人教版八年级物理下册第十一章功和机械能

第十一章功和机械能第1节功导学设计应用示例第十一章功和机械能课堂小结课堂反馈导学设计学点一力学中的功第1节功第1节功情景分析：(1)图甲中，小车受到方向向_____的推力，小车运动的方向向_____，小车_____(选填“在”或“没在”)该力的方向上通过一段距离。(2)图乙中，物体受到方向向_____的拉力，物体运动的方向向_____，物体_____(选填“在”或“没在”)该力的方向上通过一段距离。左左在上上在第1节功(3)图丙中，滑板受到方向向____的拉力，滑板运动的方向向_____，滑板_____(选填“在”或“没在”)该力的方向上通过一段距离。(4)图丁中，石头受到方向向_____的拉力，石头未动，石头_____(选填“在”或“没在”)该力的方向上通过一段距离。归纳总结：(1)力做功：在上面四幅图中，其中图_____中物体运动的方向与力的方向是一致的。即物体在力的作用下发生运动，且在该力的方向上通过了一段距离，物理学中，就说这个力对物体做了功。上前没在上没在甲、乙第1节功(2)力不做功：①图____中，虽然对物体施加了力的作用，物体也移动了距离，但是物体移动的距离与该力垂直，这种情况称为“垂直无功”。不满足做功的条件是：________________________。②图____中，虽然对物体施加了力的作用，但是物体没有移动，这种情况称为“劳而无功”。不满足做功的条件是：________________________。丙物体没有在力的方向上移动距离丁物体没有在力的方向上移动距离第1节功知识拓展：不劳无功：物体受力以后由于惯性在力的方向上运动了距离，但在运动过程中没有受到力的作用，这种情况称为“不劳无功”。不满足做功的条件是：__________________。没有作用在物体上的力学点二功的计算第1节功力物体在力的方向上移动的距离W＝Fs

N

m

N·m

焦耳1

类型一做功的两个必要因素应用示例例1

2017·鄂州下列生活实例中，力对物体做功的有(

)A．甲和乙

B．甲和丙C．乙和丙

D．丙和丁第1节功B图11－1－2[规律总结]如图11－1－3所示为三种不做功的情况：第1节功

图11－1－3类型二功的计算例22018·贵港实心球能在空中飞行，是因为实心球_______。大山同学在中考体育考试中用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线。若实心球重为20N，大山投出了9.6m的距离，球运动轨迹最高点距地面3m。则球在空中下落的过程中，实心球所受的力做的功为___J。(不计空气阻力)具有惯性第1节功60[解析]抛出去的实心球离开手后继续在空中飞行，是因为实心球具有惯性。不计空气阻力，实心球在空中飞行的过程中只受重力的作用，已知球运动轨迹最高点距地面3m，即实心球下落高度为3m，则重力做的功：W＝Gh＝20N×3m＝60J。第1节功[易错警示]计算功时的三点注意事项：(1)同向性：物体移动的距离与力在方向上必须一致。(2)同体性：力与距离必须对应于同一物体。(3)同时性：力与距离必须对应于同一段时间。第1节功课堂小结第1节功功定义作用在物体上的力F物体在这个力的方向上通过的距离s对应计算：W=Fs三种不做功的情况单位：焦（J），1J=1N·m必要因素课堂反馈1．力学里所说的做功，包含两个必要的因素：一是作用在物体上的___；二是物体在______的方向上移动的_____。力这个力距离第1节功B第1节功2．在如图14－1所示的四种情景中，人对物体做了功的是(

)A．图甲，提着水桶在水平地面上匀速前进B．图乙，扛着米袋慢慢爬上楼梯C．图丙，用力推汽车，汽车没动D．图丁，举着杠铃原地不动图14－13．水平地面上的购物车在水平推力的作用下，沿推力的方向运动了一段距离，则下列判断中正确的是(

)A．重力对购物车做了功B．支持力对购物车做了功C．推力对购物车做了功D．没有力对购物车做功C第1节功4．在国际单位制中，功的单位是(

)A．牛(N) B．帕(Pa)C．瓦(W) D．焦(J)D第1节功5．一位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(

)A．30000J B．3000JC．300J D．30JB第1节功6．重为100N的物体，受到20N的水平拉力，在水平地面上匀速前进了5m，则重力做功___J，拉力做功____J。0100第1节功第十一章功和机械能第2节功率导学设计应用示例第十一章功和机械能课堂小结课堂反馈导学设计学点功率第2节功率相同工人起重机第2节功率不同起重机起重机第2节功率不同大人不能大人第2节功率快快第2节功率功率功做功所用时间瓦特瓦W

第2节功率类型一功率应用示例例1

关于功和功率，下列说法正确的是(

)A．机器做功少，功率一定小B．功率大的机器做功时用的时间短C．功率大的机器做功一定快D．功率大的机器一定比功率小的机器做功多第2节功率C第2节功率[易错警示]功率的大小可由做功的多少和做功时间这两个物理量来计量，它只反映做功的快慢，不能表示做功的多少，所以不能片面地认为做功多或做功所用时间短的机器功率就一定大。第2节功率类型二功率的计算例2绵阳市首批30辆纯电动公交车投入试运行。假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速直线行驶，其电动机的输出功率为120kW，速度为36km/h，共行驶2h，电动机做功为________J，公交车的牵引力为________N。8.64×108第2节功率1.2×104第2节功率第2节功率类型三功率的测量第2节功率例3王帅家住三楼，一天他在上楼时，突然想到：自己上楼时的功率是多少呢？他思考后，便准备器材，进行了测量，很快就算出了自己上楼时的功率，请同学们帮他完成以下问题。(1)在下面的物理量中，王帅只需测量___________(填序号)三个物理量即可。(a)楼梯的长度L

(b)楼梯的高度h

(c)上楼的速度v

(d)上楼用的时间t

(e)王帅的质量m(b)、(d)、(e)第2节功率(2)从下面提供的工具中，选出三种所需的测量仪器，分别是__________(填序号)。(a)实验室用的天平

(b)磅秤

(c)学生用三角板(d)卷尺

(e)停表(3)用测量的物理量表示出所测功率的表达式：P＝_____。(b)、(d)、(e)

第2节功率课堂小结第2节功率功率做功快慢做功相同、比较所用时间时间相同、比较做功多少功与做功所用时间之比瓦特(W);1W=1J/s比较方法

物理意义

定义

单位公式

课堂反馈1.在物理学中，我们用功率表示做功的_____。由功率的定义可知功率的表达式是____，功率与速度的关系式是______。在国际单位制中，功率的单位是________。人骑自行车的功率约为70W，表示的物理含义是：____________________。快慢瓦特(W)第2节功率P＝Fv人骑自行车1s内做功70J2．下列有关功和功率的说法中，正确的是(

)A．做的功越多，功率就越大

B．功率不同，做的功一定不同C．在相同时间内做功越多，功率就越大

D．做功时间越短，功率就越大C第2节功率3．两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，如图15－1所示，则(

)A．甲做功较多，功率较大

B．甲做功较多，功率较小C．甲做功较多，甲、乙功率相等

D．甲、乙做功相等，乙功率较大A第2节功率图15－14．如图15－2所示是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象。由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比(

)A．P甲>P乙

B．P甲<P乙

C．P甲＝P乙

D．无法确定A第2节功率

图15－25．粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其在10s内运动了30m，求：(1)推力做的功。(2)推力的功率。(3)重力对物体做功的功率。第2节功率第十一章功和机械能第3节动能和势能导学设计应用示例第十一章功和机械能课堂小结课堂反馈导学设计学点一能量第3节动能和势能能够能够不一定第3节动能和势能学点二探究物体的动能跟哪些因素有关第3节动能和势能运动动一定质量速度第3节动能和势能动能第3节动能和势能第3节动能和势能不同大速度相同越大大质量越大第3节动能和势能越大控制变量越大转换学点三探究物体的重力势能跟哪些因素有关第3节动能和势能高度重力势弹性形变弹性势质量被举高的高度第3节动能和势能重力势能第3节动能和势能第3节动能和势能高度越大第3节动能和势能质量越大越大越大第3节动能和势能控制变量转换类型一动能和势能应用示例例1

下列物体中一定具有动能的是_____；一定具有势能的是______；一定既具有动能，又具有势能的是_____。(选填序号)A．下落的雨滴B．被拉开的弓C．刚射出的箭D．弹簧E．压弯的跳板F．在水平公路上静止的汽车G．风H．流水第3节动能和势能ACGHABCEGHACGH[规律总结](1)一切运动的物体都具有动能。一个物体的能量越大，它能够做的功越多。(2)动能和势能的异同：第3节动能和势能项目动能势能不同点具有原因运动具有高度或发生弹性形变决定因素质量和速度质量和高度或弹性形变程度相同点都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领类型二影响动能大小的因素例2用如图11－3－2所示的装置来研究影响物体动能大小的因素。在此实验中通过比较______________________来比较小球动能的大小。木块被撞击后移动距离的远近第3节动能和势能图11－3－2当研究动能的大小与质量的关系时，应该选用质量_____的两个小球，使其从斜面_____高度处由静止滚下；当研究动能的大小与速度的关系时，应该选用质量_____的两个小球，使其从斜面_____高度处由静止滚下。(后四空均选填“相同”或“不同”)相同第3节动能和势能不同相同不同[方法指导]转换法和控制变量法在“探究影响动能大小的因素”实验中的应用(1)小球动能的大小不能直接显示，可以通过小球推动木块移动距离的远近来反映，木块被推得越远，说明小球的动能越大，采用的是转换法。(2)利用控制变量法研究动能大小的影响因素：研究动能的大小与质量的关系时，控制速度相同，改变质量；研究动能的大小与速度的关系时，控制质量相同，改变速度。第3节动能和势能类型三影响势能大小的因素第3节动能和势能例3小明利用装有细沙的盒子、小桌、质量不同的砝码等器材探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，其过程如图11－3－3所示。图11－3－3(1)小明通过观察________________来判断重力势能的大小。(2)分析比较________两图中的实验现象，可得出的结论是：当物体的质量相同时，高度越高，重力势能越大。(3)分析比较乙和丙两图中的实验现象，可得出的结论是：____________________________________。甲、乙第3节动能和势能小桌陷入沙中的深度当物体的高度相同时，质量越大，重力势能越大课堂小结第3节动能和势能动能和势能能量定义

物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量动能势能重力势能弹性势能物体由于运动而具有的能质量、高度弹性形变程度质量、运动速度速度对动能的影响比质量大在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能决定因素

定义

定义

决定因素

决定因素

课堂反馈1.物体能够________，我们就说它具有能量，一个物体_____做的功越多，表示这个物体的能量_____。________和_________是常见的两种势能。对外做功能够第3节动能和势能越大重力势能弹性势能2．高速公路上行驶的车辆不能超速超载：不能超速是因为当车的质量一定时，____越大，动能越大，行驶时就越危险；不能超载是因为当车的速度一定时，____越大，动能越大，行驶时就越危险。速度第3节动能和势能质量3．在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由落下时，能在纸上留下黑色圆斑A、B。球从较高处落下形成的圆斑是图16－1中的___。如果两只质量不同(大小相同)的皮球从同一高度处自由落下时，同样在纸上留下黑色圆斑A、B，则质量较大的球从高处落下形成的圆斑是图中的___。B第3节动能和势能B图16－14．如图16－2所示，A、B、C三组相同的弓箭，在外界环境相同的情况下，箭射出最远的是__，这是因为弓的___________，它的弹性势能越大。C弹性形变越大第3节动能和势能图16－25．如图16－3所示为麦克斯韦滚摆，当它在最高处时，重力势能____，动能____；当它由上而下滚动时，重力势能_____，动能____；当它到达最低处时，重力势能_____，动能_____；当它由下而上滚动时，重力势能_____，动能_____。最大第3节动能和势能为零减小增大最小最大增大减小

图16－36．如图16－4所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、重力势能的变化情况是(

)A．M到N的过程，重力势能不变B．M到N的过程，动能减小C．N到P的过程，重力势能增大D．N到P的过程，动能不变D第3节动能和势能图16－47．在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图16－5甲、乙、丙所示三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。第3节动能和势能图16－5(1)要探究动能大小与物体质量的关系，应选用_______两图。实验中应保证铁球滑到水平面时的_____相同，为了达到这一目的，所采取的具体操作方法是让质量不同的两个铁球从_________由静止滚下。(2)选用甲、丙两次实验可以得出结论：________________________，它具有的动能越大。甲、乙第3节动能和势能速度同一高度质量相同的物体运动速度越大(3)该实验是通过观察__________________来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。纸盒被推动距离的长短第3节动能和势能8．为了探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”，让质量分别为m和2m的重物从不同高度落下，把相同的木桩打入泥土的情景如图16－6所示。观察比较甲、乙实验可知物体具有的重力势能与物体的_____有关；观察比较甲、丙实验可知物体具有的重力势能与物体的_____有关。高度第3节动能和势能质量图16－6第十一章功和机械能第4节机械能及其转化导学设计应用示例第十一章功和机械能课堂小结课堂反馈导学设计学点一机械能及其转化第4节机械能及其转化动重力势动重力势弹性势第4节机械能及其转化动重力势动重力势动重力势重力势动第4节机械能及其转化动弹性势动弹性势动弹性势弹性势动弹性势动第4节机械能及其转化动重力势动重力势动重力势重力势动第4节机械能及其转化动重力势动动重力势守恒不变第4节机械能及其转化能第4节机械能及其转化不能学点二水能和风能的利用第4节机械能及其转化水的重力势能水轮机动能电能风的动能风车的动能电能类型一机械能及其转化应用示例例1

2018·烟台图11－4－2所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是(

)第4节机械能及其转化图11－4－2A[解析]滑滑梯时，人的高度降低，速度变大，是重力势能转化为动能，没有发生动能转化为势能，故A符合题意。荡秋千时，在从低处向高处运动时，人与秋千的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故B不符合题意。在跳水比赛中，人借助跳板向上弹起的过程中，高度增加，速度减小，是动能转化为重力势能，故C不符合题意。在单杠上翻转时，若人由下向上运动，人的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故D不符合题意。第4节机械能及其转化[规律总结]动能和势能的转化(1)动能和重力势能间的转化①质量一定的物体加速下降，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。②质量一定的物体减速上升，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。第4节机械能及其转化(2)动能和弹性势能间的转化①如果一个物体的动能减小，与其作用的另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能。②如果一个物体的动能增大，与其作用的另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。第4节机械能及其转化类型二机械能守恒例2

2017·杭州如图11－4－3所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的(

)A．重力势能减小，动能增大B．重力势能减小，机械能减小C．动能不变，机械能不变D．重力势能不变，机械能减小B第4节机械能及其转化图11－4－3[解析]木块在匀速下滑的过程中，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；木块在下滑过程中，受到摩擦力的作用，木块要克服摩擦力做功，机械能减小。第4节机械能及其转化[方法指导]“两招”判断机械能是否守恒(1)根据机械能等于动能、势能之和来确定机械能是否守恒。(2)把握物理情景，判断机械能是否转化为其他形式的能。如在运动过程中，如果有阻力或摩擦力，由于摩擦生热，机械能一定减小，部分机械能就转化为其他形式的能，机械能不守恒。注意关键词“在光滑斜面上滑动”还是“在斜面上匀速下滑”。第4节机械能及其转化课堂小结第4节机械能及其转化机械能动能势能能的转化过程中机械能总量不变克服摩擦做功动能与势能的相互转化能的转化过程中机械能总量减少理想情况没有能量损失实际情况有能量损失课堂反馈1．如图17－1所示，撑竿跳高运动员用压弯的撑竿把自己送上高处，这是因为压弯的撑竿具有_____势能，最后转化为运动员的____势能，使他越过横杆。弹性重力第4节机械能及其转化2．从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起，球在上升过程中将___能转化为______能。由于球与空气有摩擦，上升过程中球的机械能____。动第4节机械能及其转化重力势减小3．如图17－2所示是运载火箭点火起飞时的情景。在火箭离地加速升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是(

)A．动能转化为重力势能B．重力势能转化为动能C．机械能的总量不变D．机械能的总量增加第4节机械能及其转化D图17－24．我们小时候都玩过秋千，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞……你知道其中能量的转化情况吗？图17－3甲中荡秋千的小孩的运动简化图如图乙所示。下列相关分析错误的是(

)A．小孩在A点动能最大B．小孩在B点势能最小C．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为重力势能D．如果没有能量损失，他将一直荡下去A第4节机械能及其转化图17－3第十一章功和机械能本章核心素养提升科学知识梳理科学方法概览第十一章功和机械能科学应用示例科学知识梳理知识框架本章核心素养提升功和机械能一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功功和功率功功率功与做功所用时间之比W=Fs;W-焦耳（J），F-牛顿（N），s-米（m）

;P-瓦特（W），W-焦耳（J），t-秒（s）定义定义表达式与单位表达式与单位本章核心素养提升功和机械能物体由于运动而具有的能机械能及其转化动能势能重力势能质量和速度研究方法控制变量法定义决定因素弹性势能在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能弹性形变的程度定义质量和高度决定因素决定因素定义本章核心素养提升功和机械能机械能及其转化动能和势能的相互转化机械能守恒只有动能与势能之间的转化前提重点突破本章核心素养提升1．力学中的功(1)做功的两个必要因素：一是______________；二是物体在这个力的方向上移动的_____。(2)不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。作用在物体上的力距离本章核心素养提升2．功的计算(1)大小：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。(2)表达式：W＝___。(3)功的单位：_______，1J＝___N·m。(4)感知大小：把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是______。Fs焦耳(J)10.5J本章核心素养提升做功快慢本章核心素养提升4．功和功率的区别与联系功功率区别功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，是表示做功多少的物理量功率是功与做功所用时间之比，是表示做功快慢的物理量联系P＝本章核心素养提升5.能量：表示物体做功本领大小的物理量，可以用能够_____的多少来衡量。6．探究影响动能大小的因素(1)研究方法：________法和_____法。判断动能大小的方法：通过观察小钢球推动木块_________的远近来判断小钢球动能的大小。控制速度不变的方法：使小钢球从__________________由静止滚下。做功控制变量转换移动距离相同斜面的同一高度处本章核心素养提升改变小钢球速度的方法：使小钢球从__________________由静止滚下。(2)实验表明：运动物体质量相同时，_____越大，动能越大；运动物体_____相同时，_____越大，动能越大。(3)结论：物体的动能与_____和_____有关。_____越大，____越大，动能越大。相同斜面的不同高度处速度速度质量质量速度质量速度本章核心素养提升7．机械能及其转化(1)定义：_____、__________和________统称为机械能。(2)机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化(没有其他形式能量补充且没有能量损失)，则动能与势能的转化过程中机械能_____。动能重力势能弹性势能守恒本章核心素养提升科学方法概览物理研究方法该方法在本章中的应用控制变量法探究动能的影响因素：研究动能的大小与质量的关系时，控制速度相同，改变质量；研究动能的大小与速度的关系时，控制质量相同，改变速度转换法探究动能的影响因素：通过小球推动木块移动距离的远近来反映小球动能的大小本章核心素养提升科学应用示例夯基专训—易错概念辨析判断下列说法的正误，并对错误的说法分析指正。(

)1.只要有力作用在物体上，且这个物体移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。分析指正：________________________________________________________________________。×有力作用在物体上，并且这个物体在这个力的方向上移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功本章核心素养提升(

)2.踢出去的足球在草地上滚动过程中，脚对足球做了功。分析指正：_________________________________________________________________________________________________。×踢出去的足球在草地上滚动过程中，由于脚对足球已经没有了力的作用，足球的滚动是由于足球具有惯性，所以此时脚对足球没有做功本章核心素养提升(

)3.力学中，功等于力与物体移动距离的乘积。分析指正：_____________________________________________。×力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积本章核心素养提升(

)4.功率是表示做功快慢的物理量，做的功越多，功率越大。分析指正：_________________________________________________________________________。×做的功越多，功率不一定越大，因为功率大小不但与做功多少有关，还与做功所用时间长短有关本章核心素养提升(

)5.只要物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，但这个物体不一定正在做功。分析指正：______________________________________________________________________________________________________。√本章核心素养提升(

)6.空中匀速直线飞行的飞机其动能和重力势能一定均不变。分析指正：____________________________________________________________________________。×空中匀速直线飞行的飞机其动能一定不变，但由于飞机不一定在同一高度飞行，故其重力势能可能改变本章核心素养提升(

)7.正在下降的物体，一定将重力势能转化为动能。分析指正：_____________________________________________。×正在匀速下降的跳伞运动员，重力势能减小，而动能不变提能专训—重点考点剖析本章核心素养提升考点一功和功率本类型主要考查对做功的理解以及功、功率的相关计算，题型以填空题、选择题和计算题为主。本章核心素养提升例1如图11－T－1甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2s末，物体处于_____状态，在第6s到第9s期间，拉力F对物体做功____J，功率为____W。图11－T－1静止248本章核心素养提升考点二机械能及其转化此类型题目着重考查分析某一过程中能量转化及动能、势能大小变化的情况，主要以填空题、选择题、实验探究题的形式出现。本章核心素养提升例2如图11－T－2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两点机械能相等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图11－T－2C本章核心素养提升[解析]足球沿着凹凸不平的草地运动，在运动过程中，克服摩擦力做功，故机械能减少。b和d两点的高度相同，所以足球在这两点的重力势能相等；由于存在摩擦力，机械能减少，又机械能等于动能和势能之和，所以在d处的动能小于在b处的动能。实验专训—重点实验突破本章核心素养提升实验探究物体的动