第十章 功与机械能【章末复习】（课件）--沪科版（新教材）八年级物理全一册(53页PPT)

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沪科版物理8年级全一册培优备课课件（精做课件）章末复习第十章功与机械能授课教师：Home .班级：.时间：.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
知识点一 机械功
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
考点1 功、功率的理解与应用
1. [长沙二模]小明看到正在工作的两台挖掘机，展开了自己的思考。下列说法正确的是(　　)
A. 挖掘机挖起土后在水平路面上匀速行驶的距离越远，对土做的功越多
B. 大功率挖掘机一定比小功率挖掘机做功多
C. 大功率挖掘机一定比小功率挖掘机所用时间少
D. 大功率挖掘机比小功率挖掘机做功快
D
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2. 如图甲所示，水平面上有三段粗糙程度不同的区域，物块(体积忽略不计)在F＝5 N的水平拉力作用下从A区的最左端由静止开始运动，在刚进入C区时撤去拉力，物块最终停在C区的最右端。图乙为物块在对应区域运动的v－t图像，下列说法正确的是(　　)
①物块在B区运动的距离为6 m
②物块在A区所受的摩擦力等于5 N
③拉力在B区做功的功率为15 W
④在C区，拉力做功的大小等于摩擦力做的功
A. 只有①②正确 B. 只有①③正确
C. 只有③④正确 D. 只有①③④正确
【答案】B
【点拨】由图乙可知，物块2～4 s内是在区域B上做匀速直线运动，速度是3 m/s，物块在2～4 s内通过的路程s＝vt＝3 m/s×2 s＝6 m，故①正确。物块在A、B区运动时，在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力的作用，2～4 s内在B区做匀速直线运动，则拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相同，摩擦力大小是5 N；0～2 s内物块在A区做加速运动，此时的拉力要大于摩擦力，摩擦力小于5 N，故②错误。
拉力在B区做功的功率P＝Fv＝5 N×3 m/s＝15 W，故③正确。由图乙可知，物块在C区做减速运动，摩擦力做功不为零，又因为在刚进入C区时撤去拉力，所以不存在拉力做功，故④错误。
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3. [常州月考]如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC＞BC，∠CAB＝30°。在相等时间内把重为80 N的同一物体从斜面的底端分别沿AC、BC匀速推至C点，若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1________F2，P1________P2。(均填“＞”“＜”或“＝”)
＜
＝
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4. 世界杯历史上第一座可完全拆解、可再利用的体育场“974球场”，由974个“中国造”的集装箱拼装而成，如图所示的是运载集装箱时的简化图(忽略空气阻力，g取10 N/kg)。将质量为30 t的集装箱匀速水平向右移动经过B点，到达C点后用时10 s匀速下降到D点，求集装箱：
(1)从A到D的过程中，重力做的功。
【解】集装箱受到的重力G＝mg＝30×103 kg×10 N/kg＝3×105 N，
从A到C的过程中，集装箱沿着水平方向移动，没有在重力方向上移动距离，因此从A到C的过程中，重力不做功，从C到D的过程中，集装箱沿着重力方向下降的高度h＝6 m，则从C到D的过程中，重力做的功W＝Gh＝3×105 N×6 m＝1. 8×106 J, 因此从A到D的过程中,重力做的功为1. 8×106 J。
(2)从C到D的过程中，重力做功的功率。
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5. 2025年多哈世乒赛我国运动员以11比7的成绩赢下决胜局成为女单冠军。发球时运动员将乒乓球向上抛起，关于“上升的乒乓球”说法正确的是(　　)
A. 动能变大，重力势能变大
B. 动能变小，重力势能变小
C. 动能变小，重力势能变大
D. 动能变大，重力势能变小
考点2 动能、势能及其影响因素
C
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6. 蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动，最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。根据图像可知，下列描述正确的是(　　)
①弹性细绳原长为1. 2 m　②小球下落1. 6 m后，动能开始变小，直到最低点动能为0　③小球最终停在2. 4 m的位置　④小球第一次从O点下落至最低点时，重力做功7. 2 J
A. ①③　　B. ②③　　C. ①④　　D. ①②
【答案】C
【点拨】如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动，最终会停在O点下方的某个位置。则由图丙可知，当拉力为零时弹性细绳的长度为1. 2 m，即弹性细绳原长为1. 2 m，故①正确；分析图像可知，小球下落1. 2 m后，弹性细绳开始被拉长，下落高度在1. 2～1. 5 m之间时重力大于弹力做加速运动，动能逐渐增大，
下落高度大于1. 5 m之后动能开始变小，直到最低点动能为0，故②错误；由图乙可知速度最大时，下落高度为1. 5 m，小球最终停止时，处于平衡状态，受平衡力的作用，即拉力等于重力，所以小球最终停在h＝1. 5 m的位置，故③错误；由图丙可得，弹性细绳受到的拉力与它的形变量之比
当下落高度为1. 5 m时，速度最大，拉力等于重力，此时拉力F＝kΔx＝10 N/m×(1. 5 m－1. 2 m)＝3 N＝G球，所以小球第一次从O点下落至最低点时，重力做功W＝G球h＝3 N×2. 4 m＝7. 2 J，故④正确。综上可知，只有①④正确。
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7. [无锡月考]将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，松开手，会发现圆珠笔将竖直向上跳起。下列是圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中有关能量转化的分析，正确的是(　　)
A. 弹性势能→动能→内能
B. 弹性势能→动能→重力势能
C. 动能→重力势能→弹性势能
D. 内能→动能→重力势能
考点3 机械能转化及其应用
B
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8. 科学家对银河系中心附近的S2恒星进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。
忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是(　　)
A. 黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点
B. S2恒星在运动过程中所受合力为零
C. S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能
D. S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能
D
【点拨】银河系中心可能存在着超大质量的黑洞，根据图中每年移动的距离知，S2恒星在1995年时期通过的距离小，速度小，因而动能小，由于太空没有空气阻力，机械能守恒，故1995年时期重力势能大，距离黑洞远，所以黑洞可能位于椭圆轨道内部的Q点，故A错误；
若S2恒星在运动过程中所受合力为零，根据牛顿第一定律可知，S2恒星将做匀速直线运动，而S2恒星的运动轨迹是一个椭圆，故B错误；S2恒星沿椭圆轨道绕黑洞运行的过程中机械能守恒，它靠近黑洞的过程中，质量不变而高度降低，它的重力势能减小，由机械能守恒定律可知，它的动能增加，故C错误，D正确。
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9. 如图所示的“魔罐”做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的____________，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会________(填“增大”“不变”或“减小”)。实际实验中金属罐________(填“能”或“不能”)回到斜面上的原释放点。
弹性势能
增大
不能
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10. 如图所示，质量为20 g的金属小球从高30 cm、长50 cm的斜面顶端A处自由下滑。经过长为30 cm的B、C两处，滑上另一个斜面顶端D处，恰好停下。如果小球从A到B的过程用了2 s的时间，则重力做功为________J，重力做功的功率为________W。
0. 06
0. 03
在小球从A运动到D的过程中，小球克服摩擦力做功消耗的机械能为________J。(空气阻力和转弯处能量损耗忽略不计，g取10 N/kg)
0. 04
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1. [苏州期中]为探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲、乙所示的实验方案。
实验1 探究影响动能大小的因素
(1)图甲探究的是动能与________的关系，实验中通过______________________来比较小球动能的大小。
速度
木块被推动的距离
(2)在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是________(填字母)。
A. 适当降低小球的高度 B. 换用一个较重的木块
A
(3)实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案：
①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理？________(填“合理”或“不合理”)。
合理
②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。
小华指出此装置不适合用体积不同的小球做实验，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
同体积小球撞击时，使得塑料软片的形变不同，动能转化为每个塑料软片的弹性势能不同，不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小
③小刚设计了图丁所示的装置进行实验。
A. 若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与________(填 “质量”“速度”或“质量和速度”)的关系。
速度
B. 若用A、B两个质量不同的小球(mA＞mB)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后移动的距离sA________(填“＞”“＜”或“＝”)sB。
＝
(4)小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是________(填“可行”或“不可行”)的。
可行
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2. 小明同学在探究重力势能的大小与哪些因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。
实验2 探究影响重力势能大小的因素
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图甲所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿陷入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。
序号 铁块质量/g 铁块距桌 面高度/cm 桌腿陷入沙
子的深度/cm
① 20 20 1. 9
② 20 30 2. 9
③ 20 40 3. 8
④ 30 20 2. 9
⑤ 40 20 3. 9
(1)实验探究的是________(填“铁块”或“小桌”)的重力势能，实验中通过比较______________________来判断物体重力势能的大小，这种研究方法叫做________法。
(2)为了验证猜想一，需选择表中___________(填实验序号)三组数据进行分析。
(3)分析表中①②③三组实验数据，可得出结论：质量相同的物体，所处高度越高，___________________。
铁块
桌腿陷入沙子的深度
转换
①④⑤
重力势能越大
(4)完成以上实验探究后，小明同学又进行了两次实验来探究动能大小与质量的关系，如图乙、丙所示，让质量不同的小球从同一高度由静止开始释放，撞击木板上放置的木块(木板固定在水平面上)，并通过木块移动的距离来反映小球动能的大小。
该实验中小球的动能是由__________能转化而来的，实验中错误的操作是____________________________________。
重力势
两次实验中未保持木块初始位置相同
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物理与天工开物
　　　《天工开物》中记载了水碓、筒车等机械装置中动能与势能的转化实例，从生产实践层面展现了古代人们对机械能与功的应用智慧。
1. 《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦。经验表明，弦拉得越长，弓拉得越弯，弓具有的______________(填“动能”或“弹性势能”)就越大。忽略空气阻力，箭在空中飞行时，____________(填“动能”“势能”或“机械能”)保持不变。
弹性势能
机械能
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2. 如图所示是《天工开物》中古代炼铁工艺的示意图，匠人在打铁成型时，会将手中的重锤高高举起，然后重重落下，这一过程中，重锤的重力势能转化为________，使得铁器在受到重锤打击时能够发生形变，达到成型的目的。同时，这种反复的打击也能够增加铁器的密度和硬度，提高其使用性能。重锤在A、B两点时的重力势能
___________(填“A点更大”“B点更大”
或“一样大”)。
动能
A点更大
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3. 《天工开物》中记载了一种农用机械，名为“筒车”，如图甲所示。筒车利用水流冲击水轮，使其旋转。在轮轴上安装的竹筒随着轮轴一起转动，当筒口转到低处时便舀满水，随着轮轴上升，筒口到达高处时倒出水来，以此循环往复，以满足农田
灌溉的需求。
(1)筒车的工作原理是把流水的________能转化为__________能。
动
重力势
(2)如图乙所示，若接水槽比取水处高5 m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5 kg，该筒车旋转一周对水所做的功为________J。
3 000
若筒车旋转一周需要60 s，则筒车对水做功的功率为________W(接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10 N/kg)。若要提高其做功的功率，则筒车应安装在水流较________ (填“急”或“缓”)的地方。
50
急
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