功和機(jī)械能-2024年中考物理必背知識(shí)手冊(cè)（思維導(dǎo)圖+背誦手冊(cè)）

第十一章**機(jī)娥犍

【思維導(dǎo)圖】

做功的兩個(gè)必要因素

【必背手冊(cè)】

★知識(shí)點(diǎn)一：功

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.功的兩個(gè)必要條件：①有力作用在物體上；②物體在力的方向上通過(guò)了距離。

3.不做功的三種情況：有力無(wú)距離；有距離無(wú)力、力和距離垂直。

4.功的公式：功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。公式：W=FS.

5.功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J,1尸IN-mo

6.功的公式的應(yīng)用：①分清哪個(gè)力對(duì)物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S一定是在力的方向

上通過(guò)的距離，強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)；③功的單位“焦"（牛?米=焦），不是力和力臂的乘積（牛?米，力臂單位

不能寫成“焦”）。

【微點(diǎn)撥】功的概念

功的概念是物理學(xué)中最重要的概念之一。其關(guān)鍵點(diǎn)是判斷是否做功，這需要同學(xué)們通過(guò)分析大量實(shí)例

來(lái)練習(xí)，明確做功必須具備的兩個(gè)條件。弄清了這些，功的計(jì)算就非常簡(jiǎn)單了。

力學(xué)中所說(shuō)的功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。所

謂必要因素，就是說(shuō)這兩個(gè)因素缺一不可，如果缺少了其中一個(gè)因素，從力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，都認(rèn)為沒(méi)有做

功，可見這兩個(gè)因素是我們判斷物體是否做功的唯一依據(jù)。所以判斷一個(gè)力是否做了功，必須從作用在物

體上的力和物體在力的方向上是否通過(guò)距離這兩個(gè)方面考慮。判斷物體是否做功要注意下面幾點(diǎn)：

1.作用在物體上的力是否使物體在力的方向上移動(dòng)了距離。如果有力作用在物體上，但物體沒(méi)有移動(dòng)，

即FWO,s=0,則W=Fs=O,不做功。例如：推一輛陷在泥濘中的轎車卻沒(méi)有推動(dòng)。這個(gè)例子中雖然有力作

用在物體上，但物體沒(méi)有在力的方向上通過(guò)一段距離，力學(xué)里就說(shuō)沒(méi)有做功，這是“勞而無(wú)功”。

2.物體移動(dòng)的某段距離是否受到了力的作用。如果沒(méi)有力作用在物體上，但物體由于慣性運(yùn)動(dòng)，即F=0,

s#o,則歸Fs=O,不做功。例如：一在光滑的水平地面上滑動(dòng)的鉛球，是由于慣性而運(yùn)動(dòng)，雖然在水平方

向上通過(guò)了距離，但并沒(méi)有水平方向的力作用于它，所以沒(méi)有什么力做功，這是“不勞無(wú)功”。

3.物體移動(dòng)的距離是否在力的方向上。如果有力作用在物體上，而且物體也運(yùn)動(dòng)了，但物體運(yùn)動(dòng)的方

向和受到的力的方向垂直，即物體在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，即FWO,s=0,則W=Fs=(),不做功。例如：

人手提水桶在水平路上行走，水桶沿水平方向向前運(yùn)動(dòng)，這時(shí)人對(duì)水桶的力是豎直向上的，而水桶移動(dòng)的

距離是水平的，并沒(méi)有向上移動(dòng)，在力的方向上也沒(méi)有移動(dòng)距離，也是“勞而無(wú)功”。

★知識(shí)點(diǎn)二：功率

1.定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功；或說(shuō)成：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)力作做的功。

2.功率的物理意義：功率是表示力做功快慢的物理量；即單位時(shí)間內(nèi)完成的功。

3.公式：P=一=Fvo

t

4.單位：在國(guó)際單位制中，功率單位是瓦特，符號(hào)是W。常用單位還有千瓦(kW)、馬力。

換算關(guān)系：1左卬=1。3卬,1馬力=735卬。

5.功率公式的解釋：

(1)物體在拉力戶的作用下，以速度「沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力做功的功率等于力與物

體速度的乘積，即「=;^。

(2)利用該公式時(shí)要注意：拉力F必須是恒力，且物體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)不變；v的單位必須用m/s,這

樣算出的功率單位才是W；速度v跟拉力F必須對(duì)應(yīng)，即v必須是受到拉力的物體在拉力的方向上移動(dòng)的速

度。

【知識(shí)點(diǎn)詳解】功率

(1)注意區(qū)別功與功率：功率與功是兩個(gè)不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”

則表示做功的“快慢”，“多少”與“快慢”的意義不一樣，只有在做功時(shí)間相同時(shí)，做功多的就做功快；

否則，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是說(shuō):功率與功和時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān)。

(2)由P=W/t變形為P=F?v可知：功率一定時(shí)，力F與速度v成反比。

(3)將上述歸納：

功(W)功率(P)

概念當(dāng)一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力作用下通過(guò)一功與做功所用時(shí)間之比

段距離。這個(gè)力對(duì)物體做了功

單位功的單位是力的單位與距離的單位的乘積牛?米，也功率的單位也是復(fù)合單位，焦/

叫焦耳。1J=1N-mo秒，叫做瓦特。1W=1J/S

W

計(jì)算W二Fsp=—

其它以下三種情況力對(duì)物體不做功：比較做功快慢的方法有：

(1)“不勞無(wú)功”，物體通過(guò)了距離，但沒(méi)有力作(1)比較相同時(shí)間內(nèi)做的功，做

用在物體上；功多的做功快；

(2)“不動(dòng)無(wú)功”有力作用在物體上，物體靜止不(2)比較做相同的功所用時(shí)間，

動(dòng)，沒(méi)有通過(guò)距離；所用時(shí)間少的做功快；

(3)“勞而無(wú)功”，有力作用在物體上，物體也通(3)比較功和時(shí)間的比值，比值

過(guò)了距離，但力的方向和通過(guò)的距離方向互相垂直，大的做功快。

沿力方向上物體沒(méi)有通過(guò)距離。

★知識(shí)點(diǎn)三：動(dòng)能

1.什么是動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。

2.影響動(dòng)能的因素

物體動(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)能越小；具有相同運(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。

3.動(dòng)能是“由于運(yùn)動(dòng)”而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量叫動(dòng)能”，不運(yùn)動(dòng)的

物體也具有能量，但不具有動(dòng)能。例如在空中飛行的飛機(jī)，不但有動(dòng)能而且還具有其它形式的能量。

【微點(diǎn)撥】探究影響動(dòng)能大小的因素

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄空n題：探究動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)

【實(shí)驗(yàn)裝置】

【實(shí)驗(yàn)方法】控制變量法，轉(zhuǎn)換法。

【實(shí)驗(yàn)原理】察下車在木板上移動(dòng)的距離，如木塊移動(dòng)的越遠(yuǎn)，表示木塊做的功越多，說(shuō)明小車具有

很大的動(dòng)能。

【實(shí)驗(yàn)步驟】1.按照?qǐng)D將木板的一端墊高，組成一個(gè)斜面；

2.讓同一小球在斜面的不同高度滾下，推動(dòng)木塊在木板上前進(jìn)，觀察木塊在木板上移動(dòng)的距離；

3.讓不同質(zhì)量的小球從斜面的同一高度滾下，觀察木板在木板上移動(dòng)的距離（如圖乙）；

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】1、質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能越大；2、運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大,

動(dòng)能越大。

【考查方向】

1.斜面的作用：使物體具有速度并改變物體速度的大小;

2.實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象：小球，實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法；轉(zhuǎn)換法；

3.使質(zhì)量不同的小球從同一高度靜止釋放的目的：使小球到達(dá)水平面時(shí)的初速度相同;

4.如何判斷動(dòng)能大?。和ㄟ^(guò)觀察木塊被推動(dòng)的距離多少;

5.通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)甲，得到的結(jié)論：當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大;

6.通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)乙，得到的結(jié)論：當(dāng)物體的速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。

★知識(shí)點(diǎn)四：勢(shì)能

1.重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢(shì)能。

（1）重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，則它的重力勢(shì)能越大。

（2）重力勢(shì)能是“被舉高”這個(gè)原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重

力勢(shì)能”，被舉高的物體具有重力勢(shì)能，同時(shí)也具有其他形式能量。例如在空中飛行的飛機(jī)，不但有重力

勢(shì)能而且還具有其它形式的能量。

2.彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生彈性形變，而具有的能叫做彈性勢(shì)能。撐桿跳高時(shí)彎曲的桿、拉開的弓箭

都具有彈性勢(shì)能。

彈性勢(shì)能的大小與彈性形變的程度有關(guān)；形變程度越大，其彈性勢(shì)能越大。

★知識(shí)點(diǎn)五：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

1.動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。

2.動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化

(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)?/p>

高下落的過(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。

(4)水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機(jī)械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定

量的水，上、下水位差越大，水的重力勢(shì)能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的

地區(qū)，可以同時(shí)安裝幾十臺(tái)到幾百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成“風(fēng)車田