人教版初中物理八年级下册第十一章功和机械能导学案（有答案）

第十一章 功和机械能第1节 功【本节知识点】1、力学中做功的必要因素：作用在物体上的力、物体在这个力的方向上移动的距离2、功的定义：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积3、功的符号、单位，及单位的符号4、利用功的公式及变形公式进行计算【基础达标训练】1、图11.1-1所示的几种情况中，人对物体做了功的是（）A、静止的小车在拉力的作用下向前运动B、搬而未起C、提着小桶在水平路上前进D、运动员将杠铃举起后停留的3秒2、（2019柳州）下列过程，哪个情况小明对桶做了功（）A、小明提着桶站立不动B、小明提着桶水平移动C、小明提着桶站在匀速水平运动的车厢内D、小明提着桶站在匀速向上运动的电梯内3、小强同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼，该同学上楼做的功最接近（ ）A30000J B3000J C300J D30J4、（2019黔东南州）一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m。在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（）A、3000J B、500J C、150J D、0J5、（2019蜀山区模拟）如图11.1-2，装卸工人用沿斜面向上大小为200N的推力，匀速将G=800N的货物从斜面底端推上1m高的货车，下列分析正确的是（）A、此过程中，斜面对货物支持力做功0JB、此过程中，推力做功800JC、货柜受到的重力和斜面对货物的支持力二力平衡D、货柜受到的重力和货物对斜面的压力二力平衡6、（2019昌平区二模）如图11.1-3所示，两个滑梯高度相等，如果小玲分别从号直梯和号旋转滑梯上端滑到地面，小玲所受重力做功分别为W1和W2，则下列说法正确的是（）A、W1W2 B、W1W2 C、W1=W2 D、无法比较7、（2019漳州）用水平拉力F拉物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，拉力F做功为W1；用同样的力F拉物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s，拉力F做功为W2，则（）A、W1=W2 B、W1W2 C、W1W2 D、条件不足，无法比较【能力提高训练】8、（2019湘西州）体育课上两位同学进行爬杆比赛，假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端。如果要粗略比较一下两人做功的大小，需要知道的物理量是（）A、爬杆的速度B、爬杆的时间C、两人的体重D、杆的具体高度9、（2019德州）用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图象如图11.1-4所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（）A、F1F2 W1W2 B、F1=F2 W1W2C、F1=F2 W1W2 D、F1F2 W1W210、（2019绍兴）如图11.1-5，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是（）11、（2019威海）图11.1-6中是一个两面光滑的斜面，大于，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则（）A、FA=FB，WA=WB B、FAFB，WA=WB C、FAFB，WAWB D、FAFB，WAWB12、如图11.1-7所示，从射击架上有高压水枪竖直向上喷水柱，可以将一个底面积为150cm2开口向下的小铁盒顶在空中静止不动，已知高压水枪对小铁盒向上的压强为1000Pa。若高压水枪停止喷水，小铁盒将落到射击架上，小铁盒在下落到射击架上的过程中所受重力对它做的功是37.5J。则小铁盒射击架高度为 m。（g取10N/kg）13、质量为30kg的小车装载了150kg的货物,工人推动小车在水平路面上沿直线匀速行进,用了20min前行1.2km将货物送到商场，工人对小车做功1.02X105J。求：（1）小车受到的摩擦力；（2）小车运动的速度。【参考答案】基础达标训练：1、A 2、D 3、B 4、D 5、A 6、C 7、A 能力提高训练：8、C 9、B 10、C 11、B 12、2.5 13、解：（1）小车受到的推力为F=W/s=（1.02X105J）/（1.2103m）=85N又小车在水平路面上沿直线匀速行进小车受到的摩擦力f=F=85N（2）小车运动的速度为V=S/t=（1.2103m）/（2060s）=1m/s第2节 功率【本节知识点】1、功率的定义：功与做功所用时间之比2、功率的符号、单位，及单位的符号3、利用功率的公式P=W/t及变形公式进行计算4、推导并运用公式P=Fv【基础达标训练】1、（不定项选择）关于功率的说法正确的是（）A做功快的机器，它的功率一定大B做功多的机器，它的功率一定大C做功多并且用的时间长的机器，它的功率一定大D做功相同，所用时间短的机器功率一定大2、（2019郴州）速度是用路程和时间的比值来定义的（v=s/t），物理学常用这种方法来定义物理量。下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是（）A密度 B压强 C功 D功率3、（2019株洲）四个同学在石峰公园进行登山比赛。如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是（）A体重最大的一个B时间最短的一个 C速度最大的一个D做功最快的一个4、（2019宜昌）小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动，较轻的B物体沿较粗糙的平面移动，若在相同的时间内移动相同的距离。则下列说法正确的是（）A小明对A物体做的功多 B小明对B物体做的功多C小明推A物体时的功率小 D小明推A、B两物体时的功率相同5、功率相等的两汽车，在相同的时间内匀速通过的路程之比为2：1，下列说法中错误的是（）A两车所做的功之比为2：1 B两车所做的功之比为1：1C两车所受牵引力之比为1：2 D两车的速度之比为2：16、（2019安徽中考）一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2019N，速度为108km/h。（1）求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小；（2）求牵引力在10min内所做的功；（3）若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率P=Fv，并求出该小汽车牵引力的功率。【能力提高训练】7、一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，如图11.2-1所示，已知AB=BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（）AW1=W2，P1P2BW1=W2，P1=P2 CW1=W2，P1P2 DW1W2，P1P27、8、如图11.2-2所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象，下列说法正确的是（）AP甲P乙 BP甲P乙CP甲=P乙 D无法确定9、（2009大庆）在学习了功率的知识后，三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案，其中可行的是（）用相同的时间爬杆，测量出各自的体重和爬上杆的高度，即可比较功率大小；都爬到杆顶，测量出各自的体重和爬杆用的时间，即可比较功率大小；爬杆后，测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，算出功率进行比较A只有B CD【参考答案】基础达标训练：1、AD 2、C 3、D 4、D 5、A6、（1）因为轿车匀速行驶时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以受到的阻力f=F=2019N；（2）汽车行驶的距离： s=vt=m/s600s=18000m， 牵引力在10min内所做的功：W=Fs=2019N18000m=3.6107J；（3）根据功率公式P=，做功公式W=Fs，速度公式v=得， 进行推导就会得出P=Fv所以P=Fv=2019Nm/s =6104W能力提高训练：7、C 8、A 9、D 第3节 动能和势能【本节知识点】1、能的定义：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。2、功与能的区别：做功是一个过程，能是完成这个过程所需的“本领”。3、动能的定义：物体由于运动而具有的能4、物体的动能与两个因素有关：质量、速度（注意：速度具有相对性速度对动能的影响较质量大）5、势能的分类：重力势能和弹性势能6、重力势能的定义：在地球表面附近与高度相关的能7、物体的重力势能与两个因素有关：质量、高度（注意高度具有相对性）8、弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能9、物体的弹性势能与物体弹性形变的大小和本身材料有关。【基础达标训练】1、关于能，下列说法中正确的是（）A静止的物体不具有能B没有做功的物体不具有能C具有能的物体一定在做功D能够做功的物体一定具有能2、下列关于动能的说法，正确的是（）A运动的物体具有的能，叫动能B物体由于运动具有的能，叫动能C物体甲的速度比物体乙的大，甲的动能一定比乙的大D运动物体质量越大，所具有的动能一定越多3、（2019甘肃）如图11.3-1所示，为我国某地的等高线图，若把同一个物体分别放在a点和b点，则物体的重力势能（）A在a点时大 B在b点时大C在两点一样大 D条件不足，无法判断4、下列物体中不具有弹性势能的是（）A被压紧的弹簧 B被撑杆跳运动员压弯的撑杆C从拉弯的弓中射出的箭 D形变的蹦床5、如图11.3-2所示，运动员被弯曲的撑竿弹向高空，这说明弯曲的撑竿具有 能，运动员因被弹高而具有 能。6、（2019河北区二模）小安站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，小稳站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。小安和小稳两人质量相等，小安上行中动能 （选填“增加”、“不变”或“减少”）。某时刻她们的位置如图所示，此时刻小安的重力势能 小稳的重力势能。（选填“大于”、“等于”、“小于”）。7、如图11.3-4所示是小明探究“物体的重力势能大小与物体的质量和被举起的高度是否有关”所做三次实验的情景 （1）实验时通过观察来判断 物体重力势能的大小（2）为探究“重力势能大小与物体被举起的高度是否有关”，应选 两组实验，比较这两组实验，得到的结论是 （3）小明为了探究“重力势能大小与物体的质量是否有关”，选择了乙和丙两组实验，你认为他的选择是 （选填“正确”或“错误”）的，你的理由是 【能力提高训练】8、（2009眉山）在2009年初美国一架波音客机坠入河中，造成这一事故的主要原因是一只飞鸟撞上高速飞行的飞机。对这一现象的解释，下列说法正确的是（）A飞机飞上了高空后，玻璃窗受气压影响，不再坚固B鸟在地面飞行时重力势能小，在高空飞行时重力势能大C鸟在地面飞行时动能很小，在高空飞行时动能很大D鸟相对于高速飞行的飞机来说，速度很大，因此相对于飞机的动能也很大9、质监部门对玩具市场进行专项检查时发现，有些玩具仿真手枪发射出的硬塑料子弹能在1m内打穿三层牛皮纸，这说明硬塑子弹的 能较大，存在安全隐患。10、（2019镇江）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图11.3-5所示。球从较高处下落形成的圆斑是图中 （选填“A”或“B”），由此可知重力势能大小与 有关。11、（2019黄冈模拟）小华为了探究“物体动能的大小与质量、速度的关系”，设计了如图11.3-6甲、乙所示的实验。实验甲：质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。实验乙：质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。（1）要探究物体动能的大小与速度的关系应选用 图。（填“甲”、“乙”）（2）甲组实验可以得出的结论是 。乙组实验可以得出的结论是 。（3）该实验的设计思路是采用 ，用木块移动的距离来表示动能的大小；除此之外该实验采用的主要实验方法还有 。（4）有同学将实验装置改进成图丙所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。该实验方案是否可行？答： 你的理由是 。【参考答案】基础达标训练：1、D 2、B 3、A 4、C 5、弹性势 重力势 6、不变 小于7、（1）桌腿陷入沙中的深度（2）甲、乙 在物体质量相同的情况下，物体被举起的高度越高，重力势能就越大 （3）错误 没有控制金属块的高度相同 能力提高训练：8、D 9、动 10、 B 高度11、（1）甲 （2）物体动能的大小与速度有关，相同质量的物体，速度越大的动能就越大 物体动能的大小与质量有关，相同速度的物体，质量越大的动能就越大（3）转换法 控制变量法、比较分析法 （4）不可行 无法保证质量不同的铁球接触木块时的速度相同第4节 机械能及其转化【本节知识点】1、机械能的定义：动能、重力势能和弹性势能的统称2、机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和保持不变（实际生活中，由于摩擦力的存在，机械能的总和是减小的）3、水能和风能的利用【基础达标训练】1 、（2019日照）如图11.4-1是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中（）A引力势能增加、动能减小 B引力势能减小、动能增加C引力势能增加、动能增加 D引力势能不变、动能不变2、如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的转化为箭的，箭在空中向上飞行的过程中，箭的增大以下说法正确的是（）A弹性势能 动能 重力势能 B重力势能 动能 弹性势能C弹性势能 动能 动能 D动能 弹性势能 重力势能3、（2009宜昌）小明去商场购物，自动扶梯把他从一楼匀速送到二楼的过程中，他的（）A动能减小 B势能不变 C机械能增大 D机械能不变4、（2019兰州）下列自然灾害造成的破坏中，主要与机械能有关的是（）A大水淹死了庄稼 B大火烧毁了楼房C瘟疫造成的死亡 D海啸带来的灾难5、（2019宣武区一模）如图所示的四个过程中，物体的机械能逐渐增大的是（）A竖直向上抛出的小球 B加速起飞的歼击机C自由下落的小球 D水平路面上匀速行驶的汽车【能力提高训练】6、（2019北碚区）洒水汽车在水平路面上匀速行驶并向路面洒水的过程中，其机械能的变化是（）A减小 B保持不变 C增大 D先减小后增大7、（2009荆州）物体受平衡力作用时，对于它所具有的机械能的判断中，正确的是（）A机械能一定不变B动能一定不变 C势能一定不变 D动能可能增加8、（2019广州）如图11.4-4所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（）A在 b、d 两点动能相等 B在 a、d 两点动能相等C从 b 到 c 的过程机械能减少 D从 c 到 d 的过程重力势能减少9、（2019荆门）有一种运动叫蹦极，如图11.4-5所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力，则（）A从O至C运动员速度一直减小B从O点至A点运动员机械能不守恒，从A点至C点机械能守恒C从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动员速度减小D从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小10、（2019广州）把篮球抛向空中，忽略空气阻力，图11.4-6中哪一图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E ）与篮球离地面高度（h ）的关系（）【参考答案】基础达标训练：1、B 2、A 3、C 4、D 5、B能力提高训练：6、A 7、B 8、C 9、D 10、A全章测试题时间：90分钟 满分：100分一、选择题：（3分14=42分）1、某中学进行大扫除，同学们都忙得热火朝天，满头大汗，其中并没有对物体做功的是（ ）A小玉用力把水桶提起 B小园端着水盆走进教室C小浩用抹布擦玻璃 D小华把凳子倒放在课桌上2、下列单位中不是能的单位的是（）AWs BJ CJ/s DNm3、（2019连云港）一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图1所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（）AW1W2W3 BW1W2=W3 CW1=W2=W3DW1=W2W34、如图2所示，要粗测小明同学做“引体向上”时的功率下面所列的物理量中，不需要测量的是（）A他的质量 B单杠的高度C每次身体上升的高度 D做“引体向上”的时间5、汽车上坡时，驾驶员要换成低档，以减小汽车的行驶速度，这样做的目的是（）A安全 B减小汽车的功率 C省油 D增加爬坡的牵引力6、（2019犍为县模拟）根据能的概念，下面哪个说法是正确的（）A一个弹簧的质量越大，它的势能就越多B一个物体能够做功，这个物体就具有能C因为子弹的速度大于火车的速度，所以子弹的动能大于火车的动能D因为天空中一滴雨的高度比被举高的夯要高，所以这滴雨的势能大于夯的势能7、关于能量的概念，下列说法正确的是（）A悬挂着的物体，由于没有做功，所以没有能量B速度相同的物体，其动能一定相同C同一高度的物体，其重力势能一定相同D绷紧的弓能射出去箭，所以具有能8、体积相等的实心铜球和铅球，放在同一高度，则（ ）A铜球具有的重力势能大 B铅球具有的重力势能大C铅球和铜球的重力势能相等 D条件不足，无法判断9、如图3所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是（ ）A.重力势能减小，弹性势能增大 B.重力势能增大，弹性势能增大C.重力势能减小，弹性势能减小 D.重力势能增大，弹性势能减小10、一辆汽车做直线运动，t1s末关闭发动机，t2s末静止，其v-t图像如图4所示。图中，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P，汽车加速过程和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2、平均功率分别为P1、P2，则下列判断错误的是（）AW=W1+W2BW1W2 CP=P1 DP1=P211、（2019盘锦）如图5所示为小球在地面弹跳的频闪照片。根据此图，以下分析正确的是（）A小球在下落时，它的重力势能减小，动能不变B小球在上升时，它的重力势能减小，动能减小C小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能减小D小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能不变12、（2019茂名）如图6所示，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，经过B、C两位置时具有相同的（）A速度 B动能 C重力势能 D机械能13、物块从光滑曲面上P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点。若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动，使传送带随之运动，如图7所示，物块仍从P点自由滑下，则（ ）A.物块有可能落不到地面上 B.物块将仍落在Q点C.物块将会落在Q点的左边 D.物块将会落在Q点的右边14、（2019天津）（不定项选择）粗糙斜面高度为h，长为L，用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功为W，则（）A拉力大小为Gh/LB拉力大小为W/LC物体所受摩擦力大小为（W-Gh）/LD物体所受摩擦力大小为（W-GL）/h二、填空题：（每空2分,共20分）15、人们常常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如：机械手表里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有 能，可以推动帆船航行；打桩机举高的重锤具有 能，可以完成打桩工作。16、高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道：一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场 死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与_有关，下落过程是将重力势能转化为_。17、如图8所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中是动能高度关系图线，小石块上升的最大高度为 m，小石块在最高点时的机械能为 J。18、下表给出了一头牛慢行和一名中学生百米赛跑时的一些数据：物体质量m/kg速度v/ms-1动能E/J牛约600约0.5约75中学生约50约6约900分析以上数据，可以看出，对物体的动能大小影响较大的因素是 。你这样判断的依据是 。三、综合应用题：（6分+6分+4分+6分+10分+10分=38分）19、小红通过下面的实验，如图9所示研究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的问题。（1）实验1：让一个铁球从不同高处落到沙坑中（如图甲），观察到铁球下落的高度越高，沙面下陷得越深。通过实验可初步推测：质量相同， 越高，重力势能越 。（2）实验：让体积相同、质量不同的两个球从相同高度落到沙坑中（如图乙），观察到质量越大的球使沙面下陷得越深。通过实验可初步推测：高度相同， 越大，重力势能越。（3）由上述实验结果，你能归纳出重力势能的大小跟哪些因素有关吗？ 20、（2019广东）利用如图装置探究“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10中的摆长L都相同，12，球A、B的质量分别为mA、mB，（mAmB）。（l）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。（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