第十一章 功和机械能-初中物理知识清单（初中全阶段）【涂考点】

第十一章功和机械能第1节功一、力学中的功1.做功：如果一个力作用在物体上，在力的方向上移动了一段距离，物理学上就说这个力做了功.2.做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力F；（2）物体在力的方向上通过的距离s注意：要判断某个力是否做功必须两个必要条件同时满足，缺一不可.注意：要判断某个力是否做功必须两个必要条件同时满足，缺一不可.3.物理学中的不做功的三种情况（1）有力无距：劳而无功（搬石头，搬而无功）（2）有距无力：物体没有受到力的作用，而是由于惯性通过一段距离（空中飞行的足球，没有人对它有推力的作用）.（3）有力有距，但力垂直距离：垂直无功，虽然有力有距离，但移动的距离不是这个力作用的结果（提箱子在水平路上走，人对它不做功）.示例1：下列情景中，重力对物体做功的是（）A.篮球由高处自由落下B.小车在水平面上做匀速直线运动C.足球在水平地面上滚动D.书静止放置在桌面上解析：A.篮球由高处落下，重力竖直向下，篮球竖直向下移动了距离，重力对篮球做功，故A符合题意；B.在水平面上做匀速直线运动的小车，小车受到的重力竖直向下，竖直向下没有移动距离，重力没有做功，故B不符合题意；C.足球在水平地面上滚动，足球受到的重力竖直向下，但足球没有竖直向下移动距离，重力没有做功，故C不符合题意；D.书静止放置在桌面上，受重力的作用，但没有移动距离，重力不做功，故D不符合题意.答案：A示例2：科学与人们的生活紧密相连，用所学科学知识判断，下列说法正确的是（）A．使用简单机械都能省力，也可以省功B．坐沙发比坐木凳舒服，利用了减小压力来减小压强的原理C．多吃水果、蔬菜可以补充维生素，维生素为人体生理活动提供能量D．通风橱是用排风扇将橱内废气直接排放到室外的装置，它是一种不完善的防污设施解析：A.滑轮组在使用的时候既省力又能改变力的方向，据功的原理，任何机械都不省功，故A错误；B.坐沙发比坐木凳舒服，是利用了在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故B错误；C.为人体生理活动提供能量是主要是糖类，故C错误；D.通风橱是用排风扇将橱内废气直接排放到室外的装置，这样会污染空气，它是一种不完善的防污设施，故D正确.答案：D二、功的计算1.功的计算：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积.2.计算公式：拉力做功：W=FS重力做功：W=Gh克服阻力做功：W=fs，F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功.拉力做功：W=FS重力做功：W=Gh克服阻力做功：W=fs注意：（1）力与物体移动的距离在方向上必须一致，力与物体移动的距离必须对应于同一物体且同一段时间；（2）力的单位一定用牛顿，距离的单位一定用米.3.单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.示例1：某同学用50N的力将重10N的足球踢出去15m远，该同学对足球做的功是（）A.750JB.150JC.没有做功D.无法确定做功多少解析：题中只说明了该同学对足球的作用力大小，而没说明足球在该力的作用下移动的距离，故无法准确求出脚对球所做的功.答案：D方法总结：物体做功的公式为W=Fs，即只有明确了力及力的作用下的距离才能求出力对物体所做的功.示例2：用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了60J的功，则在推力做功的过程中（）A．物体一定运动了1mB．物体一定受了60N的摩擦力C．物体一定受了10N的摩擦力D．物体一定运动了6m解析：AD.由W=Fs可得，物体沿水平方向运动的距离：s==6m；故A错误，D正确；BC.用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，没有说是匀速直线运动，所以摩擦力不一定是10N，更不可能是60N，因为滑动摩擦力应小于压力，故B、C错误.答案：D第2节功率一、功率1.定义：功与做功所用时间之比叫做功率.它是表示做功快慢比较做功快慢的方法：（1）方法一：做相同的功，比较不同的物体所用的时间，所用时间短的物体做功快．

比较做功快慢的方法：（1）方法一：做相同的功，比较不同的物体所用的时间，所用时间短的物体做功快．

（2）方法二：取相同的时间，比较不同的物体所做功的多少，做功多的物体做功快．2.功率的表达式：.3.在国际单位制中，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，则功率的单位是焦耳每秒，它有个专有的名称叫瓦特，简称瓦，符号是w.工程技术上还常用千瓦（kw）作为功率的单位，.4.常考的功率：中学生跳绳的功率约为60W；优秀运动员短时间运动功率越1千瓦；小轿车的功率约为数施千瓦至数百千瓦.示例1：下列关于功和功率的说法中，正确的是（）A．物体做功时间越短，功率越大B．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功D．物体做功越快，功率越大解析：A.功率的大小等于功与时间的比值，仅仅知道时间长短而不知做功多少，无法判断功率大小，故A错误；B.用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力作用下没有移动距离，所以推力在这个过程中对汽车没有做功.故B错误；C.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，铅球不再受到手的推力，由于惯性向前运动，而不是受到推力作用，所以推力对铅球没有做功.故C错误；D.功率是描述物体做功快慢的物理量，物体做功越快，功率越大，故D正确.答案：D二、功率的计算计算公式适用条件题目中若出现距离，则考虑公式，先计算功的多少，再找时间注意：（1）P、W、t必须对应于同一段时间、同一个物体.注意：（1）P、W、t必须对应于同一段时间、同一个物体.（2）公式中，时间的单位一定用秒，功的单位用焦耳.公式中，速度单位一定要用m/s.（3）具有普遍性，而公式只适用于匀速直线运动.题目中若出现速度，没有距离，则考虑用公式，先找力的大小，在与速度相乘.示例1：HYPERLINK某型号汽车发动机的额定功率为，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N在额定功率下，当汽车匀速直线行驶时，求：

（1）发动机所提供的牵引力大小；

（2）汽车行驶10min牵引力所做的功；

（3）汽车行驶10min行驶的路程.解题思路：（1）汽车在水平路面匀速行驶，根据二力平衡条件求出发动机所提供的牵引力大小；（2）根据W=Pt求出汽车行驶10min牵引力所做的功；（3）根据W=Fs求出汽车行驶10min行驶的路程.解：（1）因为汽车在水平路面匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，发动机所提供的牵引力F=f=1600N；

（2）行驶时间t=10min=600s，汽车牵引力所做的功W=Pt=4×104W×600s=2.4×107J；

（3）由得，汽车行驶的路程.示例2：一辆汽车的功率为l00kW，行驶速度为60km/h时，汽车的牵引力多大？解题思路：根据可求出汽车的牵引力.解：汽车的行驶速度，

汽车的功率，由得，汽车的牵引力.第3节动能和势能一、动能1.能量（1）定义：物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能.能量的单位是焦耳.一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大.（2）单位：焦耳，符号是J.（3）功与能量的关系：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（1）定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能.一切运动的物体都有动能.（2）影响因素：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.注意：注意：（1）探究动能大小与哪些因素有关时，用控制变量法.影响动能大小的因素不是只有一个，要研究与其中一个因素的关系时，应该保证其他因素不变.

（2）在研究动能的大小与质量的关系时，应保证物体具有相同的速度(把质量不同的小球放在斜面的同一高度处，可以使小球在到达平面时具有相同的速度.示例：一辆大卡车和一辆小汽车以同样的速度在水平路面上行驶时，比较它们的动能大小（）A．大卡车的动能等于小汽车的动能B．大卡车的动能大于小汽车的动能C．大卡车的动能小于小汽车的动能D．无法比较解析：大卡车和小汽车以同样的速度在水平路面上行驶时，速度相同，大卡车的质量比小汽车的质量大，故大卡车的动能大.答案：B二、势能1.重力势能（1）定义：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能.（2）影响因素：物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大.2.弹性势能（1）定义：物体由于物体发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能.（2）影响因素：物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就大.示例1：下列物体中不具有弹性势能的是（）A．被压紧的弹簧B．被撑杆跳运动员压弯的撑杆C．从拉弯的弓中射出的箭D．形变的蹦床解析：A.被压紧的弹簧发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故A不合题意；B.被撑杆跳运动员压弯的撑杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故B不合题意；C.从拉弯的弓中射出的箭，没有发生弹性形变，没有弹性势能，但箭是运动的，所以具有动能，故C合题意；D.形变的蹦床发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故D不合题意.答案：C方法总结：根据发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能，判断一个物体是否具有弹性势能，只要看这个物体是否发生了弹性形变即可.示例2：篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示，从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能（）A．一直增大B．一直减小C．先减小后增大D．先增大后减小解析：从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力不变，高度先增大后减小，则其重力势能先增大后减小，故D正确.答案：D方法总结：重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度.质量越大，高度越高，重力势能越大.判断重力势能的变化，一般从高度的变化进行判断.第4节机械能及其转化一、机械能及其转化1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.2.机械能转化（1）动能与重力势能之间的相互转化：动能增加，重力势能减小；动能减小，重力势能增加.（2）动能与弹性势能之间的相互转化：动能增加；弹性势能减小；动能减小，弹性势能增加.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，机械能是守恒的注意：（注意：（1）有其他形式的能参与转化时机械能不守恒；（2）如果除重力和弹力外没有其他外力做功（有其他能力补充或损失），则动能和势能在转化过程中机械能守恒.示例1：在火箭升空过程中，关于火箭搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是（）A．动能转化为重力势能B．重力势能增大，动能减小C．重力势能减小，动能增大D．机械能的总量增加解析：火箭升空时，卫星的质量不变，而速度增大，所以其动能增大；同时高度增大，则卫星的重力势能增大；因为动能增大，重力势能增大，而机械能等于动能与势能之和，所以卫星的机械能增大，该过程中动能没有转化为重力势能，故只有D正确.答案：D方法总结：火箭升空过程中，卫星没有发生弹性形变，不考虑弹性势能，所以机械能=动能+重力势能.从动能和重力势能大小的变化判断机械能的变化.示例2：下列情况中机械能不发生变化的是（）A．汽车刹车后在水平地面上向前滑行B．抛向空中正在上升的石块（不计空气阻力）C．小孩从滑梯上匀速滑下D．用滑轮组把物体匀速提高解析：A.刹车时由于摩擦力做功，消耗机械能转化为内能，故机械能减小，A错.B.石块在空中不受阻力，则只有重力做功，故机械能守恒，B对.C.小孩从滑梯上匀速滑下，动能不变，势能减小，故不守恒，C错.D.物体被匀速提高，动能不变，势能增加，机械能不守恒，D错.答案：B方法总结：动能和势能统称为机械能，由机械能的守恒定律可知守恒的条件，如果不满足条件则不守恒.二、动能与势能的利用1.水能发电（1）水能：流动的水具有动能，高处的水具有势能，水所具有的机械能统称水能.（2）工作原理：上游的水冲