资源简介

(共38张PPT)
杠杆
第1节
1
考点清单
实验 探究杠杆的平衡条件
2
教材素材练考点
3
纵向实验一题多设问
功和机械能
简单机械
定滑轮、
动滑轮
杠杆
杠杆的平衡
杠杆的类型
功率
功的分类
机械效率
功
认识杠杆
定义
不做功的三种情况
做功的两个必要因素
公式
定义、物理意义
公式、推导式
定义
计算公式
提高机械
效率的方法
理解
机械
效率
总功
有用功
额外功
定义、实质
力的关系
s与h的关系
类型、图示
特点
特点
承担物重绳子
段数n的确定
物理量的关系
滑轮组
定义
杠杆的五要素
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
考点清单
一、认识杠杆
1、定义：一根硬棒在力的作用下能绕着________转动.
2、杠杆的五要素
(1)支点：杠杆可以绕其转动的点(如图中的O点).
(2)__________：使杠杆转动的力(如图中的F1).
(3)阻力：________杠杆转动的力(如图中的F2).
(4)动力臂：从支点到______作用线的距离(如图中的l1).
(5)________：从支点到阻力作用线的距离(如图中的l2).
(人教版)
阻力臂
固定点
动力
阻碍
动力
(沪科版)
二、杠杆的平衡
(1)当杠杆在动力和阻力的作用下处于静止时，我们就说杠杆平衡了.
(2)杠杆的平衡条件：动力×________=_______×阻力臂，即F1l1=F2l2.　
(沪科版)
阻力
动力臂
(人教版)
种类 省力杠杆(F1为动力) 费力杠杆(F1为动力) 等臂杠杆
示意图
特点 省力，_______距离 ___力，____距离 不省力也不省距离
应用 用撬棒撬重物、用瓶盖起子起瓶盖等 用钓鱼竿钓鱼、用筷子夹菜等 托盘天平、跷跷板等
三、杠杆的类型
　省
费
费
教材素材练考点
杠杆识别及类型判断(贵州2023.9；贵阳9年3考)
1. 如图所示，救援队员用轻质细棒把滚落在公路上的石块撬起．若救援队员在细棒D点沿DM方向用力撬起石块1，细棒的支点是_____点，动力臂为______(选填“AD”“BD”或“CD”)，此时细棒属于
______杠杆；若救援队员在细棒D点沿DN方向用力撬
起石块1，细棒的支点是_____点．
C
A
AD　
省力
考点
1
2. (人教八下P76内文改编)当你用筷子夹菜、用钉锤撬钉子、用天平称量，其中属于省力杠杆的是________，写出判断的理由_________________．
3. (沪科八年级P188图片改编)人体中的某些部位具有杠杆的功能，如图所示的人体手臂就具有杠杆的功能，属于______杠杆．根据图中信息，当提升重物时，二头肌______(选填“收缩”或“放松”).
收缩
钉锤
动力臂大于阻力臂
费力
杠杆平衡条件的应用(贵阳9年4考)
4. [真实任务情境——汽车中杠杆] 汽车需要定时检修，以保证驾驶安全．如图甲为检测员在对汽车发动机做检修时将引擎盖抬起的情景．如图乙为手在B端将引擎盖抬起到水平位置的简图：引擎盖简化为可绕O点自由转动，A点为引擎盖重心的位置．
百变例题
(1)请在图乙中画出抬起引擎盖时
最小的动力F1、动力臂l1、阻力F2
和阻力臂l2.
F2
l2
F1
l1
考点
2
(2)经测量图乙中：OB＝1.30 m、AB＝50 cm，用大小为180 N的力沿竖直方向将引擎盖B端抬起至水平位置，则引擎盖的重力G的大小为多少？
解：(2)由杠杆平衡条件F1×OB＝F2×OA
则G＝F2＝
F2
F1
l1
l2
(3)保持力F1的方向为竖直向上不变，继续缓慢抬起引擎盖，力F1的大小如何变化________，并说明判断理由_______________________________
_______________________________________________________________
__________________________________________________________________________.
大小不变
抬起引擎盖的过程中，力F1的方向
不变，引擎盖的重力方向始终竖直向下，根据数学知识可知，动力臂与阻力臂之比始终等于水平时两力臂之比，且保持不变，故该过程中力F1的大小不变
F2
F1
l1
l2
(4)引擎盖抬起一定高度后，检车员用手动撑杆将引擎盖撑住如图丙所示，撑杆在引擎盖上的支撑点距离引擎盖转轴0.4 m，检查时需要引擎盖与手动撑杆的角度至少为30°，此时重心与转轴水平距离为0.5 m，则引擎盖静止时手动撑杆的支撑力至少是多大？
图丙
根据杠杆平衡条件F支×L支＝G×OD，可得
此时液压杆的支撑力F支＝ =731.25 N
(4)当引擎盖与支撑杆的角度为30°时，支撑力的力臂示意图如解图所示
由特殊直角三角形边长特征可知，支撑力的力臂L支 0.2 m
变式1　针对第(3)问——力垂直作用于杠杆
(人教八下P80图片改编)如图甲，一工人抬起独轮车搬运建材，图乙是其简化示意图，如果他作用于车把上的动力F始终与车把垂直，将车把慢慢抬起至虚线所示位置的过程中，动力F的大小(　　)
A. 一直变大
B. 始终不变
C. 一直变小
D. 先变小后变大
C
变式2　针对第(3)问——力水平作用于杠杆
甲图所示是一种新式的下开式窗户，乙图为该窗户的简化示意图，B为转动轴，O为窗扇的重心．若作用在A点的水平推力F将窗扇向外缓慢推开时(如图乙中虚线所示，忽略窗撑对窗扇的作用力)，推力F的大小将____
(选填“变大”“变小”或“不变”).
变大
例　小明和小华“探究杠杆的平衡条件”．
图1
设计方案，收集证据
(1)将装置放在水平桌面上，静止时如图1所示，此时杠杆处于_____(选填“平衡”或“非平衡”)状态．
(2)为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_____
调节，这样操作的目的是________________．实验过
程中________(选填“不可以”或“可以”)再调节平衡螺母．
不可以
平衡
右
方便读取力臂大小
试验：探究杠杆的平衡条件(2022年版课标学生必做实验)
(3)杠杆调平后，挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆重新水平平衡，如图2所示．设右侧钩码对杠杆的拉力为动力F1，左侧钩码对杠杆的拉力为阻力F2，则动力臂为________m．
图2
0.2
(4)小明在杠杆两端挂上不同数量的钩码，使杠杆在水平位置平衡；改变钩码的数量和______，多次实验，记录的数据如下表所示．小明的表格设计存在缺陷，请指出：________________；
序号 动力F1 动力臂l1 阻力F2 阻力臂l2
1 6 5 5 6
2 5 10 10 5
3 4 15 6 10
4 2 20 4 10
位置
物理量未带单位
图2
得出结论，作出解释
(5)(2023天门改编)表中第一次数据对应实验中杠杆属于_______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠杆，请举一例：_______；并说明你的判断理由________________________．
(6)分析实验数据可得出杠杆的平衡条件：____________．(用字母表示)
F1l1＝F2l2
费力
扫帚
使用时阻力臂大于动力臂　
序号 动力F1 动力臂l1 阻力F2 阻力臂l2
1 6 5 5 6
2 5 10 10 5
3 4 15 6 10
4 2 20 4 10
图2
交流合作，评估反思
(7)(多项选择)下列四个因素中，会对实验带来误差的是________．
A. 铁架台自身的重力足够大
B. 单个钩码的重力不完全相等
C. 悬挂钩码的绳套重力偏大
D. 杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(8)(2023济宁改编)小华同学想验证一下小明得出的实验结论是否正确，他在图3的杠杆A处悬挂了1个钩码，在C悬挂点处直接挂____个相同的钩码，若______________，则说明小明的结论是正确的．
图3
杠杆水平平衡
BCD
2
(9)(2022河南)小明和小华对实验过程交流讨论后，按图4所示又进行了实验．老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了____________________________．在测量拉力F的力臂时，他们有不同的意见，你认为拉力F的力臂应为_____(选填“OA”“OB”或“AB”).
图4
力的方向(或力臂的位置和大小)　
OB
(10)[生活实践](2022年版课标素材)杠杆在我国古代就有了许多应用．如图5为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起．当巨木太重无法抬起时，可以采取的方法是___
__________________________________________.(合理即可)
图5
支架向左移动(减小横杆上悬绳与支架间的距离)
将
实验命题点
设计方案，收集证据
1．杠杆平衡状态的判断
2．实验前杠杆平衡螺母的调节：左高向左调，右高向右调，实验过程中不能调节平衡螺母
3．支点处于杠杆中央的目的：避免杠杆自重对实验结果产生影响
4．调节杠杆处于水平平衡状态：便于测量力臂
5．进行多次实验的目的
6．数据异常的原因
得出结论，作出解释
7．实验数据分析，得出结论
交流合作，评估反思
8．将钩码换成弹簧测力计的优点
9．弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆
10．杠杆平衡条件的应用
中考题
1
命题点
杠杆类型的判断(贵州2023.9；贵阳9年3考)
1. (2018贵阳8题3分)人们应用不同的简单机械来辅助工作，正常使用下列简单机械时说法正确的是(　　)
A. 筷子可以省距离
B. 所有剪刀都一定省力
C. 定滑轮可以省力
D. 撬棒越短一定越省力
A
2．(2020贵阳9题3分)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具．如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点．下列分析正确的是(　　)
A. 此时撬棒为等臂杠杆
B. 应用此撬棒的主要目的是省力
C. 力F的作用点靠近O点会更省力
D. 应用此撬棒的主要目的是省距离
B
3. (2023贵州9题2分)工具的发明制造为生产、生活提供便利．如图所示的工具在使用中都是为了______(选填“省力”或“省距离”).
省力
4.(2021贵阳15题2分)如图所示，独轮车是我国古代优秀的科技发明成果，若车总重为300 N，与水平地面接触的总面积为3×10－3 m2，则它对地面的压强为________Pa；将车把向上抬起时，独轮车可视为绕O点转动的_____(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆．
省力
1×105
2
命题点
杠杆平衡条件的应用(贵阳9年4考)
5．(2019贵阳10题3分)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图．该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动，从而通过钢绳将货物缓慢吊起．假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直，仅通过转动吊臂提升货物的过程中，则下列分析正确的是(　　)
A. 撑杆对吊臂的作用力不断增大
B. 钢绳对吊臂的作用力不断增大
C. 撑杆对吊臂作用力的力臂不断增大
D. 钢绳对吊臂作用力的力臂不断减小
D
解题有策略
杠杆的动态平衡问题(贵阳9年4考)
第一步：找到杠杆的“三点”(即动力作用点、阻力作用点、支点)和“两臂”(即动力臂与阻力臂)——如解图所示
第二步：找出不变的量和变化的量——动力臂、阻力不变，阻力臂减小
第三步：根据杠杆的平衡条件分析力或力臂的变化——动力减小
6. [杠杆判断](多项选择)(2022贵阳12题3分)如图所示的情景展示了物理世界的平衡之美．用细线将铁锤悬挂在光滑的尺子上，锤柄末端紧贴尺面，尺子一端置于水平桌面边缘O点处，整个装置恰好处于平衡状态．若尺面水平且不计尺子和细线所受重力，下列说法正确的是( 　　)
A. 尺子可以视为能绕O点转动的杠杆
B. 细线对铁锤的拉力与铁锤所受重力是一对平衡力
C. 细线对尺子的拉力大于锤柄末端对尺子的作用力
D. 尺子与铁锤组成的整体，其重心在O点的正下方
ACD
6．1　[杠杆计算]如图甲是《天工开物》中记载的牛碾，牛在外圈拉着石碾子转动，可简化为图乙模型，由图可知牛碾可看做_______杠杆．杠杆支点为O，AO∶BO＝3∶5，使石碾子转动的最小动力为900 N，则牛在B点的最小拉力大小为________N．
540
省力
7. (2015贵阳29题8分)杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，如捣米的舂、汲水的桔槔等，现今人们利用杠杆原理制造了更多的机械来帮助我们工作．如图所示，移动式“塔吊”是现今建筑工地上普遍使用的起重设备，它的机架底安装有类似火车轮形状的轮子，可在水平地面的轨道上短距离移动(图中A、B两点为轮子与轨道的接触点)，
从而增大“塔吊”的工作范围.而装配在竖立高
塔架上的水平起重架可看成绕固定轴转动的
杠杆，轴的两边为起重臂和装有配重的平衡臂
(O点为固定轴所在的位置).(g取10 N/kg)
请作答下列问题：
(1)若吊钩将重物吊升20 m的高度，用了50 s的时间，求重物上升的平均速度；
(2)若要将质量为103 kg的重物匀速吊升，求吊钩
对重物的拉力(不计拴货物的钢绳重)；
(2)重物受到的重力为
G＝mg＝103 kg×10 N/kg＝1×104 N
将重物匀速吊升，重物受到的重力与拉力是一对
平衡力，则吊钩对重物的拉力为F＝G＝1×104 N
解：(1)重物上升的平均速度为v＝ ＝0.4 m/s
(3)起重臂匀速吊升重物时，如要使起重架平衡，重物G、起重架自身的重力G0与各自力臂的乘积之和(即Gl＋G0l0)，须和配重Gb与其力臂的乘积(即Gblb)相等．若起重架自身的重力G0＝1.2×104 N，l0＝3 m，lb＝6 m，
l＝12 m，当吊钩悬挂G＝2×104 N的重物时，
起重架平衡，请计算配重的重力Gb是多大；
(3)起重架平衡时满足Gl＋G0l0＝Gblb，
即2×104 N×12 m＋1.2×104 N×3 m＝Gb×6 m
解得Gb＝4.6×104 N
(4)我们发现“塔吊”安装好后，配重是保持不变的，吊升的重物增加时，整个机架不会向重物一侧倾倒；而没有吊升重物时，整个机架也不会向有配重的一侧倾倒．若用GP表示“塔吊”的机架总重(包含起重架的重G0)，重心P的位置如图所示．请你利用杠杆平衡条件分析“塔吊”没有吊升重物时，整个机架不向配重一侧倾倒的原因．
(4)没有吊升重物时，起重机可以看作是支点为A的杠杆，支架的总重力GP与支点A到机架总重力GP作用线的垂直距离(l总)的乘积和配重Gb与支点A到配重Gb作用线的垂直距离(lb′)的乘积相等，即GPl总＝Gblb′，所以整个机架不会向配重一边倾倒.
l1
3
命题点
杠杆作图
8. (2022黔西南州)用升降机将工人举高检修路灯，在图中画出横杆上另一力的示意图，并画出两力的力臂．
拓展训练
F2
l2
9. (2023锦州)如图所示是中医用切刀切药材的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点的最小力F及其力臂L.
L
F(共25张PPT)
滑轮及滑轮组　功、功率、机械效率
第2节
1
考点清单
2
教材素材练考点
功和机械能
简单机械
定滑轮、
动滑轮
杠杆
杠杆的平衡
杠杆的类型
功率
功的分类
机械效率
功
认识杠杆
定义
不做功的三种情况
做功的两个必要因素
公式
定义、物理意义
公式、推导式
定义
计算公式
提高机械
效率的方法
理解
机械
效率
总功
有用功
额外功
定义、实质
力的关系
s与h的关系
类型、图示
特点
特点
承担物重绳子
段数n的确定
物理量的关系
滑轮组
定义
杠杆的五要素
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
一、定滑轮、动滑轮
考点清单
类型 图示 定义 实质 力的关系 定滑轮 轴固定不动的滑轮 _____杠杆 忽略绳重及摩擦，动滑轮重力为G动 F1＝_____
动滑轮 轴可以随被吊物体一起运动的滑轮 动力臂是阻力臂___倍的_____杠杆
等臂
G
2
省力
F2＝_______
类型 图示 s与h的关系 特点
定滑轮 s为绳端移动的距离，h为物体上升的高度 s＝_____ 改变力的方向，但不省力
动滑轮 s＝____ 省力，但______改变力的方向
h
2h
不能
二、滑轮组
特点 既可以省力，又可以改变力的方向
承担物重绳子段数n的确定
在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将定滑轮和动滑轮隔开，然后再数出与动滑轮相连的绳子段数．如下图1、2所示．则图3中承担物重的绳子段数n＝_____．
3
物理量的关系 在使用滑轮组时，动滑轮的重力为G动，物体的重力为G，物体上升高度为h，若忽略绳重及摩擦，绳端拉力F＝ ，绳端移动距离s＝nh
三、功
1、定义：物理学中把_____和物体在__________上移动距离的乘积叫做机械功，简称功．
2、做功的两个必要因素：一个是__________________；另一个是______
______________________．
3、不做功的三种情况：(1)有力没有距离；(2)有距离没有力；(3)力与距离垂直．
力
作用在物体上的力
力的方向
力的方向上移动的距离
物体在
4、公式：W＝________
F表示力，单位是N.
s表示在力的方向上通过的距离，单位是m.
W表示功，单位是焦耳，符号为J.
计算功时，F、s同一物体、同一时间、同一方向．
易错辨析
Fs
四、功率
1、定义：________与______________之比叫做功率．
2、物理意义：表示物体__________的物理量．
3、公式：P＝_____
W表示功，单位是J.
t表示做这些功所用的时间，单位是s.
P表示功率，单位是________．
4、推导式：P＝_____(只适用于匀速运动的物体).
Fv
功
做功所用时间
做功快慢
W
五、机械效率
1、功的分类
(1)总功：拉力(或动力)所做的功，用W总表示．
(2)额外功：使用机械时对我们无用，但又不得不做的功，用W额表示．
(3)有用功：从总功中减去额外功，才是对我们有用的功，用W有表示，
W有＝__________．
W总－W额
2、机械效率
(1)定义：________和________的比值，用符号____表示．
(2)计算公式：_______________．
(3)理解：对同一个机械来说，它的机械效率是______的，但机械效率总
______1.
(4)提高机械效率的方法：
①滑轮组：增加物重；减小动滑轮重；减小绳子与滑轮间的摩擦；
②斜面：增大斜面倾斜程度；减小摩擦．
小于　
有用功
总功
η
可变
教材素材练考点
功、功率理解计算(贵阳9年4考)
1. (人教八下P63图片改编)如图所示，在水平地面上，小明用100 N的力推着500 N的小车并未推动，然后换为200 N的推力向前移动了10 m，接着撤去推力后，小车又继续移动的0.5 m才停下来，则此过程中小明用100 N的推力做功____J，200 N的推力做功________J，
小车的重力做功____J，在最后0.5 m小明对小车
______(选填“有”或“没有”)做功．
没有
0
0
　2 000
考点
1
2. (沪科八年级P197内文改编)小明想要将一袋大米从楼下搬到三楼有两种方法：提着袋子通过楼梯走上楼，或者在楼上通过绳子将大米拉至三楼.
两种方法中，对大米做的有用功大小关系是第一种_____(选填“大于”“等
于”或“小于”)第二种．
3. (人教八下P65图片改编)如图所示，大人与小孩进行爬楼梯比赛，从一楼爬到六楼，每层楼高3 m．小孩的体重为50 kg，大人
的体重为75 kg.若小孩用时200 s，则小孩需要克服自身
重力做功_______J，功率为______W.若小孩比大人先到
达六楼，最终______(选填“大人”或“小孩”)做的功多．
(g取10 N/kg)
大人　
等于
7 500
37.5
滑轮、滑轮组、机械效率理解及相关计算[贵州2023.22(4)]
4. [动滑轮](沪科八年级P194习题改编)用如图所示的滑轮提起200 N的水桶，滑轮重40 N，该滑轮的作用是______，人对绳子的拉力为________N．(忽略绳重及摩擦)
百变例题
120
省力
考点
2
变式　滑轮组
(沪科八年级P194习题改编)为了更好地提升重物，工人改用如图所示的滑轮组继续站在地面提升物品．在5 s内匀速提升重为800 N的物品，使其升高了1 m，该工人重600 N，动滑轮重40 N，不计滑轮组的绳重和摩擦，回答下列问题：
(1)上端滑轮的作用是_______________；______(选填“能”
或“不能”)省力；滑轮组整体____(选填“能”或“不能”)省力；
(2)绳端人的拉力为________N；
420
改变力的方向
不能
能
(3)绳子自由端移动的速度________m/s；
(4)该装置做的有用功________J；
(5)滑轮组的机械效率________；(百分号前，保留一位小数)
(6)工人做功的功率________W.
168
0.4
800
95.2%
5. (人教八下P88图片改编)A为一个水平台面，高为1.2 m，现需要将一个重为800 N的货物搬运至台面上．工人把一个长为3.2 m的硬板搭在了台面上，如图所示．工人们用沿斜面向上500 N的拉力，将货物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，在这个过程中，斜面的机械效率是________，斜面与货物之间的摩擦力为________N.
　200
60%
中考题
1
命题点
功、功率的理解及相关计算(贵阳9年4考，多在综合应用题中考查)
1．(2020贵阳10题改编3分)在其建筑项目施工中，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的
(　　)　　　　　　　　　　　　　
A. 机械效率 B. 功率 C. 功 D. 有用功
B
拓展训练
2. (2022安顺)自行车骑行是生活中一种环保的出行方式．小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长200 m 的平直路面，用时30 s．若小明的质量为50 kg，自行车重200 N，骑行时受到的阻力为总重力的0.03倍．该过程中动力做功的功率是________W．(取g＝10 N/kg)
140
2
命题点
滑轮组、机械效率理解及相关计算[贵州2023.22(4)]
拓展训练
3. (2022黔西南州)如图所示，通过滑轮沿水平方向拉动重为20 N的物体A，不计滑轮重及其摩擦．当拉力F为4 N时，物体A受到的拉力为_______N；用这种方法使用滑轮是为了________．
省力
8
4. (2020黔西南州)如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1______F2，机械效率ηA____ηB.(选填“＞”“＝”或“＜”)
＝
<　
5. (2022毕节)如图所示，一辆货车匀速从山底A开到山顶B.货车重为5.0×104 N，发动机的功率50 kW保持不变，山坡AB长2 000 m，高h为300 m，牵引力保持2.5×104 N不变，不计空气阻力．求：
(1)汽车从山底开到山顶所做的有用功．
解：(1)车从山底开到山顶所做的有用功
W有用＝Gh＝5.0×104 N×300 m＝1.5×107 J
(2)山坡的机械效率．
(2)车从山底开到山顶牵引力所做的总功
W总＝Fs＝2.5×104 N×2 000 m＝5.0×107 J
山坡的机械效率
η＝ ×100%＝30%
(3)汽车在山坡上行驶时的摩擦力．
(3)汽车上坡时克服摩擦力做的功
W额＝W总－W有用＝5.0×107 J－1.5×107 J＝3.5×107 J
汽车上坡时的摩擦力
f＝ ＝1.75×104 N(共35张PPT)
机械能相关实验
第3节
1
纵向实验一题多设问
实验2 探究重力势能的大小跟什么因素有关
实验1 探究物体的动能跟什么因素有关
2
贵州10年真题子母题
实验要点梳理
【实验装置】
1. 本实验是探究________的动能大小．
2. 通过木块被撞击后移动的距离反映________的动能大小．
钢球
钢球
探究物体的动能跟什么因素有关
【实验操作要点及注意事项】
3. 控制变量法
(1)探究动能与速度的关系：控制钢球的______不变，改变____________；
(2)探究动能与质量的关系：控制钢球的______不变，改变____________.
钢球的速度
质量
钢球的质量
速度
【实验结论】
4. (1)质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越________；
(2)运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越________．
大
大
例1　实验小组的同学“探究动能的大小跟什么因素有关”，设计的实验如图1所示．
图1
设计方案，收集证据
(1)小球动能的大小是通过观察_________________________来判断的．
木块被撞后移动距离的长短
一题多设问
(2)[操作细节]小明在安装实验装置时，用挡板控制小球在斜面上起始位置，挡板应该按图2中____(选填“A”或“B”)方案放置．
(3)为了使小球到达水平面时的速度相同，应当进行的操作是___________
__________________，小球的动能是由__________转化而来的．
图2
B
一高度由静止释放　
将小球从同
重力势能
(4)[操作细节]第一次实验的情景如图1甲所示．在进行图1乙实验前，应先将撞出的木块____________．
移回到原处
图1
得出结论，作出解释
(5)比较图1中甲、丙两次实验，可探究物体动能大小与________的关系，分析实验现象，可以初步得到实验结论：当物体的质量一定时，______
______________________．此结论可以解释汽车________(选填“超速”和“超载”)行驶时的危险性大．
速度
超速
的速度越大，动能越大　
物体
图1
(6)要探究物体动能大小与质量的关系，可比较图1中________两次实验，分析实验现象，可以初步得到实验结论：___________________，质量越大，动能______．由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，________(选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是100 km/h.
大客车
甲、乙
当物体的速度一定时
越大
图1
交流合作，评估反思
(7)(2023盘锦改编)图1中甲、乙两次实验中木块在水平面上移动时，受到的滑动摩擦力分别为f1、f2，则f1_____ f2，克服摩擦力做的功W1____W2.
(均选填“＞”“＝”或“＜”)
＞
＝
图1
(8)[方案改进](2023潍坊改编)在探究动能的大小与速度的关系时，同学们发现木块被撞击后移动的距离差异较小，实验现象不明显，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是：_______________________________.
减小木块的质量(或木块换为纸盒)
图1
(9)[科学推理](2022绥化改编)若水平面绝对光滑且足够长，______(选填“能”或“不能”)达到实验探究的目的，理由是：______________________
_______________________________________．
不能
运动，无法比较木块被撞后移动距离的长短
木块将一直做匀速直线
图1
(10)[方案评估]有同学用小球探究物体的动能与质量的关系，具体实验方案是：在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球撞击木块，如图3所示．不计弹出过程中能量的损失及空气阻力，分析该方案能否达到探究目的，并说明理由：______________________
______________________________________.
图3
出的速度不同，没有控制小球的速度相等
不能，质量不同的小球弹
实验命题点
提出问题，猜想与假设
1．猜想与假设
设计方案，收集证据
2．实验研究对象
3．使小球获得动能的方法
4．实验方法的应用：转换法和控制变量法
得出结论，作出解释
5．根据实验现象，总结实验结论
交流合作，评估反思
6．实验过程涉及的能量转化
7．物块最终停止的原因
8．实验评估及改进
9．水平面绝对光滑，能否达到实验探究的目的
10．实验结论的应用(超速、超载)
例2　物理科技小组的同学在看到“禁止高空抛物”的标志牌后，认为高空抛物的危害程度与物体的重力势能大小有关．结合生活经验，他们做出以下猜想：
提出问题，猜想与假设
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的下落高度有关．
探究重力势能的大小跟什么因素有关
设计方案，收集证据
小组的同学用如图所示器材进行实验，三个同种材料的金属块(VA＞VB＞VC)多次分别从不同高度处落下，测出金属块将木桌打入沙中的深度，实验记录如表．
金属块 A B C 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
金属块下落高度h/cm 30 20 30 20 20 10
木桌下陷深度s/cm 3 2.5 2.5 2.2 1.8 1.6
(1)实验中，重力势能的大小，是通过比较______________来间接判断的.
木桌下陷深度
得出结论，作出解释
(2)进行②④⑤次实验时，需注意让体积不等的金属块________(选填“上表面”或“下表面”)齐平在同一高度，然后自由落下；分析实验数据得出的结论是：_____________________________________________________
________.
下表面
物体所处高度相同时，物体的质量越大，物体具有的重力势
能越大
金属块 A B C 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
金属块下落高度h/cm 30 20 30 20 20 10
木桌下陷深度s/cm 3 2.5 2.5 2.2 1.8 1.6
(3)实验___________________是探究重力势能大小与高度的关系，可以得出结论：物体质量相同时，_______________________________________.
物体的高度越高，物体具有的重力势能越大
①②(或③④或⑤⑥)
金属块 A B C 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
金属块下落高度h/cm 30 20 30 20 20 10
木桌下陷深度s/cm 3 2.5 2.5 2.2 1.8 1.6
交流合作，评估反思
(4)组内的小明又找来了体积和形状均相同的铝块和铁块从相同高度由静止释放，发现木桌陷入沙子的深度不同，他由此得出：重力势能的大小与物体密度有关．你认为他的做法________(选填“正确”或“不正确”)，理由是_________________________.
　没有控制物体的质量相同
不正确
实验命题点
设计方案，收集证据
1．实验器材选取
2．实验方法的应用
(1)转换法
(2)控制变量法
①控制物体由静止释放时的高度相同，改变物体的质量
②控制物体的质量不变，改变物体由静止释放时的高度
得出结论，作出解释
3．根据实验现象，总结实验结论
交流合作，评估反思
4．实验过程中的能量转化
5．能否用海绵替代沙子
6．使用实验结论解释生活现象
7．实验装置改进
8．用本实验装置还可以探究的其他实验
9．实验评估
贵州10年真题子母题
教材延伸实验(贵阳9年4考)
命题点
1. (2022贵阳26题10分)“十次事故九次快”说明汽车超速会带来危害．汽车“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁祸首，超速与超载严重危害了道路交通安全．
小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车(模拟货车)、木块(模拟被追尾车辆)、砝码若干、
坡度固定的斜面．将小车从如图甲所示的A处自
由释放，小车在水平面上运动一段距离s0后停止，
s0可视为刹车后运动的距离．将木块静置于小车
右侧所在的位置B处，表明符合核载量并在限速
内的货车不会对前车追尾．
请回答下列问题：
(1)探究货车超速的危害：如图乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s1，这表明货车超速_____(选填“会”或“不会”)产生追尾的危害．本实验可用木块运动的______反映追尾的危害程度；
距离
会
(2)探究货车超载的危害：如图丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，仍从A处释放小车，观察小车的运动情况．逐次增加砝码个数重复实验，发现小车在水平面上运动的距离几乎都为s0，均未与木块撞击．小明猜想：小车每次到达斜面底端时，虽其动能随_______的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能是小车此时______还不够大；
速度　
质量
(3)由(2)问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车，但生活中货车超载引起的追尾事故却频频发生．请你在上述实验的基础上再设计一步实验操作(木块仍置于B处)，证明货车追尾前车会因超载带来危害．
①操作：_______________________________________________________
________.
将装有砝码的小车放在斜面顶端释放，观察木块被撞击后运动
的距离
②请你对可能产生的现象进行合理预设，并指出仅因超载造成追尾的危害程度在实验结果中是如何体现的？_______________________________
____________________________________________________________________.
动的距离更远，则木块两次运动距离之差即可体现仅因超载带来的危害程度
若木块运动的距离比乙图中木块运
2．(2020贵阳27题9分)小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上．拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动．
这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，
而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆
动的钢球数量与哪些因素有关？接着他作出以下猜想：
Ⅰ.可能与撞击球撞击时的速度大小有关
Ⅱ.可能与撞击球的数量多少有关
将牛顿摆等效为单摆模型，如图乙所示是一个钢球撞击其他钢球的情形，五个钢球自左向右标为A→E球．若不考虑能量损失，请回答下列问题：
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直)，释放后，A球向右摆动过程中，将________能转化为动能．
(2)探究猜想Ⅰ时，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：____
_________________．释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球
数量与撞击球的速度________
(选填“有关”或“无关”).
　无关
重力势
撞击球拉起的高度
改变
(3)通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出．根据老师的讲解，小明继续探究猜想Ⅱ，将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图中的________(选填“丙”“丁”或“戊”)；请阐述你选择的理由：__________________________________________________________________________________________________
___________________________________
___________________________________
_________________.
丁　
因为释放A、B两球撞击其他钢球时，两球的动能全部转移给被撞击球，又因为被撞击球的速度与撞击球的速度
相同，由能量守恒可知被撞击球的质量
与撞击球的质量相同，由此判断被撞击
出的是两个钢球
3．(2017贵阳27题9分)投石机是古人应用杠杆原理及能量转化原理制造的武器，石块被抛出的远近往往是克敌制胜的重要因素．那么，投石机抛出的石块运动的水平距离与哪些因素有关呢？
小光模仿投石机制作了如图所示的简易抛掷装置进行探究．木板A、B、C组成了一个支架，AB之间有一挡板，底座C上固定有几个挂钩，D是一根硬质抛掷杆，其左端固定一瓶盖，右端下方固定一挂钩，用弹性较强的橡皮筋固定在该挂钩上，橡皮筋拉伸后可分别与底座上的挂钩相连．将抛掷装置置于水平地面，小钢珠置于瓶盖内，压住抛掷杆并使之处于水平位置，松手后抛掷杆可绕固定轴转动，当抛掷杆碰撞到挡板时，瓶盖内的钢珠立即被抛出．(提示：
挡板的作用是保证小钢珠每次抛出
时高度相同；实验时人要避开小钢
珠的飞行方向，以免造成伤害)
小光依据实验装置对影响小钢珠运动水平距离的因素提出了以下猜想：
A. 与橡皮筋拉伸的程度有关
B. 与小钢珠的质量有关
若不考虑空气阻力及转轴处的摩擦，请你回答下列问题：
(1)被抛出的小钢珠能在空中继续运动是因为它具有_____________.小钢珠落地后不会立即停下，为了准确找到小钢珠的落地点，你的办法是_________________________________
______________________.(可根据需要
添加器材)
给小钢珠涂上墨水或在小钢珠的落点摆放沙盘(方法合理均可)
动能(或惯性)
(2)探究猜想A时，将橡皮筋的末端分别拉至挂钩1、2、3处，用同一小钢珠置于瓶盖内，每次均使抛掷杆处于水平位置后松手，比较发现橡皮筋连接挂钩1处，小钢珠运动的水平距离最远，由此可得：当小钢珠质量一定时，橡皮筋的拉伸程度______，小钢珠运动的水平距离越远．
越大
(3)探究猜想B时，橡皮筋末端始终拉至挂钩1处，将质量不同的小钢珠先后置于瓶盖内重复上述实验操作．发现：质量越小的钢珠运动的水平距离越远．老师说道：质量小的钢珠抛得远，是因为抛出时它的速度大．若不考虑杆的自重，请你从能量转化的角度解释，相同条件下质量小的钢珠抛出时速度大的原因．
答：橡皮筋的弹性势能转化为小钢珠的动能，弹性势能一定，动能一定，质量越小，速度越大．
(4)在不增加其他器材的前提下，利用该装置如何使同一个小钢珠抛得更远．请你写出两条可行办法．
答：①将橡皮筋缠绕更多圈数；②将底座的挂钩往左移(或小钢球尽量放在抛掷杆的末端)．(共23张PPT)
合理利用机械能
第4节
1
考点清单
2
教材素材练考点
动能与
势能
动能
势能
重力势能
弹性势能
机械能之间
的相互转化
机械能守恒
机械能
及其转化
能量
定义
单位
举例
水能和风能的利用
合理利用
机械能
考点清单
一、能量
1、定义：在物理学中，如果一个物体能够对别的物体______，则这个物体具有能量，简称能.
2、单位：在国际单位制中，功的单位是______，能的单位也是_______.
做功
焦耳
焦耳
机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能
定义 定义物体由于_____而具有的能 物体由于_______而具有的能 物体由于发生_____
_____而具有的能
决定 因素 ______和______ ______和______ __________的大小(同一物体)
大小 质量越大，速度越大，动能______ 质量越大，高度越高，重力势能______ 弹性形变越大，弹性势能越大
二、动能与势能
运动
被举高
弹性形变
质量
速度
质量
高度
弹性形变
越大
越大
三、机械能及其转化
1、机械能之间的相互转化(质量不变)：
2、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__________，或者说机械能是守恒的.
3、举例：物体从高处下落，动能增大，重力势能减小.
保持不变
四、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能源，水能和风能都可以用来发电．
1. 农用无人机的出现，是对现代农业发展的一次重大革命，它改变了传统的打药方式，加速了农业的发展．请回答下列问题.
(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(1)[竖直方向]无人机在空中沿竖直方向匀速上升飞行时，
动能______，重力势能______．
教材素材练考点
机械能及其转化(贵阳2018.11、2014.11)
变大
不变
考点
1
(2)[水平方向]无人机在空中沿水平方向加速直线飞行时，动能______，重力势能______．
(3)[质量变化]无人机在空中沿水平方向匀速直线飞行进行喷洒农药作业时，无人机动能________，重力势能______；机械能________．
变大
不变
变小
变小
变小
2. 如图甲所示荡秋千过程可看作图乙所示的物理模型.小兰从A点由静止开始摆动，可以观察到摆动过程中小兰摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来.[(1)(2)(3)均选填“增大”“减小”或“不变”]
(1)小兰从A点开始向B点摆动过程中，动能________，重力势能_____．
(2)小兰从B点摆到C点过程中，动能______，重力势能________．
(3)小兰从A点开始向C点摆动过程中，机械能_____．
小兰位于____点时的机械能最大．
(4)小兰从A点向B点摆动过程中将________能大部分
转化为_____能．
动
增大
减小
减小
增大
重力势
A
减小
机械能守恒(贵州2023.15；贵阳9年6考)
3. 某运动员做蹦极运动，从高处O点自由下落，如图甲所示，A点是弹性绳自由伸长所在的位置，B点是弹性绳拉力与运动员重力大小相同的位置，C点是第一次下落的最低点．OA距离为l，OC的距离为2l，忽略空气阻力.
考点
2
(1)O点时：运动员的________能最大．
(2)O→A的过程中：运动员的重力势能逐渐变______，动能逐渐变______，运动员的重力势能________(选填“部分”或“全部”)转化为运动员的动能.
(3)A→B的过程中：运动员的动能逐渐变_____，
弹性绳伸长，弹性势能逐渐变_____．运动员的
重力势能转化为运动员的______能和弹性绳的
________能．
(4)B点时：运动员的速度最大，即运动员的____
能最大．
弹性势　
重力势
小
大
大
大
全部
动
动
(5)B→C的过程中：弹性绳的弹性势能逐渐变______，运动员的重力势能逐渐变______，动能逐渐变_____，运动员的______能和________能转化为弹性绳的弹性势能．
(6)C点时：弹性绳的伸长量最大，弹性绳具有的________能最大．
(7)根据分析，在图乙中画出动能随运动距离变化的大致关系图像．
弹性势
大
小
小
动
重力势
贵州10年真题子母题
1
命题点
机械能的利用及其转化(贵阳2018.11、2014.11)
1．(2014贵阳11题3分)如图所示，是国产歼－15舰载机正在辽宁号航母上进行阻拦着舰时的情景：战机呼啸着舰，机尾挂钩精准钩住阻拦索，在阻拦索的拉力帮助下，使战机在航母的飞行甲板上短距离滑行便停下来．根据对舰载机着舰过程的介绍可判断，舰载机在滑行过程中(　　)
A. 受平衡力的作用
B. 其机械能逐渐减小
C. 使辽宁号航母的内能减小
D. 使辽宁号航母的机械能减小
B
2．(2018贵阳11题3分)如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B 后到达最高点C.下列关于小球滚动过程的分析正确的是(　　)
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A、B两点具有的动能相同
C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA>vB> vC
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
C
解题关键点
此题关键点是粗糙的弧形轨道——克服摩擦力做功，机械能不守恒
2
命题点
机械能守恒的理解及计算(贵州2023.15；贵阳9年6考)
3．(2018贵阳16题2分)如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连．推动木块压缩弹簧，其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25 J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1 J，则木块运动过程中克服阻力做的功是______J．整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于_____(选填“B”“C”或“D”)点.
B
24
4. (2023贵州15题2分)如图甲所示水平面AB段光滑，B点右侧粗糙，一轻质弹簧左端固定于竖直墙面．用小木块P压缩弹簧至A点由静止释放，木块离开弹簧后，动能随位置变化关系的大致图像如图乙所示．若换另一相同底面的小木块Q(mQ＞mP)将弹簧同样压缩至A点由静止释放，弹簧形变均在弹性限度内．请在同一坐标中画出小木块Q从离开弹簧至静止的过程中，动能随位置变化关系的大致图像．
解题有策略
机械能守恒的理解(贵州2023.15；贵阳9年6考)
此类问题通常需同时考虑机械能守恒及其转化．
1．起始状态：明确物体运动起始状态的机械能大小——两次弹簧压缩程度相同，转化后小木块初始动能相同
2．过程中：结合运动过程分析机械能守恒或转化为其他形式的能——两次小木块在粗糙水平面上克服摩擦做功不同
3．判断：综合上述因素，判断机
械能大小变化情况——第二次小木
块在B点动能减小得更快
5. [弹簧在斜面底端](2021贵阳19题3分)如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最终在斜面上的B点保持静止．请比较这一过程物块重力做功W1和克服摩擦力做功W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由．(不计空气阻力)
答：W1＞W2；当物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑时，物块重力开始做功，由于物块和斜面之间存在摩擦，当物块到达B点时，重力做功W1，其中一部分能量克服摩擦力做功W2转化
为内能，另一部分能量转化为弹簧的弹性势能
W3，即W1＝W2＋W3，所以W1>W2.
典型试题拓展
物块静止
物块静止在斜面上的B点，请画出弹簧和斜面对物块作用力的示意图．
F弹
F支
5．1　[弹簧在斜面顶端]已知物块从粗糙斜面上任意位置静止释放均会沿斜面下滑，现在斜面顶端的挡板上固定一轻质弹簧，物块将弹簧压缩，如图所示．释放后，物块从A点由静止开始沿斜面下滑，经过B点离开斜面．请分析物块从A点到达B点过程中的能量转化．(不计空气阻力)
答：物块从A点由静止释放，弹簧形变程度变小，弹性势能减小，转化为物块的动能；物块高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；物块在下滑过程中克服斜面摩擦做功，部分机械能转化为内能．
6．(2019贵阳20题2分)如图所示，足够高的粗糙水平桌面上静止一木块，轻质无弹性细线的一端系在木块上，另一端绕过定滑轮挂有托盘．往托盘中添加砝码后，木块向右做加速运动．在木块运动一段距离的过程中，请判断木块增加的动能E与砝码重力做的功W的大小关系，并通过完整分析阐述理由．(不计托盘质量、空气阻力、线与滑轮间的摩擦)
答：E＜W；砝码重力做功将砝码的重力势能转化为木块的动能、砝码的动能以及木块运动过程中由于克服阻力做功的内能，所以木块增加的动能E小于砝码重力做的功W.
2023年7月23日10时50分，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将四象01~03星、银河航天灵犀03星共4颗卫星发射升空，卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。
热点素材链接
请你分析卫星上上升过程中，应用了哪些物理知识？
提示一：平衡力、相互作用力
提示二：机械能
提示三：能量转化
提示四：……

展开更多......

收起↑