第十章 功与机械能（课件）2025-2026学年八年级物理全册沪科版（2024）

第十章 功与机械能 章末复习一、知识框架梳理 二、核心知识点回顾（一）机械功做功的两个必要因素：作用在物体上的力（\(F\)）。物体在力的方向上移动的距离（\(s\)）。两者缺一不可，否则力对物体不做功。功的计算公式：\(W = F \cdot s\)单位：焦耳（\(J\)），\(1J = 1N \cdot m\)（1 牛的力使物体在力的方向上移动 1 米所做的功）。示例：用 50N 的力水平推动物体前进 8m，推力做功\(W = 50N \times 8m = 400J\)。不做功的三种情况：有力无距离：如推桌子未推动，推力不做功。有距离无力：如物体在光滑平面上匀速滑动，水平方向不受力，不做功。力与距离垂直：如提水桶水平行走，拉力不做功。（二）功率概念：单位时间内所做的功，是描述物体做功快慢的物理量。功率越大，做功越快；功率越小，做功越慢。计算公式：基本公式：\(P = \frac{W}{t}\)（\(W\)为功，\(t\)为时间）。推导公式：\(P = Fv\)（适用于物体匀速运动，\(F\)为动力，\(v\)为速度）。单位及换算：主单位：瓦特（\(W\)），\(1W = 1J/s\)。常用单位：千瓦（\(kW\)）、兆瓦（\(MW\)），\(1kW = 10^3W\)，\(1MW = 10^6W\)。示例：某机器 5 秒内做功 2000J，功率\(P = \frac{2000J}{5s} = 400W\)。（三）动能和势能能量形式定义影响因素实例动能物体由于运动而具有的能质量越大、速度越大，动能越大行驶的汽车、飞行的子弹重力势能物体由于被举高而具有的能质量越大、高度越高，重力势能越大山顶的石头、空中的飞机弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能弹性形变程度越大，弹性势能越大压缩的弹簧、拉开的弓机械能：动能、重力势能和弹性势能的总和，即\(E_机 = E_动 + E_势\)。（四）机械能转化与守恒转化规律：动能与重力势能：上升时动能转化为重力势能（如抛起的篮球）；下落时重力势能转化为动能（如下落的苹果）。动能与弹性势能：压缩弹簧时动能转化为弹性势能；弹簧弹开时弹性势能转化为动能（如弹弓射石子）。机械能守恒：理想条件：只有动能和势能相互转化，没有摩擦、空气阻力等能量损耗，机械能总量不变。实际情况：由于阻力存在，部分机械能转化为内能，机械能总量减小（如秋千逐渐停下）。应用实例：过山车：提升阶段获得重力势能，俯冲时转化为动能，爬坡时动能再转化为重力势能（因摩擦，后续坡顶降低）。蹦极：下落时重力势能→动能，绳拉伸时动能→弹性势能，反弹时弹性势能→动能和重力势能。三、典型例题解析例题 1：功的计算与判断题目：下列情景中，力对物体做功的是（ ）A. 用力搬石头未搬动 B. 提着书包在水平路面行走C. 叉车将货物举高 2m D. 小球在光滑平面上匀速滚动解析：A 有力无距离，不做功；B 力与距离垂直，不做功；C 叉车对货物的力竖直向上，货物在力的方向上移动距离，做功；D 无力作用，不做功。答案：C例题 2：功率的计算题目：一台起重机在 10 秒内将重 5000N 的货物匀速提升 3m，求起重机的功率。解析：起重机做功\(W = Gh = 5000N \times 3m = 15000J\)。功率\(P = \frac{W}{t} = \frac{15000J}{10s} = 1500W\)。答案：1500W例题 3：机械能转化分析题目：小球从光滑斜面顶端滚下，过程中机械能如何变化？动能和重力势能如何转化？解析：光滑斜面无摩擦，机械能守恒。滚下时高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。答案：机械能总量不变，重力势能转化为动能。四、易错点辨析功与功率的混淆：功表示做功多少，功率表示做功快慢。例如，大卡车做功多但功率不一定比小汽车大（需看时间）。动能影响因素的误解：认为 “质量大的物体动能一定大”，忽略速度的影响（需同时考虑质量和速度）。机械能守恒的条件：误认为所有情况机械能都守恒，实际只有无阻力时守恒，有摩擦时机械能会减小。力的方向与距离的关系：计算功时，距离必须是物体在力的方向上移动的距离，而非任意方向的距离。五、知识应用与拓展结合 “探究游乐设施中的功与能” 实践活动，深化理解：过山车的能量管理：初始提升高度决定最大重力势能，通过轨道设计控制动能与势能的转化，确保安全与刺激。功率与设备选型：游乐设施的电机功率需匹配负载和运动需求，如摩天轮需稳定功率克服摩擦，过山车提升阶段需大功率电机快速获得势能。能量损耗的控制：通过优化材料（如光滑轨道）、流线型设计（减小空气阻力）减少能量损耗，提高效率。六、复习建议公式强化：熟练掌握\(W = Fs\)、\(P = W/t\)、\(P = Fv\)的应用，明确各物理量的单位和换算。实验回顾：重温探究动能影响因素、机械能转化的实验，理解控制变量法的应用。实例分析：结合生活场景（如爬楼梯、开车、打球）分析功、功率和能量转化，加深对概念的理解。综合计算：练习功、功率与机械能结合的计算题，如通过功率计算做功多少，再分析能量转化。思维导图梳理：用思维导图串联功、功率、动能、势能及转化的关系，构建完整知识体系。2024沪科版物理八年级全册章末复习第十章 功与机械能授课教师： . 班 级： . 时 间： . 物体在力方向上移动的距离s功W=Fs作用在物体上的力F典型不做功的三种情况1．功1. 做功的两个必要因素：①有作用在物体上的____；②物体在这个力的方向上移动的_____ ，缺一不可。2. 定义：力与物体在力的方向上移动距离的______。3. 计算公式 W=_____。4. 单位：___________，1 J=1 N·m。力距离乘积Fs焦耳（J）5. 三种不做功的情况：≠==≠≠≠力的方向与移动方向垂直例1 在如图的四种情境中，人对物体做功的是( )A.提着水桶在水平地面上匀速前进B.扛着米袋慢慢爬上楼梯C.用力推汽车，汽车没动D.举着杠铃原地不动未在力的方向上移动距离×人扛着米袋爬上楼梯，米袋在力的作用下，斜向上运动，人克服米袋的重力做了功√××B练习1. 定义：功与做功所用时间之比。3. 计算公式 P =_____。4. 单位：___________，1 W=1 J/s。瓦特（W）2. 物理意义：表示做功的______。快慢千瓦(kW)——1 kW = 1000 W例2 一列质量为 1×103 t 的火车，以 180 km/h 的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是 9×103 N。（1）火车的牵引力多大？（2）火车行驶 1 min 时间内，重力做了多少功？机车牵引力做了多少功？牵引力的功率多大？解：（1）由火车在平直轨道上匀速行驶得 F牵 = f = 9×103N练习（2）火车在重力方向上没有移动距离，故 WG = 0 。因为 180 km/h = 50 m/s，1 min = 60 s，所以火车在 1 min 时间内行驶的距离 s = vt = 50 m/s×60 s = 3×103 m，机车牵引力做的功：W牵 = F牵 s = 9×103 N×3×103 m = 2.7×107 J，牵引力的功率运动质量、速度处于高处质量、高度发生弹性形变弹性形变程度，材料具有能量的物体都可以做功，动能和势能的单位都是焦耳(J)练习例3 [烟台中考]如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（ ）动能不变，重力势能不变，机械能不变动能变大，重力势能变小，机械能不变动能不变，重力势能变小，机械能变小动能变小，重力势能变小，机械能变小C高度降低，速度不变 ① 怎样控制钢球在水平面上的速度？ ② 根据什么现象判断钢球的动能？例如，钢球从斜面上由静止滑下，撞击到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。如图所示，用质量不同的钢球A、B，从同一斜面的同一高度由静止滑下，撞击同一块木块C。 （1）让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的＿＿＿；速度（2）本实验研究的是钢球具有动能大小跟________的关系；（3）实验可得结论:___________________________________。质量速度相同的物体，质量越大，动能越大 如图所示，让小球A从斜面上某点由静止滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。（1）该实验中所研究的物体的动能是指_______（选填“小球A”或“木块B”）的动能。小球A（2）实验表明，让小球A分别从斜面的不同高度由静止开始滚下，高度越高，小球 A运动到水平面时的速度越______，木块 B被撞得越远。可得结论：质量相同时，物体的速度越_______，动能越大。大大1. 定义：_________、_________和_________统称为机械能。2. 机械能的转化和守恒：如果________________相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和__________，或者说，机械能是守恒的。动能重力势能只有动能与势能弹性势能保持不变3. 水能和风能的利用。 了解举重 抓举和挺举是举重比赛中的两个记分项，主要区别就是动作的连贯性。 抓举要求选手用一次连续动作，伸直双臂将杠铃举过头顶；而挺举是由提铃和上挺两个动作连接组成，选手需要先将杠铃置于双肩之上，身体直立，然后再把杠铃举过头顶。 因此抓举对爆发力、技巧的要求更高，成绩通常低于挺举。1.如图所示的挺举过程，下列过程中运动员对杠铃没有做功的是( ) D  力是否做功，要看是否满足力做功的两个条件：力和在力的方向上移动一定的距离。2. 在2024年巴黎奥运会女子举重81公斤以上级比赛中，中国小将以抓举136公斤、挺举173公斤的成绩获得冠军。她在抓举过程中对杠铃做的功最接近于( ) C  A      训练日常 举重运动员的成就并非一朝练就，需长期坚持刻苦训练。他们日常训练有时也运用健腹轮、弹力带、皮筋等辅助器械，展开各种小肌肉和体能训练。5.举重运动员为了提高举重竞赛成绩，在平时训练时需要增大举起杠铃的总重，同时减小单次举起所用时间。从物理学角度看，这样做能够( ) DA.减小做功 B.保持功率不变C.减小功率 D.增大功率 60607.[2024·滁州二模改编] 使用健腹轮时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体贴近水平地面，然后回收归位，反复操作，如图甲所示。(1)使用健腹轮时，从状态1到状态2的过程中___。BA.人的重力势能减小，健腹轮的重力势能增加B.健腹轮的动能先增大后减小C.人和健腹轮的总机械能守恒D.人受到的重力做的功，全部转化为健腹轮的动能  (3)若某运动员每分钟可以做30个这样的运动，每次重心上升和下降的高度相同，完成一个运动要做功两次， 则他每分钟健身时做功的平均功率是多少？(4)在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会A自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，体重较大的人更适合使用安装___(填“A”或“B”)型钢圈的健腹轮，你选择的理由是 _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。 由图乙中弹性势能的变化图可知，形变时A型钢圈弹性势能更大，具有更强的做功能力，所以在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能，故体重较大的人更适合安装A型钢圈 全民健身8.［立德树人·传统文化］在没有器械时，可做踮脚操来增强腿部肌肉的力量和耐力。在古代，踮脚操被称作“敦踵法”，如果你不知道敦踵，那么八段锦一定有所耳闻。八段锦是一种古老的养生运动，与易筋经、五禽戏并称为中国“武林三绝”，其中第六个动作“背后趾颠百病消”   通过本节课的复习，你有什么收获？谢谢观看！