第12章 机械能 学业质量自我评价-【学海风暴】2025-2026学年八年级下册物理同步备课（教科版）

15.解：(1)因为汽车匀速直线行驶，所以汽车受到的牵 引力和受到的阻力是一对平衡力，即F肇=f= 1500N(2分) (2)牵引力所做的功 W=F章s=1500N×1800m=2.7×10J(2分) (3)牵引力做功的功率 p=W_2.710J-1,5X10w(3分) 180s 16.解：(1)n=3,钢丝绳移动的距离 s=nh=3×1m=3m(1分) 钢丝绳自由端移动的速度 u=三-3m=3m/s(2分) (2)此时该滑轮组做的总功 W。=Fs=5×103N×3m=1.5×10J 拉力F的功率 p=W_1.5X10J=1.5X10w2分) 使用该滑轮组做的有用功 W东=Gh=9×103N×1m=9×103J 此时该滑轮组的机械效率 m=wX100%-9 1.5X10X100%=60%(2分) 9×103J 17.解：(1)推力对物体所做的有用功 W有用=Gh=mgh=90kg×10N/kg×1m=900J(1分) (2)推力所做的功，即总功 W=Fs=300N×4m=1200J 推力的功率P=We=1200】=60w(2分) t 20s (3)该斜面的机械效率 V有m×100%三1200×100%=75%(2分)y ?=W总 (4)把物体推上斜面顶端做的额外功 W新=W。-W有用=1200J-900J=300J 额外功就是物体克服摩擦做的功，物体运动时受到 的摩擦力f= W_300J=75N(3分) 4 m 18.(1)平衡螺母右重合(2)2右(3)FL1= F,L2(4)A 19.(1)匀速变大(2)甲0.54(3)57.1(4)低 增加物体的重力 20.(1)静止二力平衡(2)匀速①能省力②右 ③盘山公路（合理即可） 【解析】(1)测量木块的重力时，让木块处于静止状 态，此时木块受到重力和弹簧测力计拉力的作用，此 二力为一对平衡力，木块重力的大小等于弹簧测力 计的示数。(2)为了能够准确地测量出拉力，应使弹 簧测力计沿斜面匀速向上拉动木块。①由表中数据 可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随 之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以 省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越低越省力。 ②要减小斜面的倾斜程度，木块A应向右移动。 ③盘山公路是斜面应用的一个很好的例子。 36 /八年级物理JK版 21.(1)台秤刻度尺(2)不能(3)360060(4)偏 大四肢的运动要消耗能量 【解析】(1)测量跳绳的功率就是测量克服自身重力 做功的平均功率：由P=W_Gh=mg驰可知，需要的 实验器材有：测量小波质量m的台秤、测量重心上升 高度h的刻度尺和测量时间t的秒表。(2)由图可 知，跳一次绳的时间为0.4s,则1min内跳绳的个数 =60s=150<180,所以，这次跳绳小波不能获得 n=0.4s 满分。(3)由图可知，跳一次绳重心上升的高度h三 4cm=0.04m,则跳一次绳克服重力所做的功W,= Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.04m=24J,1min 内小波做的功W=150×24J=3600J,他跳绳的功 率P= We_3600J =60W。(4)由于四肢的运动要 60s 消耗能量，身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量，心脏 推动血液循环要消耗能量，人体向外散热要消耗能 量等，因此小波同学此次跳绳的实际功率应该比计 算出的功率大。 第12章学业质量自我评价 1.不做功不变2.减小增大 3.弹性弹性势4.动费力 5.燕子老鹰 6.不为零减小【解析】水火箭到达最高点B点时，在 水平方向上有一定的速度，具有动能，即动能不为零； 在B点到C点的运动过程中，水火箭的质量不变，高 度变小，重力势能减小。 7.小于减小【解析】由题图可知，皮球B在纸上留下 的黑色圆斑较大，说明皮球B的形变程度较大，两球 从同一高度处下落，皮球B初始的重力势能较大，皮 球B的质量较大。皮球从某一高度释放，落地后反弹 上升，由上升的最大高度比释放时的高度低可知，皮 球上升到最高点时具有的重力势能小于释放时的重 力势能，而这两个时刻皮球的速度均为零，即动能为 零，所以在整个运动过程中皮球的机械能减小。 8.>1~1.2【解析】由图乙可知，小球在M点的动 能Es=0.4J,重力势能Ew=0.8J,则小球在M点 的机械能EM=EM十EMp=0.4J+O.8J=1.2J;小球 在S点的动能Es=0.6J,重力势能Es=0.4J,则小 球在S点的机械能Es=E十Es=0.6J十0.4J= 1J,故EM>Es;由于小球在运动过程中受到空气阻 力作用，机械能越来越小，且N点在M点和S点之 间，因此N点的机械能在1~1.2J之间。 9.C10.A11.D 12.D【解析】小球从A点运动到B点的过程中，质量 不变，高度不变，所以重力势能不变，A错误。小球 从B点运动到C点的过程中，质量不变，高度减小， 所以重力势能减小：速度增大，所以动能增大，此过 程中重力势能转化为动能，故B错误。弹性势能大 小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小 球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大：在C点与在 F点时，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球 反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球 受到空气阻力等作用，机械能逐渐变小，所以小球在 C点的机械能大于在F点的机械能，故小球在C点 的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在C点留 下的圆斑要大于在F点留下的圆斑，故C错误。小 球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G 点之前，故小球经过E点时的机械能大于经过G点 时的机械能，D正确。 13.AC【解析】A点的高度最高，因此过山车在A点时 的重力势能最大，故A正确。过山车从B点到C 点，动能转化为重力势能，动能在不断减小，故B错 误。D点和E点的高度相同，过山车的质量不变，则 它在这两点的重力势能相同，故C正确。惯性是一 切物体的固有属性，质量不变，惯性不变，过山车在 各点的惯性相同，故D错误。 14.ACD【解析】图甲中足球从P点运动至Q点的过 程中，球员没有对足球施加力，所以对足球不做功， 故A错误。图甲中足球在P点的高度小于在Q点 的高度，足球的质量不变，所以图甲中足球在P点的 重力势能小于在Q点的重力势能，故B正确。由图 乙可知，足球弹起的高度逐渐变小，这说明足球在与 地面碰撞时有机械能损失，足球的机械能是逐渐变 小的，该足球在A、C两点的机械能不相等，故C错 误。图乙中足球在从B点运动至D点过程中，足球 的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动 能变大，是足球的重力势能转化为动能，故D错误。 15.解：(1)每分钟下落的水的重力G=mg=pVg=1× 103kg/m3×60m3×10N/kg=6×105N(1分) 重力每分钟做的功 W=Gh=6×105N×50m=3×107J(2分) (2)每分钟得到的电能 W电=W7=3×10J×70%=2.1×10J 水电站的发电功率 P=W地=2.1X10 t 60s =3.5×10W(3分) (3)重力势能转化为动能。(1分) 16.解：(1)起重机在整个过程中对货物做的功 W有m=Gh=6×103N×10m=6×10J(2分) (2)起重机所做的总功 W。=W题=6X10 80% =7.5×10J(1分) 起重机做的额外功 W=Ws一W有用=7.5X10J-6×10J=1.5× 10J(2分) (3)起重机吊着货物水平匀速移动时，货物的机械能 保持不变。(2分) 17.解：(1)已知小球的重力势能表达式为E。=mgh,动 能表达式为E=2mv,小球A在接触面上的滚动 摩擦力和空气阻力均不计，小球的机械能守恒，故有 mgh=2mw,变形可得v=√2gh。(4分) (2)A和B碰撞时不计机械能损失，小球A具有的 机械能最终都用来对滑块B做功了，则小球A对滑 块B所做的功为W=mgh=1kg×10N/kg×20× 10-2m=2J(4分) 18.(1)质量速度C(2)速度质量(3)速度转 换法 19.【解释】(1)控制变量法转换法(2)铅球陷入沙中 的深度(3)①③高度越高，重力势能越大 (4)重力势能与物体运动的路径无关【交流】2 20.(1)木块移动的距离(2)不同(3)C(4)慢大 于(5)B点左侧不能 【解析】(1)该实验是通过观察木块移动的距离来比 较小车动能的大小，这是转换法。(2)探究动能大小 与速度的关系，需控制小车的质量相同，改变小车到 达水平面时的速度，所以让质量相同的小车分别从 同一斜面的不同高度处由静止开始滑下，则小车到 达水平面时的速度不同。(3)加上海绵后，当小车撞 击木块时，小车会立刻停止运动，则小车的动能几乎 全部转化为木块的动能，从而达到更好的实验效果， 故选C。(4)探究阻力对物体运动的影响时，接触面 越光滑，阻力越小，速度减小得越慢；木块静止时，木 块的动能全部用来克服摩擦力做功，所以所做的功 是相同的，木块在毛巾表面上运动的时间最短，根据 P=W可知P>P。(5)小车从A点到B点的过程 中，受到向右的弹力和向左的摩擦力，松手后一段时 间内向右的弹力大于向左的摩擦力，小车做加速运 动；当弹力和摩擦力大小相等时，小车的速度最大； 在B点时小车在水平方向上只受到摩擦力，此时速 度不是最大，所以小车在B点左侧时速度最大。由 实验过程可知，小车的动能是由弹簧的弹性势能转 化而来的，两次都是压缩弹簧至A点后迅速松手，所 以其弹性势能相同。本实验中，并未控制小车的速 度相同，不符合控制变量法的要求，因此不能探究 “动能大小与质量的关系”。 21.(1)木块被撞后移动的距离转换法(2)不同 (3)错误速度(4)无关(5)重力势 期未学业质量自我评价 1.力帕斯卡2.惯性平衡力 3.滚动变大【解析】用中性笔在纸上写字时，笔尖处 的小金属球在纸面上滚动，所以这种摩擦属于滚动摩 擦；笔尖着地摔了一下，笔尖变得不平滑了，使得出墨 不畅，写字困难，这是由于笔尖与纸间的接触面变粗 糙了，摩擦力变大了。 4.诚小运动状态5.阿基米德连通器 6.被后车追尾小于【解析】在座位的靠背上安装头 枕，当轿车被后面的车撞击时，轿车速度加快，乘客和 驾驶员由于惯性会保持原来的运动状态，此时头枕可 以起到防止人员颈椎受伤的作用。在水平地面上静 止的轿车对地面的压力大小等于轿车的重力：当轿车 下册参考答案 37△八年级物理JK版下册 第12章 学业质量自我评价 (考试时间：85分钟 满分：80分) 班级： 姓名： 得分： 一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共16分） 1.我国的无人机技术世界领先，应用广泛。如图所示，送快递的无人机带着快 递水平匀速直线运动时，无人机对快递 （选填“做功”或“不 做功”)，快递的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 第1题图 第2题图 2.如图所示的是我国运油-20加油机给两架战机空中加油的情景，在加油的 过程中，三架飞机水平匀速直线飞行。在加油的过程中，运油-20加油机的 动能 ,两架战斗机的重力势能 。(均选填“增大” “减小”或“不变”) 3.有一种弹簧门，推门进出的人只要松开手，门就能自动关上。这是由于人们 在开门的过程中使装在门轴处的弹簧发生了 (选填“弹性”或 “塑性”)形变，储存了 能；松手后这些储存的能量便释放出 来，实现了自动关门。 4.古代科技右图所示的是《天工开物》中记录的春米 工具。人在碓身的A端用力踩下后立即松脚，B端 就会下落，其重力势能转化为 能，打在石 白内的稻谷上，从而把稻谷打碎。春米时，碓身是 杠杆。 5.质量较大的老鹰和质量较小的燕子在天空中自由飞翔。如果它们的动能相 同，则 飞行的速度较大；如果它们飞行的高度相同，则 的重力势能较大。 6.科技实践是提高学生核心素养的重要途径。如图所示的是某科技实践小组制 作的水火箭的运动轨迹。水火箭运动到A点后不再喷水，B点是最高点，则 在B点时水火箭的动能 (选填“为零”或“不为零”)，从B点运 动到C点，水火箭的重力势能 (选填“增大”或“减小”)。 ● A B 第6题图 第7题图 7.在水平地面上铺一张纸，将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A 和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑（如图 所示)。分析图中两个圆斑大小，可推断mA (选填“大于”“小 于”或“等于”)mB。皮球落地后反弹高度比原来下落时的高度低，由此判 断，皮球的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 8.小明用力向右上方斜抛出一个小球，运动轨迹如图甲所示，它在运动过程 中，先后经过M、N和S三点，其中小球在M、S两点时的能量如图乙所示。 4444 163 则小球在M点的机械能 (选填“>”“<”或“=”)在S点的机械 能，小球在N点的机械能大小在 J之间。 ↑能量小 1.0 0.8… 0.6 0.4 0.2 M点动能M点重力势能S点动能S点重力势能 甲 乙 二、选择题（本大题共6小题，共14分） 第9~12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第 13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的，每小 题3分，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选 得0分。 9.(2025长沙)在紧急救援时，可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电，为 现场提供照明和通信。当浮空器匀速升空时，它的 () A.动能增大 B.动能减小 C.重力势能增大 D.机械能减小 10.正在水平街道上匀速行驶的洒水车，一边行驶一边向道路上洒水。下列关 于其机械能变化的说法正确的是 () A.动能减小，重力势能减小，机械能减小 B.动能不变，重力势能减小，机械能减小 C.动能减小，重力势能不变，机械能减小 D.动能不变，重力势能不变，机械能不变 11.（2025德阳)荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程。如图所示，用细 线把一个小球悬挂起来，小球由A点静止释放后，将在A、C两点之间来 回摆动（不计空气阻力）。下列说法正确的是 A.小球在C点时，动能最大 B.小球在B点时，重力势能最大 C.小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小 D.小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小 B O 第11题图 第12题图 12.(2025高安期末)如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出，经过A点 和B点后落到地面，又被多次弹起，图中的虚线为小球的运动轨迹。下列 有关小球的运动描述正确的是 ( A.小球从A点运动到B点的过程中，重力势能不断减小 B.小球从B点运动到C点的过程中，动能转化为重力势能 C.若将弹性小球表面涂黑，则小球会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 D.小球经过E点时的机械能大于经过G点时的机械能 13.下图所示的是模拟游乐场里过山车运动的示意图，过山车从A点由静止 释放，沿轨道先后经过点B、C、D,最后停在E点。下列关于过山车的说 法正确的是 () B D E 444a4a4% A.在A点时的重力势能最大 B.从B点到C点动能在不断增大 C.在D点和E点的重力势能相同D.停在E点时的惯性最小 14.图甲所示的是足球比赛中，某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨 迹，图乙是该足球落地后弹跳的过程。忽略空气阻力和摩擦，关于以上两 个过程，下列说法不正确的是 () 0 0 B 809.pc 00 oD ooo 霧 甲 A.图甲：足球从P点运动至Q点的过程中，球员对足球做了功 B.图甲：足球在P点的重力势能小于在Q点的重力势能 C.图乙：A、C两点等高，足球在这两点的机械能相等 D.图乙：足球在从B点运动至D点过程中，足球的动能转化为重力势能 三、计算题（本大题共3小题，第15、16小题各7分，第17小题8分，共22分）】 15.某山区有一个小型水电站，每分钟有60m3的水从高处落下冲击水轮机， 水轮机与上游水位的落差为50m。(g取10N/kg) (1)水从高处落下时，重力每分钟做了多少功？ (2)若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是多少？ (3)水从高处下落时，机械能是怎样转化的？ 16.如右图所示，起重机将重力为6×103N的货物匀速提升10m,再 水平匀速移动5m后静止。 (1)起重机在整个过程中对货物做的功是多少？ (2)若起重机的机械效率为80%，则起重机做的额外功是多少？ (3)起重机吊着货物水平匀速移动5m时，货物的机械能如何变化？ 44 164 17.如下图所示，已知小球A的重力势能表达式为E。=mgh,动能表达式为 E.=m,其中m为小球的质量，h为小球释放点0距离水平地面的商 度，)为小球到达水平面的速度，为滑块B被小球A推动的距离。小球 A在接触面上的滚动摩擦力和空气阻力均不计，小球A从O点由静止释 放，在OPQ段运动时机械能守恒，A和B碰撞时不计机械能损失。 (1)试推导：v=√2gh。 (2)若h=20cm,m=1kg,求小球A对滑 块B所做的功。（提示：g取10N/kg。 小球A具有的机械能最终都用来对滑块B做功了) 四、实验与探究题（本大题共4小题，每小题7分，共28分） 18.小杰同学猜想动能的大小可能与物体的质量和运动速度有关，于是设计了 下列图片所示的实验，让钢球沿同一光滑斜面向下运动，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)图甲中，控制两个钢球的 相等，探究的是动能与 的关系。若在进行图甲中下面那个实验时，水平面上的木块被撞击后滑出 木板，为了使木块不滑出木板，在不改变木板长度的情况下，应采取的方法 是 A.换用质量更小的钢球 B.给水平木板铺上毛巾 C.适当降低钢球的高度 D.换用一个较重的木块 (2)图乙中，让不同质量的两个钢球从同一高度滚下的目的是使两个钢球 到达水平面时具有相同的 。 图乙实验探究的是动能与 的关系。 (3)质量和速度谁对动能的影响较大呢？小杰所在的物理兴趣小组借助速 度传感器和其他仪器得出了两组数据（如表一和表二所示）。分析这两组 数据可以得出： 对物体的动能影响较大。该实验通过木块被 推动的距离来反映钢球动能的大小，这种研究方法叫 表一（钢球撞击时的速度为v=8cm/s) 序号 钢球质量m/g 木块滑行距离s/cm 1 100 10 2 200 20 300 30 444←444 165 表二（钢球质量为m=100g) 序号 钢球撞击速度v/八cm·s) 木块滑行距离s/cm 1 8 10 16 40 3 24 90 19.【探究名称】探究重力势能的大小与哪些因素有关。 【问题】某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发， 并产生了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能可能与物体的质量有关。 猜想二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。 猜想三：物体的重力势能可能与物体的运动路径有关。 【证据】该同学设计了下图所示的实验：将大小、形状相同的A、B、C、D四 个铅球分别从距离沙表面某高度处由静止释放，其中D球从光滑弯曲管 道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动时的能 量损失不计)。实验数据如下表： 2H 目2aaQ编 实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m ① A 200 0.5 0.1 ③ B 400 0.5 0.18 ③ C 200 1 0.2 ① D 200 0.2 【解释】 (1)本实验中，采用的研究问题的方法是 袋 (2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的。 (3)为验证猜想二，应比较实验 (填实验序号)，得到的结论 是：当物体质量相等时， (4)比较实验③④，得到的结论是： 【交流】经进一步的实验和分析，该同学大胆给出重力势能(E,)的表达式 “E。=mgh”,并去办公室询问了老师，得以证实。回到教室后，他根据学过 的知识又算出了各铅球落到沙表面时的动能，其中B球的动能为 J。(忽略空气阻力，g取10N/kg) 20.为了探究“物体的动能大小和哪些因素有关”，小明设计了图甲所示的实验 方案，让小车从斜面的某一高度由静止滑下，推动小木块在水平木板上运 动一段距离。 木块 B D (1)该实验是通过观察 来比较小车动能的大小， 从而得出结论。 (2)探究动能大小与速度的关系时，应将质量相同的小车从斜面的 高度处由静止滑下。 (3)细心的小明忽然发现老师拿来的木块前面用橡皮筋固定着一块海绵， 这块海绵有什么作用？大家经过讨论后认为，加上海绵，目的是希望小车 在撞击木块时，出现 (填字母)的现象，从而达到更好的实验 效果。 A.小车向回反弹 B.小车随木块一起运动 C.小车立即停止 (4)小华发现，这个实验装置和探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置很 相似，只要去掉木块，添加毛巾、棉布就可以完成。该实验表明小车受到的阻 力越小，小车的速度减小得越 （选填“快”或“慢”)。实验中，小车 在毛巾、木板表面上运动的过程中克服阻力做功的功率分别是P、P2,则P (选填“大于”“小于”或“等于”)P,(不计空气阻力)。 (5)小丽利用图乙所示的装置探究“物体的动能大小和哪些因素有关”，小 车刚开始处于B点（与弹簧接触但此时弹簧无形变）。用手推动小车压缩 弹簧至A点，然后迅速松手，小车在水平面上向右运动一段距离后停下， 记录小车在木板上运动的距离，则在整个实验过程中，小车速度最大时位 于 (选填“B点”“B点左侧”或“B点右侧”)。若第一次 使小车压缩弹簧至A点后迅速松手，记录小车运动的距离为51；第二次在 小车上放置两个砝码，同样压缩弹簧至A点后撤去外力，记录小车运动的 距离为s2。通过本实验，小丽 (选填“能”或“不能”)探究“动 能大小与质量的关系”。 21.图甲是水上乐园的滑梯。小夏玩过后受到启发，并产生了以下猜想： 猜想一：物体的动能与物体的质量有关。 猜想二：物体的动能与物体下滑的高度有关。 猜想三：物体的动能与物体的运动路径有关。 c 木块 甲 乙 为此小夏设计了图乙所示的实验，他将三根透明塑料软管固定在同一斜面 上作为钢球下滑的轨道，捏住软管可调整钢球释放的高度。每个软管下端 口各有一个木块，且三个木块相同，塑料软管内表面光滑，钢球在管中运动 时的能量损失不计。 (1)实验中，钢球的动能大小是通过 来反 映的，这里采用的研究问题的方法是 (2)为了验证猜想一，应该让质量 (选填“相同”或“不同”)的 钢球在同一塑料管中的同一高度处自由释放。 (3)在验证猜想二时，小夏通过比较A管和B管得到结论：相同质量的钢 球，高度越高，动能越大。你认为他的结论是 (选填“错误”或 “正确”)的。本实验让钢球从不同高度处自由释放，目的是使钢球到达软 管下端口时 不同 (4)比较A管和C管可知，物体的动能与物体的运动路径 (选填“有关”或“无关”)。 (5)小夏发现水上乐园滑梯中有水，他分析有以下几方面的原因：①有水会 使人在玩耍时更凉爽；②可以借助水来减小摩擦力；③高处的水具有 能，可以对人做功，使人滑到滑梯下端时飞出去更远。 166