 雨滴下落过程中自身质量保持不变，所处高度不断降低，重力势能随之减小；下落速度持续加快，动能不断增大，整个过程主要是重力势能转化为动能，故C正确。 D. 物体动能大小由质量和速度两个因素共同决定。铁甲马虽然质量更大，但题目中并未明确其运动速度，因此不能判定它的动能一定更大，故D错误。 故选：D。 【分析】（1）大地属于固体，雨声借助大地传播，印证了固体能够传声的规律。 （2）风对雨滴施加作用力，改变了雨滴原本的运动情况，体现了力对物体运动状态的改变作用。 （3）雨滴下落时高度下降、速度提升，势能减少、动能增加，发生了能量的转化。 （4）只对比质量、缺少速度条件，无法对两者的动能大小做出准确比较。 6．【答案】D 【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；平衡力的辨别；阿基米德原理 【解析】【解答】A、飞艇匀速上升时，自身质量与运动速度均保持不变，动能大小不变；随着上升高度不断增加，重力势能不断增大。上升过程中浮力对飞艇做正功，飞艇的机械能总量不断增加，不满足机械能守恒的条件，因此机械能不守恒，故A错误。 B、匀速上升状态下飞艇受力平衡，竖直向上的浮力与竖直向下的总重力作用在同一个物体飞艇上，两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，属于一对平衡力；而相互作用力需要分别作用在两个不同的物体上，所以浮力和重力并非相互作用力，故B错误。 C、飞艇在空中悬停时，浮力与飞艇总重力大小相等、二力平衡，即使发动机停止工作，飞艇所受的浮力、重力均未发生改变，依旧保持受力平衡，会继续保持静止悬停状态，不会下落，故C错误。 D、阿基米德原理不仅适用于液体，同样适用于气体，浸在空气中的飞艇所受到的浮力，大小等于飞艇排开空气所受到的重力，故D正确。 故选：D。 【分析】（1）动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定，机械能为动能与势能之和；只有在只有重力或弹力做功的系统内机械能才守恒，本题中浮力做功，机械能不守恒。 （2）平衡力与相互作用力最核心的区别：平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在两个不同物体上，可依据受力物体快速区分两类力。 （3）物体处于平衡状态时，只要所受的平衡力大小不变，物体就会保持原来的静止或匀速直线运动状态，飞艇悬停时依靠浮力与重力平衡维持静止，不需要发动机持续提供动力。 （4）阿基米德原理适用范围包含液体与气体，浸在流体中的物体受到的浮力，始终等于物体排开流体的重力。 7．【答案】B,D 【知识点】机械能及其转化；力作用的相互性；惯性及其现象 【解析】【解答】A.返回舱返回地面后，其质量不变，故A错误； B.进入大气层加速下降的过程中，物质质量不变，速度变大，故动能增加，故B正确；C.打开降落伞减速下降的过程中，动能与重力势能都变小，故机械能变小，故C错误； D.接近地面点火反推时，返回舱向下喷气，气体给返回舱受到向上的推力，故D正确， 故选：BD。 【分析】(1)质量是物质的基本属性，它不随物体位置、形状等的改变而改变； (2)动能与物体的质量及速度有关； (3)机械能包括动能与重力势能； (4)力的作用是相互的。 8．【答案】减小；增大；大 【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；阿基米德原理 【解析】【解答】（1）根据题意可知，随着高度上升， 飞艇体积保持不变， 即排开气体的体积不变，但是空气密度逐渐减小，根据阿基米德原理可知，它受到的浮力逐渐减小。 （2）在上升过程中，浮空风力发电系统的质量不变，高度增大，因此重力势能逐渐增大。 （3）高空风速更大，因此空气的动能更大，从而提高风力发电的效率。 【分析】（1）根据阿基米德原理分析飞艇受到浮力的变化； （2）重力势能与质量和高度有关； （3） 物体的质量一定时，速度越大，动能越大。 9．【答案】小；大气压；增大 【知识点】动能的影响因素；大气压的综合应用；流体压强与流速的关系 【解析】【解答】根据流体压强的规律：流体的流速越大，压强越小。扫地机器人工作时，内部的风机加快了吸尘口位置空气的流动速度，使得吸尘口位置压强变小，小于吸尘口外部的大气压强，外界的大气压就会把周边的灰尘、杂物压入机器人的收纳盒中，实现吸尘。物体的动能和质量与速度有关，扫地机器人匀速前进过程中速度保持不变，持续吸入垃圾会让机器人整体的质量不断增加，因此动能会增大。 【分析】 1. 流体压强与流速关系：流速大的地方压强小，吸尘器、扫地机器人、喷雾器均利用此原理。 2. 动能影响因素：动能大小由质量、速度共同决定；速度不变时，质量越大，动能越大。 10．【答案】（1）减小；减小；减小 （2）相同；物体间力的作用是相互的 【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化；力作用的相互性 【解析】【解答】（1）在飞船返回舱减速下降的过程中，返回舱的速度逐渐减小，导致其动能减小；同时高度不断降低，重力势能也随之减小。由于机械能是动能和势能的总和，因此机械能整体呈现减小趋势。 （2）根据牛顿第三定律，力的作用是相互的。当发动机向与返回舱运动方向相同的方向喷射"火焰"时，火焰会对发动机施加一个反方向的力，这个反作用力为返回舱提供了减速所需的阻力。 【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比； 相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。 （1）[1][2][3]在飞船返回舱减速下降的过程中，飞船返回舱的速度减小，动能减小；高度下降，重力势能减小；机械能为动能与势能的总和，则机械能减小。 （2）[1][2]物体间力的作用是相互的，为了给飞船提供阻力，发动机喷射“火焰”的方向与返回舱运动方向相同，发动机喷射“火焰”的同时，受到“火焰”反向的力的作用。 11．【答案】增大；增大；减小 【知识点】机械能及其转化 【解析】【解答】第一阶段，洲际导弹加速上升，质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大；第二阶段，导弹消耗大量燃料，沿大气层的临界位置匀速飞行，质量减小，速度不变，动能减小。故第1空填：增大；第2空填：增大；第3空填：减小。【分析】质量一定时，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大；速度一定时，质量减小，动能减小。 12．【答案】（1）木块移动的距离；相同 （2）甲乙；速度 （3）增大；3000；10 【知识点】探究影响物体动能大小的因素 【解析】【解答】 （1）探究动能大小与速度的关系时，根据控制变量法，应控制小车的质量不变，改变小车达到水平面时的速度，因此实验中应让同一小车从斜面的不同高度下滑。通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有动能的大小，这种方法叫做转换法。 （2）为验证动能跟速度的关系，应控制质量相同，速度不变，甲、乙实验中钢球质量相同，释放高度不同（速度不同），可探究动能与速度的关系，支持小明的猜想。甲中小球到达水平面的速度较大，木块移动的距离较大，可得：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （3）①为了提高风力发电机获得的风能，可以适当的增大叶片扫过的面积，可增加相同时间内流过叶片的空气质量，从而提高风能。 ②根据可得该风力发电机1s内流过的空气体积为 风速为10m/s，1s内空气通过的路径长度为10m，则1s内叶片扫过的面积为 根据可知一枝叶片的长度大约为 【分析】 ​​​​​​​（1）转换法：利用木块滑行距离显示动能，控制木块起始位置相同。 （2）控制变量法：选择质量相同、速度不同的实验（甲、乙），探究动能与速度的关系。 （3）分析叶片面积对空气质量的影响，应用密度公式和体积公式计算空气体积和叶片长度。 （1）[1][2]探究动能大小与速度的关系时，应控制小车的质量不变，改变小车达到水平面时的速度，因此实验中应让同一小车从斜面的不同高度下滑。通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有动能的大小，这种方法叫做转换法。 （2）[1][2]为验证动能跟速度的关系，应控制质量相同，速度不变，故应选择甲、乙、丙中的甲、乙实验进行对比，甲中小球到达水平面的速度较大，木块移动的距离较大，可得：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （3）①[1]为了提高风力发电机获得的风能，可以适当的增大叶片扫过的面积，则相同时间内流过叶片的空气质量变大，获得的风能增加。 ②[2][3]该风力发电机1s内流过的空气体积为 风速为10m/s，1s内空气通过的路径长度为10m，则1s内叶片扫过的面积为 根据可知一枝叶片的长度大约为 13．【答案】（1）清扫车在作业时，风机工作，风道中气体流速大，压强小；吸嘴处空气流速小，压强大。垃圾在外部压强作用下，“吸”入垃圾箱内； （2）清扫车在水平路面匀速前进，速度不变；在吸入垃圾过程中，质量增加，故动能增大。 【知识点】动能的影响因素；流体压强与流速的关系 【解析】【解答】（1）清扫车在作业时，风机工作，风道中气体流速大，压强小；吸嘴处空气流速小，压强大。垃圾在外部压强作用下，“吸”入垃圾箱内。 （2）清扫车在水平路面匀速前进，速度不变；在吸入垃圾过程中，质量增加，故动能增大。 【分析】（1）流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大； （2）物体的动能和速度、质量有关。 14．【答案】小于；内；台风平均风速越大，台风的中心气压越小；动能；形状 【知识点】动能的影响因素；力的作用效果；流体压强与流速的关系 【解析】【解答】由表中数据知道，台风的中心气压都小于标准大气压105Pa，中心内部气压小，产生了一个向内的压强差。台风形成时，台风中心流速大，压强越小，因此，可以得出台风平均风速越大，台风中心气压越小。 台风速度大，所以动能大。力可以改变物体的形状和运动状态，风把粗大的树干吹断，利用的是力可以改变物体的形状。 综上 第1空、 小于； 第2空、 内； 第3空、 台风平均风速越大，台风的中心气压越小； 第4空、 动能； 第5空、 形状 【分析】压强和流速的关系：压强和流速成负相关，压强越大，流速越慢；动能：动能和物体的质量和速度有关，速度不变，质量越大，动能越大；质量不变，速度越大，动能越大 15．【答案】（1）省力；汽车方向盘 （2）机械 （3）惯性 （4）4.8 （5）在装置各部件的连接处添加润滑油减小摩擦 【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；杠杆的分类；机械效率的计算；功的计算及应用 【解析】【解答】（1）踏板、转轴和大轮共同组成轮轴结构，动力作用在踏板上，踏板的转动半径大于大轮的半径，因此该轮轴属于省力杠杆；生活中常见的轮轴有汽车方向盘、扳手、门把手等。 （2）要完成提水动作，整个装置的能量最初来源于风能：风能先转化为风帆的机械能，最终再转化为被提升水的动能。 （3）惯性是一切物体固有的、保持自身原来运动状态不变的性质，风停止后，风帆仍然可以继续转动一会儿，就是因为风帆具有惯性。 （4）龙骨水车的总功 由可知龙骨水车的有用功 由可知提升水的重力 提升水的质量 （5）机械效率是有用功和总功的比值，总功等于有用功与额外功之和。使用密度更小的材料制作风帆，既可以减小风帆的质量，让风帆更容易被风带动，还可以减小立轴大风车与转轴之间的额外摩擦，从而提升机械效率；而减小龙骨水车各部件之间的摩擦，可以直接减少额外功，同样能提高机械效率。因此可以通过两种方式提高机械效率：一是选用密度更小的材料制作风帆，二是在装置各部件的连接处添加润滑油减小摩擦。 【分析】1、省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平； 2、能量转化：立轴大风车及其驱动的龙骨水车，风能转化为机械能； 3、惯性是物体的基本属性，只有物体重力有关，当物体速度发生变化时，由于惯性物体保持原来运动状态的属性，利用惯性的实例：运动员助跑起跳，乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害，惯性不是力，不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述； 4、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率； 5、重力的计算：公式为iGmg； 6、增加机械的效率：增加有用功减小额外功，可以选用密度更小的材料制作风帆或在在装置各部件的连接处添加润滑油减小摩擦。 （1）[1][2]踏板、转轴和大轮组成了一个轮轴，力作用在踏板上，踏板转动半径大于大轮的半径，属于省力杠杆；生活中轮轴模型有方向盘、扳手、门把手等。 （2）要将水提升，能量来源于风帆，风帆的能量又来源于风，因此是风能转化为风帆的机械能，再转化为水的动能。 （3）惯性是一切物体有保持原来运动状态的性质，当风停了，风帆依然能转动一会，是风帆具有惯性。 （4）龙骨水车的总功 由可知龙骨水车的有用功 由可知提升水的重力 提升水的质量 （5）机械效率是有用功与总功的比值，总功为有用功与额外功之和，使用密度小的材料制作风帆可以减小风帆的质量，从而使风帆更容易被风吹动起来，同时也可以减小立轴大风车与转轴之间的摩擦力，从而提高其机械效率；减小龙骨水车各部件间的摩擦，可以减小额外功，从而提高机械效率，因此可以通过使用密度小的材料制作风帆或在各部件间加润滑油减小摩擦来提高立轴大风车及其驱动的龙骨水车的机械效率。 学科网（北京）股份有限公司 $