25春人教版初中物理八年級(jí)下冊知識(shí)梳理 第十一章 功和機(jī)械能

第十一章功和機(jī)械能全章思維導(dǎo)圖全章思維導(dǎo)圖知識(shí)清單知識(shí)清單知識(shí)點(diǎn)一：功1.功的定義：一個(gè)力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個(gè)力就對物體做了功。2.功的兩個(gè)必要條件：①有力作用在物體上；②物體在力的方向上通過了距離。3.不做功的三種情況：有力無距離；有距離無力、力和距離垂直。4.功的公式：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：。5.功的單位：國際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J，1J=1N·m。6.功的公式的應(yīng)用：①分清哪個(gè)力對物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對應(yīng)；③功的單位“焦”（?！っ?焦），不是力和力臂的乘積（?！っ?，力臂單位不能寫成“焦”）。知識(shí)點(diǎn)二：功率1.定義：單位時(shí)間里完成的功；或說成：單位時(shí)間內(nèi)力作做的功。2.功率的物理意義：功率是表示力做功快慢的物理量；即單位時(shí)間內(nèi)完成的功。3.公式：。4.單位：在國際單位制中，功率單位是瓦特，符號(hào)是W。常用單位還有千瓦（kW）、馬力。換算關(guān)系：。5.功率公式的解釋：（1）物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積，即。（2）利用該公式時(shí)要注意：拉力F必須是恒力，且物體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)不變；v的單位必須用m/s，這樣算出的功率單位才是W；速度v跟拉力F必須對應(yīng)，即v必須是受到拉力的物體在拉力的方向上移動(dòng)的速度。功（W）功率（P）概念當(dāng)一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力作用下通過一段距離。這個(gè)力對物體做了功功與做功所用時(shí)間之比單位功的單位是力的單位與距離的單位的乘積?！っ?，也叫焦耳。1J=1N·m。功率的單位也是復(fù)合單位，焦/秒，叫做瓦特。1W=1J/S計(jì)算W=Fs其它以下三種情況力對物體不做功：（1）“不勞無功”，物體通過了距離，但沒有力作用在物體上；（2）“不動(dòng)無功”有力作用在物體上，物體靜止不動(dòng)，沒有通過距離；（3）“勞而無功”，有力作用在物體上，物體也通過了距離，但力的方向和通過的距離方向互相垂直，沿力方向上物體沒有通過距離。比較做功快慢的方法有：（1）比較相同時(shí)間內(nèi)做的功，做功多的做功快；（2）比較做相同的功所用時(shí)間，所用時(shí)間少的做功快；（3）比較功和時(shí)間的比值，比值大的做功快。知識(shí)點(diǎn)三：動(dòng)能1.什么是動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。2.影響動(dòng)能的因素物體動(dòng)能的大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運(yùn)動(dòng)的速度大小。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大其動(dòng)能越大，物體的速度越小其動(dòng)能越??；具有相同運(yùn)動(dòng)速度的物體，質(zhì)量越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越小動(dòng)能越小。3.動(dòng)能是“由于運(yùn)動(dòng)”而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量叫動(dòng)能”，不運(yùn)動(dòng)的物體也具有能量，但不具有動(dòng)能。例如在空中飛行的飛機(jī)，不但有動(dòng)能而且還具有其它形式的能量。知識(shí)點(diǎn)四：勢能1.重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。（1）重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，則它的重力勢能越大。（2）重力勢能是“被舉高”這個(gè)原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢能”，被舉高的物體具有重力勢能，同時(shí)也具有其他形式能量。例如在空中飛行的飛機(jī)，不但有重力勢能而且還具有其它形式的能量。2.彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變，而具有的能叫做彈性勢能。撐桿跳高時(shí)彎曲的桿、拉開的弓箭都具有彈性勢能。彈性勢能的大小與彈性形變的程度有關(guān)；形變程度越大，其彈性勢能越大。知識(shí)點(diǎn)五：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。2.動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化（1）在一定的條件下，動(dòng)能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，后又是重力勢轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（2）在一定的條件下，動(dòng)能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運(yùn)動(dòng)員，在起跳的過程中，壓跳板是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運(yùn)動(dòng)員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（3）機(jī)械能守恒：如果一個(gè)過程中，只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和就保持不變，這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒。（4）水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機(jī)械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時(shí)安裝幾十臺(tái)到幾百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)解讀重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)解讀探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.主要實(shí)驗(yàn)器材：質(zhì)量不同的鋼球、木塊、斜面等；2.實(shí)驗(yàn)步驟：探究1：動(dòng)能大小與速度的關(guān)系（1）控制不變的量時(shí)鋼球的質(zhì)量m；（2）改變的量時(shí)鋼球的速度，即改變鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h；（3）觀察的量時(shí)木塊被撞出的距離s。次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動(dòng)木塊的距離s/cm10.11020.11530.120探究2：動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系（1）控制不變的量時(shí)鋼球的速度，即固定鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h；（2）改變的量鋼球的質(zhì)量m；（3）觀察的量時(shí)木塊被撞出的距離s。次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動(dòng)木塊的距離s/cm10.11020.21030.310【分析和論證】探究1中：當(dāng)鋼球質(zhì)量相同時(shí)，鋼球達(dá)到斜面底端速度越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)，說明鋼球的動(dòng)能與速度有關(guān)，速度越大，動(dòng)能越大。探究2中：當(dāng)鋼球達(dá)到斜面底端速度相同時(shí)，鋼球質(zhì)量越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)，說明鋼球的動(dòng)能與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】物體動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)：①質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，它的動(dòng)能越大；②運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能越大。【實(shí)驗(yàn)方法】（1）轉(zhuǎn)換法：通過小球推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)的距離來反映小球動(dòng)能大小，推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)，小球的動(dòng)能越大；（2）控制變量法：①探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系（控制小球速度不變，將質(zhì)量不同的兩小球，從同一高度由靜止釋放，小球質(zhì)量越大，撞擊后木塊運(yùn)動(dòng)的距離越大，小球動(dòng)能越大）。②探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系（控制小球質(zhì)量不變，將質(zhì)量相同的兩小球，從不同高度由靜止釋放，小球速度越大，撞擊木塊后運(yùn)動(dòng)的距離越大，小球動(dòng)能越大）?！窘涣髋c討論】（1）使鋼球獲得動(dòng)能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放（重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能）。（2）將質(zhì)量不同的鋼球放在斜面上同一高度處靜止釋放的目的：控制鋼球達(dá)到斜面底端時(shí)具有相同的初速度（鋼球的速度與質(zhì)量無關(guān)）。（3）將質(zhì)量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球達(dá)到斜面底端時(shí)的初速度。（4）實(shí)驗(yàn)推理：當(dāng)水平面絕對光滑時(shí)，木塊將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（5）水平面絕對光滑時(shí)對實(shí)驗(yàn)的影響：鋼球撞擊木塊后木塊移動(dòng)的距離無法確定，鋼球動(dòng)能的大小無法比較。（6）鋼球在水平面上不能立即停下的原因：鋼球具有慣性。（7）木塊最終停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因）。（8）實(shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)化。①小球從斜面上由靜止下落，下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能；木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。②鋼球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒，機(jī)械能減少量最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（9）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：①木塊