第十一章 功和機械能-初中物理知識清單（初中全階段）【涂考點】

第十一章功和機械能第1節(jié)功一、力學(xué)中的功1.做功：如果一個力作用在物體上，在力的方向上移動了一段距離，物理學(xué)上就說這個力做了功.2.做功的兩個必要因素：（1）作用在物體上的力F；（2）物體在力的方向上通過的距離s注意：要判斷某個力是否做功必須兩個必要條件同時滿足，缺一不可.注意：要判斷某個力是否做功必須兩個必要條件同時滿足，缺一不可.3.物理學(xué)中的不做功的三種情況（1）有力無距：勞而無功（搬石頭，搬而無功）（2）有距無力：物體沒有受到力的作用，而是由于慣性通過一段距離（空中飛行的足球，沒有人對它有推力的作用）.（3）有力有距，但力垂直距離：垂直無功，雖然有力有距離，但移動的距離不是這個力作用的結(jié)果（提箱子在水平路上走，人對它不做功）.示例1：下列情景中，重力對物體做功的是（）A.籃球由高處自由落下B.小車在水平面上做勻速直線運動C.足球在水平地面上滾動D.書靜止放置在桌面上解析：A.籃球由高處落下，重力豎直向下，籃球豎直向下移動了距離，重力對籃球做功，故A符合題意；B.在水平面上做勻速直線運動的小車，小車受到的重力豎直向下，豎直向下沒有移動距離，重力沒有做功，故B不符合題意；C.足球在水平地面上滾動，足球受到的重力豎直向下，但足球沒有豎直向下移動距離，重力沒有做功，故C不符合題意；D.書靜止放置在桌面上，受重力的作用，但沒有移動距離，重力不做功，故D不符合題意.答案：A示例2：科學(xué)與人們的生活緊密相連，用所學(xué)科學(xué)知識判斷，下列說法正確的是（）A．使用簡單機械都能省力，也可以省功B．坐沙發(fā)比坐木凳舒服，利用了減小壓力來減小壓強的原理C．多吃水果、蔬菜可以補充維生素，維生素為人體生理活動提供能量D．通風(fēng)櫥是用排風(fēng)扇將櫥內(nèi)廢氣直接排放到室外的裝置，它是一種不完善的防污設(shè)施解析：A.滑輪組在使用的時候既省力又能改變力的方向，據(jù)功的原理，任何機械都不省功，故A錯誤；B.坐沙發(fā)比坐木凳舒服，是利用了在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強；故B錯誤；C.為人體生理活動提供能量是主要是糖類，故C錯誤；D.通風(fēng)櫥是用排風(fēng)扇將櫥內(nèi)廢氣直接排放到室外的裝置，這樣會污染空氣，它是一種不完善的防污設(shè)施，故D正確.答案：D二、功的計算1.功的計算：力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積.2.計算公式：拉力做功：W=FS重力做功：W=Gh克服阻力做功：W=fs，F(xiàn)表示力，s表示沿力的方向移動的距離，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）力與物體移動的距離在方向上必須一致，力與物體移動的距離必須對應(yīng)于同一物體且同一段時間；（2）力的單位一定用牛頓，距離的單位一定用米.3.單位：在國際單位制中，力的單位是牛，距離的單位是米，功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J.示例1：某同學(xué)用50N的力將重10N的足球踢出去15m遠(yuǎn)，該同學(xué)對足球做的功是（）A.750JB.150JC.沒有做功D.無法確定做功多少解析：題中只說明了該同學(xué)對足球的作用力大小，而沒說明足球在該力的作用下移動的距離，故無法準(zhǔn)確求出腳對球所做的功.答案：D方法總結(jié)：物體做功的公式為W=Fs，即只有明確了力及力的作用下的距離才能求出力對物體所做的功.示例2：用10N的水平推力推著重為60N的物體沿水平方向做直線運動，若推力對物體做了60J的功，則在推力做功的過程中（）A．物體一定運動了1mB．物體一定受了60N的摩擦力C．物體一定受了10N的摩擦力D．物體一定運動了6m解析：AD.由W=Fs可得，物體沿水平方向運動的距離：s==6m；故A錯誤，D正確；BC.用10N的水平推力推著重為60N的物體沿水平方向做直線運動，沒有說是勻速直線運動，所以摩擦力不一定是10N，更不可能是60N，因為滑動摩擦力應(yīng)小于壓力，故B、C錯誤.答案：D第2節(jié)功率一、功率1.定義：功與做功所用時間之比叫做功率.它是表示做功快慢比較做功快慢的方法：（1）方法一：做相同的功，比較不同的物體所用的時間，所用時間短的物體做功快．

比較做功快慢的方法：（1）方法一：做相同的功，比較不同的物體所用的時間，所用時間短的物體做功快．

（2）方法二：取相同的時間，比較不同的物體所做功的多少，做功多的物體做功快．2.功率的表達(dá)式：.3.在國際單位制中，功的單位是焦耳，時間的單位是秒，則功率的單位是焦耳每秒，它有個專有的名稱叫瓦特，簡稱瓦，符號是w.工程技術(shù)上還常用千瓦（kw）作為功率的單位，.4.?？嫉墓β剩褐袑W(xué)生跳繩的功率約為60W；優(yōu)秀運動員短時間運動功率越1千瓦；小轎車的功率約為數(shù)施千瓦至數(shù)百千瓦.示例1：下列關(guān)于功和功率的說法中，正確的是（）A．物體做功時間越短，功率越大B．用力推一輛汽車，汽車靜止不動，推力在這個過程中對汽車做了功C．拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中，推力對它做了功D．物體做功越快，功率越大解析：A.功率的大小等于功與時間的比值，僅僅知道時間長短而不知做功多少，無法判斷功率大小，故A錯誤；B.用力推一輛汽車，汽車靜止不動，汽車在推力作用下沒有移動距離，所以推力在這個過程中對汽車沒有做功.故B錯誤；C.拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中，鉛球不再受到手的推力，由于慣性向前運動，而不是受到推力作用，所以推力對鉛球沒有做功.故C錯誤；D.功率是描述物體做功快慢的物理量，物體做功越快，功率越大，故D正確.答案：D二、功率的計算計算公式適用條件題目中若出現(xiàn)距離，則考慮公式，先計算功的多少，再找時間注意：（1）P、W、t必須對應(yīng)于同一段時間、同一個物體.注意：（1）P、W、t必須對應(yīng)于同一段時間、同一個物體.（2）公式中，時間的單位一定用秒，功的單位用焦耳.公式中，速度單位一定要用m/s.（3）具有普遍性，而公式只適用于勻速直線運動.題目中若出現(xiàn)速度，沒有距離，則考慮用公式，先找力的大小，在與速度相乘.示例1：HYPERLINK某型號汽車發(fā)動機的額定功率為，在水平路面上勻速行駛時受到的阻力是1600N在額定功率下，當(dāng)汽車勻速直線行駛時，求：

（1）發(fā)動機所提供的牽引力大??；

（2）汽車行駛10min牽引力所做的功；

（3）汽車行駛10min行駛的路程.解題思路：（1）汽車在水平路面勻速行駛，根據(jù)二力平衡條件求出發(fā)動機所提供的牽引力大??；（2）根據(jù)W=Pt求出汽車行駛10min牽引力所做的功；（3）根據(jù)W=Fs求出汽車行駛10min行駛的路程.解：（1）因為汽車在水平路面勻速行駛，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，發(fā)動機所提供的牽引力F=f=1600N；

（2）行駛時間t=10min=600s，汽車牽引力所做的功W=Pt=4×104W×600s=2.4×107J；

（3）由得，汽車行駛的路程.示例2：一輛汽車的功率為l00kW，行駛速度為60km/h時，汽車的牽引力多大？解題思路：根據(jù)可求出汽車的牽引力.解：汽車的行駛速度，

汽車的功率，由得，汽車的牽引力.第3節(jié)動能和勢能一、動能1.能量（1）定義：物體能對外做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能.能量的單位是焦耳.一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大.（2）單位：焦耳，符號是J.（3）功與能量的關(guān)系：一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大.2.動能（1）定義：物體由于運動而具有的能，叫做動能.一切運動的物體都有動能.（2）影響因素：質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大.注意：注意：（1）探究動能大小與哪些因素有關(guān)時，用控制變量法.影響動能大小的因素不是只有一個，要研究與其中一個因素的關(guān)系時，應(yīng)該保證其他因素不變.

（2）在研究動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保證物體具有相同的速度(把質(zhì)量不同的小球放在斜面的同一高度處，可以使小球在到達(dá)平面時具有相同的速度.示例：一輛大卡車和一輛小汽車以同樣的速度在水平路面上行駛時，比較它們的動能大?。ǎ〢．大卡車的動能等于小汽車的動能B．大卡車的動能大于小汽車的動能C．大卡車的動能小于小汽車的動能D．無法比較解析：大卡車和小汽車以同樣的速度在水平路面上行駛時，速度相同，大卡車的質(zhì)量比小汽車的質(zhì)量大，故大卡車的動能大.答案：B二、勢能1.重力勢能（1）定義：物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能叫做重力勢能.（2）影響因素：物體的質(zhì)量越大，位置越高，它具有的重力勢能就越大.2.彈性勢能（1）定義：物體由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能.（2）影響因素：物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就大.示例1：下列物體中不具有彈性勢能的是（）A．被壓緊的彈簧B．被撐桿跳運動員壓彎的撐桿C．從拉彎的弓中射出的箭D．形變的蹦床解析：A.被壓緊的彈簧發(fā)生了彈性形變，所以具有彈性勢能，故A不合題意；B.被撐桿跳運動員壓彎的撐桿發(fā)生了彈性形變，所以具有彈性勢能，故B不合題意；C.從拉彎的弓中射出的箭，沒有發(fā)生彈性形變，沒有彈性勢能，但箭是運動的，所以具有動能，故C合題意；D.形變的蹦床發(fā)生了彈性形變，所以具有彈性勢能，故D不合題意.答案：C方法總結(jié)：根據(jù)發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫彈性勢能，判斷一個物體是否具有彈性勢能，只要看這個物體是否發(fā)生了彈性形變即可.示例2：籃球場上，運動員練習(xí)投籃，籃球劃過一條漂亮的弧線落入籃筐，球的軌跡如圖中虛線所示，從籃球出手到落入籃筐的過程中，籃球的重力勢能（）A．一直增大B．一直減小C．先減小后增大D．先增大后減小解析：從籃球出手到落入籃筐的過程中，籃球的重力不變，高度先增大后減小，則其重力勢能先增大后減小，故D正確.答案：D方法總結(jié)：重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉的高度.質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大.判斷重力勢能的變化，一般從高度的變化進行判斷.第4節(jié)機械能及其轉(zhuǎn)化一、機械能及其轉(zhuǎn)化1.機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能.2.機械能轉(zhuǎn)化（1）動能與重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化：動能增加，重力勢能減??；動能減小，重力勢能增加.（2）動能與彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化：動能增加；彈性勢能減小；動能減小，彈性勢能增加.3.機械能守恒：如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的注意：（注意：（1）有其他形式的能參與轉(zhuǎn)化時機械能不守恒；（2）如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（有其他能力補充或損失），則動能和勢能在轉(zhuǎn)化過程中機械能守恒.示例1：在火箭升空過程中，關(guān)于火箭搭載的衛(wèi)星的能量及能量轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是（）A．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．重力勢能增大，動能減小C．重力勢能減小，動能增大D．機械能的總量增加解析：火箭升空時，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，而速度增大，所以其動能增大；同時高度增大，則衛(wèi)星的重力勢能增大；因為動能增大，重力勢能增大，而機械能等于動能與勢能之和，所以衛(wèi)星的機械能增大，該過程中動能沒有轉(zhuǎn)化為重力勢能，故只有D正確.答案：D方法總結(jié)：火箭升空過程中，衛(wèi)星沒有發(fā)生彈性形變，不考慮彈性勢能，所以機械能=動能+重力勢能.從動能和重力勢能大小的變化判斷機械能的變化.示例2：下列情況中機械能不發(fā)生變化的是（）A．汽車剎車后在水平地面上向前滑行B．拋向空中正在上升的石塊（不計空氣阻力）C．小孩從滑梯上勻速滑下D．用滑輪組把物體勻速提高解析：A.剎車時由于摩擦力做功，消耗機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機械能減小，A錯.B.石塊在空中不受阻力，則只有重力做功，故機械能守恒，B對.C.小孩從滑梯上勻速滑下，動能不變，勢能減小，故不守恒，C錯.D.物體被勻速提高，動能不變，勢能增加，機械能不守恒，D錯.答案：B方法總結(jié)：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，由機械能的守恒定律可知守恒的條件，如果不滿足條件則不守恒.二、動能與勢能的利用1.水能發(fā)電（1）水能：流動的水具有動能，高處的水具有勢能，水所具有的機械能統(tǒng)稱水能.（2）工作原理：上游的水沖