【衡水初中】人教版八年级物理下册导学 《功和机械能》全章复习与巩固(提高)知识讲解-推荐

功和机械能全章复习与巩固（提高）【学习目标】1.做功的两个必要因素，功的计算；2.知道功率的概念、计算公式和单位，能说明有关问题并进行计算；3.理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能；4.知道动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关；知道弹性势能的大小与弹性形变有关；5.能解释一些动能和势能相互转化的简单现象；6.能解释有关动能和势能相互转化的例子。

【知识网络】【要点梳理】要点一、功1.做功的两个必要因素：(1)作用在物体上的力；(2)物体在力的方向上通过的距离。

2.不做功的三种情况（1）物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离。

此情况叫“劳而无功”。

（2）物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)。

此情况叫“不劳无功”。

（3）物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)。

此情况叫“垂直无功”。

3.功的计算：（1）公式：一般式W＝Fs ；常用式W＝Gh(克服重力做功)或W＝f阻s(克服摩擦阻力做功)。

（2）单位：焦耳(J)4.注意事项：（1）F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从山脚顺着“之”字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高)。

（2）做功的多少,由W＝Fs决定,而与物体的运动形式无关。

要点诠释：1.判断物体做功的依据:做功的两个必要因素，重点抓住力作用在物体上是否有“成效”。

2.在分析做功情况时还应注意以下几点：（1）当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功。

（2）一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功。

因此,讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。

（3）什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。

比如:物体在竖直向上运动h的过程中,物体克服重力做功,功的大小为W＝Gh；再如：物体在水平方向上向前运动s,物体克服摩擦力做功,功的大小为W＝fs。

要点二、功率1.物理意义：表示物体做功的快慢。

2.定义：物体在单位时间内所做的功。

3.计算式：，P 表示功率，W 表示功，t 表示时间，使用公式计算功率时，必须注意W 和t 的对应关系。

W 为在t时间内所做的功，而t为做W 这么多的功所用的时间。

4.推导式：，式中F为做功的力而v为速度。

5.单位：瓦(W)要点诠释：1.注意区别功与功率。

功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样。

只有在做功时间相同时,做功多的就做功快。

否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大。

也就是说:功率与功和时间两个因素有关。

2.由P＝W/t变形为P＝Fv可知:功率一定时,力F与速度v成反比。

要点三、动能和势能1.能量（能）:物体能够对外做功，我们就说它具有能量。

简称能。

可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

不同的物体做功的本领也不同。

一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

2.动能：定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。

3.探究物体的动能跟哪些因素有关：（1）让同一个钢球A，分别从不同的高度由静止开始滚下。

实验表明，钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时越快，木块B被撞得越远。

所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。

（2）改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。

实验表明，速度相同时，质量越大的钢球将木块B撞得越远。

所以钢球的速度相同时，质量越大，动能越大。

（3）结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。

4.势能：（1）重力势能：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。

例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。

（2）影响重力势能的因素：质量、高度（3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。

（4）影响弹性势能的因素：弹性形变要点诠释：1.能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量，因此，能的单位和功的单位相同，都是焦。

2.一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。

也不一定要做功。

要点四、机械能的转化和守恒1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

2.机械能的转化：动能和势能可以相互转化。

（1）滚摆上下运动的过程中动能和势能的转化：滚摆由上向下运动时，高度降低，速度加快，重力势能转化为动能；向上运动时，高度升高，速度减慢，动能转化为重力势能。

（2）蹦床上的运动员从高处下落、接触蹦床、弹起的过程中，动能和势能的转化：运动员在下落过程中，是重力势能转化为动能；当运动员接触蹦床后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能，运动员被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能；运动员上升的过程中，动能转化成机械能。

动能和势能可以相互转化。

3.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。

4.水能和风能的利用：自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。

利用水能、风能发电。

要点诠释：1.动能和势能统称为机械能的理解：（1）有动能的物体具有机械能；（2）有势能的物体具有机械能；（3）同时具有动能和势能的物体具有机械能。

2.机械能转化和守恒可以分两个层次理解：（1）机械能可以相互转化。

（2）机械能在转化后总量守恒。

【典型例题】类型一、判断力对物体是否做功1.在如图所示的四种情境中，人对物体做功的是（）A.背着书包静止B.费劲力气也没能将杠铃举起C.将地面上的砖块往上叠放D.沿着水平方向搬运花盆【思路点拨】判定力是否对物体做功，就看其是否同时满足做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。

【答案】C【解析】人背书包静止，只有力，但没有距离；故人未做功；故A错误；费力气没有将杠铃举起，只有力没有距离，故人未做功；故B错误；将地面上的砖块往上叠放的过程中，力的方向向上，通过的距离方向也向上；故人对砖做功，故C正确；沿着水平方向搬运花盆，力的方向向上，但通过的距离的方向是水平方向；力和距离的方向不一致；故人未对花盆做功；故D错误。

【总结升华】（1）此题考查了力是否做功的判定。

（2）力做功必须同时具备做功的两个必要因素。

（3）不做功的情况一般有以下三种：①有力无距离，如D选择项以及搬而未动，举而未起；②有距离无力，物体由于惯性而运动；③有力也有距离，但距离的方向与力的方向垂直，如人提着水桶在水平地面上运动。

举一反三：【变式】在图所示的四个事例中，关于力做功的叙述正确的是（）A.人没有推动汽车，人的推力对汽车做功了B.马拉车前进，马的拉力对车做功了C.足球在水平面上滚动，重力对足球做功了D.起重机吊着重物静止，钢绳的拉力对重物做功了【答案】B类型二、功及功率的计算2.（2012抚顺）如图为某型号两栖步兵战车，它匀速直线行驶10s通过路程100m，战车功率为1.1×106W，在这一过程中，战车行驶的速度为m/s。

做功J，牵引力为N。

【思路点拨】（1）知道战车通过的路程和时间，根据公式svt=求出战车的速度；（2）知道战车的功率和时间，根据公式WPt=求出战车做的功；（3）知道战车的功率和速度，根据公式W FsP Fvt t===求出战车的牵引力。

【答案】10；1.1×107；1.1×105【解析】（1）战车行驶的速度：10010/10s mv m st s===；（2）由公式：WPt=，可得战车做的功：671.110W 1.110W Pt J==⨯=⨯；（3）由公式：W FsP Fvt t===，可得战车的牵引力：651.1101.11010/P WF Nv m s⨯===⨯。

【总结升华】此题主要考查的是学生对战车的速度、做功和牵引力的计算的理解和掌握，W FsP Fvt t===这个公式在功率计算中很常用，一定注意计算过程中都采用国际单位。

举一反三：【变式】一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后，在空中停留了3s，又在5s内沿水平方向将货物移送了10m，则10s内吊车的功率为（）A.300WB.2000WC.3000WD.1500W【答案】A3.为了增强免疫力抵御H1N1甲型流感，星期天小明和爸爸一起去登山．小明用了20min 登上山顶，爸爸用了25min 登上山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是（ ）A.5:6B.6:5C.15:8D.2:3 【答案】A【解析】小明登上山顶做的功：111W G h m gh ==， 爸爸登上山顶做的功：222W G h m gh ==，小明的登山功率：111m ghP t =， 爸爸的登山功率：222m ghP t =，又因为：211.5m m =所以，11222156P m t P m t ==。

【总结升华】先根据公式W=Gh 写出两人登上山顶做的功的表达式，再根据WP t=写出两人的功率表达式，最后两功率之比即可。

举一反三：【变式】在中招体育测试中，李强的跳绳成绩是1min 跳180次。

他的质量为50kg ，每次跳起的高度约为6cm ，他跳绳时克服重力做功的平均功率约为 W 。

（g 取10N/kg ） 【答案】90类型三、动能与势能4.（2012 苏州）下列现象中，由动能转化为重力势能的是（ ）【答案】C【解析】动车匀速上坡，所处高度增大，速度不变，重力势能增大，动能不变，不符合题意；火箭加速上升，速度增大，所处高度增大，其动能和重力势能都增大，不符合题意；滚摆上升时，速度越来越小，所处高度增大，动能转化为重力势能，符合题意；小孩滑下，所处高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，不符合题意。

【总结升华】本题考查了动能与重力势能的转化，动能与质量和速度有关，重力势能与高度和质量有关。

举一反三：【变式】许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”活动（按一定距离拌列的骨牌，碰倒第一块骨牌后，其它所有骨牌会依次倒下），其中的物理原理是：骨牌倒下时， 转化为 ，这部分能量就转移给下一张骨牌，下一张骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越快。

（选填“动能”、“重力势能”）。

【答案】重力势能；动能类型三、机械能守恒5.（2012 黔东南州）如图所示，小球从左端最高点A摆至最低点B的过程中，能转化为能。

在转化的过程中，不计空气阻力，小球的机械能总量（选填“增大”“减小”或“不变”）。