第十一章 功和机械能 实验专练-2025-2026学年物理八年级下册人教版（2024）

**基本信息** 聚焦功和机械能实验，以实验原理为核心，通过控制变量法、转换法等科学方法，系统构建从功率测量到动能、弹性势能探究的知识逻辑链，培养科学探究能力与能量观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |功率测量|2题|实验原理（P=mgh/t）、数据表格设计、多余步骤判断|功与功率概念生成→公式推导→实际测量应用| |动能影响因素|3题|控制变量法（质量/速度）、转换法（木块移动距离）|动能概念→影响因素（质量/速度）→实验验证| |弹性势能影响因素|1题|控制变量（形变大小）、能量转化分析|弹性势能概念→形变与势能关系→机械能转化|

第11章功和机械能实验专练-2025-2026学年物理八年级下册人教版（2024） 1．物理兴趣活动中，小组同学合作测量同学爬楼梯的功率。 （1）实验原理是______。 （2）实验器材：电子台秤、刻度尺、秒表。 （3）他们设计的实验数据记录表格如下，请将表格内容补充完整：①______；②______。 姓名 ① ② 爬楼梯的时间 爬楼梯做的功 功率 （4）请根据表格中所测的物理量，写出计算功率的表达式______（用所测量符号和g表示）。 2．学习了功率的知识后，小王和小白两位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动： (1)他们需要测量工具分别是：磅秤、卷尺和___________；（填写测量器材） (2)小王设计的测量步骤如下，其中多余的是___________（选填序号字母）； A．测出自己的质量m B．测出楼梯的总长度L C．测出一楼到三楼的竖直高度h D．测出自己上楼所用的时间t (3)利用以上所测物理量计算功率的表达式是___________； (4)测得小王的质量是60kg，他从一楼登上三楼（每层楼高3m）用了20s的时间，则小王登楼的功率是___________W；（g取10N/kg） (5)他俩比赛看谁先从一楼爬到五楼，于是两人同时开始向上爬，结果小白先到五楼，小王后到五楼，已知他俩的体重相同，他俩做的功___________大，功率___________大。（两空均选填“小王”“小白”或“一样”） 3．小闵同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作： 步骤一：让铁球甲从斜面F点滚下撞到一个小木块上，铁球推动木块使木块从位置A移动到位置B。 步骤二：让铁球甲从斜面E点滚下撞到相同的小木块上，铁球甲推动木块使木块从位置A移动到位置C。 步骤三：换一铁球乙（）从斜面上E点滚下撞到相同的小木块上，铁球乙推动木块使木块从位置A移动到位置D。 (1)本实验中小球动能的大小通过______来显示。 (2)小闵同学设计的实验步骤一和步骤二，是想探究动能大小与______的关系；在步骤二和步骤三中，小明让甲、乙两球都从E点滚下，目的是控制两球的______相同，探究动能大小与______的关系。 (3)本实验在探究过程中用到了控制变量法和______法。 4．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。 (1)如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 _______ 无关。实验中探究的是 _______ （填“小球”或“木块”）的动能大小。 (2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：________ 。 (3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度 _______ （填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。 5．如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某一高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。 小海的部分实验数据和现象记录如下： 实验次数 1 2 3 钢球质量m/g 20 20 20 钢球下落高度h/cm 20 40 60 木块滑行距离s 近 较远 远 (1)上述3次实验中，钢球滑到斜槽底端时动能的大小是通过___________（选填“钢球下落高度”或“木块滑行距离”）判断的； (2)上述实验数据表明：当钢球的质量一定时，速度越大，动能越______（选填“大”或“小”）。 6．为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于点右侧同一位置； (1)小明每次应将弹簧压缩_______（选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒的_______，从而判断弹簧弹性势能的大小； (2)实验中，将小球自处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于处。此过程中小球动能最大的位置在_______（选填“AB之间”“点”或“BC之间”）。 (3)小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是_______。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第11章功和机械能实验专练-2025-2026学年物理八年级下册人教版（2024）》参考答案 1． 同学的质量 爬楼梯的高度 【详解】（1）[1]测量功率的实验原理是功率的计算公式 （3）[2][3]为了计算出功和功率，我们需要知道质量 和高度。所以表格中的①应该是同学的质量，②应该是爬楼梯的高度 （4）[4]由题可知，同学爬楼时，是在克服自身重力做功，即，所以，功率的表达式为 2．(1)秒表 (2)B (3) (4)180 (5) 一样 小白 【详解】（1）根据实验原理知道，实验时需要用磅秤测出身体质量m、用刻度尺测出爬楼的高度h的、用秒表测出爬楼时间t。 （2）估测自己上楼的功率，需要计算出上楼所做的功和上楼的时间，根据公式 求出功率的大小，故并不需要测量楼梯的总长度L，即B是多余的。 （3）由以上分析知道，所测物理量计算功率的表达式是 （4）从一楼上到3楼，上升的高度 小明上楼的功率 （5）[1][2]他俩的体重相同，上升的高度也相同，所以他们做的功相同，小白先到六楼，小王后到六楼，小白用的时间短，则由可知，小白的功率大。 3．(1)木块移动的距离 (2) 速度 速度 质量 (3)转换 【详解】（1）通过木块被小球撞击后移动的距离来间接反映小球动能的大小，木块移动越远，说明小球动能越大。 （2）步骤一和步骤二使用同一个铁球，从斜面不同高度滚下，到达水平面时的速度不同，因此目的是探究动能大小与速度的关系。 步骤二和步骤三中，让不同质量的小球从斜面同一E点滚下，目的是控制小球到达水平面时的初速度相同，改变小球质量，因此探究动能大小与质量的关系。 （3）本实验将不易直接观测的动能大小，转换为容易观测的木块移动距离，这种方法是转换法。 4．(1) 质量 小球 (2)速度相同时，物体质量越大，动能越大 (3)小于 【详解】（1）[1]甲、乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。 [2]小球从高处落下，与木块接触前具有动能，接触后推动木块运动，木块移动距离的远近反映了小球撞击木块前动能的大小，所以探究的是小球的动能。 （2），两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大。 （3）乙、丙两图，小球的质量相同，，丙图小球开始具有的重力势能大，落到低处时具有的动能大，而小球质量相同，所以丙图小球的速度更大。 5．(1)木块滑行距离 (2)大 【详解】（1）我们无法直接观察钢球动能的大小，因此可以通过转换法，看木块被钢球撞击后滑行距离的远近来间接反映钢球的动能大小。 （2）由表格数据可知，三次实验钢球质量不变，下落高度越高，钢球滑到斜槽底端时速度越大，木块滑行距离越远，说明钢球动能越大，因此可得结论：质量一定时，物体速度越大，动能越大。 6．(1) 不同 移动距离 (2)AB之间 (3) 错误 木块克服摩擦做功，机械能转化为其他形式的能 【详解】（1）[1]探究弹性势能与弹性形变大小的关系，需要控制其他变量不变，改变弹簧的弹性形变大小，所以每次应将弹簧压缩不同的长度。 [2]弹性势能的大小无法直接测量，通过比较纸盒滑行的距离来间接判断，滑行距离越远，说明弹簧的弹性势能越大。 （2）小球在AB之间运动时，水平方向受弹簧弹力和摩擦力作用，开始时弹力大于摩擦力，小球加速；随着弹簧伸长，弹力减小，当弹力与摩擦力相等时，小球速度达到最大，此时动能最大，故动能最大位置在AB之间。 （3）[1][2]小明的观点是错误的，因为小球推动木块停下，是因为木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，而不是机械能消失了，能量不会凭空消失，只是发生了形式的转化。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $