11.3 动能和势能-【学海风暴】2025-2026学年八年级下册物理同步备课（人教版,通用）

第3节 已课前预习导航 一、能量 1.定义：物体能够对外做功，我们就说这 个物体具有能量，简称能。一般来说，一个物 体能够做的功越多，表示这个物体的能量 越大。 2.单位：在国际单位制中，能的单位与功 的单位相同，都是焦耳(J)。 二、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能叫作动 能。运动的物体能够做功，因此一切运动的物 体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟，地上 行驶的汽车等。 2.决定物体动能的因素有两个：一是物体 的质量，二是物体的速度。 (1)质量相同的物体，运动速度越大，它的 动能越大。 (2)运动速度相同的物体，质量越大，它的 动能越大。 速记秘函 动能起因是运动，运动物体有动能，动 能大小有规定，质量速度共同定。 三、势能 1.重力势能：物体由于受到重力并处在一 定高度时所具有的能叫作重力势能。 (1)影响物体重力势能的因素有两个：一 是物体的质量，二是物体所处的高度。 ①物体的质量一定时，位置越高，它的重 力势能越大。 ②物体所处的高度一定时，物体的质量越 大，它的重力势能越大。 (2)重力势能是一个相对量，同一物体选 动能和势能 择不同的参考点，其高度是不同的，重力势能 也就不同。 速记秘闲 重力势能因举高，举高物体有（重力）势 能，（重力）势能大小有规定，质量高度共同定。 2.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具 有的能叫作弹性势能。物体弹性势能的大小与 物体的形变程度和物体本身的因素有关。同一 物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。 3.势能：重力势能和弹性势能是常见的两 种势能。与功的单位一样，动能和势能的单位 也是焦耳，简称焦，符号是J。 重点实验讲解 【实验名称】探究物体的动能跟哪些因素 有关。 【提出问题】物体的动能跟哪些因素有关？ 【猜想与假设】物体的动能可能与物体运 动的速度和物体的质量有关。 【设计实验与制订计划】 1.研究方法：控制变量法和转换法。 2.实验器材：质量不同的两个钢球、斜面、 小木块等。 【进行实验】 (1)如下列图片所示，让同一钢球从斜面 上的不同高度处由静止滚下，撞击小木块，测 量并记录小木块运动的距离。 (2)如下列图片所示，让质量不同的钢球 从斜面上同一高度处由静止滚下，撞击小木 下册第十一章 103 块，测量并记录小木块运动的距离。 【分析论证】 1.分析步骤(1)可知：同一钢球从不同高 度处滚下，钢球撞击小木块时的速度不同，高 度越高，钢球撞击小木块时的速度越大，小木 块被推得越远，说明质量相同时，物体运动的 速度越大，物体的动能越大。 2.分析步骤(2)可知，质量不同的钢球从 同一高度处滚下，钢球撞击小木块时的速度相 同，质量大的钢球将小木块推得远，说明速度 相同时，物体的质量越大，物体的动能越大。 【实验结论】物体的动能与物体的质量和 速度有关，物体的质量越大，运动速度越大，物 体的动能就越大。 已经典例题剖析 【例】高空跳伞运动，以其自身的惊险性和 挑战性，被世人誉为“勇敢者的运动”。跳伞运 动员在空中匀速下降的过程中，下列说法正确 的是 A.运动员的动能减小，重力势能减小 B.运动员的动能增大，重力势能增大 C.运动员的动能不变，重力势能减小 D.运动员的动能减小，重力势能不变 【解题点拨】物体的动能与物体的质量和 运动速度有关，质量相同时，物体的运动速度 越大，物体的动能越大；物体的重力势能与物 体的质量和高度有关，质量相同时，物体的位 置越高，物体的重力势能越大。由此可分析出 运动员在匀速下降的过程中，其动能和重力势 能的变化。 参考答案O【例】C 104 八年级物理RJ版 已课内基础闯关 -0 考点①能量 1.关于功和能的关系，下列说法正确的是() A.具有能的物体一定正在做功 B.物体具有的能越大，做的功越多 C.物体做的功越多，它具有的能越大 D.物体能够做的功越多，它具有的能就越大 考点②动能 2.(2025抚州期末)2024年12月8日，抚州半 程马拉松比赛圆满结束。当运动员在笔直 的水平路面上匀速奔跑时，运动员的动能 ;运动员来到路边补给时，弯 腰拿起矿泉水来喝的过程中，该运动员对矿 泉水 (选填“做”或“不做”)功。 考点③重力势能 3.学科融合(2025乐山) 单位：m 为响应国家“中小学生 每日综合体育活动时 600-B 600 500 500 间不低于两个小时”的 -400 -400 要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运 动。爬山区域等高线如上图所示，不考虑重 力变化，队伍重力势能最大的位置是( A.A处B.B处C.C处D.D处 考点④弹性势能 4.如右图示，将一张卡片对 折，在开口的一边剪两刀，然 后将橡皮筋套在开口边，就 做成了一个会“跳”的卡片。将卡片反过来， 用手压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松 开手，会看到卡片 。 这一现象 说明：发生弹性形变的橡皮筋具有 能，能对卡片做功。卡片在上升过程 中，重力势能将 (选填“增大” “减小”或“不变”)。 已课外拓展提高 一、填空题 1.(2025天津)我国大力发展新质生产力。最 新研发的人形机器人，关节处有液态润滑剂 形成的润滑膜，可减小 ,使其动作更灵活；山区果农用无人机 将一筐橙子从山上运往山下的过程中，这筐 橙子的重力势能 (选填“增大” “减小”或“不变”)。 2.如果卡车空载和满载时都以同样的速度行 驶，那么空载时具有的动能 满 载时具有的动能。停放在山顶的卡车具有 的重力势能 该卡车下山后具 有的重力势能。（均选填“大于”“小于”或 “等于”) 二、选择题 3.(2025广西)如下图所示，驮着货物匀速上山 的智能机器狗 A.动能增大 B.动能减小 C.重力势能增大 D.重力势能减小 三、实验与探究题 4.(2025赣州信丰期末)在“探究物体的动能大 小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了 下列图片所示的三个实验，将小球沿着同一 斜面由静止释放，并与同一水平面上的同一 木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后 静止。 丙 (1)不同质量的两个钢球从同一高度由静止 滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相 同的 (2)为了研究物体动能与速度的关系，实验 中选择 两图进行比较，得到 的结论是：小球的质量一定时， 越大，则动能越大。 (3)为了研究物体动能与质量的关系，实验 中应选择 两图进行比较，得 到的结论是：小球的速度一定时，质量越大， 则动能越 (4)实验中，通过比较 来判断小球动能的大小，这种 实验方法是 (选填“控制变量” 或“转换”)法。 已核心素养提升 -=0 科学思维推拉测力计主要由两个部件组成。 导轨固定在上下两端的金属块之间，组成部 件甲（如图A所示）；一根弹簧MN固定在 盒子的两端（弹簧长度刚好为原长），组成质 量忽略不计的部件乙（如图B所示）。小王 把部件乙套在部件甲上，其中弹簧中心O点 固定在部件甲的上端（如图C所示），部件乙 能沿甲的导轨上下移动。用力F把部件乙 向下压，如图D所示。下压过程中 ( 上端 导轨 小孔 下端 部件甲 部件乙 A B A.OM、ON段的弹簧，弹性势能均增大 B.OM、ON段的弹簧，弹性势能均减少 C.OM段弹簧的弹性势能减少，ON段弹簧 的弹性势能增大 D.OM段弹簧的弹性势能增大，ON段弹簧 的弹性势能减少 下册第十一章力的作用，运动员对冰壶不做功，所以，运动员对冰壶 做功W=Fs=10N×6m=60J。冰壶克服摩擦力运 动的距离s'=6m十30m=36m,冰壶克服摩擦力所 做的功W'=fs'=2N×36m=72J。 第2节功率 )课内基础闯关 1.功率瓦特2.C3.C 4.0405.0.67.2×107.2×103 6.7.2×108500【解析】拖拉机工作8h所做的功W= P1t1=25×103W×8×3600s=7.2×108J,这些功由 牛来完成，则牛需要工作的时间一P: w7.2×10J 400W 1.8×10°s=500h。 7.解：(1)小雨的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N (2)哑铃的重力G'=mg=2kgX10N/kg=20N 小雨举着哑铃静止不动时，对水平地面的压力 F=G+G=500N+20N=520N F 520N 他对水平地面的压强p=S=400×10m=1.3× 10 Pa (3)匀速举起哑铃一次，克服哑铃的重力做功 W=Gh=20 NX0.4 m=8J 克服哑铃的重力做功的功率P=W-8】-4W t 2s 少课外拓展提高 1.200102.765015.3 3.16002.4×1025【解析】汽车在水平路面上匀 速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，所以发动机 所提供的牵引力F=f=1600N;汽车行驶10min牵 引力所做的功W=Pt=4×10'W×10×60s=2.4× 10J:由P= W==F0可得，汽车行驶的速度和= tt P4×10W F=1600N =25m/s。 4.D5.A 6.AD【解析】跳伞运动员在匀速下落过程中，速度v 不随时间变化，v-t图像为平行于时间轴的直线，s-t 图像为倾斜的直线，A正确，B错误。根据W=Gh= G可知，在重力G、速度v不变时，重力做的功W与 时间t成正比，W-t图像应为倾斜的直线，C错误。 根据pW==Gu可知，在重力G、速度u不变 t 时，重力做功的功率是一个定值，P-t图像为平行于 时间轴的直线，D正确。 7.解：(1)小东3min骑行的距离 1 s=ut=18 km/hX3X h=0.9km=900m 60 (2)小东在水平路面上骑行时，车对路面的压力 Fx=G8=ma g=(45 kg+10 kg)X10 N/kg=550 N FN 550 N 车对路面的压强p=S=5X104m =1.1×105Pa (3)骑行平衡车时所受阻力 f=0.1Ga=0.1×550N=55N 平衡车匀速直线行驶时所受的牵引力F=f=55N 平衡车的功率P==上=Fw=55NX?Gms≤ 275W D核心素养提升 54162【解析】跳绳者每跳1次克服重力所做的功 W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.09m=54J;由图 可知，每3s跳1次，则每秒跳3次，1min内跳180次， 故1min内克服重力做功的平均功率P=W二 54JX180=162W。 60s 专题七功和功率的相关计算 1.解：(1)汽车匀速行驶的时间 t=09:35:50-09:32:50=3min=180s 汽车匀速行驶的路程 s=5.4km-3.6km=1.8km=1800m 汽车匀速行驶的速度u=三=1800m三10m/$ 180s (2)汽车匀速直线行驶，受到的牵引力和阻力是一对 平衡力，大小相等，则F=f=0.1G=0.1mg=0.1× 1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N (3)汽车牵引力所做的功 w=Fs=1.5×103N×1800m=2.7×10J 汽车牵引力做功的功率P=W_2.7X10J=1,5X t 180s 10'W 2.解：(1)自行车对水平路面的压力为 F=G=(m人+m车)g=(65kg+15kg)X10N/kg= 800N (2)自行车对水平路面的压强为 p=5-2×10-m F 800N =4×105Pa (3)该市民骑车时受到的牵引力为F'=f=15N 骑车的速度为v=36km/h=10m/s 所以该市民做功的功率为P=Y_F坠=F'=15N t ×10m/s=150W 3.解：(1)登陆艇漂浮在海面上时受到的浮力为F浮=G =mg=4.8×105kg×10N/kg=4.8×106N (2)登陆艇静止在水平海滩上时对海滩的压强为 FG=4.8×10N=6X10Pa 800m (3)登陆艇的功率为P= W_=Fu=5×10N× t t 20m/s=107W 第3节动能和势能 课内基础闯关 1.D 2.不变做 下册参考答案 19△ 3.D【解析】由图可知，D点的位置最高，由重力势能大 小的影响因素可知，在重力不变时，队伍在D点的重 力势能最大。 4.跳起弹性势增大 ○课外拓展提高 1.摩擦（或摩擦力）增大 2.小于大于【解析】动能受速度和质量的影响，当速 度相同时，空载时比满载时的质量小，所以空载时的 动能小于满载时的动能；重力势能受高度和质量的影 响，停在山顶的卡车与下山后的卡车相比，质量相同， 所处的高度更大，所以重力势能更大。 3.C【解析】智能机器狗驮着货物匀速上山时，质量不 变，速度不变，所以动能不变：高度增大，所以重力势 能增大。 4.(1)速度(2)甲、乙速度(3)甲、丙大(4)小 球推动木块移动的距离转换 巴核心素养提升 A【解析】弹簧中心O点固定在部件甲上，用力F把 部件乙向下压的过程中，OM段弹簧被压缩，ON段弹 簧被拉伸，比较C、D两图可知，两段弹簧的形变程度都 变大，所以OM、ON段弹簧的弹性势能均增大，故 选A。 第4节 机械能及其转化 )课内基础闯关 1.重力势动 2.上减小 3.重力势能等于【解析】乙球在上升过程中，质量不 变，速度减小，则动能减小，高度增大，则重力势能增 大，所以乙球在上升过程中动能转化为重力势能。由 题可知，甲、乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相 等，高度相等，所以两球的动能相等，重力势能相等， 即机械能相等；由于不计空气阻力，则小球的机械能 是守恒的，落地时两球的机械能相同；因为两球落地 瞬间的高度相同，则重力势能相同，两球落地瞬间的 动能也相同：根据动能大小的影响因素可知，两球落 地瞬间的速度相同。 4.D【解析】水从下水库被抽到上水库，高度升高，质量 不变，所以重力势能增大，A错误。物料运输车沿盘 山路行驶，速度增大时，动能会增大，B错误。放水发 电时，水由上水库至下水库，由于要克服摩擦做功，水 的机械能会变小，C错误。水沿自流排水洞自动向下 流动时，高度降低、速度增大，所以重力势能转化为动 能，D正确。 )课外拓展提高 1.变小不变 2.守恒相同【解析】滑梯的高度相同，小磊的质量一 定，所以小磊下滑前的重力势能一定，因为不计摩擦 和空气阻力，机械能是守恒的；沿不同路径下滑时小 磊的重力势能全部转化为动能，所以到达滑梯最底端 时小磊的动能相同，速度相同。 3.B4.B 20 八年级物理RJ版 5.B【解析】金属球在A点静止时，只有重力势能，由于 轨道光滑，且不计空气阻力，金属球从A点运动到D 点的过程中，机械能守恒，所以金属球在B点、C点和 D点的机械能相等，等于在A点的重力势能；B点的 位置最低，金属球在B点的重力势能最小，则B点的 动能最大，整个过程中，金属球的质量不变，故金属球 在B点的速度最大，故A、C错误。金属球在C点和 D点的机械能相等，则金属球在D点的重力势能大于 在C点的重力势能，故金属球在D点的动能小于在C 点的动能，故B正确。金属球从A点运动到B点的 过程中，其重力势能转化为动能，故D错误。 6.ACD【解析】铅球在上升的过程中，质量不变，速度 越来越小，动能越来越小；当上升到最高点时，速度最 小但不为0，动能最小但不为0。在下落的过程中，质 量不变，速度越来越大，动能越来越大。所以铅球从 离手到落地（瞬间）的过程中，动能先减小，上升到最 高点时动能最小但不为0，后又增大，A正确，B错误。 铅球上升的过程中，质量不变，高度越来越高，重力势 能越来越大；当上升到最高点时，高度最高，重力势能 最大。下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力 势能越来越小，直到为零。所以重力势能是先增大， 上升到最高点时重力势能最大，后又减小，最后为0，C 正确。由于不计空气阻力，因此机械能是守恒的，机 械能不变，D正确。 核心素养提升 C【解析】运动员从A点由静止滑下，不考虑能量损 失，机械能是守恒的。当运动员从B点飞出，到达最 高点时，她的速度不为零，动能不为零，所以运动到最 高点时的重力势能小于在A点的重力势能，即运动轨 迹最高点要比A点低，故A、B错误。该运动员运动 到B点时，有斜向上的速度，飞出B点后，由于惯性 仍会保持原来的运动状态继续斜向上运动，最后在重 力作用下，向下运动，故C正确，D错误。 阶段训练（六） 1.重力势动 2.甲乙【解析】由题图a可知，相同时间内，甲通过 的路程长，因此甲物体的速度大于乙物体的速度；由 题图b可知，相同时间内，乙物体做的功大于甲物体 做的功，则功率较大的是乙。 3.大于大于【解析】由图可知，小球跳起的高度越来 越低，说明机械能在不断减小，所以小球在A点的机 械能大于在B点的机械能：从B点运动到C点的过 程中，小球质量不变，速度变小，动能变小，故小球在 B点的动能大于在C点的动能。 4.189.27×10530【解析】机器人的重力G机=mg =1.8kg×10N/kg=18N。爬山者和机器人的总重 力G总=G人+G机=60kgX10N/kg+18N=618N, 爬山者克服重力做的功W=Gah=618N×1500m =9.27×105J。根据题意可知，爬山者实际做的功 W实=W-W=9.27×103J-603×103J=3.24× 10J,爬山者的实际功率P宴= w室_3.24×10」=30W. 3×3600s