第十一章功和機(jī)械能

人教版九年級(jí)物理中考一輪復(fù)習(xí)第十一章功和機(jī)械能一、基礎(chǔ)知識(shí)功：1、功的概念和做功的判定：（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(guò)一段距離，這個(gè)力就對(duì)物體做了功；（2）功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J，1J=1N·m；（3）判斷力是否做功包括兩個(gè)必要因素：一是力作用在物體上；二是物體在力的方向上通過(guò)的距離；

（4）力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積；（5）計(jì)算公式：W=Fs（功的單位焦耳“J”，力的單位是“牛（N）”，距離的單位“米（m）”）功率：1、功率的概念：（1）功率定義：物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學(xué)中用字母P表示；（2）功率意義：物理學(xué)中，用功率來(lái)表示物體做功的快慢；（3）功率公式：功率=功/時(shí)間，即；

（4）功率單位：國(guó)際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W；

2、功率大小比較：功率是表示物體做功快慢的物理量，一般采用下列三種辦法比較大?。?/p>

（1）在相同時(shí)間內(nèi)，比較做功的多少，做功越多的物體，功率越大。

（2）在完成相同功的條件下，比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短，所用時(shí)間越短的物體，功率越大。

（3）做功多少和所用時(shí)間都不同的情況下，通過(guò)公式計(jì)算，然后進(jìn)行比較。3、功率的應(yīng)用：1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示時(shí)間）

（2）計(jì)算功率的另一個(gè)公式：P=Fv，即物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則拉力F所做的功的功率可表示為Fv．（其中F表示物體所受的拉力，v表示物體運(yùn)動(dòng)的速度）

a．推導(dǎo)：由，聯(lián)立W=Fs，得==Fv。

由該公式可知：在功率P一定時(shí)，力F與速度v成反比。

b．應(yīng)用：當(dāng)汽車(chē)上坡時(shí)，司機(jī)采取換擋的辦法，減小速度，以獲得較大的牽引力。人教版九年級(jí)物理中考一輪復(fù)習(xí)第十一章功和機(jī)械能動(dòng)能和勢(shì)能1、動(dòng)能和勢(shì)能的概念：動(dòng)能：

（1）概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能。一切物體都具有動(dòng)能。

（2）影響動(dòng)能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動(dòng)能就越大。

（3）單位：焦耳（J）。

勢(shì)能：彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為勢(shì)能。

（1）重力勢(shì)能

①概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢(shì)能。

②影響重力勢(shì)能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。物體的質(zhì)量越大，所處的高度越高，物體的重力勢(shì)能就越大。

③單位：焦耳（J），重為1N的物體（質(zhì)量約為0.1kg），被舉高1m時(shí)所獲得的能量，就是1J。

（2）彈性勢(shì)能

①概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢(shì)能。

②影響彈性勢(shì)能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內(nèi)的彈性形變程度越大，彈性勢(shì)能就越大。③單位：焦耳（J）。2、影響動(dòng)能和勢(shì)能的大小因素：（1）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?。哂邢嗤\(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；（2）重力勢(shì)能的大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是物體的質(zhì)量，另一個(gè)是物體距零勢(shì)能面的高度。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體距零勢(shì)能面的高度越大，其重力勢(shì)能越大，物體距零勢(shì)能面的高度越小，其重力勢(shì)能越?。划?dāng)物體距零勢(shì)能面的高度一定時(shí)，物體質(zhì)量越大其重力勢(shì)能越大，物體質(zhì)量越小其重力勢(shì)能越?。矬w的質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢(shì)能就越大；（3）彈性勢(shì)能的大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是彈簧本身的性質(zhì)，另一個(gè)是彈性形變的大小。當(dāng)彈簧本身的性質(zhì)相同時(shí)，形變?cè)酱螅哂械膹椥詣?shì)能就越大，形變?cè)叫?，具有的彈性?shì)能就越??；當(dāng)彈簧形變相同時(shí)，性質(zhì)不同的彈簧彈性勢(shì)能不同。\o"11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化"機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1、機(jī)械能的概念：（1）動(dòng)能和勢(shì)能之和稱(chēng)為機(jī)械能。動(dòng)能和勢(shì)能都屬于機(jī)械能，動(dòng)能是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的能量，勢(shì)能是存儲(chǔ)著的能量，動(dòng)能和勢(shì)能是機(jī)械能的兩種表現(xiàn)形式。

（2）機(jī)械能大?。旱扔趧?dòng)能和勢(shì)能的總和。2、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與機(jī)械能守恒（1）在一定的條件下，動(dòng)能和重力勢(shì)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?gòu)母呦侣涞倪^(guò)程中，先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，后又是重力勢(shì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（2）在一定的條件下，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運(yùn)動(dòng)員，在起跳的過(guò)程中，壓跳板是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，跳板將運(yùn)動(dòng)員反彈起來(lái)是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（3）機(jī)械能守恒：如果一個(gè)過(guò)程中，只有動(dòng)能和勢(shì)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。二．習(xí)題練習(xí)1．下列實(shí)例中，有力對(duì)物體做功的是(A)A．跳水運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)跳下B．背著書(shū)包在水平路面上前進(jìn)C．舉重運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴?fù)Ｔ诳罩蠨．小球在光滑水平面上滾動(dòng)【答案】A【解析】本題考查力是否做功的判斷．跳水運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移動(dòng)了距離，重力對(duì)人做功，A符合題意；背著書(shū)包在水平路面上前進(jìn)，移動(dòng)的方向和受力方向垂直，在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，不做功，B不符合題意；舉重運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴?fù)Ｔ诳罩校辛ψ饔迷谖矬w上，但是沒(méi)有移動(dòng)距離，沒(méi)有力做功，C不符合題意；小球在光滑水平面上滾動(dòng)，依靠的是小球的慣性，水平方向上雖然移動(dòng)了距離，但是沒(méi)有力的作用，不做功，D不符合題意．故選A．2．以下四幅圖中，克服物體重力做功的是(C)【答案】C【解析】本題考查功的兩個(gè)必要因素．人推小車(chē)在水平路面上通過(guò)一段距離，推力做了功，但重力的方向上沒(méi)有通過(guò)距離，所以重力不做功，A不符合題意；人用力搬石頭，石頭沒(méi)有被搬動(dòng)，有力但沒(méi)有距離，所以沒(méi)有做功，B不符合題意；叉車(chē)把貨物從地面抬升到一定高度，在重力方向上通過(guò)了距離，所以克服重力做了功，C符合題意；人提書(shū)包站在水平輸送帶上通過(guò)一段距離，重力與距離的方向垂直，所以不做功，D不符合題意．故選C．3．下列關(guān)于功和能的說(shuō)法正確的是(A)A．被拉開(kāi)的彈弓具有彈性勢(shì)能B．用力推車(chē)而車(chē)未動(dòng)，因?yàn)橛昧肆λ酝屏ψ隽斯．人造地球衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)勢(shì)能減小，動(dòng)能增大D．速度小的物體動(dòng)能一定小【答案】A【解析】本題考查功、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化．被拉開(kāi)的彈弓發(fā)生了彈性形變，所以具有彈性勢(shì)能，A正確；用力推車(chē)而車(chē)未動(dòng)，雖然有力，但沿力的方向沒(méi)有距離，所以沒(méi)有做功，B錯(cuò)誤；人造地球衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量不變，高度增大，重力勢(shì)能增大，速度變小，動(dòng)能變小，所以是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的過(guò)程，C錯(cuò)誤；影響動(dòng)能大小的因素有質(zhì)量和速度．質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大，故只知道速度，不能確定動(dòng)能的大小，D錯(cuò)誤．故選D.4．如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊使其做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，兩次拉動(dòng)木塊得到的s－t關(guān)系圖像如圖乙所示.兩次對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，下列判斷正確的是(B)F1＞F2、P1＞P2F1＝F2、P1＞P2F1＞F2、P1＝P2F1＜F2、P1＜P2【答案】B【解析】本題考查功率、二力平衡條件．由圖乙可知，木塊兩次都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等，因?yàn)橥荒緣K放在同一桌面上，壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，所以?xún)纱文緣K受到的滑動(dòng)摩擦力相等，故兩次對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相等，即F1＝F2；從圖乙中可以判斷出，第1次木塊的運(yùn)動(dòng)速度大于第2次木塊的運(yùn)動(dòng)速度，即v1＞v2，根據(jù)公式P＝Fv可知，當(dāng)拉力相等時(shí)，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2.綜上所述，ACD錯(cuò)誤，B正確．故選B.5．磁懸浮列車(chē)有很多優(yōu)點(diǎn)，爬坡能力也比傳統(tǒng)軌道交通工具強(qiáng)，所以在設(shè)計(jì)軌道時(shí)可以做大“節(jié)能坡”，充分利用列車(chē)在上下坡時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化以達(dá)到節(jié)約能源的目的，當(dāng)磁懸浮列車(chē)從“節(jié)能坡”上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．【答案】節(jié)約能源重力勢(shì)【解析】本題考查動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與守恒．由題意可知，將軌道設(shè)計(jì)成“節(jié)能坡”，車(chē)輛進(jìn)站時(shí)要上坡，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，同時(shí)達(dá)到停車(chē)的目的；出站時(shí)要下坡，又把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能，提高速度，達(dá)到節(jié)約能源的目的．6．在水平地面上，用50N的力沿水平方向拉著重為100N的小車(chē)前進(jìn)4m．拉力做功為200J，重力做功為0J.【答案】200J0【解析】本題考查功的計(jì)算．拉力做的功W＝Fs＝50N×4m＝200J；重力的方向是豎直向下的，而物體是在水平方向上移動(dòng)了4m，沒(méi)有在重力方向上移動(dòng)距離，所以重力做功為0.7.在中考體育考試中，小剛投出的實(shí)心球在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．若不考慮空氣阻力，則實(shí)心球從離開(kāi)手后到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)程中，球受1個(gè)力的作用，球的機(jī)械能不變（選填“增大”、“減小”或“不變”），在最高點(diǎn)時(shí)，球的動(dòng)能大于（選填“大于”或“等于”）零．【答案】①.一②.不變③.大于【解析】地球表面及附近的一切物體都受到重力的作用；不考慮能量損失，動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中，機(jī)械能總量守恒；球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，仍有向前運(yùn)動(dòng)的速度．8．(12分)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖所示的裝置探究“物體動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系”．將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時(shí)，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離．(1)本實(shí)驗(yàn)使鋼球獲得動(dòng)能的操作方法是將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球動(dòng)能的大小是通過(guò)觀察木塊運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)判斷的．實(shí)驗(yàn)次數(shù)鋼球質(zhì)量/g鋼球下擺高度/cm木塊滑行距離/cm1202030240205836020(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出，他們讓質(zhì)量不同的鋼球從相同高度擺下，使鋼球到達(dá)豎直位置的速度相同，從而探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系．(3)在第3次實(shí)驗(yàn)中，木塊被撞后滑出木板，需要重做第3次實(shí)驗(yàn)，甲同學(xué)建議換用同樣較長(zhǎng)的木板，乙同學(xué)建議換一個(gè)較大的木塊，丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度．你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用甲同學(xué)的建議．(4)由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論：在速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大．【答案】（1）將鋼球從某一高度由靜止釋放 木塊運(yùn)動(dòng)的距離（2）速度質(zhì)量（3）甲（4）在速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大?！窘馕觥勘绢}考查探究影響物體動(dòng)能大小的因素．(1)讓鋼球從某一高度由靜止釋放，使鋼球獲得動(dòng)能；鋼球動(dòng)能的大小是通過(guò)鋼球?qū)δ緣K做功的多少來(lái)體現(xiàn)出來(lái)的，木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)，就表示鋼球的動(dòng)能越大；(2)讓小球從斜面的同一高度處釋放，使小球到達(dá)最底端的速度相同，從而探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系；(3)上面的兩次實(shí)驗(yàn)是在速度一定時(shí)，改變物體的質(zhì)量，探究動(dòng)能的大小，動(dòng)能的大小通過(guò)木塊移動(dòng)距離的大小表現(xiàn)出來(lái)的，因此應(yīng)改變木板的長(zhǎng)度，應(yīng)采用甲的建議；(4)由表中的數(shù)據(jù)知：速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大．9.俯臥撐是一項(xiàng)常見(jiàn)的體育健身活動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的人身體可視為杠桿．如圖所示是小華同學(xué)坐俯臥撐的示意圖，他的體重500N，每做一次將身體撐起，肩部上升0.4m．在某次測(cè)試中，他1min內(nèi)完成30次