第十一章 功和机械能（复习课件）物理新教材人教版八年级下册

该初中物理单元复习课件系统梳理了功、功率、动能、势能及机械能转化等核心知识，通过思维导图和各节知识清单将做功条件、公式计算、能量影响因素等内容串联，构建“概念-规律-应用”的逻辑知识网络。 其亮点在于采用“题型剖析-实验探究-分层巩固”模式，通过判断力做功、能量转化等典型例题培养科学推理能力，结合动能影响因素实验强化科学探究素养，课堂巩固题从基础到综合适配不同学生，助力教师精准复习，提升学生知识应用能力。

单元复习 第十一章 功和能 人教版（2024）八年级下册 单元学习目标 1.理解力学中“功”的含义,知道做功的过程就是能量转化的过程。 2.知道做功的两个必要因素，判断力是否对物体做了功； 3.理解功的计算公式和单位，能用公式W=F.s进行简单计算。 4.理解“功率”的物理意义，掌握其定义式 P= W / t 和推导式 P = Fv，并能进行简单计算。 5.知道动能、重力势能和弹性势能的概念。 6.知道动能、重力势能、弹性势能与什么因素有关 。 7.知道动能和势能的相互转化，并能在具体实例中识别和分析转化过程。 单元学习重难点 1.重点：理解做功的两个必要因素 ；并掌握其计算公式 W = Fs 。理解功率的物理意义，并掌握其定义式 P = W / t 和推导式 P = Fv；影响物体动能和势能大小的因素；理解机械能守恒。 2.难点：判断力是否对物体做功；体会“功”是能量转化的量度，应用功率的知识解决实际问题 ；掌握动能和势能相互转化的规律，初步理解机械能守恒 ；用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。 1. 本章思维导图 2. 各节知识清单 3. 题型剖析及针对训练 4. 课堂巩固 5. 课堂总结 学习内容 第七章 力 一、本章思维导图 第十一章 功和能 本章思维导图 第十一章 功和能 二、各节知识清单 第十一章 功和能 一、力学中的功 1.概念:如果一个力作用在物体上,且这个物体在该力的 上移动了一段距离,就说这个力对物体做了 。 2.计算：功等于力跟物体在 上通过的距离的乘积。 3.公式：W= 。 应用功的公式注意：（1）分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。（2）公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 （3）公式W＝Fs中F和s的同体性、同向性和同时性。 4.单位:在国际单位制中,功的单位是 简称 ,符 .1 =1N·m. 方向 第1节 功 功 J 焦耳 焦 J 力的方向 FS 第1节 功 一、力学中的功 5.做功的两个必要条件:一是有 ,二是物体在该力的方向上 。(必须同时满足,缺一不可) 6.不做功的三种情况： （1）有力无距离：有力的作用,但是在力的 上移动的距离为零。 （2）有距离无力：有移动的距离,但是在移动距离的方向上没有 的作用。 （3）力和距离垂直： 有力,也有移动的距离,但是力和距离的方向是相互 的。 移动了距离 力作用在物体上 方向 力 垂直 7.在分析做功情况时还应注意以下几点： （1）一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。 （2）物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个方向 的力F的作用，通常说物体克服阻力F做了功。比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W＝ ；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W＝ 。 （3）做功的多少，由W＝ 决定，而与物体的运动形式无关。 第1节 功 Gh fs Fs 相反 第2节 功率 一、功率 1.物理意义：表示物体做功的 。 2.定义：物体做的功与所用 的比叫做功率． 3.公式: P= . 4.单位：焦/秒 专门名称： , 符号 W. 1W=1J/s 常用单位:千瓦(kW)、 1kW=103W 5.功率是机器的主要技术性能之一 一般机器上都有一个小牌子叫作铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s 内做功 J 。 快慢 时间 瓦特 66000 二、功率的计算 计算功率的两种方法 1.利用定义式 计算,此式适用于任何情况。 ①使用公式时，一定要注意三个量的对应关系，功W一定是对应的时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率。 ②由P=W/t 计算出的功率是平均功率 ，即在时间t内的平均功率。 2. 利用推导式 计算。 推导公式： 此式适用于物体在恒力作用下做 运动的情况。 F.v 第2节 功率 P=W/t P=Fv 匀速直线 想一想：为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？ 为什么同样一辆机动车，在满载时的行驶速度一般比空载时小得多？ 由P=Fv可知，当功率P一定时，速度v越小，力F ；当力F一定时，功率P越大，速度v越大；当速度v一定时，功率P越大，力F越大 第2节 功率 越大 第3节 动能和势能 一、能量 1.能：一个物体能够 ，它就具有能量（能），它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是 (J)。 2.功是能量转化的量度，做功过程一定伴随 转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。 3.具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。 4.能量有很多形式， 是常见的一种形式的能，对应物体的机械运动。 做功 焦耳 能量 机械能 二、动能 1．定义：物体由于 而具有的能。 2.一切运动的物体都具有 。 实验 研究物体的动能跟那些因素有关 1.实验方法： ② 法：小球动能的大小可以通过木块被撞击后移动距离的远近来反映,木块被推得越远,说明钢球对木块做的功越多,钢球的 越大 。 质量一定，动能大小与速度的关系 速度一定，动能大小与质量的关系 ① 法 运动 动能 控制变量 转化 动能 第3节 动能和势能 二、动能 2.实验步骤： (1)探究动能大小与质量的关系 让 的钢球，先后从 高度滚下，观察钢球推动木块的距离。 不同质量 同一 结论： 物体的动能与物体的 有关， 越大，物体的动能越大。 质量 质量 从同一高度滚下是为保证小球到达平面的 一样。 速度 第3节 动能和势能 二、动能 (2)探究动能大小与速度的关系 让 钢球A，先后从斜面 高度滚下，观察钢球将木块推动的距离。 同一 不同 结论：物体的动能与物体的 有关， 越大，物体的动能越大。 运动速度 速度 第3节 动能和势能 二、动能 3.实验结论：物体动能的大小跟 和 有关。质量相同的物体， 越大，它的动能 。运动速度相同的物体， 越大，它的动能 。 用物理学的术语解释，为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不同？ 机动车的行驶速度越大, 就越大,越不容易刹车,所以要对车辆的速度加以限制,以免发生交通事故. 不同车型的车, 速度相同, 越大,动能越大,越不容易刹车,所以大型客车的限制速度比小型客车更小. 速度 质量 速度 越大 质量 越大 动能 质量 第3节 动能和势能 二、动能 4.物体的质量和它的速度都能影响物体的动能。请你研究小资料的数据，能不能看出：质量和速度相比，哪个对物体动能的影响更大？ 物体 动能/J 物体 动能/J 抛出去的篮球 约30 跑百米的运动员 约3×103 行走的牛 约60 飞行的步枪子弹 约5×103 从10 m高处落下的砖块 约2.5×103 行驶的小轿车 约2×105 一些物体的动能 对比行走的牛和飞行的子弹的动能，可见：物体的 对动能的影响更大。 速度 第3节 动能和势能 三、重力势能 1.重力势能：物体由于位置 而具有的能量叫做重力势能． 2.探究重力势能大小与哪些因素有关： （1）探究方法：① 法。 ②转化法：通过小桌 来反映重力势能的大小。 水滴石穿，表明位于高处的水具有能量。 举高的重锤能具有重力势能，把木桩打入地下 较高 控制变量 陷入沙子的深度 第3节 动能和势能 （3）实验结论：在质量一定时，物体被举得越高，重力势能 。 在高度一定时，物体的 越大，重力势能越大。 三、重力势能 （2）实验步骤： 如图所示：①让同一重物从不同的 降落砸在小桌子上; ②让 不同的重物从相同的高度降落砸在小桌子上; 观察桌子腿陷入沙中的深度,来比较重物重力势能的大小。 高度 质量 越大 质量 第3节 动能和势能 四、弹性势能 1.弹性势能：物体由于发生 而具有的能叫作弹性势能。 2.一切发生弹性形变的物体都具有 势能。 弹簧压缩程度越大,砝码被弹起得 .弹簧具有的弹性势能越大. 弓的 越大,箭射得越远,弓具有的弹性势能越大. 3.弹性势能的大小与弹性物体的 以及形变的 有关；同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 弹性形变 弹性 形变 越高 弹性 程度 第3节 动能和势能 一、机械能及其转化 1.机械能：把动能、重力势能和弹性势能统称为 。 2.机械能的转化：动能和势能在一定条件下可以相互 。 3.动能和重力势能的相互转化： (1)滚摆实验：观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。 机械能 转化 第4节 机械能及其转化 一、机械能及其转化 3.动能和重力势能的相互转化： (1)滚摆实验：把滚摆从某一高度释放，此时滚摆只有 势能。理想情况下,每次上升到原来的高度, 因空气阻力,每次上升的高度都比上次 。 ①滚摆在下降时：它的高度变小，速度 ，即重力势能减小，动能增大。滚摆的重力势能转化为动能。 ②滚摆在上升时：它的高度变大，速度变小，即重力势能增大，动能减小。滚摆的 转化为重力势能。 结论:滚摆的动能和重力势能可以相互 . 重力 低 变大 动能 转化 第4节 机械能及其转化 一、机械能及其转化 3.动能和重力势能的相互转化： （2）单摆实验：观察小球的运动，分析小球运动过程中动能和势能的转化。 ①摆球从A点摆到B点时：高度减小，速度 ，即重力势能减小，动能增大。摆球的 转化为动能。 ②摆球摆到最低点B点时，重力势能最小， 最大 ③摆球从B点摆到点C时：高度变大，速度 ，即重力势能增大，动能减小。摆球的动能转化为重力势能。 结论：摆球的动能和重力势能可以相互转化。 变大 重力势能 动能 变小 第4节 机械能及其转化 一、机械能及其转化 4.动能、重力势能、弹性势能的相互转化 试分析蹦床运动中，能量的转化情况。 蹦床运动员从高处落下,随着高度降低,重力势能转化为动能,在与蹦床将要接触时,具有 最大,与蹦床接触后,床面发生 ,运动员的动能转化成蹦床的弹性势能.当反弹时，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能,随着高度上升, 转化为重力势能. 结论：动能和重力势能、弹性势能之间可以发生相互 。 转化 动能 弹性形变 动能 第4节 机械能及其转化 一、机械能及其转化 5.机械能守恒 （1） 在以上单摆、滚摆、蹦床事例中，动能和势能相互转化的过程中,由于不可避免地要克服阻力对外做功,消耗一部分自身的 ,所以机械能总量会变小，直至全部转化为其他形式的 。 （2）机械能守恒：如果只有 和势能的转化，即机械能未与其他形式的能量发生相互转化时，机械能的总量保持 。在理想情况下(忽略对外所做的功),可以认为在动能和势能相互转化过程中,机械能的总量保持不变，或者说，机械能是 的。 机械能 能 动能 不变 守恒 第4节 机械能及其转化 一、机械能及其转化 5.机械能守恒 人造地球卫星的机械能转化 当卫星从远地点向近地点运动时,它的势能、动能、速度如何变化？ 卫星在地球大气层外运行,不受空气 ,因此机械能守恒.在远地点时,势能 .从远地点向近地点运动时,势能减小, 增大,势能转化为动能,速度增大.在近地点时,动能 ,速度最大. 阻力 最大 动能 最大 第4节 机械能及其转化 一、机械能及其转化 5.机械能守恒 铁锁会碰到你的鼻子吗？ 用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆回来。铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？ （会或不会）打到鼻子.因为铁锁拉到一定高度,具有的重力势能是一定的, 来回摆动的过程中,铁锁的 和势能相互转化,在转化的过程中,铁锁的机械能的总量不会增加,铁锁上升的高度不会超过原来的高度,打不到鼻子上。 不会 动能 第4节 机械能及其转化 二、水能和风能的利用 从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量 能的天然资源。 1．水能的利用 1900多年前，我们的祖先就制造了木质水轮，用来汲水、碾谷。通过水轮机带动发电机，可以将水的机械能转化为电能，修筑拦河坝提高上游水位来发电，主要目的是增加水的 。 2.风能的利用 我国早在2000多年前就利用风来驱动帆船航行。利用风吹动风车旋转，将风能转化为风车的动能，再通过发电机或其他机器将 转化为电能. 机械 重力势能 动能 第4节 机械能及其转化 三、题型剖析及针对训练 第十一章 功和能 不做功的情况 分析 事例 有距离无力 物体在运动方向上没有受到力的作用，由于惯性通过一段距离，也就是没有力做功，也称为“不劳无功” 足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离，人对足球没有做功 有力无距离 有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过距离，也叫“劳而无功” 小朋友用力但没有搬起石头，对石头没有做功 力与距离的方向垂直 物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但通过的距离与受力的方向垂直,称“垂直无功” 提水桶，水桶水平移动了一段距离，竖直提桶的力不做功 严格对照做功的两个必要因素，缺一不可；逐一分析力和物体移动距离的方向关系，判断是否做功。 不做功的三种情况 题型一： 判断力是否做功 题型一： 判断力是否做功 【例1】下列有关功的说法正确的是（    ） A．用力推车没有推动，人对车也做了功 B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功 D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功 【答案】 B 题型一： 判断力是否做功 【解析】A．用力推车没有推动，只有力没有移动距离，人对车没有做了功，故A错误； B．足球在水平地面上滚动时，重力的方向竖直向下，足球没有重力的方向上通过一定的距离，重力没有对足球做功，故B正确； C．运动员举起杠铃在空中静止不动，运动员对杠铃有力的作用，但杠铃没有在力的方向上通过一定的距离，运动员没有对杠铃做功，故C错误； D．学生背着书包在水平路面上行走，背书包的力的方向是向上，书包没有在力的方向上移动距离，所以学生对书包没有做功，故D错误。 故选B。 【针对训练1】如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ） 题型一： 判断力是否做功 A．用力搬石头没有搬动 B．人将重物从地面拉到高处 C．人推一块大石头没推动 D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动 【答案】B 【解析】A．人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意； B．人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意； C．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意； D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。故选B。 题型一： 判断力是否做功 解题思路： 1. 确定做功的力；（竖直放上重力做功或克服重力做功：W=Gh=mgh。 在水平方向上克服摩擦力做功：W=fs）。 2. 找出力的方向上移动的距离。 3. 代入公式W=Fs计算，运用功的公式时必须注意的几个问题： （1）使用W＝Fs 时，统一使用国际单位制中的单位。 （2）做功的多少只由W＝Fs 决定，与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦无关。 （3）若力的大小和方向是变化的，应分过程计算。 题型二： 功及其计算 题型二： 功及其计算 【例2】用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了5m。在此过程中，购物车的重力做功________J，水平推力对购物车做功________J。 【答案】（1）0  ；  （2）100 【解析】（1）购物车在水平地面上移动5m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J； （2）推力对购物车做功：W＝Fs＝20N×5m＝100J。  题型二： 功及其计算 【针对训练2】物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了l0s，拉力F对物体做的功为（ ） A．0J             B．1J             C．10J            D．50J 【解析】物体受到的拉力F沿着竖直向上，而物体通过的距离实在水平方向上。但是在F的作用方向上没有通过距离，所以，拉力F没用做功，做功为0.故选A。 【答案】A 题型三： 功率的理解与计算 1. 审题：圈出“功率P”、“功W”、“时间t”、“力F”、“速度v”等关键词。 2. 判断运动：物体是匀速运动还是变速运动。   匀速：首选  P = Fv 。  变速或只给W、t：用  P = W/t 。 3. 分析受力：对匀速运动的汽车，牵引力 F等于阻力 f （即 F = f ）。 4. 统一单位：功用焦耳(J)，时间用秒(s)，速度用米/秒(m/s)。 5. 代入计算：代入公式，带单位运算，得出结果。  题型三： 功率的理解与计算 【例3】一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0×104N。卡车行驶1min后发动机做的功是_______J，发动机做功的功率为________W。 【答案】1.2×107 ；    2×105 【解析】（1） 发动机牵引力做的功： （2）发动机做功的功率：P=Fv=1.0×104N×20m/s= 2×105W 题型三： 功率的理解与计算 【针对训练3】放在水平地面上的物体，质量为5kg，在30N的水平拉力作用下，沿水平方向运动了10m，所用时间为20s，那么重力做功______J，拉力的功率是______W（g=10N/kg）｡ 【答案】(1)0；(2)15。 【解析】物体在水平方向移动，重力的方向竖直向下，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。 拉力做的功：W=Fs=30N×10m=300J；  拉力的功率： 题型四： 动能、势能大小判断 抓住影响因素，分析物体质量、速度、高度、形变程度的变化，进而判断动能、势能大小变化。 异同点 动能 势能 重力势能 弹性势能 不同点 形成原因 物体由于运动而具有的能量 物体由于被举高 物体由于发生弹性形变而具有的能量 特点 一切运动的物体都具有动能 一切被举高的物体都具有重力势能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能 决定因素 质量和速度 　质量和高度 弹性形变程度、材料 相同点 都是能量的一种具体形式,都具有做功的本领 比较动能和势能的异同 题型四： 动能、势能大小判断 【例4】）掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法不正确的是（　　） A．小球越跳越低，说明小球的机械能逐渐减少 B．从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能 C．经过相同高度的B、C两点时，小球的重力势能相同 D．经过相同高度的B、C两点时，小球的动能相同 【答案】D 题型四： 动能、势能大小判断 【解析】A．小球起跳时，由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中部分机械能转化为内能，所以机械能逐渐减少，故A正确，不符合题意； B．从A点运动到B点，小球做加速运动，速度变大，动能增加，高度减小，重力势能减小，即小球的重力势能转化为动能，故B正确，不符合题意； C．B、C两点高度相同，小球的质量不变，所以B、C两点小球的重力势能相同，故C正确，不符合题意； D．小球从B点运动到C点时，由于与空气的摩擦，机械能逐渐减少，由于B、C两点高度相同，所以B、C两点小球的重力势能相同，而C点的机械能小于B点，所以C点的动能小于B点的动能，故D错误，符合题意。故选D。 题型四： 动能、势能大小判断 【针对训练4】2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过3个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（　　） A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大 B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变 C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变 D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 题型四： 动能、势能大小判断 【答案】A 【解析】A．飞机在升空过程中，高度增大，质量不变，所以飞行员的重力势能逐渐增大，故A正确； B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，速度是变化的，质量不变，所以飞行员的动能会发生变化，故B错误； C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，质量不变，高度、速度会发生变化，重力势能、动能会发生变化，所以飞机的机械能也会发生变化，故C错误； D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的高度不变重力势能不变，所以飞机的动能没有转化为重力势能，故D错误。 故选A。 题型五： 机械能的转化与守恒 1.判断物体运动过程中机械能的转化问题，要从以下几点出发： (1)找研究对象和运动过程。 (2)分析对象在运动过程中哪个因素(质量、速度、高度、形变量)发生改变。 (3)根据影响能量因素的变化判断物体运动过程中能量的变化情况。 2.机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，即机械能守恒。(无摩擦、空气阻力，机械能守恒)。 注意：机械能总量不变，不代表机械能守恒。如水平面匀速行驶的汽车，有牵引力和摩擦力做功，机械能不守恒。但动能、重力势能不变，机械能的总量不变。 题型五： 机械能的转化与守恒 【例5】乒乓球自空中释放后竖直下落，多次与地面碰撞反弹，最终停在地面。对此过程，下列说法正确的是（　　） A．下落过程中球的运动状态保持不变 B．触地时地面对球的作用力大于球对地面的作用力 C．上升过程中球的动能越来越小，重力势能越来越大 D．从释放到停止，球的机械能守恒 题型五： 机械能的转化与守恒 【答案】C 【解析】A．下落过程中球的速度越来越大，所以运动状态发生改变，故A错误； B．触地时地面对球的作用力与球对地面的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B错误； C．上升过程中球的质量不变，速度逐渐减小，动能越来越小，高度增高，重力势能越来越大，故C正确； D．因为没有忽略空气阻力，所以释放到停止，机械能减小，故D错误。 故选C。 题型五： 机械能的转化与守恒 【针对训练5】2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功｡若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（　　) A．减小 B．增大 C．不变 D．消失 【答案】B 【解析】卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时，高度减小重力势能减小，速度增大，动能增大，总的机械能不变。故选B。 题型六： 探究动能（势能）影响因素实验 一、两个关键问题： 1.核心方法——控制变量法、转换法； 控制单一变量，通过木块移动距离、木桩陷入深度判断能量大小。 2.两个变量如何控制？ 探究动能与速度的关系：让同一小球从不同高度滚下。 探究动能与质量的关系：让不同质量的小球从同一高度滚下。 二、解题三步走： 1. 找自变量。2. 看因变量：3. 套结论。 题型六： 探究动能（势能）影响因素实验 【例6】用钢球、木块和带有斜槽的长木板，探究物体的动能跟哪些因素有关。 （1）如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由__________开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映。 （2）如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越__________。 （3）探究动能跟质量的关系时，应选择让质量__________的钢球从斜槽高度__________的位置开始运动。（选填“相同”或“不同”） 题型六： 探究动能（势能）影响因素实验 【答案】    (1). 静止    (2). 大    (3). 不同    (4). 相同 【解析】(1)[1]实验中需要让钢球从斜槽上的某一高度由静止开始运动，撞击水平面上的木块，木块滑动越远，说明钢球的动能越大。 (2)[2]将钢球置于斜槽上更高的位置，运动到水平面的速度较大，木块移动的距离较远，钢球的动能较大，说明质量一定时，物体运动的速度越大，它的动能越大。 (3)[3][4]探究动能跟质量的关系，根据控制变量法，速度相同，物体的质量不同，让质量不同的钢球从斜槽的同一高度开始运动。 题型六： 探究动能（势能）影响因素实验 【针对训练6】用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较______可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。 题型六： 探究动能（势能）影响因素实验 【答案】    (1). 多    (2). 高度    (3). a、c 【解析】（1）物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法； （2）由a、b两图可知，物体的质量m1＝m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关； 比较a、c两图可知，物体的质量m1＜m3，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。故答案为：多；高度；a、c。 四、课堂巩固 第十一章 功和能 四、课堂巩固 1.物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了l0s，拉力F对物体做的功为（ ） A．0J B．1J C．10J D．50J 【解析】物体受到的拉力F沿着竖直向上，而物体通过的距离实在水平方向上。但是在F的作用方向上没有通过距离，所以，拉力F没用做功，做功为0.故选A。 【答案】A 四、课堂巩固 2.东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示，下列说法正确的是（    ） A．海豚跃出海面减速上升过程，动能不变 B．海豚跃起到最高点时，重力势能最大 C．海豚从高处落回海面过程，重力势能不变 D．海豚在海面下加速下潜过程，动能变小 四、课堂巩固 【答案】B 【解析】A．海豚跃出海面减速上升过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故A错误； B．海豚跃起到最高点时，质量不变，高度最大，重力势能最大，故B正确； C．海豚从高处落回海面过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故C错误； D．海豚在海面下加速下潜过程中，质量不变，速度变小，动能变小，故D错误。 故选B。 四、课堂巩固 3.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（　　） 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 【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。 【答案】 C 四、课堂巩固 4.如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当卫星从近地点向远地点运动的过程中（    ） A．速度增大 B．动能转化为重力势能 C．机械能增大 D．重力势能减小 四、课堂巩固 【解析】ABD．近地点的速度比较大，远地点高度比较高，从近地点向远地点运动的过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能转化为重力势能，故AD不符合题意，B符合题意； C．在太空中，不计空气阻力，机械能保持不变，故C不符合题意。 故选B。 【答案】 B 四、课堂巩固 四、课堂巩固 5．投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（　　） A．80J B．100J C．180J D．280J 四、课堂巩固 【答案】A 【解析】由题可知，因为不计空气阻力，机械能守恒，铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化，若铅球落到地面时重力势能为零，则动能为最大值280J。由图可知，当铅球到最高点时，即距离地面2.5米时，动能为180J，则重力势能最大值为100J；已知铅球出手高度为2m，所以其重力势能小于100J。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 四、课堂巩固 6.小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s，乘坐电梯从1楼到21楼用时30s，以下符合实际的是（　　） A．电梯对小杰做功约3.6×103J B．小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功 C．电梯对小杰做功的功率约1200W D．小杰在水平路面行走时，重力做功的功率约600W 四、课堂巩固 【解析】A、小杰与书包的总重力大约为600N，1楼到21楼的高度h＝20×3m＝60m， 电梯对小杰做功W＝Gh＝600N×60m＝3.6×104J，故A不符合实际； B、小杰乘坐电梯上升时，书包在力的方向上移动了距离，所以对书包做功，故B不符合实际； C、电梯对小杰做功的功率P＝ ＝1200W，故C符合实际 D、小杰在水平路面行走时，重力没有做功，功率也为0，故D不符合实际。故选：C。 【答案】C 四、课堂巩固 7.如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加 B．小球减少的重力势能全部转化为动能 C．弹簧的弹性势能不断增大 D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大 A B 四、课堂巩固 【解析】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误； B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误； C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确； D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。故选C。 【答案】C 四、课堂巩固 8.如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（　　） A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能不变 C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能减小 四、课堂巩固 【解析】A、人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误； B、下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误； C、到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确； D、上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选：C。 【答案】C 四、课堂巩固 9.如图所示，如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（　　）。 A. 球在B、C 两点的动能相等； B. 球在A、D两点的机械能相等； C. 球从B点到O点的过程中机械能减少； D. 球从O点到C点的过程中重力势能减少 四、课堂巩固 【解析】A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机械能包括动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误； B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误； C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确； D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。 故选C。 【答案】C 四、课堂巩固 10.掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力，投掷后的实心球在上升过程中（　　） A．动能变大，重力势能变大 B．动能变小，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能变大，重力势能变小 【解析】投掷实心球时，实心球离开手后继续上升，是因为实心球具有惯性，此时实心球不再受到手的作用力；实心球在上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 【答案】C 11.2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。下图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（  ） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 四、课堂巩固 【解析】A．无人机上升过程中，货物的高度变大，重力不变，重力势能变大，故A错误； B．无人机水平匀速飞行时，货物的质量、速度和高度不变，重力势能不变，动能不变，则机械能保持不变，故B正确； C．无人机在某一高度悬停时，货物的重力势能不为零，则机械能不为零，故C错误； D．若无人机下降过程中是匀速下降，则货物的动能不变，故D错误。 故选B。 【答案】 B 四、课堂巩固 12.如图所示，举重运动员将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃 _______ （填“做功”或“没做功”）；当举重运动员将杠铃高高举起后保持静止时，地面对举重运动员的支持力与举重运动员受到的重力 _______ （填“是”或“不是”）一对平衡力。 四、课堂巩固 【解析】[1]举重运动员将杠铃举起的过程中，有力的作用，杠铃在力的方向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功。 [2]举重运动员举起杠铃静止时，地面对运动员的支持力等于运动员与杠铃的总重力，要大于运动员的重力，所以地面对运动员的支持力与运动员的重力不是一对平衡力。 【答案】 ①. 做功 ②. 不是 四、课堂巩固 四、课堂巩固 13.2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务，图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”），火箭整体的机械能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】    (1). 增大    (2). 增大 【解析】[1][2]火箭加速上升时，内部的新型返回舱的速度变大，动能变大；高度增大，重力势能增大，火箭整体的机械能增大。 四、课堂巩固 14.会荡秋千的人，不用别人帮助，就能把秋千荡得很高。做法是：当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，将更多的重力势能转化为　 　能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，增加了　 能。如此循环往复，机械能越积越多，秋千就越荡越高。 四、课堂巩固 【答案】（1）动；（2）机械（重力势） 【解析】由题意可知，当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，可以获得更大的速度，将更多的重力势能转化为动能； 而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，此时高度增加，重力势能增大，从而增加了机械（重力势）能。 15.如图所示，物块在大小为F的拉力作用下，在时间t内沿拉力方向移动的距离为s，则此过程中拉力对物块做的功为           ，功率为           。（均用题中所给字母表示） 【答案】 (1)Fs (2) 【解析】[1]功等于力与力的方向上的乘积，故则此过程中拉力对物块做的功为W=Fs [2]根据功率计算公式得: 四、课堂巩固 16.某老旧小区改造工地，工人用起重机将重  1.2×104N的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是___________m/s；起重机对施工材料做功_______J，做功的功率是_________W。 【答案】    ①. 0.6    ②. 7.2×104    ③. 7.2×103 【解析】①施工材料上升的速度: ②起重机对施工材料做的功:W=Gh=12×104N×6m=7.2×104J ③起重机做功的功率: 四、课堂巩固 四、课堂巩固 17.如图所示，如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的过程中， 能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小 （选填“不变”或“减小”）。 【解析】[1]小球在A点时静止，动能为零，从A点由静止释放，能达到与A点等高的B点，说明没有能量损失，即机械能守恒。由于B点与A点等高，重力势能相等，所以B点动能与A点相同也为0。 [2]摆球从A点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。 [3]如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。说明摆球在运动过程中没有能量损失，整个过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，因此摆球的机械能不变。 【答案】 0 重力势 不变 四、课堂巩固 四、课堂巩固 18.如图所示是 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。 （1）该实验中所探究物体的动能是指__（选填“小球A”或“木块B”）的动能。 （2）实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越___，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越___，动能越大。 （3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面____高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。 四、课堂巩固 【答案】    (1). 小球A    (2). 大    (3). 大    (4). 同一 【解析】(1)[1]该实验研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系。 (2)[2][3]同一小球从不同的高度滚下，位置高的滚到斜面底端的速度较大，把木块推得越远，说明小球做功多，动能大，说明了物体的动能与物体的速度有关，由此得出结论：在质量一定时，小球的速度越大，动能就越大。 (3)[4]要研究物体动能与质量的关系，根据控制变量法可知，控制小球到达水平面的速度相同，让不同质量的小球A从斜面同一高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。 四、课堂巩固 19.无人机从某一高处开始竖直下降，下过程的s-t图像如图所示｡若该无人机整机质量是1.6kg，求∶ (1)无人机所受的重力； (2)0-1s内无人机受到重力做的功； (3)0-4s内无人机下降的平均速度｡ 四、课堂巩固 【解析】(1)无人机所受重力：G=mg=1.6kg×10N/kg=16N (2)由图可知，0-1s内无人机下降的距离h=6m，由W=Fs得重力做功：W=Gh=16N×6m=96J (3)由图可知，0-4s内无人机运动的路程s=12m，平均速度： 【答案】(1) 16N；(2)96J；(3)3m/s 20.一起重机在10s内将重为5000N的物体竖直向上匀速提升2m，求： （1）物体上升的速度大小： （2）起重机提升物体的功率。 【答案】（1）0.2m/s；（2）1000W 四、课堂巩固 【解析】（1）物体上升的速度: （2）由题意知，物体匀速上升，在物体受到的拉力与重力是一对平衡力，所以，拉力:F=G=5000N 起重机做的功:W=Fh=5000N×2m=10000J 起重机提升物体的功率: 四、课堂巩固 21.AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m，质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求： （1）机器人所受的重力； （2）2s内机器人对箱子所做的功； （3）2s内机器人对箱子做功的功率。 四、课堂巩固 【解析】（1）机器人所受的重力: G=mg=55kg×10N/kg=550N  （2）2s内机器人对箱子所做的功: W=Fs=100N×1m=100J  （3）2s内机器人对箱子做功的功率: 【答案】（1）550N； （2）100J； （3）50W 四、课堂巩固 五、课堂总结 第十一章 功和能 五、课堂总结 1.我能举出力不做功例子吗？ 2.我能说出力做功的实质意义吗？ 3.我能理解功率的意义吗？ 4.我能分析投篮球到篮板反弹，到落地反弹过程中的能量转化吗？ 5.我能判断人造卫星绕地球转速的变化特点吗？ 行动建议： 回归课本，整理错题，绘制自己的知识脉络图。  $