第十一章《功和机械能》知识点讲解及练习题 -2024—2025学年八年级物理人教版下学期

八年级物理第十一章《功和机械能》练习题（附答案） 1、力对物体做功的标准 【知识积累】 力做功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力； （2）物体在这个力的方向上移动的距离。 只有同时满足这两个条件，力才对物体做了功。 【典型习题】 【练习1】下列实例中，有力对物体做功的是（ ） A.跳水运动员从跳台跳下 B.背着书包在水平路面上前进 C.举重运动员举起杠铃停在空中 D.小球在光滑水平面上滚动 【练习2】下列说法正确的是（ ） 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 【练习3】下列事例中，人对物体做功的是（ ） A.用300N的力推石头，石头没动 B.举着杠铃原地不动 C.扛着米袋慢慢登上楼梯 D.提着水桶在水平地面上匀速前进 【练习4】如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ） 2、功的计算 【知识积累】 （1）定义：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 （2）公式：W=Fs （3）单位：在国际单位制中，力的单位是牛（N），距离的单位是米（m），则功的单位是牛•米（N•m），它有一个专门的名称叫做焦耳（joule），简称焦，符号是J。 （4）意义：1N的力作用在物体上，物体在该力的方向上移动的距离为1m，则该力对物体做功为1J。 【典型习题】 【练习1】一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车重的，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。 （1）求货车空载行驶时所受的阻力大小。 （2）求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力所做的功。 【练习2】小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图甲、乙、丙所示三个表面上沿力的方向移动相同的距离s，该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，关于做功大小的下列说法正确的是（ ） 【练习3】体育课上进行体能训练时，小明同学在1 min内做了15次引体向上．已知小明的重力为500 N，每次引体向上竖直移动的距离为40 cm，则小明每一次引体向上要做________J的功，1 min内小明共做了________J的功。 【练习4】.如图所示，在水平地面上，一个工人用50 N的水平推力推重为100 N的小车，使之在10 s内前进10 m，则这个工人对小车做的功是______J，重力对小车做的功为________J。 【练习5】在某建筑工地上，起重机在2min内把体积为30m3的花岗岩碑石向上提升2.5m．已知该花岗岩的密度为2.8×103kg/m3，g取10N/kg，通过计算回答： （1）这块花岗岩碑石的质量是多大？ （2）起重机对碑石所做的功是多少？ 3、功率 【知识积累】 （1）表示：在物理学中，用功率表示做功的快慢。 （2）定义：功与做功所用时间之比叫做功率。 （3）公式：P= （4）单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳（J），时间的单位是秒（s）功率的常用单位为焦耳每秒（J/s），国际单位瓦特（W）。 （5）意义：单位时间内所做的功。 （6）注意：功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少，如功率大的做功不一定多，因为还要比较时间；反之，做功多的功率不一定大，因为做功的时间也可能多，由此可以看出，功率是由做功时间和做功多少两个因素决定的。 【典型习题】 【练习1】甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大（ ） A.甲做的功比乙做的功多 B.甲做功比乙做功快 C.甲做功所用的时间比乙的少 D.以上说法都不对 【练习2】攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者，要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小，不需要测量的物理量是（ ） A.运动员的质量 B.攀岩的高度 C.攀岩所用的时间 D.运动员的身高 【练习3】四个同学在石峰公园进行登山比赛，如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是（ ） A.体重最大的一个 B.时间最短的一个 C.速度最大的一个 D.做功最快的一个 4、功率的计算 【知识积累】 （1）公式1：P= （2）公式2：P=Fv；注意：拉力F必须是恒力；计算时，v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。 【典型习题】 【练习1】如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5×103 kg，在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1倍，(g取10 N/kg)求： （1）汽车匀速行驶的速度。 （2）汽车受到的牵引力。 （3）此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。 【练习2】如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2, 拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（ ） A.F1＜F2　W1＝W2　P1＞P2 B.F1＞F2　W1＞W2　P1＞P2 C.F1＜F2　W1＜W2　P1＜P2 D.F1＜F2　W1＝W2　P1＜P2 【练习3】已知小汽车的总质量为1 500 kg，该车以30 m/s的速度做水平匀速直线运动，行驶了180 s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍(g＝10 N/kg)求：在此过程中汽车的牵引力和功率。 【练习4】若汽车发动机在90kW的额定功率下工作，此时汽车匀速行驶的速度大小为72km/h。则汽车发动机牵引力大小为（ ） A.1.25×103N B.4.5N C.1.8×104N D.4.5×103N 【练习5】小轿车以108km/h的速度匀速行驶时发动机的功率是60kW，轿车以这个速度行驶了30km，求： （1）轿车行驶的时间 （2）发动机的牵引力是多大 （3）发动机在这段时间内做的功 5、动能 【知识积累】 （1）概念：物体由于运动而具有的能叫做动能，一切运动的物体都具有动能。 （2）结论1：钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。 （3）结论2：速度相同时，质量越大的钢球将木块B撞得越远。所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越大。 （4）实验注意事项： ①因为动能的大小与物体的质量、运动的速度有关，所以要用控制变量法进行实验。 ②在判断实验中钢球动能的大小时运用了转换法，即将动能的大小转化为水平面上木块被撞击距离的远近来进行判断。 ③一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和速度的大小共同决定，在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须注意两个因素的同时性，而不能忽略任何一个。 ④在分析有关物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体的速度是否发生变化，不能只考虑其中一个方面，如正在公路上匀速前进的洒水车，尽管速度没有变化，但由于车内的水不断洒出，车的总质量不断减小，所以其动能也不断减小。 【典型习题】 【练习1】下列物体的动能不发生变化的是（ ） A.正在匀速向前洒水的洒水车 B.正在空投救援物资的匀速飞行的飞机 C.在空中匀速下落的跳伞运动员 D.从光滑的斜面上下滑的木块 【练习2】以同样速度行驶的大卡车和小轿车，_____的动能大，所以在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车_____（填“大”或“小”）。 【练习3】小伟猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图所示的实验，让小球沿光滑斜面向下运动，与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。 （1）实验中是通过观察___________来判断小球的动能大小。 （2）图甲是控制两球的_______相等，探究的是动能与________的关系，得出的结论是：________________________________。 （3）木块被撞击后，最终会停下来，在此过程中将机械能转化为______能。 （4）利用图乙得出的结论可以解释的现象是____。（填正确选项前的字母） A.将弹弓拉得越开，子弹被弹射得越远 B.高速公路上，大卡车所造成的车祸往往很惨烈 【练习4】如图是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）在探究动能大小与______关系时，应始终使用同一个小球； （2）实验中通过比较_________________来比较小球A到达水平面时动能的大小； （3）实验表明，质量相同时，小球的速度越大，动能越____。 【练习5】用钢球、木块和带有斜槽的长木板，探究物体的动能跟哪些因素有关． （1）如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由______开始运动，撞击水平面上的木块．钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映． （2）如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验．实验表明，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越________． （3）探究动能跟质量的关系时，应选择让质量____的钢球从斜槽高度________的位置开始运动．(均选填“相同”或“不同”) 6、势能 【知识积累】 （1）重力势能：物体由于受到重力并处在一定的高度时所具有的能叫做重力势能。 （2）结论1：质量相等的物体，高度越高，重力势能越大。 （3）结论2：高度相等的物体，质量越大，重力势能越大。 （4）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。与物体发生弹性形变程度有关。 （5）势能：重力势能和弹性势能总称为势能。 【典型习题】 【练习1】下列物体中具有弹性势能的是（ ） A.放在桌面上实验用的一根弹簧 B.收在盒子里的橡皮筋 C.机械钟内卷紧的发条 D.上课实验用的橡皮泥 【练习2】一个弹簧既能被拉长也能被压缩，关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ） A.弹簧被拉长比被压缩时的弹性势能小 B.弹簧被压缩时没有弹性势能 C.弹簧的弹性势能不可能相等 D.在弹性限度内，无论弹簧被拉长或者被压缩，只要弹簧形变越大，具有的弹性势能就越大 【练习3】始终沿水平方向匀速飞行的飞机，在投放救灾物资的过程中（ ） A.动能不变，势能变小 B.动能变小，势能不变 C.动能、势能都不变 D.动能、势能都变小 【练习4】在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为mA=mB<mC;三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示;木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）实验时，木块应在木桩的________(选填“正上方“或“后上方”)释放，将木桩打入沙中； （2）比较木块A和B将木桩打入沙中的深度，可得:在质量一定时，物体高度________ (选填“越高”或“越低”)，重力势能________ (选填“越大”或“越小”)； （3）比较木块B和C将木桩打入沙中的深度相同，小刚认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是 ________ (选填“正确”或“错误”)的，理由是__________________________。 （4）实验时，我们可以通过观察木桩陷入沙中的________来判断重力势能的大小;下列实验与该步骤采用探究方法类似的是________ A.学习光的三原色时，与颜料三原色做比较 B.研究发声的音叉是否振动，把音叉放进水里观察到水花四溅 【练习5】运动员参加射箭比赛时，下列说法错误的是（ ） A.运动员将弓举起的过程对弓做功 B.弓被拉的越弯产生的弹力越小 C.弓被拉的越弯弹性势能越大 D.箭被射出说明力可以改变物体的运动状态 7、机械能及其相互转化 【知识积累】 （1）定义：动能、重力势能和弹性势能统称机械能。 （2）单位：焦耳（J） （3）理解： 一个物体具有机械能时，可以表现为只有动能没有势能，也可以表现为只有势能没有动能。若一个物体既有动能又有势能，它的机械能等于动能和势能之和。 （4）影响因素：取决于物体的质量、速度、高度和弹性形变大小等。 （5）如果不计摩擦和空气阻力，只有动能与势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 【典型习题】 【练习1】李白赋诗“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了瀑布的壮观，瀑布飞流而下时，水的（ ） A.动能增大，重力势能增大 B.动能减小，重力势能增大 C.动能减小，重力势能减小 D.动能增大，重力势能减小 【练习2】滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法正确的是（ ） A.飞行员的动能先增加后减少 B.飞行员的机械能一直减少 C.飞行员的机械能一直增加 D.飞行员的机械能先不变后增加 【练习3】蹦床运动逐渐进入了大众生活。下列有关对蹦床者的分析，正确的是（　　） A.下落到与蹦床接触的瞬间时，动能最大 B.被蹦床弹起的过程中，弹性势能转化为重力势能 C.从接触蹦床到下落至最低处的过程中，弹性势能转化为动能 D.在空中上升过程中，动能转化为重力势能 【练习4】2020年7月23日12时41分，我国用长征五号遥四运载火箭成功发射火星探测任务的“天问一号”探测器，迈出了我国行星探测的第一步。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的“天问一号”探测器，下列叙述正确的是（　　） A.探测器的机械能总量不变 B.探测器的机械能总量增加 C.探测器的动能增加，重力势能不变 D.探测器的动能不变，重力势能增加 8、水能和风能的利用 【知识积累】 水能： （1）实质：属于机械能。 （2）概述：水能属于自然界中具有大量机械能的自然资源，自然界中的瀑布、湍流、急速的河水和海浪都具有水能。 （3）特点：无污染、蕴藏量大、可循环利用。 （4）影响因素：由流量、流速和水位差决定。 风能： （1）实质：属于机械能。 （2）概述：风是流动的空气，由于不同地区、不同时刻、不同高度的空气温度不同，压强也不同，空气就会流动起来，从而形成风。 （3）特点：资源丰富、无污染、不稳定、不便于储存。 （4）影响因素：由风速和流动空气的质量决定。 【典型习题】 【练习1】下列关于水能的说法正确的是（ ） A.水能是清洁能源 B.利用水能发电不会破坏生态环境，所以要尽可能多地修建水力发电站 C.水力发电站是将水的内能转化为电能 D.水能比电能更便于输送和转化 【练习2】修建水电站，要选择合适的地方筑坝蓄水，水从高处向下泄落，冲击水轮机的叶轮，带动发电机发电，在这个过程中，能量的转化顺序是（ ） A.势能—电能—动能 B.势能—动能—电能 C.电能—动能—势能 D.动能—势能—电能 9、人造地球卫星 【知识积累】 概述：卫星在远地点时势能最大，当它从远地点向近地点运动时势能减小、动能增大，速度也就增大。当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能增大、动能减小、速度也就减小。 【典型习题】 【练习1】下列关于地球同步通信卫星的说法中错误的是（ ） A.同步卫星处于平衡状态 B.同步卫星的机械能守恒 C.同步卫星相对于地面静止 D.同步卫星使用微波进行通信 【练习2】人造地球卫星广泛应用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。如图所示，当卫星从近地点向远地点运动时，它的（ ） A.重力势能减小 B.速度增大 C.机械能增大 D.动能转化为重力势能 参考答案 1、力对物体做功的标准 练习1：A 练习2：A 练习3：C 练习4：B 2、功的计算 练习1：解：（1）f=G=×2.5×105N=2.5×104N （2）由于货车匀速行驶，则牵引力F=f=2.5×104N v=36km/h=10m/s s=vt=10m/s×10s=100m 牵引力做的功为W=Fs=2.5×104N×100m=2.5×106J 练习2：C 练习3：200；3000 练习4：500；0 练习5：解：（1）根据ρ=可得，花岗岩的质量为 m=ρV=2.8×103kg/m3×30m3=8.4×104kg （2）起重机对花岗岩的拉力F=G=mg=8.4×104kg×10N/kg=8.4×105N 对花岗岩所做的功为W=Fs=8.4×105N×2.5m=2.1×106J 3、功率 练习1：B 练习2：D 练习3：D 4、功率的计算 练习1：解：（1）汽车通过的路程s=5.4km—3.6km=1.8km=1800m 所用时间t=3min=180s 汽车行驶的受到为v===10m/s （2）由于汽车匀速行驶，则牵引力F=f=0.1G=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N （3）牵引力所做的功为W=Fs=1.5×103N×1800m=2.7×106J 功率为P==1.5×104W 练习2：D 练习3：解：由于汽车匀速直线行驶， 所以F=f=0.16G=0.16mg=0.16×1500kg×10N/kg=2.4×103N 速度v=30m/s，则功率为P=Fv=2.4×103N×30m/s=7.2×104W 练习4：D 练习5：解：（1）速度v=108km/h=30m/s 轿车行驶的时间为t===1000s （2）根据P=Fv可得，牵引力F===2×103N （3）所做的功为W=Fs=2×103N×30×103m=6×107J 5、动能 练习1：C 练习2：大卡车；小 练习3：（1）木块移动的距离（2）质量；速度；在质量相等时，物体的速度越大，动能越大（3）内（4）B 练习4：（1）速度（2）木块移动的距离（3）大 练习5：（1）静止（2）大（3）不同；相同 6、势能 练习1：C 练习2：D 练习3：D 练习4：（1）正上方（2）越高；越大（3）错误；没有控制B与C释放的高度相同（4）深度；B 练习5：B 7、机械能及其相互转化 练习1：D 练习2：C 练习3：D 练习4：B 8、水能和风能的利用 练习1：A 练习2：B 9、人造地球卫星 练习1：A 练习2：B 学科网（北京）股份有限公司 $$