人教版2025年八年级物理下学期期末总复习(知识梳理)专题02功和机械能、简单机械(考点清单)(学生版+解析)

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01考点清单
►考点01 功
►考点02 功率
►考点03 动能和势能
►考点04 机械能及其转化
►考点05 杠杆
►考点06 滑轮
►考点07 机械效率
02实验突破
►实验01 研究物体的动能跟哪些因素有关
►实验02 探究杠杆的平衡条件
►实验03 测量滑轮组的机械效率
03典例分析
04巩固训练
一、功
1、力学中的功
（1）功的概念：如果一个 作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段 ，就说这个力对物体做了功。
（2）力学中，功等于 与物体沿力的方向移动 的乘积。
（3）表达式： ，F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功。
（4）单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫作 ，简称 ，符号是 。1J= N·m。
（5）变形式： ， 。
（6）做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的 ；另一个是物体在力的方向上移动的 。
（7）三种不做功的情况
2、功的计算
（1）对的理解
①F与S的方向必须在同一直线上；
②力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
③力与物体移动的距离必须对应于同一段时间，即公式中的F始终作用在物体上；
④当有几个力同时作用在同一物体上时，要根据题意明确哪几个力做功和对谁做功；
⑤做功多少与物体的运动形式无关，不管物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只由W＝FS决定。
二、功率
1、功率
（1）比较物体做功的快慢
时间相同，比较 的多少，做功多的做功快；做功多少相同，比较所用 ，用时少的做功快。
（2）物理意义：在物理学中，用功率表示做功的 。
（3）定义： 与做功所用 之比叫做功率。
（4）表达式： ，W表示力，t表示做功所用时间，P表示功率。
（5）单位及换算：由功的单位和时间的单位组合而成的。功的单位是J，时间的单位s,则功率的单位为J/s，它有个专门的名称叫做 ，简称 ，符号 ，1W= J/s。常用单位有kW，1kW= 。
（6）变形式： ， 。
2、功率的计算
当物体在力F的作用下，沿力F的方向以速度v做匀速直线运动，由及，可得 。应用公式 计算时，速度的单位必须是m/s，这样得出的功率单位才是W。
三、动能和势能
1、能量
（1）物体能够对外 ，我们就说这个物体具有能量，简称能。
（2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是 。
（3）一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。
2、动能
（1）物体由于 而具有的能叫做动能。一切 的物体都具有动能。
（2）物体动能的大小跟 和 有关。质量相同的物体， 越大，它的动能越大。运动速度相同的物体， 越大，它的动能也越大。
3、重力势能
（1）物体由于位置较高而具有的能量叫做重力势能。
（2）重力势能大小与 和 有关。在质量一定时， 越高，重力势能越大；在高度一定时， 越大，重力势能越大。
4、弹性势能
（1）物体由于 而具有的能量。一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。
（2）弹性势能的大小与物体的弹性以及 有关；同一物体， 越大，弹性势能越大。
四、机械能及其转化
1、机械能
（1）机械能： 能、 势能和 势能统称为机械能.
（2）一个物体具有的机械能是动能和势能之 。
（3）动能和势能的相互转化。
2、机械能守恒
（1）如果只有动能和势能的转化，即机械能未与其他形式的能量发生相互转化时，机械能的总量保持不变。在理想情况下(忽略对外所做的功)，可以认为在动能和势能相互转化过程中，机械能的总量 。
（2）动能和只能的转化：
3、风能和水能的利用
（1）水能的利用：水的机械能→叶轮机的机械能→电能。
（2）风能的利用：空气的机械能→风车的机械能→电能。
（3）抽水蓄能电站：抽水蓄能电站建有上、下两座水库，两座水库互通，水流双向运行。抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库，进行发电。
五、杠杆
1、杠杆
（1）定义：一根硬棒，在 的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。
“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。
（2）杠杆五要素
2、对杠杆的理解
（1）对动力和阻力的理解：①都是杠杆受到的力，作用点一定在杠杆上；②使杠杆转动的方向相反，但两个力的方向不一定相反。
（2）对力臂的理解：①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离；②力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上；③若力的作用线通过支点，则力臂为0。
3、画力臂的方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签
（1） 找支点O；
（2）画动力和阻力的作用线（虚线）；
（3）画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；
（4）做标注（用字母注明动力臂或阻力臂）。
4、杠杆的平衡条件
（1）当杠杆处于 或 状态时，我们就说杠杆平衡了。
（2）动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示： 。这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
5、生活中的杠杆
六、滑轮
1、定滑轮和动滑轮
（1）定滑轮和动滑轮
（2）几种常见情况中的等量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦）
2、滑轮组
（1）滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向
（2）确定承担物重绳子段数n的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。
（3）拉力的大小与吊起动滑轮的绳子段数有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即:
不计动滑轮重、绳重和摩擦：
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：
（4）滑轮组的绕绳方法：①动滑轮和定滑轮个数相同时，滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。
②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。
3、斜面
（1）斜面：斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面，也是一种简单机械。
（2）特点：如图所示，设斜面长度为l，高为h，重物重力为G，在理想情况下，不考虑斜面摩擦，即斜面是光滑的，则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一)，因，故。即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。
4、轮轴
（1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。
（2）轮轴的实质：轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆.
（3）轮轴的原理：根据杠杆的平衡条件得：
因为：所以：
当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。
七、机械效率
1、有用功和额外功
（1）为了实现做功的目的，不用任何机械而必须做的功，用W有表示；
（2）使用机械时，不是我们需要的但又不得不做的功，用W额表示；
（3）有用功与额外功之和是总共所做的功，用W总表示。。
2、机械效率
（1）概念：物理学中,将 跟 的比值叫做机械效率。(比值定义法)
（2）公式： 。
（3）特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，机械效率总 1。机械效率通常用百分数表示。
（4）提高滑轮组机械效率的方法：①减小机械自重；②减小机械间摩擦；③增加物重。
3、常见简单机械的机械效率
1、研究物体的动能跟哪些因素有关
【提出问题】物体的动能与哪些因素有关？
【实验器材】刻度尺、带斜面的木板、质量不同的小球、木块
【进行实验收集证据】
（1）当探究动能大小与速度的关系时，控制质量一定，改变速度大小。将同一个小球，从不同高度由静止自由释放，到达水平面时速度不同，动能不同。
（2）探究动能大小与质量的关系时，控制速度大小一定，改变质量。将质量不同的钢球从光滑斜面的同一高度由静止自由释放，下滑到水平面时速度相同。
【实验结论】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。
【交流与反思】
（1）转换法：用木块被推移的距离反映小球的动能大小
（2）控制变量法：①探究动能大小与速度的关系时，控制小球的质量不变，只改变小球进入水平面的速度(改变由静止释放的高度)；②探究动能大小与质量的关系时，控制小球的速度不变(从同一高度由静止释放)，只改变小球的质量
（3）木块最终停下的原因：受到木板摩擦力的作用
（4）能量转化：小球从斜面滚下时,重力势能主要转化为动能;小球随木块在水平面上运动至静止时，动能转化为内能
（5）改进：实验装置可以改为小球由高处摆下撞击物块，如下图
（6）科学推理：若水平木板绝对光滑,则物块将一直做匀速直线运动
2、探究杠杆的平衡条件
【实验装置和实验图】弹簧测力计、杠杆、钩码
【实验过程】
①调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
②在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？不能）
③把支点左边的钩码重当作动力，支点右边的钩码重当作阻力，读出动力臂和阻力臂，将各数值填入表格中。
【实验分析】动力×动力臂=阻力×阻力臂或
【交流与反思】
（1）支点位置选择：杠杆的重心；以避免杠杆自重对实验产生影响
（2）使用前调节杠杆平衡,使其在水平位置静止的方法：调节平衡螺母，左高左调，右高右调（实验过程中不能调平衡螺母）
（3）调节杠杆在水平位置平衡的原因：可以在杠杆上直接读出力臂的大小
（4）杠杆平衡的判断：杠杆静止或匀速转动
（5）用弹簧测力计代替钩码提供动力的好处：可以直接测出动力的大小；可以提供不同方向的力
（6）弹簧测力计从竖直拉变成斜着拉,弹簧测力计示数的变化：力臂减小示数增大
（7）多次实验的目的：寻找普遍规律,避免偶然性
3、测量滑轮组的机械效率
【实验原理】
【实验器材和实验图】弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、细绳、钩码、铁架台
【实验过程】
1.测出钩码的重力G，并记录表中
2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。
3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中
【实验结论】
（1）当动滑轮重一定时，物重越重，机械效率越高
（2）当物重一定时，动滑轮重越轻，机械效率越高
【交流与反思】
（1）控制变量法：①在探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，控制动滑轮重不变，只改变物重；②在探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系时，控制物重不变，只改变动滑轮重
（2）滑轮组的绕线方式：（段数为奇数时从动滑轮开始绕，段数为偶数时从定滑轮开始绕，即“奇动偶定”）
（3）匀速（缓慢）拉动的目的：使弹簧测力计示数稳定，方便读数
（4）设计实验数据表格：（表格应包含实验序号、动滑轮重、钩码重、钩码上升的距离、弹簧测力计的示数、自由端移动的距离、机械效率）
（5）有用功：钩码重×钩码上升的距离
（6）总功：拉力×自由端移动的距离
（7）提高机械效率的方法：减小摩擦、增大物重、减小动滑轮重
（8）滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、速度、滑轮组的绕线方式均无关
一、功
【典例1】（24-25九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，是小明在水平地面搬箱子的过程。下列说法中正确的是（ ）
A．发力阶段，小明对箱子做功
B．上升阶段，小明对箱子做功
C．站立阶段，小明对箱子做功
D．前行阶段，小明对箱子做功
【典例2】（23-24九年级上·江苏镇江·期末）小梅同学先用10N的水平力推动水平地面上重50N的小车匀速直线前进5m，推力所做的功为 J；再用20N的水平力推动小车加速直线前进5m，则该加速过程中推力所做的功为 J；整个过程中，小车重力做的功为 J。
二、功率
【典例3】（23-24八年级下·山东威海·期末）星期天的早晨小明登到山顶后可以采用两种路径下山，一种是从东面陡坡下山，需用时7min；另一种是从西面缓坡下山，需用时15min（设山下地面相平，不计摩擦）。则下列说法正确的是（ ）
A．从东面下山，自身重力做功多一些
B．从东面下山和从西面下山，自身重力做功一样多
C．从西面下山，重力做功的功率大
D．两种下山方式重力做功的快慢一样
【典例4】（23-24八年级下·河北唐山·期末）在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球质量是，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为，用时约。则球的重力是 N，球下降过程中重力做功为 J，功率为 W。
【典例5】（24-25九年级上·江苏扬州·期中）如图所示，物体由静止开始在相同力F的作用下分别在光滑水平面、粗糙水平面上沿力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为 Wl、W2，功率分别为P1、P2，则它们之间的关系是（ ）
A．Wl=W2，P1>P2B．W1=W2 ，P1=P2
C．Wl>W2，P1>P2D．Wl”、“=”或“