第十一章 功和机械能 单元复习与提高 课件 2025-2026学年物理人教版八年级下册

第十一章

功和机械能

单元复习与提高本章思维导图功和机械能功动能和势能机械能及其转化功率做功的两个因素：力、物体在力的方向上移动的距离不做功有三种情况

功的计算：W=FS

功的单位：焦耳（J）表示做功快慢的物理量功与做功所用时间之比叫功率公式：P=W/t,推导P=FV单位：W、KW动能重力势能弹性势能由于运动具有的能影响因素：速度、质量物体在一定高度受到重力具有的能影响因素：高度、质量物体发生弹性形变具有的能影响因素：材料、弹性形变程度机械能及其转化机械能等于动能与势能之和动能与势能可以相互转化机械能守恒水能和风能的利用第1节功1.功（1）概念：如果一个力作用在物体上，物体在

力的方向上移动了一段距离，就说这个力对这个物体做了功。（2）定义：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的

。（4）单位：在国际单位制中：力F的单位是

（

），距离s的单位是

（

），则功W的单位是

；它有一个专门的名称叫做

，简称

，符号是

。2.做功的两个必要条件（1）做功的两个必要条件：一是作用在物体上的

；二是物体在（3）定义式：W=Fs乘积这个牛N牛米米m焦耳焦J1J=1N•m力这个力的方向上移动的距离。（2）没有做功的三种情况①物体由于

而运动一段距离，如抛出的物体继续向前运动的过程中，人对物体

做功。②物体在力的作用下

运动。如同学提箱子而没有提起，人对箱子

做功。

。如物体在水平面上运动的过程中，物体的重力

做功；又如物体放在斜面上向下滑动的过程中，斜面对物体的

力不做功。③物体运动的方向与所力的方向不不不惯性没有垂直支持3.判断力对物体是否做功的方法①判断力是否对物体做功的两个必要因素（作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离）是否同时存在；②看是否符合三种不做功的情况，即有距离无力、有力无距离、有力有距离但力的方向与物体移动的方向垂直。例1：现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲<m乙<m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（

）AA．W甲=W乙=W丙B．W甲=W乙<W丙C．W甲>W乙>W丙 D．W甲<W乙<W丙第2节功率1.功率（1）物理意义：功率是表示物体做功

的物理量。（2）定义：功与做功所用时间之

叫作功率。（3）定义式：（4）单位：P=快慢比①国际单位制：②工程技术上常用单位：

(

)；

（

），叫作

，符号

，1W=1J/s1kW=103W（5）功率的推导式：

车在上坡时要

，在汽车功率一定时，减小速度就可以增大汽车的

，使汽车容易上坡。2.估测上楼时的功率（1）原理：上楼时，人克服自身重力做功。当人匀速上楼时，楼梯对人的支持力为：P=焦/秒J/s瓦特W千瓦kWP=FvF表示作用在物体上的力，v表示物体在力F方向上运动的速度。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

。汽动力减速牵引力F=G=mg，W=mgh，P=W/t

=（2）比较同学上楼时功率大小的方案方案一：做功相同时，比较做功

的多少；方案二：做功时间相同时，比较

的多少；方案三：比较做功与做功时间

的大小.（3）直接测量的物理量及其测量工具：（4）记录数据的表格用体重计测出人的质量m，用卷尺测出人上楼的高度h，用秒表测出人上楼的时间t.mgh/t时间做功比值姓名相关项目同学的质量m/kg上楼的高度h/m上楼的时间t/s上楼的功率P/W甲同学乙同学3.比较物体做功的快慢①比较做功的快慢，不能片面地认为做功多的一定做功快，也不能片面地认为做功所用时间短的做功一定快；②特别是在功和做功时间都不相同时，要通过比较单位时间内所做的功（W/t）来比较做功的快慢。4.功率的计算：例2：一辆小轿车以15m/s的速度在水平路面上匀速直线行驶，受到的阻力是1200N。小轿车沿水平路面匀速直线行驶600m后驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。求：（1）在水平路面上匀速直线行驶600m，小轿车牵引力所做的功；（2）行驶过程中小轿车的功率；（3）小轿车上坡后行驶速度降为10m/s，则牵引力变为多大？解：（1）轿车沿水平方向做匀速直线运动，则F＝F阻＝1200N小轿车牵引力所做的功：W=Fs=1200N×600m=7.2×105J（2）小轿车的功率P=W/t=Fv=1200N×15m=1.8×104W5.功和功率的比较:（3）行驶过程中小轿车的功率始终保持不变，即P2=P1=1.8×104W由P＝Fv得，牵引力为F2＝==1800N功功率概念物理意义符号计算公式单位决定因素联系力与物体在力的方向上移动的距离乘积表示物体做功的多少WW=Fs力F、物体在力F方向上移动的距离s焦耳（J）W=PtW=Pt功与做功所用时间之比表示物体做功的快慢PP=W/t功W、做功所用时间t瓦特（W）项目物理量第3节动能和势能一、能量1.概念：物体能够对外

，就说这个物体具有能量。化的

，一个物体能够做的功越多，即表示这个物体的能量越

。所以能量是表示物体做功本领的物理量。2.能量的单位：能的单位与功的单位

，都是

（

）。3.理解能量①能量的实质：物体做功的过程就是能量的

过程。功是能量变②物体“能够对外做功”的含义是：物体“能够对外做功”

等同于物体正在做功。有能量的物体

做功，但能够做功的物体

有能量。做功相同焦耳J转化量度大并不不一定一定二、动能1.动能物体由于

而具有的能，叫作动能。一切

的物体都具有动能。2.影响动能大小的因素物体动能的大小跟

、

有关；如质量相同的物体，运动的

越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，

越大，它的动能也越大。3.与动能有关的现象及解释如图所示是一些道路的标示牌：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。运动运动速度质量质量速度为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？同一辆汽车，质量不变，速度越大，具有的动能越大，危害性越大。所以限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全性。车型不同，车的载重量就不同，也就是说，车的质量有大有小。如果车的行驶速度相同，质量大的，动能大，在道路上行驶时，危险性就大。因此，在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。4.研究物体的动能跟哪些因素有关探究一：探究动能大小与速度的关系①控制钢球的质量m不变。②让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，撞击木块B。③观察并测量木块被撞出的距离s。探究二：探究动能大小与质量的关系①控制速度不变，即固定钢球在滑槽上的释放位置的高度h。②改变钢球的质量m。③观察并测量木块被撞出的距离s。分析与论证钢球下落的高度越高，钢球达到斜面底端的

越大，木块被撞击滑行的距离越远。结论：钢球的动能大小与

有关，

越大，动能越大。探究（2）中：不同钢球从同一高度滚下，达到斜面底端时的速度相同，钢球

越大，木块被撞击滑行的距离越远。探究（1）中：在质量相同时，速度速度质量速度结论：钢球的动能大小与

有关，

越大，动能越大。实验结论：物体动能的大小跟

、

有关；

相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动

相同的物体，质量越大，它的动能也越大。交流与讨论：（1）使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放（

能转化为

能）。（2）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球达到斜面底端时具有相同的

（钢球的速度与质量无关）。（3）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球达到斜面底端时的

。质量质量速度质量质量速度重力势动速度初速度（4）水平面绝对光滑时对实验的影响：钢球撞击木块后木块移动的

无法确定，钢球动能的大小无法比较。（5）实验改进：①木块被撞后滑出木板的解决办法换质量

的木块，换质量

的钢球，换

的木板。②木块质量

，确保实验现象较明显：增大钢球滚下的

。③不用木块的实验改进：在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。（6）实验结论的应用生活中超载、超速问题（超速：速度大，超载：质量大，则动能大，危险性大）。距离更大更小更长高度较大三、重力势能1.重力势能在地球表面附近的物体，物体由于受到

并处在一定

时所具有的能，叫作重力势能。2.影响重力势能大小的因素物体重力势能的大小跟

、

有关。

相同，位置越高，重力势能越大；

相同，质量越大，重力势能也越大。3.探究决定重力势能大小的因素【猜想与假设】（1）重力势能是由于物体处在一定高度而具有的能，所以重力势能可能与物体的位置高度有关。（2）位置高度相同的足球和铅球下落到地面，铅球对地面做的功比足球大得多，推测重力势能可能与物体的质量有关。重力高度高度质量质量高度设计并进行实验探究一：探究重力势能的大小与位置高度的关系让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。探究二：探究重力势能大小与质量的关系让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。分析与论证探究一中：同一物体从不同高度的位置下落时，桌腿在沙坑下陷的深度不同；位置越高，桌腿在沙坑下陷的深度越大。在沙坑下陷的深度越大.说明：质量相等的物体，位置越

，重力势能越大。探究二中：质量不同的物体从同一高度下落时，质量越大，桌腿说明：高度相同时，物体的质量越，重力势能越大。实验结论：物体重力势能的大小跟位置

、

有关，

相同的物体，位置越高，它的重力势能越大；

相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。高大高度高度质量质量四、弹性势能1.弹性势能：物体由于发生

形变而具有的能叫作弹性势能。2.影响弹性势能大小的因素：影响因素：物体本身的

和

形变的程度。在材料相同时，物体的

形变越大，它具有的弹性势能就越大。例3：下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（）A．一个物体没有做功，它一定不具有能量B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大C．一个物体具有能量，说明它正在做功D．一个物体能够做功，说明它具有能量D弹性材料弹性弹性第4节机械能及其转化一、机械能及其转化1.机械能动能、重力势能和弹性势能统称为______能。机械能是和物体的运动紧密联系的能量。机械能的单位是

（

）。如图所示，摆球在竖直平面内摆动，在A、C点时最高，在B点时最低，所以摆球的运动可分为下降段和上升段。其能量转化情况见下表。2.动能和势能的转化（1）动能和重力势能的转化重力势动动能转化为重力势能动能转化为重力势能重力势能转化为动能机械焦耳J结论：单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化.（2）动能和弹性势能可以相互转化木球压缩弹簧时，动能转化为弹性势能；弹簧把木球弹回，弹性势能转化为动能。结论：动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化.（3）结论：动能和势能

相互转化.②动能的增减变化要以速度的变化来判断；重力势能的增减注意判断动能和势能的相互转化的方法：①动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且一定是此增彼减。变化要以物体离地面高度的变化来判断；弹性势能的增减变化要根据弹性形变大小的变化来判断。3.机械能守恒（1）机械能守恒如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小

变化，但动能和势能的______不变，或者说，机械能

守恒的。总和会是可以（2）机械能守恒的条件只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化（即

摩擦阻力造成的能量损失）。在物理学中常常出现“光滑的表面”、“不计空气阻力”、“不计摩擦”等文字描述，表示

摩擦阻力，机械能是______的。忽略没有守恒（3）用机械能守恒及其转化解释现象用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆回来。铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？在运动过程中铁锁的动能和重力势能相互转化，但它们的总和不变（忽略空气阻力）。所以，铁锁在摆回时，不会打到鼻子。（4）机械能不守恒的一些事例汽车爬坡跳伞者匀速下落火箭发射4.水能和风能的利用①流动的水具有动能，高处的水具有重力势能，水所具有的______能统称为水能。水能的大小由流量、流速和水位差决定。②古代对水能的利用：早在1900多年前，我们的祖先就制造了水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、碾谷。（1）水能机械③水能发电站：将水的机械能转化成____能。电大多（2）风能①风能：空气在流动过程中所具有的______能叫做风能。风能的大小由风速和流动空气的质量决定。一定量的水，上、下游