第十章 功与机械能 知识复习与归纳（课件）(共37张PPT) 2024-2025学年沪科版八年级物理全一册

(共37张PPT)
第十章 功与机械能
本章知识复习与归纳
沪科·八年级物理下册
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
力的作用
显出成效
单位：
1 J=1 N·m
典型不做功的三种情况
做功的快慢
功率
单位：
1 W=1 J/s
P=Fv
能量
物体能够对外做功
1．功
知识结构
转 化
机械能
守 恒
2．机械能
动 能
势能
质 量
速 度
弹性势能
重力势能
高 度
质 量
弹性形变程度
知识点一 机械功
概念理解
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：
“劳而无功” “不劳无功” “垂直无功”
F___0 s___0 F___0 s___0 F___0
s___0
≠
=
=
≠
≠
≠
力的方向与移动方向垂直
F
F
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
知识点二 功率
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
知识点三 动能和势能
产生原因 影响因素 相同特点
动能
势能 重力势能 弹性势能 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
实验：探究物体的动能跟哪些因素有关
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
知识点四 机械能及其转化
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。
练习
例4 下列现象中，由动能转化为重力势能的是（ ）
A. 汽车匀速上坡
B. 脚踩滑板从高处滑下
C. 滚摆自下而上运动
D. 火箭加速升空
C
研究对象 速度 动能 高度 重力势能 能的转化
汽 车 不变 不变 变大 变大 有外力做功
人 变大 变大 变小 变小 重力势能转化为动能
滚 摆 变小 变小 变大 变大 动能转化为重力势能
火 箭 变大 变大 变大 变大 有外力做功
例5 如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。为了提高能量利用率，某机构设计了新型的车站，如图是该轻轨车站的设计方案示意图。该车站站台与前后连接的轨道都有个小坡度，请你说明这种设计节能的理由。
进站时将动能转化为重力势能“储存”起来；
出站时将重力势能转化为动能“释放”出来，达到节约能源的目的。
本章练习
科学认知与辨析
1. 下列四种情境中，小明是否对物体做功？请判断并说明理由。
（1）小明拉着一辆小车水平向前运动；
（2）小明提着水桶在水平路面上匀速前进；
是，因为小明对小车施加了拉力，小车在拉力的方向上通过了距离。
否，因为小明虽然对水桶施加了竖直向上的拉力，但是水桶在竖直方向上没有通过距离。
1. 下列四种情境中，小明是否对物体做功？请判断并说明理由。
（3）小明用力推车，车却没有被推动；
（4）小明用力踢出足球。
否，因为小明虽然对车施加了推力，但是车静止，没有通过距离。
是，因为小明踢足球，对足球施加了力，足球在这个力的方向上移动了一小段距离。
2. 小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s，乘坐电梯从1楼到21楼用时30s，可能符合实际的选项是（ ）。
电梯对小杰做功约3.6×103J
电梯对小杰做功的功率约1200W
小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功
小杰在水平路面行走时，重力做功的功率约600W
B
3. 老人和小孩爬同一楼梯，若需要比较爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小，需要测量的物理量是（ ）。
各自爬楼的高度
老人质量、小孩质量
老人质量、小孩质量，各自爬楼所需时间
老人质量、小孩质量，各自爬楼高度和所需时间
C
4. 撑竿跳是使用撑竿做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目。体重80kg的运动员，在一次撑竿跳训练中的成绩是5m，他下落过程用时1s，则重力做的功为_______J，功率为_______W。
3920
3920
5. 蹦极是一种运动游戏。图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点，当游戏者离开跳台向 A 点运动的过程中（忽略空气阻力）其重力势能逐渐转化为_______能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的_______能逐渐增加。
动
弹性势
6. 我国无人机技术世界领先，应用广泛。如图所示，送快递的无人机匀速下降时，它的动能_______，机械能_______。
不变
减小
7. 图中是高速公路的避险车道，当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可进入路面粗糙的上升的斜坡(避险车道)，快速降低车速直至停止。在车辆冲入避险车道直至停止的过程中，请分析说明车辆的动能、重力势能、机械能会如何变化。
当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，冲入避险车道，车辆速度变小、高度变大，动能减小、重力势能增大，将部分动能转化为重力势能；因为避险车道路面粗糙，车辆消耗了部分机械能来克服摩擦力做功，所以机械能减小。
8. 起重机在 2min 内把重为 30 000N的物体提升25m，再用2min 使物体在水平方向平移 30 m，则：
（1）起重机吊物体做的功是多少？
（2）起重机4min 内对物体做功的功率是多少？
解：（1）起重机吊物体所做的功
W = Gh = 30 000 N×25 m = 7.5×105 J
（2）起重机使物体在水平方向平移的过程中,对物体不做功，因此起重机 4 min 内对物体做功的功率
9. 请你动手做一做，用绳子将一把铁锁悬挂起来。把铁锁拉近你的鼻子，头保持不动，当手放开铁锁后，铁锁会摆出去。铁锁向前摆去又摆回来，摆回时会碰到你的鼻子吗？请你分析其中的原因。在摆动过程中，铁锁的机械能是如何转化的？
（请在教师指导下操作，注意安全）
不会。理由：铁锁摆动时，不断与空气摩擦，会有一部分机械能转化成其他形式的能量，图中铁锁再次摆回到最左端时，机械能比开始时小，而动能与开始时相同(都为0) ，所以重力势能比开始时小，即铁锁的高度比开始时小，铁锁不会碰到鼻子。铁锁从最高点摆动到最低点的过程中，重力势能转化为动能，机械能转化为其他形式的能量；从最低点摆动到最高点的过程中，动能转化为重力势能，机械能转化为其他形式的能量。
综合
10.* 小李利用斜面搬运水下重物。如图所示，重物沉在水中的斜面上，此时重物受到的浮力为150N。在沿斜面向上的拉力作用下，重物以0.2m/s的速度沿斜面移动了0.4m后仍浸没在水中，这段时间重物在竖直方向升高了 0.2 m。求：
（1）重物沿斜面移动 0.4m所需的时间；
（2）这段时间浮力做的功。
（2）浮力的方向竖直向上，重物在此方向上移动的距离s'=0.2m，
这段时间浮力做的功W = Fs'= 150 N×0.2 m = 30 J
解：（1）重物沿斜面移动 0.4 m 所需的时间
通过本节课的复习，你有什么收获？
课堂小结