第十一章 功和机械能（章末复习）（课件）2025学年八年级物理下册人教版

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章末复习课件八年级物理下册 •人教版第十一章——功和机械能功动能和势能机械能及其转化功的计算能量动能功定义做功的两个必要因素力不做功的三种情况定义作用在物体上的力物体在力的方向上通过的距离有距离无力有力无距离物体在力力与距离垂直规定：公式：　W=Fs　　导出式:F=W/s，s=W/F功的大小等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积规定：国际单位制中，功的单位为焦耳，简称:焦，符号:J。意义：1N的力使物体在力方向上，通过1m距离是所做的功为1N。功率功率定义公式：P=W/t。W表示功，t表示做功所用的时间单位：在国际单位制中，功率的单位是焦耳每秒(J/s)叫瓦特，简称瓦(W)。计算功率的另一个公式公式：P=Fv比较功率大小的三种方法在相同的时间内，做功越多的物体功率越大在做功相同的条件下，所用时间越短，功率越大在做功的多少和所用时间都不相同的情况下，通过P=W/t计算后进于比较单位焦耳　符号:J。一个物体能够做的功越多，它有的能量就越大势能影响动能大小的因素：物体运动的速度和物体的质量探究物体的动能跟哪些因素有关实验方法实验步骤结论重力势能弹性势能定义影响因素定义影响因素机械能及其转化机械能动能和势能的相互转化水能和风能的利用人造地球卫星的机械能转化功功率动能和势能机械能及其转化功功如果一个力作用在物体上，使物体在这个力的方向上移动了一段距离，在物理学中就说这个力对物体做了功。1.概念：2.做功的两个必要条件作用在物体上的力物体在这个力的方向上移动的距离功3.没有做功的三种情况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”。用力但没有搬起石头，对石头没有做功。有距离无力物体在运动方向上没有受到力的作用，也就是没有力做功，也称"不劳无功”。冰壶在平滑的冰面上滑行，在运动方向上没有力做功。力与距离垂直物体受到力的作用，也通过了距离但通过的距离与受力的方向垂直（垂直无功）人提着水桶移动，力与移动距离垂直，对水桶不做功。功功的计算1.定义：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。2.公式：W = Fs功＝力×距离 3.单位：功的单位是牛•米(N·m)；也叫做焦耳，简称焦，符号是 J。F 表示力 ;s 表示沿力的方向移动的距离;W 表示功。1J的物理意义：1N的力使物体在力的方向上，通过1m的距离时所做的功为1J。功率功率2.定义：功与时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。3.定义式：功率＝1.物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 4.单位①国际单位制：焦/秒(J/s)，叫作瓦特，符号W，1W=1J/s②工程技术上常用单位：千瓦(kW)；1kW=103W功率5.功率的推导式当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为即，功率的大小等于力与速度的乘积。P =Fv推导式表明，当P一定时，F与v成反比，即减小速度可以增大动力。汽车在上坡时要减速，在汽车功率一定时，减小速度就可以增大汽车的牵引力，使汽车容易上坡。功率功和功率的比较动能和势能能量1.概念：物体能够对外做功就说这个物体具有能量。2.能量的单位：能的单位与功的单位相同，都是焦耳(J)。3. 理解能量物体做功的过程就是能量的转化过程。功是能量变化的量度，一个物体能够做的功越多，即表示这个物体的能量越大。所以能量是表示物体做功本领的物理量。能量的实质物体“能够对外做功”并不等同于正在做功。有能量的物体不一定做功，但能够做功的物体一定有能量。“能够对外做功”的含义动能和势能4.能与功的区别与联系动能和势能动能1.定义：物体由于运动而具有的能量，叫做动能。一切运动的物体都具有动能。物体动能的大小跟速度、质量有关。质量相同的物体运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体质量越大，它的动能也越大。2.影响动能大小的因素动能和势能探究物体的动能跟哪些因素有关【进行实验】1.探究动能大小与速度的关系让同一个钢球从斜面的不同高度处由静止开始释放，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近如图甲，乙所示关系。结论：质量相同时，钢球的速度越大，动能越______。大动能和势能【进行实验】2.探究动能大小与质量的关系换用质量不同的钢球，从斜面的相同高度处由静止开始释放，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙，丁所示关系。结论：钢球的速度相同时，质量越大，动能越______。大动能和势能物体动能的大小跟速度、质量有关，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。【归纳总结】动能和势能【交流与合作】将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。①如何使钢球获得动能②实验中的实验方法控制变量法a. 同一个钢球从不同的高度处滚下，钢球到达水平面时的速度不同，这是控制质量相同来探究动能与速度的关系；b.用质量不同的钢球，从同一高度处滚下，控制速度相同来探究动能与质量的关系。转换法动能不能直接测量，我们根据被木块被撞击后运动距离的远近，来及映钢球动能的大小。动能和势能③假设水平面绝对光滑钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。①换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。④若木块被撞后滑出木板如何解决？②在桌上铺上毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。动能和势能重力势能1.定义：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。物体重力势能的大小跟高度、质量有关。质量相同，位置越高重力势能越大；高度相同，质量越大，重力势能也越大。2.影响重力势能大小的因素动能和势能探究影响重力势能大小的因素【猜想与假设】①物体的高度②物体的质量动能和势能【进行实验】1.探究重力势能大小与高度的关系质量相同时，高度h越高，高度越高，重力势能越大。让同一个物体从不同的高度自由下落撞击小桌，比较两次小桌被撞击后的下陷情况，如图甲，乙所示关系。动能和势能【进行实验】2.探究重力势能大小与质量的关系让两个质量不同的物体从同一的高度自由下落撞击小桌，比较两次小桌被撞击后的下陷情况，如图丙，丁所示关系。高度相同，质量不同时，重量越大，重力势能越大。动能和势能重力是势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，位置越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。【归纳总结】动能和势能【交流与合作】通常情况下，所说的"高度"是相对于地面而言的，在初中阶段，通常把地面上的物体所具有的重力势能看为0。①实验中的高度理解②实验中的实验方法控制变量法a. 同一个物体从不同的高度释放，是控制质量相同来探究重力势能与高度的关系；b.用质量不同的物体，从同一高度处下落，控制高度相同来探究动能与质量的关系。转换法实验中通过观察比较小桌陷入沙子的深度来比较重力势能的大小，这用的是转换法。动能和势能弹性势能1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。物体弹性势能的大小，与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对于同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。2.决定弹性势能大小的因素动能和势能势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。动能和势能的比较物体由于运动而具有的能量物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能量质量和速度质量和高度　弹性形变程度和材料都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领，单位都是焦耳（J）。机械能及其转化机械能及其转化1.机械能：在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。机械能动能势能重力势能弹性势能物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。机械能及其转化2.动能和势能的相互转化物体在运动或发生弹性形变过程中，动能与重力势能、弹性势能之间可相互转化。【单摆实验】动能和重力势能的转化摆球在竖直平面内摆动，观察摆球运动情况，在A、C点时最高，在B点时最低。重力势能转化为动能重力势能转化为动能动能转化为重力势能动能转化为重力势能单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化机械能及其转化如图所示，当铁球从高处滚下来，撞到弹簧上，分析此时弹簧的能量转化的情况。动能转化为弹性势能弹性势能转化为动能动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化【滚球实验】动能和弹力势能的转化机械能及其转化机械能守恒1.概念：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，即机械能是守恒的。只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其他形式能的相互转化。即忽略摩擦力造成的能量损失，机械能守恒是一种理想化的物理模型。2.机械能守恒的条件 机械能及其转化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具有大量机械能。水能的利用风能的利用机械能及其转化人造地球卫星的机械能转化离地面低，速度最大，重力势能最小；离地面高，速度最小，动能最小。功的计算及其性质功率计其计算动能、势能、机械能的概念及其守恒定律关于动能和势能的实验【考点一】功及功的计算考法简析　本部分主要考查从力做功的必要因素，与之相对的不做功的情况是命题的重点，同时有关功的计算及其计算公式的应用，也作为常考项出现。1.做功的两个必要条件例1 下列关于力对物体做功的叙述中正确的是（　　）A．运动员举着杠铃静止不动，举杠铃的力做了功B．把水桶从地面上提起来，提水桶的力做了功C．用力拉着拉杆箱前进，拉箱子的力没有做功D．推出去的铅球在下落过程中，铅球受到的重力没有做功B例2 如图所示的体育运动，有关力对物体做功的说法正确的是（　　）A．图甲：蹦床运动员下落过程中，运动员的重力做了功B．图乙：跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员没有做功C．图丙：运动员举着杠铃保持静止的过程中，举力对杠铃没有做功D．图丁：运动员推着冰壶向前运动，冰壶离手后继续滑行过程中，推力对冰壶做了功AC点拨：力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2.比较功的大小C例4 如图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中间带有转轴，桶中装满水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他对水做功最多的是（　　）C点拨：物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W=Fs分析判断。例5 一名同学用20N的水平推力推重为100N的超市购物车，购物车由静止开始沿水平方向前进了5m，在这个过程中重力做功为____J，推力做功为____J。3.功的计算0100点拨：本题考查判断相对运动及速度公式、功的计算。例6 交警利用小型无人机对高速公路通行情况进行实时监测，无人机先上升到一定高度后再沿直线水平飞行。如图所示为无人机水平飞行时的v-t图像，以地面为参照物，0～10s无人机是______的。已知这架无人机质量为6kg,运动过程中所受水平推力恒为40N，在10s～30s水平推力做功为________ J。8000运动【考点二】功率计其计算考法简析　本部分主要考查阿基米德原理内容的理解，以及利用阿基米德原理计算浮力的大小，同时考察探究浮力的大小与排开液体重力的关系的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。1. 功率的概念例7 下列说法中正确的是（　　）A.物体做功越多，则功率就越大B.功率越大，则物体做功越快C.在相同的时间内物体做的功越多，功率越大D.物体做功的时间越短，则功率越大BC例8 健身教练可以通过改变音乐的节奏来调节健身人士的运动量。从物理学视角分析，主要是改变了人的（　　）A．消耗能量多少 B．做功多少C．做功时间 D．做功快慢D点拨：单位时间内所做的功叫做功率。功率是表示做功快慢的物理量。功率的计算公式为P=W/t，即功率的大小等于功与时间的比值。例9 一物体在水平向右的拉力F1作用下以2m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1；若该物体在水平向右的拉力F2作用下以3m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2。则（　　）A.W1=W2 P1＞P2B.W1=W2 P1＜P2C.F1＞F2 P1=P2D.F1=F2 P1＞P22. 比较功率的大小B例10 如图所示，两位同学正在爬楼梯，若他们爬相同的楼层，下列说法正确的是（ 　）A．体重大的一定做功慢 B．体重小的做功一定少C．用时短的做功一定快 D．用时长的一定做功多点拨：本题考查了功和功率的计算，要求学生能够根据W=Gh计算功、根据P=W/t计算功率，知道功率是表示物体做功快慢的物理量。B例11 如图所示为四旋翼无人机，下方悬挂着一个重为1N的摄像机。在10s内无人机从地面竖直上升了20m,然后一边摄像一边斜向上飞行了30s,仪表上显示离地高度为36m。整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为_____W。0.93. 功率的计算例12 用弹簧测力计两次沿水平方向拉动同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是木块运动的路程-时间关系图像，下列说法中正确的是（　　）A．木块两次运动的速度v1＜v2B．木块两次所受的拉力分别为F1、F2，则F1＞F2C．在10s内两次拉力对木块做的功分别为W1、W2，则W1＞W2D．在10s内两次拉力对木块做功的功率分别为P1、P2，则P1＜P2点拨：本题考查了学生的识图能力，以及对二力平衡的条件、影响摩擦力的因素、功的计算、功率公式的应用的掌握情况，解题的关键是能从图中得出相关信息，锻炼了学生的观察思考能力。C【考点三】动能、势能、机械能的概念及其守恒定律考法简析　本部分主要考查动能、势能、机械能的概念的理解，以及机械能转化和守恒规律的认识，属于基础题，多以选择和填空出现。1.功和能的关系例13 下列关于功和能的叙述中正确的是（　　）A.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能B.吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能C.一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多D.没有做功的物体不具有能A题考查做功和能量的关系，相对比较简单，属于基础题。例14 下列关于功和能的叙述中，正确的是（　　）A．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多C．物体具有的能量越大，它做的功就越多D．物体能够做的功越多，它具有的能量就越大D点拨：从功和能之间的关系进行分析。能是描述物体做功本领的，物体能够做的功越多，说明具有的能量越大，但具有的能量大，做功不一定多。D例15 下列关于能量的叙述，错误的是（　　）A.运动的物体具有能量，静止的物体没有能量B.一个物体能对另一个物体做功，表明这个物体具有能量C.物体具有的能量越大，它能对其它物体做的功就越多D.能量和功的单位都是焦耳A2.能量的概念例16 关于能的概念，下列说法中正确的是（　　）A．物体只有做了功，我们才说它具有能B．物体能够做功，我们就说它具有能C．具有能的物体，它正在做功D．物体做的功越少，具有的能就越少点评：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，据此判断。本题主要考查了对功和能概念的理解，二者的本质相同，只是从不同角度来进行描述，属易错题。BD例17 洒水车匀速洒水过程中，洒水车的（　　）A.动能不变B.势能不变C.机械能变小D.机械能不变C3.机械能的概念解：洒水车在平直街道上，高度为零，所以重力势能为零，不变；由于洒水，质量就小，速度不变，所以动能变小；因为机械能=动能+势能，所以机械能变小。故选：C。例18 如图是成渝高速平直铁路上减速进站的“复兴号”动车，其机械能_____（选“增大”、“减小”或“不变”）。以运行的“复兴号”动车为参照物，站台是 _____（选“运动”或“静止”）的。点评：动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。物体具有的机械能是指动能和势能的总和。减小运动D例19 如图所示，在模拟“蹦极”的实验时，将一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点静止释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力。关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）A.小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能B.小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用C.小球从A点下落到C点的过程中拉力始终在做功D.小球在B点时受到平衡力的作用A4.动能和重力势能的相互转化例20 如图是上坡型避险车道，供刹车失灵的车辆驶离正线并安全减速。避险车道上铺有很多砂石，当失控车辆冲上避险车道（　　）A．动能增加 B．重力势能减少C．机械能减少 D．机械能不变点评：动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关，重力势能和动能可以相互转化；机械能等于动能与势能之和。知道动能和势能大小的影响因素，并能结合其能量的转化解决实际问题是解决该题的关键。CD例21 中国运动员郑钦文夺得2024年澳大利亚网球公开赛女单亚军，创造个人大满贯最佳战绩。下列关于网球的说法正确的是（　　）A．抛球时，球在最高点处于平衡状态B．击球时，网球发生了形变C．发球后，网球飞出后仍然受到推力作用D．接球时，球和球拍接触过程中球的机械能守恒4.机械能守恒B例22 一小球被抛出后，在空中的运动轨迹如图。忽略空气阻力，根据小球运动轨迹及物理知识，下列说法正确的是（　　）A.小球被抛出后继续运动，是由于惯性B.小球在空中仅受重力，机械能不守恒C.小球从最高点下落时，运动状态不变律D.小球在最高点时，速度为零，动能为零，但重力势能不为零点评：此题考查惯性、重力、动能和重力势能的大小变化，关键是知道不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。D【考点三】关于动能和势能的实验考法简析　本部分主要考查探究影响物体动能和重力势能大小的因素的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。1.探究影响物体动能大小的因素例23 在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验，让质量相同的铁球从斜面不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法正确的是（　　）A．该实验的目的是探究铁球在斜面上滚动时动能的大小与速度的关系B．木块被撞击后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力相同C．如果添加毛巾、棉布，利用上述实验器材还可以探究影响滑动摩擦力大小的因素D．用小车代替木块更便于得到实验结论B例24 小明为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。（1）实验中探究的动能是指_____。A.钢球撞击木块时的动能B.钢球撞击木块后的动能C.木块被钢球撞击后的动能（2）钢球在水平面上的动能是由______能转化而来的。A重力势（3）若斜面下方水平面光滑，本实验______（选填“能”或“不能”）达到实验目的。（4）分析甲、乙两图的实验现象所得到的结论是__________________。（5）通常来说，交通事故的原因主要是超载或超速，用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。不能质量相同时，速度越大，动能越大超载点评：本题是探究影响动能大小的因素的实验，由于动能大小与质量和速度有关，所以实验中要用控制变量法，同时要掌握转换法在实验中的应用。D例25 如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个体积相同，实心的铁球甲、丙和塑料球乙，球甲、乙离沙地的高度相同。关于该探究，下列说法正确的是（　　）A．该实验中，小球甲的重力势能最大B．比较甲和乙，说明物体密度越大，具有的重力势能越大C．比较乙和丙，说明物体质量越大，具有的重力势能越大D．通过甲和乙可推断，质量小的物体具有的重力势能一定小2.探究影响物体重力势能大小的因素A例26 用如图所示装置探究影响重力势能大小的因素。A、B为实心铁块（mA＜m3），让铁块从图中所示高度由静止下落，砸在小桌上，桌腿陷入沙子中。（1）实验中，铁块的重力势能是通过______________________来反映的；（2）图甲所示实验探究的问题是“铁块的重力势能与_____是否有关”，此实验需要控制_____不变；（3）小力利用图乙所示的实验探究“铁块的重力势能与质量是否有关”，他的操作过程中存在的问题是______________________，合理的操作是______________________。点评：本题探究影响重力势能大小的因素实验，考查了控制变量法和转换法的应用，采用控制变量法研究实验时，一定注意相同因素和不同因素。桌腿陷入沙子的深度高度质量没有控制铁块下落的高度相同将质量不同的铁块从相同的高度下落