第十一章 功和机械能（复习总结）学生版-八年级物理下册（人教版）

课时1L5第十一章功和机械能复习总结（原卷

版）

痂帜【学习目标】

1.理解：功的概念；功率的概念；影响物体动能大小的因素；影响物体重力势能大小的

因素；

2.会：分析力是否对物体做功；利用功解释生活中常见现象；利用功率解释生活中常见

现象;分析动能和势能之间的转化过程;利用机械能分析生活中常见动能与势能之间的转化;

3.掌握：功的简单计算；进行功率的简单计算。

4.了解：生活中常见功率值；能显和动能的概念；影响弹性势能大小的因素；机械能守

恒定律；

5.知道：什么是重力势能和弹性势能；机械能概念.

嶷【知识导图】

力和物体在力的方向上粉动的隹鼻之枳

作M在物体上的力

做功的昌个/--------------------

*♦«<■/物体在力的方向上

-------------X得动的踊B

否做功有力死距S

三科不做功

寿龙离无力

的情况

力马移幼方向♦直

计算

公式r=Fj

■井（J）

动与<fc动所用时闲之比

做功快慢

（功率）、/*=❶

_X.（W）,+«.（kW）

—I，・・・[・-，，•一

删sb功和做功所用时间.利用

X片子计算功率

定义一动能、重力势能，岸姓第依於称为机械能

单位以耳（J）

“体由于受外宣力

定又并处在一定高度而

王具有的能

文力

势能

及量、高度

方《物体由于运动而具

有的处

分类动it

及量、速度

片因去

，体由■?■发幺岸植寿

叟而具有的危

/主也W号更出

规坤Hu・e”当只有靖能加势It"互♦♦化

守怛

3*4UMt

升或风能―

利埼/水H的利用

【专题复习】

专题一：做功的判断和功的计算

※专题概述

（1）力学中的做功包含两个必要条件：一、作用在物体上的力；二、物体在力的方向

上移动的距离。

（2）分析做功时应注意以下几点：

一、当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力对物体做功；

二、一个物体同时受几个力的作用时，有些力做了功，有些力没有做功。因此，说做功

必须指明是哪个力对物体做功；

三、若物体受到一个与运动方向相反的力的作用，我们通常说物体克服这个力做功。比

如：物体在竖直方向上向上运动时，克服重力做功，功的大小为W=Gh；在水平方向上，物

体克服摩擦力做功，功的大小W=fs。

典例一关于功的概念，下列说法正确的是（）。

A.只要有力作用在物体上，力就对物体做功；

B.物体只要移动了距离，就有力对它做了功；

C.只要有力作用在物体上，物体在力的方向上又移动了距离，则这个力就对物体做了

功；

D.有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就一定对物体做了功

典例二2012年福特女子冰壶世锦赛在加拿大莱斯布里奇举行，比赛中，选手用力把一

个重约190N的冰壶水平抛出，冰壶在水平冰面上滑行10m后停下来，则冰壶在滑行过程中

（）O

A.选手对冰壶做了1900J的功B.重力对冰壶做了1900J的功

C.选手和重力都没有对冰壶做功D.以上说法都不对

典例三在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其它球，以下说法

正确的是（）。

A.在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对它做了功；

B.手推动球杆前进时，手对球杆做了功；

C.桌面对球的支持力做了功；

D.白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在电白球做功

典例四如图所示，斜面高为长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为

200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是（）。

A.木箱受到的重力做功的大小为800J；

B.拉力F对木箱做功的大小为300J；

C.木箱受到的合力做功的大小为125J；

D.木箱受到斜面的支持力做功的大小为200J

专题二：功率的测量和计算

※专题概述

（1）注意初中阶段用公式P=Fv计算功率的条件是：物体做匀速直线运动;

（2）功率的定义式/，=吃，可以变形为忙Pl和，=电，可分别用于求功和时间。在运

tP

用上述公式时，一定要注意三个物理量的对应关系，W一定是在对应的时间t内完成的功。

当P一定时，W与t成正比，即丛=上；当W一定时，P与t成反比，即a=豆；

%4P1A

当t一定时，W.与P成正比，上=4。计算时要审清题目所给的条件，利用正反比关系可

快速求解。

典例一关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（）。

A.做功越快的机械，功率一定越大；

B.功率越大的机械，做功一定越多；

C.做功越多的机械，机械效率一定越高；

D.机械效率越高，机械做功一定越快

典例二双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一，若一个普通中学生在Imin内完成

12次屈臂伸，该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于（）。

A.30WB.60WC.90WD.120W

典例三如果你想测量自己爬楼梯做功的功率，下列物理量个强军测量的是（）。

A.身体的质量B.楼梯高度C.楼梯的长度1）.上楼所用的时间

典例四小明想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。

（1）实验需要测量的物理量：①用（填测量器材）测量自己的质量例②测自

己平均每次跳起的高度力（人的重心上升的高度）；③用（填测量器材）记录跳〃次

绳所用的—（填物理量与其对应字母）。

（2）跳绳时平均功率表达式：P=o

（3）若小明的质量炉50kg,他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所

给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是J，在Imin内，他跳绳的个数是

个，在Imin内克服重力做功的平均功率为Wo（g取10N/kg）

3

（4）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则

A.频率相同，体重大的功率大

B.频率相同，跳的时间长的功率大

C.体重相同，频率高的功率小

D.体重相同,跳的时间长的功率大

专题三：机械能

※专题概述

物体运用运动而具有的能叫动能。一切运动

定义<1>动能和势能统称为机械

动的物体都具有动能

能，机械能可以和其他形式

能影响动动能的大小跟物体的质量和速度有关，物体

的能相互转化。一个物体可

能大小的质量越大，速度越大，物体所具有的动能

的因素越大以同时具有动能和势能，而

物体因发生用性形变而具有的能叫弹性势

机且在一定条件下，动能是势

能

弹性势

械影响弹性势能大小的因素：材料杆弹性形变能可以相互转化。

能

程度。同一物体，其弹性形变越大，所具有

能（2）机械能守恒：物体只受

的弹性势能就越大

势

能物体由于受到重力且有一定高度而具有的重力或弹力作用或虽然受其

能叫重力势能

他力作用，但其他力不做功，

重力势影响重力势能大小的因素：物体於质量和所

那么在动能和势能相互转化

能处的高度。物体的质量越大，高度越高，重

过程中，物体的机械能守恒。

力势能越大

典例一2021年9月17日，中国“太空三人组”搭乘神舟12号返回地球.在返回舱进入

大气层后加速下落的过程中，返回舱的（）。

A.动能减小、重力势能减小B.动能增大、重力势能增大

0.动能增大、重力势能减小D.动能不变、重力势能不变

典例二在2020年11月28口第五届广西青少年科技运动会中，某中学代表队在代表柳

州市参加的抛石机攻城赛程中获得亚军。在抛石机的制作和调试过程中，要研究的物理问题

很多。如图所示是石头从抛出点到击中日标前在空中的运动轨迹，则在这个过程中，以下说

法正确的是（）。

、击中目标

抛出点

A.石头的重力势能一直在增加B.石头的重力势能一直在减小

C.石头的重力势能先增加后减小D.石头的重力势能先减小后增加

典例三卜.列关于机械能守恒定律表述正确的是（）。

长征二号运载火箭托举神舟卜二号飞船从地面加速升空的过程中

机械能守恒；

近地点

卫星

玩地占人造卫星在地球同步轨道上运行过程中机械能守恒:

拉开的弓将箭射出去的过程中机械能守恒

典例四如图，小明在做模拟“蹦极”的实验时，将橡皮筋一端系上小球，另一端固定在

A点，B点是橡皮筋不系个球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点下落所能到达

的最低点，在小球下落过程中不考虑空气阻力，以下说法正确的是（）。

A.小球到达B点时受力平衡，其动能达到最大；

B.从A点到C点小球的机械能守恒；

C.小球在C点时受力平衡，速度为零；

D.从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量

专题四：物理方法

※专题概述

1.控制变量法

物理学中对于多因素（多变量）问题，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成

多个单因素问题，最后再综合解决，这种方法叫控制变置法。在“探究物体的动能与哪些因

素有关”的实验中和“探究影响重力势能大小的因素”的实验中用到了控制变量法。

2.转换法

物理学中对于•些不易观察到的现象或不易直接测量的物理量，通常通过•些比较直观

的现象去认识或易用测后为物理量间接测量，这种研究方法叫转换法。本章中研究物体动能

与质量和速度关系、研究物体的重力势能与质量和高度的关系时都应用到了转换法。

典例一如图所示，壁厚不计的圆柱形容器放在水平地面上，内装有水；上端固定的细线

悬挂着正方体M（不吸水）竖直浸在水中，M有2的体积露出水面，此时水的深度为11cm。

已知容器的底面积为200切2、重5M,正方体M的边长为10cm、重27N从图示状态开始，将

容器中的水缓慢抽出。当水面下降了5cm时。细线恰好断裂，立即停止抽水。不计细线体积

和质量，下列说法中不正确的是（）。

小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球/〃

和2m,分别不从同的高度力和2方由静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离。实验过

程如图所示。

（1）小明通过观察来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是______（选填

“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将（选填“能”或“不

能”）达到探究目的；

（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与一有关；

（3）小明由乙、丙两图得出实验结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正

确？（选填“正确”或“错误”），理由是：。

典例二被举高的物体具有重力势能，小明猜想：

猜想一：重力势能的大小可能与物体的高度有关；

猜想二：重力势能的大小可能与物体的质量有关。

为了验证猜想，小明进行了如图所示的实验，让物体下落冲击小桌，小桌的桌腿是三根

钉子，并放置在沙箱的沙面上，mVM,实验数据如表格所示。

.1Q

________________1回

①②③④

（1）他通过观察来判断物体重力势能的大小；

（2）表格中%表示：：

（3）完成步骤①后，他应________（A/B）o

A.拿起小桌和物体，整平沙面，再将小桌轻放在沙面上，再实施步骤②;

B.只轻轻拿起物体，此过程中手不触碰沙箱里的小桌，再实施步骤②。

步骤①②③④

下落方式%以初速v向下扔

小桌下陷深度5cm10cm15cm15cm

（4）关于猜想一，由相关步骤可得结论：不变，

（5）关于猜想二，由相关步骤__可得结论：_________不变，

（6）小明对比步骤③④，得出结论：重力势能与物体质量无关，他的观点（正

确/错误）。

典例三“十次事故九次快”说明汽车超速会带来危害，汽车“多拉快跑”更是追尾事故

中的罪魁祸首，超速与超载严重危害了道路交通安全。

小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害,用到的器材有：小车（模拟货

车）、木块（模拟被追尾车辆）、祛码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图甲所示的力

处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s〃后停止，s,可视为刹车后运动的距离。将木块

静置了小车右侧所在的位置8处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。

请回答下列问题：

（1）探究货车超速的危害：如图乙所示，木块置于8处，小车由斜面顶端释放，撞击

木块并与木块共同运动一段距离s”这表明货车超速___________（选填"会”或“不会”）

产生追尾的危害。木实验可用木块运动的反映追尾的危害程度；

（2）探究货车超载的危害：如图丙所示，木块置于4处，将祛码固定在小车上，仍从

力处释放小车，观察小车的运动情况。逐次增加跌码个数重复实验，发现小车在水平面上运

动的距离几乎都为s。，均未与木块撞击。小明猜想：小车每次到达斜面底端时，虽其动能随

—的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能是小车此时还不够大；

（3）由（2）问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车，但生活中货车超载引起的追

尾事故却频频发生。请你在上述实验的基础上再设计一步实验操作（木块仍置于B处），证

明货车追尾前车会因超载带来危害；

①操作：:

②请你对可能产生的现象进行合理预设，并指出仅因超载造成追尾的危害程度在实验结

果中是如何体现的？。

一、选择题

1.（2022•株洲）如图甲和乙分别表示巩立姣用力推铅球过程中的两个时刻。在山甲至乙的过程中

（）.

甲乙

A.运动员对铅球没有做功：

B.铅球运动状态没有发生变化：

C.铅球的机械能逐渐增大；

D.以持球的手掌为参照物铅球是静止的

2.（2022•株洲）为了提高工作效率，机场工作人员经常以电动平衡车（如图甲）代

步。某次工作人员骑着平衡车（其铭牌如图乙）在水平地面上以最高速度匀速直线行驶了一

段距离，行驶时平衡车受到的阻力为120N,功率为额定功率，此过程中下列说法正确的是

（）O

XX牌平衡车

产品型号:产品净ft：10.3kg

额定功率:输入电压：42V

最高速度:最大载瑕：60kg

牵引力的大小约为150NB.牵引力做功的功率约为600W

牵引力做功的功率约为480WD.电动平衡车的效率约为80%

3.（2022•日照）物理课上，喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材，器材所受的重

力为20N,距离讲台的水平距离而'=1.2m，距离讲台面的竖直高度而=（）.8m，如图

所示。小明先用4s的时间在业点将器材匀速竖直搬起0.8m,再匀速直线运动5s到达讲台

的N点.小明水平移动器材时，速度大小为cm/s、对器材做的功为

4.（2022•济南）爸爸开车带着小明行驶在高速公路上，小明看到图所示的限速标志,

想起了学过的“动能”的知识，也产生了一系列有关的问题。其中最有探究价值且易于探究

的是（）。

A.物体的动能与物体的形状是否有关？

B.物体的动能与它的速度有什么关系？

C.物体的动能与它的质量和速度有什么关系？

D.物体的动能与哪些因素有关？

5.（2022・荷泽）2322年4月16日神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场平安落地，

标志着我国空间站关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱减速下落的过程中

动能减少，重力势能不变B.动能不变，重力势能减少

C.机械能不变D.机械能减少

6.（2022•烟台）如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来把橡皮贴近自己的鼻子稳定

后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子。下列说法正确的是（）。

A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变；

B.橡皮摆动到最低点时动能最小；

C.橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能；

D.橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能

7.（2022•南通）下列四个情境中，属动能转化为势能的是（）。

8.（2022•滨州）2J22年2月北京冬奥会，中国代表团共收获9金4银2铜共15枚

奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得

主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（兀

吟A

A.他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能；

B.他起跳后到达最高点时，机械能最大；

C.他从空中下落过程中，重力做功越来越慢；

D.他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的

9.（2022•镇江）如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电

梯顶部相连。M对电梯底部的压力用尸表示，忽略'［和电梯的形变，0~右内，电梯静止，弹

簧处于伸长状态，力时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~亡4内，尸随时间£变化的图

线如图2所示，则（）。

A.友内，电梯可能向上运动B.t-＞友内，M的机械能保持不变

C.广△内，电梯一定做加速运动【）.内，弹簧对M的拉力不变

10.（2022•呼和浩特）荡秋千是一种喜闻乐见的运动，在越荡越高的欢乐中，享受的

是激情与健身的欢欣。如图所示，晨光同学在荡秋千。他从力点自由出发，经过最低点少

和与力点等高的C点，到达右侧最高点〃返回。经测量，〃点高于4点和C点。晨光同学从

力到〃的过程中，下列判断正确的是（）。

A.力点和〃点机械能相等；

B.到达Z?点时，受力平衡；

C.在此过程中，只有机械能与内能之间相互转化；

D.从力点到。点，其机械能增加

二、填空题

11.（2022•金昌）小勇放学后,背着重40N的书包沿水平路面走了200m,用时3min,

又用Imin爬上了大约9nl高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书

包所做的功为______J,他所做总功的功率是Wo

12.（2022•金昌）频频发生高空抛物坠物致人伤亡事件严重危害人民群众生命财产安

全，原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越（选填“大”或“小”），

当高处的物体坠落时，因重力势能转化为_____能，从而带来安全隐患。

13.（2022•四川遂宁）某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大

小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端

系一重为20N的小球，静止时小球位于力处，弹簧长度变为11cm,再用力厂将小球竖直向

下拉到8处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球

受到的合力大小为N,小球从8处笫一次回到力处过程中，小球的动能（选填

“增大”、“减小”、“先增大后减小”i或“先减f小后增大”）。

sio

l5「

14.（2022•江西省）如图所示，是北京冬奥会钢架雪车比塞场景。运动员在钢架雪车

上，沿冰道从山坡上快速滑降，______转化为动能：在此过程中，运动员相对于是运

动的。

15.（2022•广东广州）如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从V点竖直向

下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为M经台面反弹后上升

过程球的动能―（选填“增大”“不变”“减小”），‘X__________比"高（选

填“可能”“不可能”）。球从4点下降时，台面己升至合适的位置〃并保持静止，球再次

经反弹后，到达的最高点比3高（选填“可能"''不可能”）。

•M

匚二二二二二二位置6水平合面

■।位置。水平台面

三、实验题

16.（2022♦金昌）如图所示，摆线的长度£相同，小球A、B的质量依〈儡，悬线与

竖直方向之间的夹角即。

（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，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任一时刻速度大小与小球的无关；

（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示

位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好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，本实验中通过比较反映小球撞击木块C前

的动能大小，这种研究方法叫（选填“控制变量法”或“转换法”）；

（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小

球的动能大小与______有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）;

（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做______直线运动（选填“减

速”、“匀速”或"“加速”）；

（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧

压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能______（选

填“相等”或“不相等”）,该方案______（选填“正确”或“错误”）。

17.（2022•东营）如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。

（2）小车从粗糙斜面滑下的过程中，它的___________转化为动能，机械能—

（选填“增大”“减小”或“不变”）；

（3）物体的动能可能与运动的速度和质量有关。请你利用以上装置设计实验，探究同

一个小车的动能大小与速度是否有关。

［实验步骤］___________

【分析与论证】___________

四、计算题

18.（2022•济南）在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而

获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为31,

从黑虎泉站出发以3.5m/s的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为5min,牵引力是

6xlO'No取g=10N/kg,通过计算回答：

（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？

（2）游船在护城河中受到的浮力多大？

（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？

（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？

【过关检测】

一、选择题

1.下列情景中，人对物体做功的是（）。

A.被运动员踢出去的足球在草地上滚动的过程中；

B.运动员举着杠铃原地不动；

C.中学生背着书包在水平路面上匀速行走；

I）.物理老师提着实验器材上楼

2.额定功率相同的两辆汽车均正常匀速行驶，在相同时间内两汽车通过的路程之比为

2：1,下列说法中正确的是（）.

A.两汽车所做的功之比为2：1B.两汽车所做的功之比为1：1

C.两汽车所受的牵引力之比为2：1D.两汽车的速度之比为1：2

3.某九年级同学家住5楼，一天，他提着装有10个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里过程

中，下列估算不合理的是（）。

A.他提鸡蛋的力做的功约为60JB.他提鸡蛋的力做功的功率约为10W

C.他爬楼做的功约为6义10aD.他爬楼做功的功率约为1X1012W

4.关于能的概念，下列说法中错误的是（）。

A.一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多；

B.动能、势能及机械能的单位都是焦耳；

C.用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能；

D.甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多

5.如图所示，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，经过A、C两位置时具有相同的（）o

A.速度B.重力势能D.机械能

6.“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示。小车从相糙斜面上某高度由

静止开始释放，撞击静止于水平面上的木块，将木块推巴一段距离。不计空气阻力，下列说

法错误的是（

A.小车动能的大小是通过推动木块移动的距离来反映的;

B.小车释放的高度越高，小车推动木块移动的距离越长；

C.小车在斜面向下运动的过程中，动能增加，势能减小，机械能守恒；

D.若木板的表面光滑且足够长，木块被撞击后最终做匀速直线运动

二、填空题

7.一个50g的鸡蛋从2m高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转

化为能，重力对鸡蛋所做的功为Jo（g=10N/kg）

8.2018年3月11日，第39届世界头脑奥利匹克中国赛区决赛在青岛市实验高级中学

举行。某航空模型社团参赛队,在本次比赛中以承压605公斤的重量荣获结构题初中组冠军。

如图为他们在青岛市的一次打车车费发票。假定出租车在这段时间内的运动为匀速直线运

动，那么其速度大小为______米/秒；若出租车发动机的牵引力为2000N,那么出租车在这

段时间内所做的功为_____焦，功率是______瓦。

TAXI

车

上

10:00