11.4 认识动能和势能-【暑假大串联】2024-2025学年新教材八年级物理暑假作业教材衔接（沪粤版2024）

物,斜面越长,拉力越小 (5)第6列和第7列数 据 对于光滑的斜面,不用斜面直接用手做的功 等于使用斜面做的功 10. (1) 保洁船运动的路程:s=vt=1 m/s×50 s= 50 m.(2) 根据 W=Fs 得到牵引力:F= W s = 2.5×106 J 50 m =5×10 4 N. 11.2 怎样比较做功的快慢 1. A 2. A 3. B 4. C 5. 功率 功 6. = < 7. 200 40 0 8. 90 180 9. (1) 甲 做相同的功时,甲做功时间短 (2) 功 与时间的比值 功率 10. (1) 当所用时间相同时,做功越多,做功越快 (2) 当做功相同时,所用时间越少,做功越快 11. (1) 因为物体A 做匀速直线运动,所以物体受 到绳子的拉力大小等于其所受摩擦力大小,而 绳子拉力的大小由弹簧秤测出,所以f=12 N. (2) 由动滑轮的作用可知:F=2f=2×12 N= 24 N.(3) 运动10秒钟,物体A 通过的距离:s =vt=0.4 m/s×10 s=4 m,拉力F 通过的距 离:s'= s 2= 4 m 2 =2 m,拉力F 所做的功:W= Fs'=24 N×2 m=48 J,物体A 在重力方向上通 过的距离为零,所以重力所做的功为零.(4) 拉 力F 的功率:P= W t= 48 J 10 s=4.8 W. 12. (1) 小梦的重力:G=mg=50 kg×10 N/kg= 500 N,小梦双脚站立时对水平地面的压力:F= G=500 N,小梦双脚站立时对水平地面的压强: p= F S= 500 N 400×10-4 m2 =1.25×104 Pa.(2) 小 梦跳一次克服重力所做的功:W=Gh=500 N× 5×10-2 m=25 J.(3) 小梦跳一次所用的时间: t= 60 180s ,小梦克服重力做功的功率:P= W t = 25 J 60 180s =75 W. 11.3 如何提高机械效率 1. B 2. C 3. D 4. D 5. 有用功 总功 η η = W 有 W 总 百分数 小于100% 6. 1.2 不能 75% 7. 15 N 80% 增大 8. 80% 9. (1) 70.6% 小聪 越陡 (2) 匀速 倾斜程度 粗糙程度 机械效率 10. (1) 缓慢 (2) 0.2 78.4% (3) 2.4 0.3 (4) 物重(或钩码重) 11. (1) 物体移动距离s物=v物t=0.1 m/s×10 s= 1 m,由图知,动滑轮上承载的绳子的段数n=2, 忽略绳重和滑轮间的摩擦,由F= 1 n (F'+G动) 可得,物体受到的拉力F'=2F-G动=2×50 N -10 N=90 N,对物体 A 做的有用功 W 有 = F's物=90 N×1 m=90 J.(2) 由P= W t= Fs t = Fv,得到拉力的总功率P=Fv=Fnv物=50 N ×2×0.1 m/s=10 W.(3) 滑轮组的机械效率η = W 有 W 总×100%= F's物 Fs ×100%= F' nF= 90 N 2×50 N ×100%=90%. 12. (1) 车行驶过程中牵引力所做的功W 总=Fs= 2.5×104 N×400 m=1×107 J,货车重力G= mg=5 000 kg×10 N/kg=5×104 N,牵引力做 的有用功 W 有用=Gh=5×104 N×60 m=3× 106 J,该盘山公路的机械效率η= W 有用 W 总 ×100% = 3×106 J 1×107 J ×100%=30%.(2) 牵引力的功率P = W 总 t = 1×107 J 200 s =5×10 4 W. 11.4 认识动能和势能 1. B 2. C 3. D 4. C 5. 减小 减小 减小 6. 弹性势能 重力势能 7. 小于 动 8. C 等 于 变化 9. (1) 小于 (2) 大于 10. (1) 质量和高度 重力势能 (2) 错误 实验 中没有控制物体的初速度相同 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 6 11.4 认识动能和势能 1. 能量的定义:物体能够对物体做功,我们就说这个物体具有能量或者能. 能量的单位就是功的单位,国际单位用焦耳来表达,符号J. 2. 能量属于一个广泛的词语,生活中能的形式多种多样.例如,动能、重力势能、弹性势能、光能、 热能、电能、风能、核能、水能、化学能等,通常这些能都用符号W 来表达. 3. 探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验 实验步骤如下: (1) 让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离,探究动能大 小与速度的关系. (2) 让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离,探究 动能大小与质量的关系. (3) 该实验中斜面的作用是为了控制钢球速度的大小,木块的作用是为了比较钢球动能的 大小. 4. 重力势能定义:被举高的物体具有的能叫重力势能. 重力势能的影响因素:质量和高度. 5. 重力势能的实验 (1) 重力势能的实验方法:转换法和控制变量法. (2) 如何观察物体重力势能大小:通过观察物体下落后沙盘的凹陷程度或者通过观察物体下 落后沙盘的形变程度. (3) 结论:当物体高度相同时,质量越大,物体重力势能越大;当物体质量相同时,高度越大,物 体重力势能越大. 注意:在表达动能实验结论时,要运用本实验的实验方法(控制变量法)来表达. 6. 物体具有的动能与势能是可以相互转化的.有摩擦等阻力时,在动能与势能的相互转化中,机 械能会减小. 例1 下列关于能量的说法,正确的是 ( ) A. 在物体的弹性形变范围内,形变越大,它具有的弹性势能越小 57 B. 滚摆在下降时,它的重力势能越来越小,动能也越来越小 C. 水量大的地方水能一定大 D. 自然界的流水是具有大量机械能的天然资源 解析:A. 弹性势能与弹性形变程度有关,在物体的弹性形变范围内,形变越大,它具有的弹性势 能越大,故A错误;B. 滚摆在下降时,高度减小,它的重力势能越来越小,速度增大,动能也越来 越大,故B错误;C. 水能属于机械能,还与速度、高度有关,水量大的地方水能不一定大,故C错 误;D. 水能属于机械能,自然界的流水是具有大量机械能的天然资源,故D正确.故选D. 例2 如图所示,在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中,将同一小钢球A 从斜面上 不同高度由静止滚下,推动木块B 向前移动一段距离. 甲 乙 (1) 该实验中物体的动能是指物体 (填“A”或“B”)的动能,该动能是由 能转化 而来的. (2) 通过观察木块B 移动距离的长短来判断小球动能的大小,利用的研究方法是 (填 “控制变量法”或“转换法”). (3) 将小球A 放在同一斜面 (填“相同”或“不同”)高度由静止释放,目的是使小球在撞 击木块B 时速度不同.根据实验现象,可以得出的结论是:质量相同的物体, ,动能越大. (4) 钢球碰到木块并一起运动的过程中,由于木块受到 的作用,钢球和木块运动一段距 离后停下来,说明力可以改变物体的 . 解析:(1) 该实验探究的主体是物体A,探究的是物体A 动能的大小与速度和质量的关系;物体 A 从斜面上滚下时,物体A 的重力势能减小,动能增大,所以由物体的重力势能转化为动能. (2) 实验中通过观察木块B 移动的距离长短来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问 题的方法是转换法. (3) 将同一小球从同一斜面的不同高度由静止滑下,小球到达斜面底部时的速度不同,撞击木块 后木块移动的距离不同,通过实验现象可以得出结论:质量相同的物体,速度越大,动能越大. (4) 由于接触面不光滑,钢球碰到木块并一起运动过程中,木块受到摩擦力的作用.由于木块受 到摩擦力的作用,最后停下来.力有两个作用效果:①力可以改变物体的形状;②力可以改变物体 的运动状态.钢球和木块运动一段距离后停下来,说明力可以改变物体的运动状态. 例3 已知重力势能的大小与物体的质量和高度有关.在“探究重力势能的大 小与高度的关系”时,所用的实验器材有:金属球、尖腿小桌、细沙和塑料盆, 实验装置如图. (1) 本实验研究的对象是 (填“金属球”“小桌”或“细沙”). (2) 释放金属球时,应使金属球由“静止”开始下落.其目的是 . 67 (3) 将金属球分别从三个不同高度由静止释放,发现金属球释放时的位置越高,撞击小桌后,小 桌的桌腿陷入细沙中越深.由此可见:质量相同时,位置越高,物体能够做的功越 ,在高 处时具有的重力势能越 . (4) 若将金属球分别从三个不同高度由静止释放,撞击小桌后,发现每次小桌的桌腿都全部陷入 细沙中.在不更换器材的条件下,应采取的改进措施是 . 解析:(1) 该实验可通过判断桌腿陷入细沙的深度来判断金属球重力势能的大小,故本实验研究 的对象是金属球. (2) 释放金属球时,应使金属球由“静止”开始下落.静止时,金属球的速度为零,而金属球的动能 与质量、速度有关,质量不变,速度为零,动能为零,故其目的是使小球的初始动能为零. (3) 将金属球分别从三个不同高度由静止释放,发现金属球释放时的位置越高,高度越高,金属 球的重力势能就越大,撞击小桌后,小桌的桌腿陷入细沙中越深;反之,高度越低,金属球的重力 势能就越小,撞击小桌后,小桌的桌腿陷入细沙中就越浅.由此可见:质量相同时,位置越高,物体 能够做的功越多,在高处时具有的重力势能越大. (4) 若将金属球分别从三个不同高度由静止释放,撞击小桌后,发现每次小桌的桌腿都全部陷入 细沙中,由此可见,高度相对小的金属球具有的重力势能也很大,因此可以把释放金属球的高度 降低一点,以达到更好的实验效果.故在不更换器材的条件下,应采取的改进措施是适当降低三 次释放金属球的高度. 例4 跳台滑雪是北京冬奥会的重要项目之一.如图所示,跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡 BC、停止区CD 三部分组成.比赛中,运动员从A 点由静止开始下滑,运动到B 点后水平飞出, 落在着陆坡末端的C 点,滑入停止区后,在与C 点等高的D 点速度减为零.若不计空气阻力,则 运动员 ( ) A. 位于C 点和D 点时的动能相等 B. 从B 点到C 点的过程中,机械能不守恒 C. 从B 点到C 点的过程中,重力势能转化为动能 D. 从A 点到B 点的过程中,动能转化为重力势能 解析:A. 到达C 点时有速度,而D 点时速度为0,位于C 点时有动能,D 点时动能为0,所以C、 D 点时的动能不相等,故A不符合题意;B. 不计空气阻力,只有重力做功,所以运动员从B 点滑 到C 点的过程中,机械能守恒,故B不符合题意;C. 从B 点到C 点的过程中,质量不变,高度变 小,速度变大,则其重力势能减少,动能增大,重力势能转化为动能,故C符合题意;D. 从A 点到 B 点的过程中,质量不变,高度变小,速度变大,则其重力势能减少,动能增大,重力势能转化为动 能,故D不符合题意.故选C. 1. 同学们在体育课进行实心球投掷训练,如图所示,A→B 表示实心球离开手之前的运动轨迹, B→C→D 表示实心球离开手之后的运动轨迹,空气阻力忽略不计.下列分析正确的是 ( ) 77 A. 实心球在B→C 过程中,动能逐渐增加 B. 实心球在B→C→D 过程中,人没有对球做功 C. 实心球到达最高点C 时,它处于平衡状态 D. 实心球在A→B 过程中,说明力可以改变物体的形状 2. 宜宾创文成功,作为市民的我们应拒绝高空抛物,做文明市民.关于高空抛物,下列说法正确 的是 ( ) A. 物体的重力势能与速度有关 B. 抛下鸡蛋没有伤害 C. 物体下落,重力势能转化为动能 D. 物体下落,机械能守恒 3. 高空中匀速直线飞行的飞机,向地面投下救灾物资,则飞机的动能和重力势能的变化情况 ( ) A. 动能、重力势能都不变 B. 动能不变,重力势能变大 C. 重力势能不变,动能变大 D. 动能、重力势能都变小 4. 我国成功将神舟十九号飞船发射升空,在火箭加速上升过程中 ( ) A. 神舟十九号飞船的动能增大,重力势能减小 B. 神舟十九号飞船的动能减小,重力势能增大 C. 神舟十九号飞船的动能和重力势能都增大 D. 神舟十九号飞船的动能转化为重力势能 5. 一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上,在洒水过程中,洒水车的动能 ,重力势能 ,机械能 .(填“减小”“增大”或“不变”) 6. 动能、重力势能和 统称机械能.人们修筑拦河坝来提高上游的水位,在坝底通过水轮 机带动发电机发电,一定量的水,上、下游水位差越大,水的 越大,发电量越多. 7. 如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹,其中A 点的重力势能 (填“大于”“小 于”或“等于”)B 点的重力势能.若不计空气阻力,足球在下落的过程中,重力势能转化为 能. 8. 图甲中过山车从A 点出发,先后经过B、C、D、E 点.图乙是过山车在B、C,D、E 点的动能和 重力势能大小的示意图,则过山车的动能在 点最大,B 点重力势能的大小 E 点动能的大小.在这个过程中,过山车的机械能是 (填“变化”或“不变”)的. 甲 乙 87 9. 将皮球从离地某一高度O 点处水平抛出,球落地后又弹起.它的部分运动轨迹如图所示. (1) 皮球运动到D 点时的机械能 (填“大于”“等于”或“小于”)运动到C 点时的机 械能. (2) 若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N 两处留下两个黑色圆斑,其中M 处的圆斑 (填 “大于”“等于”或“小于”)N 处的圆斑. 10. 小陆用质量相同的三种空心金属块、弹簧、光滑轨道等器材探究“影响重力势能大小的因 素”,通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小.他将金属块分别从同一高度 h1 静止释放,实验现象如图(b)、(c)、(d)所示.再将同一金属块从高度h2 以速度v1 释放、高 度h3 以速度v2 释放,已知v1<v2,实验现象如图(e)、(f)所示.请根据实验过程及相关条件, 仔细观察实验现象,回答下列问题. (1)比较图(a)、(b)、(c)、(d)的实验过程及相关条件,可得:当物体的 相同时, 相同. (2)小华比较图(a)、(e)、(f)的实验过程及相关条件,得到的初步结论是:当物体质量相同时, 物体所具有的重力势能的大小与高度无关.请判断该结论是 (填“错误”或“正确”), 理由是 . 97