第十一章《功和机械能》同步拓展提升 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

2025年人教版物理八年级下册第十一章《功和机械能》同步拓展提升 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题：本大题共9小题，共18分。 1.在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑、，如图所示。下列说法中正确的是  (    ) A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能 B. 皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能 C. 形成圆斑时皮球是从更高处下落的 D. 形成圆斑时皮球接触地面后形变程度更小 2.爸爸带着岁的儿子登山，他们一起出发，一起登顶。下列说法中正确的是(    ) A. 两人登山做功一样多 B. 爸爸登山做功较快 C. 两人登山做功一样快 D. 儿子登山做功较快 3.如图是我国大型水陆两栖飞机演练水平匀速飞行洒水时的情景。下列有关说法正确的是(    ) A. 飞机的动能不变 B. 飞机的重力势能不变 C. 飞机的机械能增大 D. 飞机的重力势能减小 4.如图所示，、、三个物体的质量关系是。它们在同样大的力作用下，沿着力的方向移动了相同的距离。关于力对三个物体做功的多少，下列说法中正确的是  (    ) A. 一样多 B. 对做的功最多 C. 对做的功最多 D. 对做的功最多 5.下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是(    ) A. 甲、乙 B. 乙、丙 C. 丙、丁 D. 甲、丙 6.跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是(    ) A. 运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小 B. 运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小 C. 运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小 D. 运动员从最高点下落的过程中，机械能增大 7.一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动不考虑空气的阻力和钢索重力，货物运动的图象如图所示。根据图象，下列判断正确的是  (    ) A. 时钢索的拉力大小等于时钢索的拉力大小 B. 货物竖直向上运动时，时的速度小于时的速度 C. 内钢索拉力做的功小于内钢索拉力做的功 D. 货物在内竖直向上运动的过程中，钢索拉力的功率保持不变 8.如图所示，一个质量为的人，在内连续向上跳个台阶，已知每个台阶的高度为，则此人在这段时间内的功率是取(    ) A. B. C. D. 9.如图所示，光滑斜面、的长度分别为、，且，沿斜面和分别将同一重物从它们的底部以相同速度拉到顶部，所需拉力分别为和，所做的功分别为和，其功率分别为和。则(    ) A. ，， B. ，， C. ，， D. ，， 二、填空题：本大题共7小题，共14分。 10.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行。如果它们的动能相等，那么____________飞得快。 11.“兄弟齐心，其利断金”，在某次劳动课上，李陆同学用的力水平向左推小车，刘湾同学用的力作用在该小车上，要使两人作用在小车上的力的效果最大，两个力的方向应__________，在两人共同作用下，内小车加速前行了，则此内两人作用在小车上的力做的总功为__________。 12.无人机在现在的生产、生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机，机身总质量为，小李操作该无人机先以的速度沿竖直方向匀速上升，接着又以的速度沿水平方向匀速飞行，无人机在上升过程中需要克服重力做功__________，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为__________。取 13.如图所示，用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧分别吊着两个完全相同的小球和，现将小球拉起使细线和弹簧都在同一水平方向上，且两球高度相同，此时弹簧处于自然状态。然后由静止自由释放两球，到最低点时两球仍在同一高度上。此时球的速度_________选填“大于”“小于”或“等于”球的速度，你判断的理由是__________________。不计空气阻力 14.像用速度表示运动的快慢一样，在物理学中，用功率表示做功的快慢。小王同学用了的时间由一楼登上了高的三楼教室，克服自身所受重力做了的功，则他的体重是____________，登楼的功率是____________。 15.小婷跳绳时所穿鞋的总质量为，她跳绳次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为，则每上升一次，她对鞋所做的功为___________，跳跃时若上升所用的时间占每次跳跃时间的，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为___________。取 16.在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若实心球重，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为，用时约则球下降过程中重力做功为______，功率为______ 三、实验探究题：本大题共4小题，共24分。 17.探究物体的动能跟哪些因素有关。 如图甲、乙所示，让同一个铜球分别从不同高度由静止开始滑下。铜球刚刚运动到水平表面时，____________图中的铜球速度大； 如图甲、乙所示，____________图中的木块被铜球推动后移动的距离长，由此说明铜球对木块做的功多，铜球具有的动能____________； 如图丙、丁所示，让体积相同的实心铁球和实心铜球分别从同一高度由静止开始滑下。实验表明，丁图中的铜球能使木块运动的距离较____________选填“大”或“小”； 综合以上实验现象可以得出，运动物体的动能大小与物体的____________和物体的____________都有关系。 18.小明家买了一桶水，小明的爸爸要将这桶水从一楼搬到他家所住的三楼，小明想用所学的物理知识测量他爸爸搬水的过程中对这桶水所做功的功率。 小明设计的实验步骤如下，其中不必要的是________。选填选项前的字母 A.测出这桶水的重力 B.测出两层楼的楼梯总长度 C.测出两层楼的竖直高度 D.测出上楼所用的时间 E.算出他爸爸搬运这桶水的功率 小明在测量中所需要的器材有：弹簧测力计量程足够大、________和________。 小明设计了一个记录数据的表格，请你帮小明完成表格第一行中还未填好的内容。 ____________ 两层楼的高度 爸爸上楼的时间 爸爸搬运这桶水的功率 19.近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别为和的小钢球从圆弧轨道的一定高度由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变。 分析甲、乙两图可知，图__________选填“甲”或“乙”中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大。 比较甲、乙两图可知，在__________一定时，小钢球的__________越大，动能越大。 比较__________两图可以模拟汽车超载带来的危害。 假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项：___________________________________________________________________________。 20.实验桌上有材料相同，质量不同的甲、乙两个正方体，两个完全相同的木桩、，一装满沙子的沙槽如图所示。请选用上述实验器材证明：“物体的重力势能与物体的质量有关”。 写出实验步骤。 画出实验数据记录表格。 四、计算题：本大题共4小题，共32分。 21.如图是引体向上的示意图，小伶同学在内做了个规范的引体向上。已知小伶的质量为，每个引体向上他能将自身重心提高。求：取 小伶的重力； 小伶做个引体向上所做的功； 整个过程中的平均功率。 22.在湖面下深的地方有一块密度是，质量是的矿石。某工人用绳子把矿石刚好提升到水面即矿石未露出水面，至少要做多少功？取 23.电动车的蓄电池充满电后能储存的电能，设电动车在水平路面上匀速前进，电能的转化为机械能用来做功，电动车的牵引力为。问电动车充一次电能行驶的路程是多少？ 24.年月，世界智能大会在天津的成功举办，将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用。如图甲所示为某款智能机器人，质量为，底部轮与地面接触总面积为，它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图象如图乙所示。求：取 智能机器人静止在水平地面上时，对地面产生的压强。 智能机器人在内行走的距离和内的平均速度。 在内，智能机器人受到的水平阻力为重力的，此段时间内智能机器人牵引力做功的功率是多大。 答案和解析 1.【答案】  【解析】解：、皮球在高处具有较大的重力势能，球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误； B、当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确； 、球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，所以形成圆斑时皮球接触地面后形变程度更大，形成圆斑时皮球是从更高处下落的，故CD错误。 故选：。 皮球由于被举高而具有的能叫做重力势能，重力势能的大小与物体的质量和下落高度有关，下落高度相同时，质量越大，重力势能越大； 皮球由高处下落过程中，重力势能转化为动能，与地面碰撞接触时动能又转化为弹性势能，从而在地面上留下黑色圆斑。 本题借助小球下落综合考查了重力势能的影响因素、动能与势能的转化、弹性势能的影响因素的相关知识，难度不大，有一定的综合性。 2.【答案】  【解析】解： 因为爸爸的体重大于儿子的体重，两人登山的高度相同， 所以，根据公式可知，爸爸做的功多，儿子做的功少，故A错误； 由知，爸爸做的功多于儿子做的功， 他们一起出发，一起登顶，则所用时间相同， 根据公式可知，爸爸的功率大，即爸爸登山做功较快。故B正确，CD错误。 故选：。 由公式可知，两人登山的高度相同，根据两人的重力大小可判断两人登山做的功的大小； 由公式，根据两人登山的做的功和登山时间可判断两人登山做功的功率，功率大的，做功快。 本题考查了功和功率大小的判断，判断功的大小根据公式要考虑到力和距离两个因素；判断功率的大小根据公式要考虑到功和时间两个因素。 3.【答案】  【解析】飞机在水平匀速飞行洒水时，其质量减小，速度大小不变，高度不变，所以飞机的动能减小，重力势能减小，机械能减小。 4.【答案】  【解析】已知力的大小和沿着力的方向移动的距离，根据功的计算公式可判断对三个物体所做功的大小，因为对三个物体的作用力都是大小相等的力，三个物体在力的方向上移动的距离是，根据功的计算公式可知，对三个物体所做的功一样多， 故选：． 5.【答案】  【解析】解：甲、丙两图中小车和物体都受到力的作用，且在力的方向移动了一段距离，故力对物体功； 乙中人手提滑板的力竖直向上，运动方向在水平方向，没有在力的方向上移动一定的距离；丁中石头未被搬起，故没有在力的方向移动一定的距离，乙、丁均不满足做功的条件，故对物体不做功，故 D正确，ABC错误。 故选：。 作用在物体上的力在力的方向上通过一段距离，这个力就做功。 本题考查了力是否做功的判断方法，难度不大。 6.【答案】  【解析】解： A、运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性形变程度变大，弹性势能增大，故A错误； B、运动员被跳板向上弹起的过程中，运动员的质量不变，高度变大，重力势能增大，故B错误； C、运动员离开跳板向上运动的过程中，质量不变，速度变小，动能减小，故C正确； D、运动员从最高点下落的过程中，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，故D错误。 故选：。 动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大； 重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大； 动能和势能统称为机械能。 本题关键：一是掌握动能、重力势能的影响因素，二是知道考虑摩擦阻力机械能是不守恒的。 7.【答案】  【解析】【分析】 本题考查对运动图象的理解，对功、功率的计算，根据图象判断物体是否做匀速直线运动以及速度大小的关系，知道平衡力的辨别和功、功率的计算公式是解决本题的关键。 物体处于静止或匀速直线运动状态时，受的是平衡力的作用，大小相等； 比较物体运动快慢的方法：运动相同的路程比时间，时间越短，速度越快；相同时间比路程，路程越长，速度越快； 从图象上分别读出和过程中通过的距离，根据比较拉力做功的多少； 根据判断功率的变化。 【解答】 解：、根据图示可知，物体在以较大的速度做匀速直线运动，物体在的内以较小的速度做匀速直线运动，因为物体处于平衡状态，拉力都等于物体的重力，重力不变，拉力不变，故A正确； B、从图象上看，和物体以不同的速度做匀速直线运动，而过程中通过的路程是，的过程中通过路程为，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此过程中的速度大于的过程中的速度，即时的速度大于时的速度，故B错误； C、从图中可以看出，过程中通过的距离为；的过程中通过的距离为；而拉力相同，由可知，至内钢索拉力做的功大于至内钢索拉力做的功，故C错误； D、由于速度发生了改变，根据可知，在至内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率发生了改变，故D错误。 8.【答案】  【解析】【分析】 本题考查重力、做功、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要注意人上升时克服自身的重力做功，下落时不做功。 已知跳跃的次数和跳跃的高度以及人的质量，根据公式可求人的重力，根据公式可求克服重力做的功，最后利用公式可求此人在这段时间内的功率。 【解答】 跳跃的高度： ， 人的体重： ， 克服重力做的功： ， 此人在这段时间内的功率： 。 故选：。 9.【答案】  【解析】【分析】 本题考查斜面的省力情况，物体做功的大小以及做功功率的大小，正确解题的关键是知道接触面光滑，摩擦力为，使用任何机械都不省功。 用功的原理解答拉力的大小关系； 斜面光滑说明摩擦力为，即使用光滑的斜面没有额外功。 知道拉力大小关系，速度相同，根据公式可判断拉力所做的功的功率大小。 【解答】 ，，据功的原理，使用任何机械都不省功，使用光滑的斜面没有额外功，则有即，而，即； 根据公式可知，速度相同，，所以拉力沿运动时拉力做功的功率较大，即。 故选：。 10.【答案】燕子  【解析】略 11.【答案】相同    【解析】解：在某次劳动课上，李陆同学用的力水平向左推小车，刘湾同学用的力作用在该小车上，要使两人作用在小车上的力的效果最大，则两个力的方向应相同； 在两人共同作用下，内小车加速前行了，合力为， 则此内两人作用在小车上的力做的总功为：。 故答案为：相同；。 力的三要素为力的大小、方向、作用点；根据可求出两人作用在小车上的力做的总功。 本题主要考查了力的三要素以及功的计算，难度不大。 12.【答案】  【解析】无人机在上升过程中需要克服重力做功， 整个飞行过程中用的总时间为 无人机沿水平方向匀速飞行，重力方向竖直向下，没有在重力的方向上通过一定的距离，没有克服重力做功，整个飞行过程中克服重力做功的功率为 13.【答案】见解析  【解析】两球质量相同，在同一高度，重力势能相同。小球下落过程中，其重力势能全部转化为动能，小球下落过程中重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，故最低点时小球的动能大于小球的动能，小球的速度大于小球的速度。 14.【答案】；  【解析】，，，登楼功率： 15.【答案】；  【解析】解：每上升一次对鞋做的功， 每上升一次所用时间为， 她对鞋做功的平均功率为。 故答案为：；。 已知鞋的总质量和双脚抬离地面的高度，根据公式可求每上升一次对鞋做的功，根据公式可求对鞋做功的平均功率。 本题考查功和功率的计算，关键是公式的应用，难点是求上升一次所用的时间。 16.【答案】；  【解析】解： 重力对实心球做功： ， 重力做功功率： ． 故答案为：；． 知道实心球受到的重力和在重力方向上移动的距离，利用求重力做功大小； 知道做功时间，利用公式求重力做功功率． 本题考查了学生对功的公式、功率公式的掌握和运用，确定实心球在重力方向上移动的距离是本题的关键． 17.【答案】甲甲；大大质量；速度  【解析】略 18.【答案】； 皮尺或卷尺；停表或手表、钟表； 这桶水的重力  【解析】【分析】 本题考查功率的测量和计算，属于研究性实验。 利用公式判断。 【解答】 由公式得，需要测量的物理量为：这桶水的重力、两层楼的高度和时间，最后计算出功率，故B不需要； 利用弹簧测力计测量这桶水的重力，利用皮尺测量楼层的竖直高度，利用停表测量上楼所用的时间； 需要测量这桶水的重力。 故答案为：； 皮尺或卷尺；停表或手表、钟表； 这桶水的重力。 19.【答案】乙  质量  速度  乙、丙  不超载行驶，不超速行驶  【解析】解：甲、乙两图中两小球的质量相同，滚下的高度不同，则到达水平面的速度不同，乙图中小球的高度更高，小钢球在刚到达水平面时的速度更大； 比较甲、乙两图可知，质量相同的钢球从斜面上不同高度自由滚下，钢球撞击纸盒时的速度不同，速度越大，木块移动的距离越远，则钢球的动能越大； 超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大，故需要高度相同，质量不同的小球进行实验，乙、丙两图符合要求； 由甲、乙两图可知，在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，发生事故时造成的危害性越大， 由乙、丙两图可知，在速度一定时，物体的质量越大，动能越大，发生事故时造成的危害性越大，故作为一名汽车驾驶员，在行车时应尽量避免发生交通事故，减小发生事故时造成的危害，做到遵守交通规则，不超载行驶，不超速行驶。 故答案为：乙；质量；速度；乙、丙；不超载行驶，不超速行驶。 小钢球在刚到达水平面时的速度与高度有关，高度越高，到达水平面时的速度越大； 动能的影响因素有两个：质量和速度，根据控制变量法分析； 根据控制变量法分析质量和速度对动能影响。 用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小，并结合实际分析安全行车方面与知识的联系。 20.【答案】解： 高处的物体落下具有重力势能，撞击木桩，观察木桩陷入沙槽深度，反应物体重力势能的大小． 实验步骤： 、把木桩的尖端放在沙槽上，让甲从适当高度下落撞击木桩，观察木桩陷入沙槽的深度． 、把木桩的尖端放在沙槽上，用乙从同一高度下落撞击木桩，观察木桩陷入沙槽的深度． 由实验步骤设计实验数据记录表格如下： 物体 物体下落高度 木桩陷入深度 甲     乙     故答案为：实验步骤： 、把木桩的尖端放在沙槽上，让甲从适当高度下落撞击木桩，观察木桩陷入沙槽的深度． 、把木桩的尖端放在沙槽上，用乙从同一高度下落撞击木桩，观察木桩陷入沙槽的深度． 见上表．  【解析】要证明：“物体的重力势能与物体的质量有关”，需要控制高度相同，改变质量，观察木桩下陷的深度，然后进行比较．由此分析解答． 此题考查了物体重力势能大小的影响因素，探究过程充分应用了控制变量法和转换法，要求学生牢固掌握，正确应用． 21.【答案】小伶的重力； 小伶每一次引体向上所做的功；小伶做个引体向上所做的总功； 小伶做功的平均功率：。  【解析】略 22.【答案】石块在水中排开水的体积：， 石块在水中的受到的浮力：， ，， ，   【解析】本题考查液体浮力的问题 23.【答案】解： 电能转化成机械能 电动车充电一次能行驶的路程  【解析】本题考查了能量转化效率公式和功的公式的灵活应用； 根据能量转化效率计算出转化成的机械能； 再由计算行驶路程。 24.【答案】机器人的重力：，  机器人对地面的压力：  ，  机器人对地面产生的压强： 。 由图乙可知，机器人在内匀速运动，速度为，则在内行走的距离：，在匀速运动，速度为，则在内行走的距离：，  内的平均速度：。 在内，智能机器人受到的水平阻力：  ，  机器人做匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，牵引力：，  此段时间内智能机器人牵引力做功的功率：。   【解析】略 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$