2023人教版物理八年級下第十一章功和機械能教案講義

第十一章功和機械能

一、功

（-）力學中的功

1.功的定義：假如一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，這個力的作用就顯示出

成效，力學里就說這個力做了功。

做功實例:

（甲）物體在繩子（乙）靜止的小車在拉力的（丙）汽車在剎車阻力的作

拉力的作用下上升作用下向前運動用下滑行了一段距離

不做功實例:

（甲）搬而未起（乙）提著小桶在水平路上勻速前進,

提桶的力沒有做功

2.做功的兩個必要因素：（1）1F(2)1S

補充：不做功的三種狀況:

①有力，沒有移動距離,即F翔

勞而無功

S=0

例：a.中圖中搬而未起；b.端一盆水站著不動;c.用力推講臺,講臺沒有動。

②移動了距離，但是沒有力,即F=0

不勞無功

S/0

例：a.我將手中筆丟出，粉筆在空中飛行，飛行過程中我對筆沒有做功。

b.把足球踢出，足球在地面上滾動。F#0

③有力，有距離，但力的方向與運動方向垂直,即S/0垂直無功

FJLS

例：a.乙圖中，人提一桶水沿水平方向前進，提桶的力沒做功。

b.人推木箱前進，箱子的重力和支持力，沒有做功。

［例1］下列狀況中，人有沒有對所帶皮箱做功？

（1）人用力提放在地上的皮箱，但沒有提起。

（2）人再一次把箱子提起。

（3）人用力提著皮箱在原地不動。

（4）人把箱子放在電梯上，一起隨電梯上升。

（5）人提著箱子在水平路面上勻速前進了50m。

（6）人提著箱子上樓。

（-）功的計算

1.概念：物理學中，把叫做功。即：=X

派2.公式：W=FS（此公式都用國際單位）

和功*T焦耳（J）

S:距離——>米（m）

單位：牛?米（N?m）lN-m=lJ物理意義：IN的力使物體在力的方向上移動1m的距離，即做功1J。

3.留意：

（1）力的大小、方向不變時，才可用此公式計算功。

如：現(xiàn)用以總垂直于一勻稱木棒方向的力將它抬起一頭到豎直為止，至少要做多少功？

nF大小、方向在變更，不能用此公式。

（2）F、S必需具有同時性，即S必需是F始終參加下物體在力的方向上移動的距離。

如：一人用500N的力將球踢出20m,球在運動過程中，求人對球做多少功

（3）做功的多少只由W=FS確定，與物體的質量、速度、運動方向，是否有摩擦無關。

【例2】質量為50kg的雪橇上裝載了350kg的貨物，一匹馬拉著它將貨物勻速運到了3000m外的貨場。假

如雪橇行進中受到的摩擦力是800N,求馬運貨時做的功。（g=10N/kg）

【例3】在平地上用50N的水平推力推動重100N的箱子前進了10m,箱子的重力做了多少功？假如把這個

箱子勻速舉高15cm,他做了多少功？

二、功率

（-）比較做功的快慢

比較做功的快慢必需考慮的兩個因素：做功的多少和做功的時間。

（二）功率

1.用比較法建立功率的概念

比較運動的快慢比較做功的快慢

通過相同的路程，比較運動時間完成相同的功，比較所用的時間

比較方法

運動時間相同，比較路程在相同時間內(nèi)，比較做功的多少

物理意義：表示物物理意義：表示物

體運動的快慢體做功的快慢

引入物理概念速度概念：物體通過的功率概念：功與時間之

路程與時間之比比

公式：公式：

2.功率：在物理學中，功與做功所用時間之比叫功率。功率是表示物體做功快慢的物理量。

3.功率的符號是P,功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號W。

【例4】下列關于功率的說法正確的是（)

A.物體做功越多，功率越大B.物體做功時間越短，功率越大

C.物體做功越快，功率越大D.物體做功時間越長，功率越大

［例5］螞蟻用IO^N的力拉著樹葉，10s內(nèi)沿拉力方向前進了10cm,則螞蟻對樹葉做功為J,此

時的功率為Wo

【練習1］下列哪種狀況有力對物體做了功（）

A.小車在光滑水平面做勻速直線運動

B.舉重運動員把杠鈴舉在頭頂不動

C.物體沿斜面滑下

D.小民提著水桶在水平路面上行走

【練習2】如圖所示，直徑為d的圓筒上圍著繩子，某同學用恒力F拉著繩

子的自由端使圓筒在地上滾動，則他使圓筒滾動一周所做的功是（）

A.itdFB.2兀dFC.4兀dFD.0

【練習3］用大小不同的甲、乙兩個力拉同--物體，兩力所做的功W與這兩個力的方向上移動的距離s的

關系圖像如圖7,由圖可知，甲乙兩個力的大小關系是（）

A.F甲＞F乙

B.F甲VF乙

C.F甲二F乙

D.條件不足，無法比較

【練習4］粗糙水平地面上有一個重為100N的物體。用20N的水平拉力使其在10s內(nèi)勻速前進了10m,在

此過程中（）

A.重力做功的功率為100WB.支持力做功的功率為100W

C.拉力做功的功率為200WD.拉力做功的功率為20W

【練習5】立定跳遠項目中，體重為500N的某同學從最高點到落地點的過程中,重心下降的最大距離為0.3m,

用時.5s。則此過程中重力做的功為J,重力的功率為W。

【練習6］汽車質量為1.8X103kg,車輪與地面的總接觸面積為0.09m2,當汽車以90km/h的速度在平直路

面上勻速行駛時，汽車發(fā)動機牽引力為1000N（g取10N/kg）。求：

（1）汽車靜止時對路面的壓強。

（2）汽車以90km/h的速度勻速行駛時，牽引力的功率。

（3）若汽車根據(jù)這種方式行駛，全程250km,牽引力做的功是多少？

三、動能和勢能

（-）能量

1.能的概念：能夠對外做功的物體具有能量，簡稱能。

2.實質：物體做功的過程就是能量轉化過程。

3.能量的單位：焦耳（J）

【例6】關于功和能的說法，下列幾種說法，正確的是（）

A.具有能的物體肯定正在做功

B.物體具有的能量越大，它做的功就越多

C.物體做的功越多，它具有的能量就越大

D.物體能夠做的功越多，它具有的能就越大

（-）動能

1.問題探究

現(xiàn)象分析

風吹著帆船航行，風對帆船做了功風（流淌的空氣）具有能量

子彈能擊穿靶，子彈對靶做了功運動的子彈具有能量

急流的河水把石頭沖走，水對石頭做了功流水具有能量

運動的鋼球打在木塊上，把木塊推走，鋼球對木塊做了功運動的鋼球具有能量

總結發(fā)覺：運動的物體具有能。

2.動能：物體由于運動而具有的能叫做動能。一切運動的物體都具有動能。

結論:

【例7】一列正在減速進站的載有乘客的地鐵，小李同學坐在該車的座位上。在進站過程中，以站臺為參照

物，對該列車和小李同學的敘述正確的是（）

A.小李同學的運動狀態(tài)保持不變

B.小李同學的動能不變

C.列車的運動狀態(tài)保持不變

D,列車的動能減小

（三）勢能

1.重力勢能

現(xiàn)象分析

人們在打木樁時，先把重錘高高舉起，重錘落下就

被舉高的重錘能對木樁做功，說明舉高的重錘具有能量

能把木樁打入地里

在高空中的鉛球落到地上，能在地上打出一個小坑高處的鉛球能夠做功，高處的鉛球具有能量

歸納總結：一切被舉高的物體都具有能量

物體由于高度所確定的能叫做重力勢能。

重力勢能的大小與哪些因素有關？

總結：

2.彈性勢能：

概念：

彈性勢能的大小與哪些因素有關？

總結：

重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為勢能。

【例8】如圖所示是玩彈弓的情景。閱歷表明，橡皮筋拉得越長，同樣的“子彈”射得越遠，這說明橡皮筋

的彈性勢能與有關；若橡皮筋被拉的長度相同，則質量大的“子彈”射出的距離較小，緣由是質

量大的“子彈”射出時的小。

四、機械能及其轉化

(-)機械能及其轉化

1.機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。

一個物體只要具有動能或者勢能，此時都可以說物體具有機械能。

2.動能和重力勢能的轉化：////////

運動方向高度重力勢能速度動能能的轉化

a至ljc降低減小變大增大重力勢能轉化為動能

c至ljb

b到c

c至!Ja

3.

a

木球剛剛接觸津簧片木球進一步把彈簧片壓彎彈簧片恢復原狀把木球彈回

甲乙丙

【例9】跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員（）

最高點

、以

助跑起跳盛掇掇物燃流罌諼蒸

落到沙地

A.助跑階段機械能不變B.起跳時機械能為零

C.經(jīng)過最高點時動能最大D.經(jīng)過最高點時重力勢能最大

(-)機械能的守恒

1.機械能守恒：在只有動能和勢能轉化的過程中，機械能的總量保持不變?？紤]到摩擦力等阻力時機械能

總量會減小。

動能、勢能和機械能的單位與功的單位相同，也是焦耳，比如可以書寫為：E動=200J,E^OOJo

2.推斷機械能是否變更的方法:

（1）無外力狀況下的機械能轉化

（2）存在外力狀況下的機械能變更

【例10］如圖所示，小球沿軌道由靜止從A處運動到D處的過程中,

忽視空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能相互轉化。則（）

A.小球在A處的動能等于在D處的動能

B.小球在A處的動能大于在D處的動能

C.小球在B處的機械能小于在C處的機械能

D.小球在B處的機械能等于在C處的機械能

3.人造地球衛(wèi)星的機械能轉化

近地點:

遠地點:

遠地點

人造地球衛(wèi)星圍繞地球沿橢圓軌道運行的過程中，動能與重力勢能相互轉化，衛(wèi)星的機械能守恒。

【例11］如圖所示，人造地球衛(wèi)星在大氣層外環(huán)繞地球運行的過程中，它的近地點的動能（選填

“大于”“小于”或“等于,,）它在遠地點的動能；它從近地點向遠地點運行的過程中，機械能的變更狀況

是。

（三）風能和水能的利用—將機械能轉化為電能

【例12］唐詩中有“黃河遠上白云間”和“不盡長江滾滾來”的詩句，表明我國水資源豐富，較大河流有

1500多條，水能隱藏量達6.8億千瓦，可開發(fā)的就有3.8億千瓦，居世界第一位。水能的利用在我國得到了

很好的發(fā)展。三峽水電站是我國利用水能的最大的工程項目。下面是利用水能來發(fā)電的水電站，請簡要回

（2）建設水電站選址時，從能量利用角度來看，你將選擇圖甲所示A址還是圖乙所示B址？說明理由。

（3）為什么水壩的橫截面做成上小下大的梯形？

（4）唐詩句中含有什么物理學問？

單元總結思維導圖

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