第十一章 功和機(jī)械能-初中物理知識清單（初中全階段）【涂考點(diǎn)】

第十一章功和機(jī)械能第1節(jié)功一、力學(xué)中的功1.做功：如果一個(gè)力作用在物體上，在力的方向上移動(dòng)了一段距離，物理學(xué)上就說這個(gè)力做了功.2.做功的兩個(gè)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(gè)力是否做功必須兩個(gè)必要條件同時(shí)滿足，缺一不可.注意：要判斷某個(gè)力是否做功必須兩個(gè)必要條件同時(shí)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(dòng)的距離不是這個(gè)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(yùn)動(dòng)C.足球在水平地面上滾動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)的小車，小車受到的重力豎直向下，豎直向下沒有移動(dòng)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(dòng)，足球受到的重力豎直向下，但足球沒有豎直向下移動(dòng)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(dòng)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(jī)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(qiáng)的原理C．多吃水果、蔬菜可以補(bǔ)充維生素，維生素為人體生理活動(dòng)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(shí)候既省力又能改變力的方向，據(jù)功的原理，任何機(jī)械都不省功，故A錯(cuò)誤；B.坐沙發(fā)比坐木凳舒服，是利用了在壓力一定時(shí)，通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)；故B錯(cuò)誤；C.為人體生理活動(dòng)提供能量是主要是糖類，故C錯(cuò)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(huì)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(jì)算1.功的計(jì)算：力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積.2.計(jì)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(dòng)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(dòng)的距離在方向上必須一致，力與物體移動(dòng)的距離必須對應(yīng)于同一物體且同一段時(shí)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(dòng)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)了6m解析：AD.由W=Fs可得，物體沿水平方向運(yùn)動(dòng)的距離：s==6m；故A錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，沒有說是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以摩擦力不一定是10N，更不可能是60N，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力應(yīng)小于壓力，故B、C錯(cuò)誤.答案：D第2節(jié)功率一、功率1.定義：功與做功所用時(shí)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(shí)間，所用時(shí)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(shí)間，所用時(shí)間短的物體做功快．

（2）方法二：取相同的時(shí)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(shí)間的單位是秒，則功率的單位是焦耳每秒，它有個(gè)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(yùn)動(dòng)員短時(shí)間運(yùn)動(dòng)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(shí)間越短，功率越大B．用力推一輛汽車，汽車靜止不動(dòng)，推力在這個(gè)過程中對汽車做了功C．拋出手的鉛球在空中向前運(yùn)動(dòng)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(shí)間的比值，僅僅知道時(shí)間長短而不知做功多少，無法判斷功率大小，故A錯(cuò)誤；B.用力推一輛汽車，汽車靜止不動(dòng)，汽車在推力作用下沒有移動(dòng)距離，所以推力在這個(gè)過程中對汽車沒有做功.故B錯(cuò)誤；C.拋出手的鉛球在空中向前運(yùn)動(dòng)的過程中，鉛球不再受到手的推力，由于慣性向前運(yùn)動(dòng)，而不是受到推力作用，所以推力對鉛球沒有做功.故C錯(cuò)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(jì)算計(jì)算公式適用條件題目中若出現(xiàn)距離，則考慮公式，先計(jì)算功的多少，再找時(shí)間注意：（1）P、W、t必須對應(yīng)于同一段時(shí)間、同一個(gè)物體.注意：（1）P、W、t必須對應(yīng)于同一段時(shí)間、同一個(gè)物體.（2）公式中，時(shí)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(yùn)動(dòng).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(dòng)機(jī)的額定功率為，在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的阻力是1600N在額定功率下，當(dāng)汽車勻速直線行駛時(shí)，求：

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)所提供的牽引力大小；（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?yàn)槠囋谒铰访鎰蛩傩旭?，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力F=f=1600N；

（2）行駛時(shí)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(shí)，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(dòng)能和勢能一、動(dòng)能1.能量（1）定義：物體能對外做功，我們就說這個(gè)物體具有能量，簡稱能.能量的單位是焦耳.一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)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(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越大.2.動(dòng)能（1）定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能.一切運(yùn)動(dòng)的物體都有動(dòng)能.（2）影響因素：質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也越大.注意：注意：（1）探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，用控制變量法.影響動(dòng)能大小的因素不是只有一個(gè)，要研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該保證其他因素不變.

（2）在研究動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，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(shí)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(shí)，比較它們的動(dòng)能大?。ǎ〢．大卡車的動(dòng)能等于小汽車的動(dòng)能B．大卡車的動(dòng)能大于小汽車的動(dòng)能C．大卡車的動(dòng)能小于小汽車的動(dòng)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(shí)，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(dòng)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的，所以具有動(dòng)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(gè)物體是否具有彈性勢能，只要看這個(gè)物體是否發(fā)生了彈性形變即可.示例2：籃球場上，運(yùn)動(dòng)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(jìn)行判斷.第4節(jié)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化一、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.機(jī)械能：動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能.2.機(jī)械能轉(zhuǎn)化（1）動(dòng)能與重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化：動(dòng)能增加，重力勢能減小；動(dòng)能減小，重力勢能增加.（2）動(dòng)能與彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化：動(dòng)能增加；彈性勢能減小；動(dòng)能減小，彈性勢能增加.3.機(jī)械能守恒：如果只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢能的大小會(huì)變化，但機(jī)械能的總和不變，或者說，機(jī)械能是守恒的注意：（注意：（1）有其他形式的能參與轉(zhuǎn)化時(shí)機(jī)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(bǔ)充或損失），則動(dòng)能和勢能在轉(zhuǎn)化過程中機(jī)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(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．重力勢能增大，動(dòng)能減小C．重力勢能減小，動(dòng)能增大D．機(jī)械能的總量增加解析：火箭升空時(shí)，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，而速度增大，所以其動(dòng)能增大；同時(shí)高度增大，則衛(wèi)星的重力勢能增大；因?yàn)閯?dòng)能增大，重力勢能增大，而機(jī)械能等于動(dòng)能與勢能之和，所以衛(wèi)星的機(jī)械能增大，該過程中動(dòng)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(jī)械能=動(dòng)能+重力勢能.從動(dòng)能和重力勢能大小的變化判斷機(jī)械能的變化.示例2：下列情況中機(jī)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(jì)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(shí)由于摩擦力做功，消耗機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機(jī)械能減小，A錯(cuò).B.石塊在空中不受阻力，則只有重力做功，故機(jī)械能守恒，B對.C.小孩從滑梯上勻速滑下，動(dòng)能不變，勢能減小，故不守恒，C錯(cuò).D.物體被勻速提高，動(dòng)能不變，勢能增加，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò).答案：B方法總結(jié)：動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能，由機(jī)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(dòng)能與勢能的利用1.水能發(fā)電（1）水能：流動(dòng)的水具有動(dòng)能，高處的水具有勢能，水所具有的機(jī)械能統(tǒng)稱水能.（2）工作原理：上游的水沖