第十一章 功和机械能单元复习（教学课件）2024-2025学年八年级物理下册（人教版2024）

第十一章 功和机械能 单元复习 八年级下册 •人教版 1 导读目录 目 录 思维导读 考点详解 热点题型 计算专题 教材目录 实验专题 教材目录 第1节 功 第2节 功率 第3节 动能和势能 第4节 机械能及其转化 思维导图 动 能 和 势 能 影响因素 机械能守恒条件：不考虑阻力 能量： 动能和势能可相互转化 功 机械能=动能+势能 做功两个 必要因素 功 和 机 械 能 W=FS:公式 表示物体做功 快慢的物理量 作用在物 体上的力 物体在力的方向移动的距离 功率 焦耳（J）:单位 物理意义 功与做功所 用时间之比 定 义 公 式 单 位 P=W/t 瓦特/W 机械 能及 其转 化 物体能够做功，就说这个物体 具有能量 动能 定义:物体由于运动而具有的能 质量 速度 势能 重力势能 弹性势能: 与弹性形变大小有关 质量 高度 4 3. 功的计算公式为 ，功的单位是________，简称______，符号是_____. 考点详解 1．力学中，功等于______与__________________________________的乘积． 力　 物体在这个力的方向上移动的距离　 W＝Fs　 焦耳　 焦　 J　 s F F 功的两个必要因素： ， 。 一是作用在物体上的力F 二是物体在这个力的方向上移动了距离S 知识点一：功 4.推导公式: s = F = 考点详解 3. 功率的基本单位是________，简称______，符号是_____。 做功快慢　 瓦特　 瓦　 W　 知识点二：功率 功与做功所用时间之比 1S内做功1J 1．功率是描述物体____________的物理量。 功率等于 ，定义式是_______。 1W的物理意义: 。 5. 导出公式: Pt 考点详解 6. 功和功率的比较   功 功率 概念 物理意义 符号 计算公式 决定因素 单位 联系 力与物体在力的方向上移动的距离乘积 表示物体做功的多少 W 力F、物体在力F方向上移动的距离s 焦耳（J） W=Pt 功与做功所用时间之比 表示物体做功的快慢 P 功W、做功所用时间t 瓦特（W） W=Fs P=W/t 3. 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定 时所具有的能，叫作重力势能。物体重力势能大小的决定因素是________和________。 物体由于________而具有的能叫做动能，物体动能大小的决定因素是________和____________。 考点详解 知识点三:动能和势能 4．物体由于________________而具有的能叫做弹性势能，同一物体的________________越大，弹性势能越大。 能量　 运动　 质量　 运动速度　 高度　 质量　 高度　 发生弹性形变　 弹性形变程度　 1．物体能够做功，我们就说它具有________。 考点详解 5.动能的大小与哪些因素有关? 实验（1）：动能的大小与质量的关系? 控制变量法: 保持速度一定，改变质量。 转换法：根据木块被撞击的远近判断动能的大小。 步骤：让质量不同的小球，从同一高度(使小球初速度相同)静止滑下。 实验方法： 实验结论： 。 速度一定时，质量越大，动能越大 9 考点详解 实验（2）：动能的大小与速度的关系? 控制变量法 保持质量一定，改变速度大小。 步骤：同一小球（m不变），从不同高处静止滑下。 实验方法： 实验结论： 。 速度一定时，质量越大，动能越大 10 考点详解 知识点四:机械能及其转化 1.在物理学中，把 、 和 统称为机械能。机械能。 动能 重力势能 弹性势能 2. 、 可以相互转化。 动能 势能 3.从能量的角度看，自然界的流水和风都是具有大量 的天然资源。 机械能 4.单摆实验： A B B C C B B A 能转化为 能. 能转化为 能. 能转化为 能. 能转化为 能. 重力势 动 动 重力势 重力势 动 动 重力势 点重力势能最大. （不计空气阻力） AC 点动能最大。 B 单摆实验说明： 。 动能和重力势能可以相互转化 11 考点详解 6.滚摆实验： 能转化为 . 上升时 下落时 能转化为 . 重力势能 动能 动 重力势 单摆实验说明： 。 动能和重力势能可以相互转化 7. 如果只有动能和势能相互转化，动能和势能的总和 ，机械能是 的。 不变 守恒 8.机械能守恒的判定方法：只有动能和势能相互转化。 若题目中有“不计能量损失”“不计空气阻力、不计摩擦”等要点提示，就表明该物体或系统的“机械能守恒”。 若考虑摩擦等阻力，机械能的总量就会变小，部分机械能转化成了其他形式的能。 12 【例1】（2024·江苏常州）起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是（    ） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 热点题型 D 【解析】做功的两个必要条件：1．有力作用在物体上，2．物体在力的方向上通过一段距离。故起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m过程中，起重机对物体做功，再悬停6s过程中，有力作用在物体上,物体在力的方向上没有通过一段距离，故起重机对重物不做功，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D 热点一:功 13 【例2】如图a所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的s-t图像分别是图b中的图线甲、乙，其对应弹簧测力计的示数分别为F甲和F乙，相等时间内拉力所做的功分别为W甲和W乙。则它们的大小关系正确的是（    ） A.F甲=F乙， W甲>W乙 B. F甲=F乙， W甲<W乙 C. F甲>F乙， W甲>W乙 D.F甲<F乙， W甲<W乙 热点题型 A 【解析】由图B可知，甲、乙均做匀速直线运动，由二力平衡的条件可知，物体受到的摩擦力等于拉力，滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，故摩擦力不变，则F甲=F乙，相同时间甲通过的路程大于乙，根据功的计算公式W=Fs可知W甲>W乙，故A正确，BCD错误。 故选A。 热点一:功 14 【跟踪练习1】如图所示，质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离。下列结论正确的是（　　） 热点题型 B 【解析】根据题意可知，两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离s，根据W=Fs可知，甲图中F做的功等于乙图中F做的功，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 A．图甲中F做的功小于图乙中F做的功 B．图甲中F做的功等于图乙中F做的功 C．图甲中F做的功大于图乙中F做的功 D．条件不足，无法确定图甲、乙中F做的功哪个多 15 【跟踪练习2】电动叉车托着质量为100kg的货物，在5s内沿着水平方向行驶了10m，如图甲所示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。叉车水平行驶过程中，货物的重力做功 J；叉车提升货物过程中， 克服货物的重力做功 J。 热点题型 0 【解析】[1]叉车水平行驶过程中，货物受到的重力是竖直向下的，运动方向是水平的，根据垂直无功的原理，货物的重力没有做功，即所做的功为0。 [2]叉车提升货物过程中，克服货物的重力做功 1000 16 【例1】甲、乙两位同学进行举杠铃比赛，如图所示，甲比乙高，他们在相同的时间内举起了相同的杠铃，则（　　） A．乙做功较多，功率较大 B．甲做功较多，功率较大 C．甲乙做功相同，甲的功率较大 D．甲乙做功相同，乙的功率较小 热点题型 B 【解析】两人举起杠铃质量相同，则杠铃重相同，甲比乙高，则举起的高度h甲＞h乙 ，根据W=Gh知道，举起杠铃做的功W甲＞W乙由于举起杠铃用的时间相同，由p=W/t知道，做功功率P甲＞P乙故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 热点二:功率 17 【例2】如图是引体向上的示意图，小华同学在1min内做了20个规范的引体向上，每次重心上移0.4m。已知小华的质量为60kg，则小华每做一次引体向上所做的功为 J，整个过程中的平均功率为 W。 热点题型 240 【解析】[1]已知小华的质量为60kg，则小华每做一次引体向上所做的功为 [2]小华同学在1min内做了20个规范的引体向上，做的总功为整个过程中的平均功率为 80 18 【跟踪练习1】如图甲所示，重8N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N，下列说法错误的是（    ） A．在0-2s内铁块做匀速运动 B．在2-6s内铁块经过的路程为12m C．在2-6s内拉力F做的功为120J D．在2-6s内拉力F的功率是30W 热点题型 A 【解析】A．由图乙在0~2s中，速度越来越大，做加速运动，故A错误， B．在2~6s内铁块的速度是3m/s，运动的时间为在2~6s内铁块经过的路程为故B正确 C．由于铁块在2~6s内做匀速直线运动，铁块在竖直方向上受到了向下的重力、向下摩擦力和向上的拉力F，故拉力F的大小为，拉力F做的功为故C正确 D．在2~6s内拉力F的功率是故D正确.故选A. 19 【跟踪练习2】如图所示，运动员跳离跳台由A点下落，入水前经过B点和C点，hAB=hBC，不计空气阻力。若运动员在AB段重力做功为W1，平均功率为P1；在BC段重力做功为W2，平均功率为P2，则W1 W2，P1 P2。 （均选填“>”“<”或“=”） 热点题型 = 【解析】[1]由于运动员的重力相同，在AB段和BC段运动的距离相同，根据可知，做的功相同。 [2]由于运动员在下落过程中做加速运动，BC段运动的时间小于AB段运动的时间，根据可知，BC段的功率大，即。 < 20 【例1】如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，则它的（　　） 热点题型 A 【解析】由题意可知，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，质量减小、速度不变，所以动能减小；高度不变、质量减小，所以重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 热点三:动能和势能 A．动能减小，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能不变，重力势能不变 21 【例2】铅球是一种田径运动项目，它利用人体全身的力量将一定重量的铅球从肩上用手臂推出。在杭州亚运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则图中铅球的重力势能最小时是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 热点题型 C 【解析】重力势能大小与质量和高度有关，由图中可知，c点的位置最低，所以，c点的重力势能最小。故选C。 22 【跟踪练习1】车辆通过某平直高速路段时，驾驶员看到了如图所示的标志牌，下列说法正确的是（     ） 热点题型 BC 【解析】A．标志牌相对于行驶的汽车的位置发生了变化，所以以行驶的汽车为参照物，标志牌是运动的，故A错误；B．动能大小与物体的质量和速度有关；驾驶员刹车减速过程中，质量不变，速度减小，所以车辆的动能逐渐减小，故B正确；C．动能大小与物体的质量和速度有关；所以以相同速度行驶的不同车辆，车辆的质量越大动能越大，故C正确；D．惯性大小只与物体的质量有关，与物体运动的速度无关，故D错误。故选BC。 A．以行驶的汽车为参照物，标志牌是静止的 B．驾驶员刹车减速过程中，车辆的动能逐渐减小 C．以相同速度行驶的不同车辆，车辆的质量越大动能越大 D．车辆不能超过最高限速，是因为车辆的速度越大惯性越大 23 【跟踪练习2】如图所示，弹簧的一端固定在竖直木板上，用手推小车将弹簧压缩后松手释放，小车被弹开。弹簧的弹性形变越 ，弹性势能越 ，小车滑行的距离越远。 热点题型 大 【解析】[1][2]弹簧具有弹性，小车将弹簧压缩后，弹簧发生了弹性形变，弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能越大，松手后对小车做功，小车滑行的距离越远。 大 24 【例1】（2024·四川广安）如图是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机，在它竖直向上匀速运动的过程中（　　） 热点题型 D 【解析】无人机在竖直向上匀速运动的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能增大；机械能=动能+重力势能，机械能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 热点四:机械能及其转化 A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 B．动能减小，重力势能增大，机械能不变 C．动能不变，重力势能增大，机械能增大 D．动能减小，重力势能增大，机械能减小 25 【例2】“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定在跳台上，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，如图甲所示。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动如图乙所示，当人下落至A点时，弹性绳刚好伸直，C点是人所能达到的最低点，当人下落至B点时，弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于人从离开跳台下落到最低点的过程中（不考虑绳重和空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．人从跳台下降到A点的过程中，人的动能在不断的增大 B．人下降到达B点时，人受到的拉力与人的重力相互平衡 C．从A点到C点的过程，弹性绳对人的拉力先增大后减小 D．人从开始下降到C，人的重力势能转化成绳的弹性势能 热点题型 ABD 解析在下一页 26 热点题型 【解析】A．人从跳台下降到A点的过程中，只受到重力，向下做加速运动，人的动能在不断的增大，故A正确； B．人下降到达B点时，人受到的拉力与人的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上，相互平衡，故B正确； C．从A点到C点的过程，弹性绳不断被拉长，弹性绳对人的拉力一直增大，故C错误； D．人从开始下降到C，人的高度一直降低，重力势能减小，弹性绳不断被拉长，弹性绳的弹性势能不断增大，人的重力势能转化成绳的弹性势能，故D正确。 故选ABD。 27 【跟踪练习1】（2024·山东青岛）如图是小明家附近山景公园的等高线图．周末小明爬山锻炼身体，他的质量60kg，在他匀速下山过程中，下列判断不正确的是（　　） A．小明的机械能守恒 B．小明的动能逐渐增大 C．小明的重力势能逐渐减小 D．小明从B点到A点重力做功 热点题型 ABD 【解析】ABC．小明在匀速下山的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，下山的过程中需要克服摩擦力做功，机械能会减小，故AB错误，符合题意，C正确，不符合题意；D．由等高线图可知，B点的高度为200m，A点的高度为100m。从B点到A点高度下降100m，重力做功为故D错误，符合题意。故选ABD。 28 【跟踪练习2】如图所示，紧急避险车道是道路上为失控车辆所设置的紧急避险通道。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石，失控车辆冲上避险车道直至停止的过程中，动能 ，重力势能 ，机械能 。（均选填“增大”“减 小”或“不变”） 热点题型 减小 【解析】 [1][2]失控车辆冲上避险车道直至停止的过程中质量不变，速度变小，高度增加，因此该过程中，动能减小，重力势能增加。 [3]由于失控车辆冲上避险车道需要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能会减小。 增大 减小 29 【跟踪练习3】（2024·黑龙江绥化）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的，当卫星从远地点向近地点运动时， 下列说法正确的是（    ） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 热点题型 C 【解析】人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能守恒，从远地点向近地点运动时，高度减少，质量不变，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，所以动能增大，速度增大，故ABD错误，C正确。故选C。 30 【例1】如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中。   (1)实验中，探究的动能是指_______（填序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击时的动能 实验专题 B 31 (2)实验中，通过观察木块被小球撞击后 来判断小球的动能大小。 (3)甲、丙两次实验，让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的 。 (4)对比 两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系。 (5)分析图甲和图丙，得到的实验结论： 相同时，物体 越大，动能越大。 实验专题 运动的距离 速度 甲乙 速度 质量 32 实验专题 【例2】小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 33 实验专题 (1)物体下落过程，重力势能转化为 能，可以通过比较 来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论： ； (3)通过图b中 两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是 。 动 木桩被打入沙中的深度 甲 当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大 AC 能 物体乙、丙对木桩做的功相同 34 【例3】如图所示，要估测小明跳绳的功率。 1.实验中需要的测量工具有体重秤、秒表和 。 2.需要测量的物理量有：该同学100次跳绳所用的时间t、跳起的高度h和 ，3. 小明跳绳功率的表达式P＝ 。 4.实验过程中测量100次跳绳时间相 比较于测量 单次跳绳时间，其好处是 。 热点题型 自身质量m 刻度尺 误差小 35 【例1】（2024·黑龙江牡丹江）如图甲所示，我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机，拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点，是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t，最大起升高度为400m。 （1）请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。 （2）若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功是多少？ （3）若塔机在（2）过程中所用时间为200s，拉力做功的功率是多少？ 计算专题 36 热点题型 【解析】（1） （2） 即 （3） 答：(2）塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功为； （3）拉力做功的功率。 37 【跟踪练习】如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中： （1）汽车受到水平方向的牵引力； （2）汽车牵引力的功率。 计算专题 38 热点题型 【解析】（1）由题意可知，超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时，处于平衡状态，受到平衡力作用，因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则汽车受到水平方向的牵引力为 （2）汽车的速度为 根据 可得，汽车牵引力的功率为 答：（1）汽车受到水平方向的牵引力为1.8×105N； （2）汽车牵引力的功率为6.3×107W。 39 以梦为马 不负韶华 P＝eq \f(W,t)　 $$