第11章《功和機械能》考點清單(講義)（原卷版）

學而優(yōu)教有方第十一章《\o"第11章功和機械能"功和機械能》考點清單對第十一章\o"第11章功和機械能"功和機械能有如下要求：（1）了解功與功率的單位和機械能概念。（2）會計算功的大小、功率以及解釋生活中利用動能或勢能的現(xiàn)象。（3）理解功的概念、功與速度的關(guān)系以及動能和勢能的概念。（4）掌握功率的概念、影響物體動能和勢能大小的因素和機械能守恒定律。\o"11.1功"11.1功考查點有：\o"壓力"壓力\o"功的計算和公式的應用"功的計算和公式的應用\o"功的概念與單位"功的概念與單位\o"力做功的必要因素"力做功的必要因素\o"力是否做功的判斷"力是否做功的判斷\o"比較功的大小"比較功的大小\o"7.2彈力"

\o"11.2功率"11.2功率考查點有：\o"功率的概念與單位"功率的概念與單位\o"比較做功的快慢"比較做功的快慢\o"比較功率的大小"比較功率的大小\o"功率的計算及公式的應用"功率的計算及公式的應用\o"功率測量的實驗"功率測量的實驗\o"功率在實際生活中的應用"功率在實際生活中的應用\o"11.3動能和勢能"11.3動能和勢能考查點有：\o"動能和勢能的概念"動能和勢能的概念\o"動能大小的比較"動能大小的比較\o"勢能大小的比較"勢能大小的比較\o"動能和勢能的轉(zhuǎn)化"動能和勢能的轉(zhuǎn)化\o"動能的影響因素"動能的影響因素\o"勢能的影響因素"勢能的影響因素\o"探究影響物體動能大小的因素"探究影響物體動能大小的因素\o"探究影響物體勢能大小的因素"探究影響物體勢能大小的因素\o"動能與勢能的應用"動能與勢能的應用\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化考查點有：\o"機械能的概念"機械能的概念\o"機械能的轉(zhuǎn)化"機械能的轉(zhuǎn)化\o"機械能守恒條件"機械能守恒條件\o"機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化"機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化考點1：功1、功的概念和判定（1）功的定義：一個力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個力就對物體做了功。（2）功的單位：國際單位制中，功的單位是：焦耳，符號是J，1J=1N·m。（3）判斷力是否做功包括兩個必要因素：一是力作用在物體上；二是物體在力的方向上通過的距離。

（4）力學里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。

（5）不做功的三種情況：有力無距離也叫“勞而無功”、有距離無力也叫“不勞無功”、力和距離垂直也叫“垂直無功”。（6）功的原理：使用任何機械時，人們所做的功，都不會少于（大于或等于）不用機械時所做的功，也就是使用任何機械都不省功，這個結(jié)論叫做功的原理。2、功的計算（1）功的計算公式：W=FS，其中各量單位功W：J（焦耳），力F：N（牛頓）；移動距離S：m（米）；或者W=Pt?？键c2：功率1、功率的概念（1）功率定義：物體在單位時間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學中用字母P表示。（2）功率意義：物理學中，用功率來表示物體做功的快慢。（3）功率公式：功率=功/時間，即。

（4）功率單位：國際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W。（5）功率的種類①平均功率：物體做變速運動時，力在不同的時間段內(nèi)做功快慢不同，平均功率可表示力在某段時間內(nèi)做功的平均快慢程度。

②瞬時功率：物體做變速運動時，力在某時刻做功的快慢。

2、功率大小比較

（1）在相同時間內(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，比較所用時間的長短，所用時間越短的物體，功率越大。

（3）做功多少和所用時間都不同的情況下，通過公式計算，然后進行比較。3、功率的應用（1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示時間）。

（2）計算功率的另一個公式：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運動，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表示物體運動的速度）。

a．推導：由，聯(lián)立W=Fs，得==Fv。

由該公式可知：在功率P一定時，力F與速度v成反比。

b．應用：當汽車上坡時，司機采取換擋的辦法，減小速度，以獲得較大的牽引力。考點3：動能和勢能1、動能

（1）概念：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能。

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

（3）單位：焦耳（J）。

2、勢能：彈性勢能和重力勢能統(tǒng)稱為勢能。

（1）重力勢能

①概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。

②影響重力勢能大小的因素：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時所獲得的能量，就是1J。

（2）彈性勢能

①概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

②影響彈性勢能大小的因素：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，彈性勢能就越大。③單位：焦耳（J）。3、影響動能和勢能的大小因素（1）動能的大小與兩個因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運動的速度大小。當物體的質(zhì)量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小，具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。（2）重力勢能的大小與兩個因素有關(guān)：一個是物體的質(zhì)量，另一個是物體距零勢能面的高度。當物體的質(zhì)量一定時，物體距零勢能面的高度越大，其重力勢能越大，物體距零勢能面的高度越小，其重力勢能越??；當物體距零勢能面的高度一定時，物體質(zhì)量越大其重力勢能越大，物體質(zhì)量越小其重力勢能越小，物體的質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢能就越大。（3）彈性勢能的大小與兩個因素有關(guān)：一個是彈簧本身的性質(zhì)，另一個是彈性形變的大小。當彈簧本身的性質(zhì)相同時，形變越大，它具有的彈性勢能就越大，形變越小，具有的彈性勢能就越??；當彈簧形變相同時，性質(zhì)不同的彈簧彈性勢能不同?？键c4：\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化1、機械能的概念（1）動能和勢能之和稱為機械能。動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。

（2）機械能大小：等于動能和勢能的總和。2、動能和勢能的轉(zhuǎn)化與機械能守恒（1）在一定的條件下，動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，后又是重力勢轉(zhuǎn)化為動能。（2）在一定的條件下，動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運動員，在起跳的過程中，壓跳板是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運動員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。（3）機械能守恒：如果一個過程中，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和就保持不變，這個規(guī)律叫做機械能守恒。（4）水能和風能的利用：自然界的流水和風能都是具有大量機械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風能發(fā)電，在風力資源豐富的地區(qū)，可以同時安裝幾十臺到幾百臺風力發(fā)電機，組成“風車田”聯(lián)在一起供電?？键c1：功1．（2023春?漳州期末）投擲實心球是我市體育中考項目之一。投擲過程中，考生對實心球沒有做功的是（）A．從地面拿起實心球 B．將實心球舉高 C．用力將實心球擲出 D．實心球離開手后繼續(xù)在空中飛行2．（2023春?蓮池區(qū)校級期末）在水平地面上，小明用50N的水平推力推動重100N的箱子前進了10m，推力做的功為（）A．0J B．500J C．1000J D．1500J3．（2023春?川匯區(qū)校級期末）如圖所示，跳水運動員在跳板上彈到最高處后下落入水的過程中（）A．彈起離開跳板后向上運動的過程中彈力對運動員做功 B．彈起到最高處時受非平衡力的作用 C．運動員離開跳板繼續(xù)上升是由于受到慣性的作用 D．運動員浸沒水中向下運動過程中受到水的壓強不變4．（2023春?潮陽區(qū)校級期末）一建筑工人用60N的水平推力推小車，使小車在水平地面上勻速前進了15m，小車受到的阻力為N。撤去推力，小車仍然能繼續(xù)向前運動0.5m，這是由于小車具有，在上述小車前進15.5m的過程中，建筑工人對小車做的功為J。5．（2023春?思明區(qū)校級期末）如圖所示，在水平地面上有一長方體木箱，小林用水平推力F把木箱向前推動，如圖甲所示，從3s到5s內(nèi)，推力對木塊所做的功J，第2秒時木塊受到的合力為N。6．（2023春?孝義市期末）如圖是飯店引進的“歡樂送”送餐機器人，請回答以下問題：規(guī)格參數(shù)機器人空載時體重30kg輪子與地面接觸總面積1×10﹣4m2滿載工作時移動速度0.8m/s滿載工作時功率120W（1）機器人空載時對地面的壓強是多少？（g取10N/kg）（2）某次送餐過程中，機器人以0.8m/s的速度勻速直線移動，若它在運動過程中所受阻力為50N，則在1min內(nèi)驅(qū)動力對機器人所做的功是多少？（3）當它滿載工作時，機器人受到的驅(qū)動力多大？考點2：功率7．（2023春?武侯區(qū)期末）如圖所示，某舉重運動員為了提高舉重競賽成績，在平時訓練時需要增大舉起杠鈴的總重，同時減小單次舉起所用時間。從物理學角度看，這樣做能夠（）A．減小做功 B．保持功率不變 C．減小功率 D．增大功率8．（2023春?臨湘市期末）如圖所示，一物塊從光滑斜面上的A點由靜止滑下，B為斜面AC的中點，設(shè)物塊在AB段重力做功為W1，重力的功率為P1；在BC段重力做功為W2，重力的功率為P2，則下列關(guān)系正確的是（）A．W1＜W2，P1＞P2 B．W1＝W2，P1＝P2 C．W1＝W2，P1＜P2 D．W1＜W2，P1＜P29．（2023春?洪洞縣期末）如圖甲所示的地面清潔機器人，質(zhì)量為3kg，機器人在水平地面運動時，所提供推力與速度關(guān)系如圖乙所示，則該機器人在水平地面上以0.5m/s速度勻速直線運動時，水平推力的功率是（）A．180W B．100W C．75W D．60W10．（2023春?牧野區(qū)校級期末）在排球比賽時，運動員將一個排球豎直向上拋出，如圖所示。排球離開手后，經(jīng)過A、B、C三點，到達最高點O，然后下落回到A點，其中AB段和BC段的距離相等，排球拋出向上運動說明力能改變物體的，到達O點的瞬間，排球處于（“平衡”或“不平衡”），下落時，重力在BA段做功的功率比CB段（填“大”或“小”）。11．（2023春?易縣期末）如圖所示，某智能機器人的質(zhì)量為80kg。該智能機器人以1m/s的速度在水平地面上勻速直線工作時，所受阻力是機器人重的。則該智能機器人工作30s的過程中，牽引力做的功是J，做功的功率是W。（g取10N/kg）12．（2023春?全椒縣期末）跳繩是某市初中畢業(yè)生體育測試的項目之一，小華想利用所學的物理知識估測自己跳繩時克服重力的平均功率（不計繩重）。（1）用體重計測量自己的質(zhì)量m。（2）用刻度尺測出自己每次跳起的平均高度h（人的重心上升的高度）。（3）用（填測量器材）記錄跳n次所用的（填物理量與其對應字母）。（4）計算出跳繩時克服重力的平均功率P＝（用字母表示）。13．（2023春?莘縣期末）快遞業(yè)務服務提升了生活質(zhì)量，為了提高快遞配送效率，可使用如圖所示的物流機器人完成快速智能配送。若空載時該物流機器人的重力為6×103N，輪胎與地面的總接觸面積為0.2m2，當該物流機器人完成所有配送任務后返回服務站時，在某平直道路上勻速行駛了4×103m，用時1.2×103s，已知機器人勻速行駛時，牽引力為120N，g取10N/kg。求此過程中：（1）機器人對水平路面的壓強為多少帕？（2）機器人勻速行駛時牽引力所做的功為多少焦？（3）機器人勻速行駛時牽引力的功率為多少瓦？14．（2023春?廊坊期末）疫情時期，智能配送機器人從倉庫的仁和站出發(fā)，將醫(yī)療物資送到了武漢第九醫(yī)院。該智能配送機器人設(shè)計的最大速度是25km/h，空載質(zhì)量350kg，承載量可以達到150kg。（1）該機器人空載時受到的重力是多少？（2）若配送機器人在某段平直的路面上由靜止開始運動，共用時12s，如圖甲是速度v隨時間t變化的關(guān)系圖象，圖乙是動力F隨時間t變化的關(guān)系圖象。在7﹣12s內(nèi)，配送機器人動力做功的功率是多少？（3）配送機器人滿載靜止在水平地面上時，對地面的壓強是2×105Pa，求輪胎與地面的總接觸面積為多少？考點3：動能和勢能15．（2023春?長沙期末）如圖所示的單擺，擺球在擺動過程中，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)處動能最大 B．a(chǎn)到b過程中，重力勢能先變小后變大 C．o處的重力勢能最大 D．b到a過程中，動能先變小后變大16．（2023春?瑤海區(qū)期末）如圖是投擲實心球的場景。若不計空氣阻力，實心球自脫手至落地的過程中，下列關(guān)于其動能、勢能和機械能的大小分別隨時間變化的曲線中，正確的是（）A．①④ B．③④ C．①③④ D．②③④17．（2023春?德州期末）2023年5月28日，世乒賽在南非德班閉幕，中國乒乓球隊包攬5個單項金牌，成績傲視群雄，捍衛(wèi)了國乒王者之師的榮譽。如圖是運動員們比賽的情景，下列有關(guān)說法正確的是（）A．球拍擊打乒乓球時乒乓球的運動方向改變，說明力能改變物體的運動狀態(tài) B．球拍擊打乒乓球的作用力大于乒乓球?qū)η蚺牡淖饔昧?C．當乒乓球正在向上運動時，若其受到的所有力都消失，則乒乓球最終還會落向地面D．不計空氣阻力，乒乓球在空中下降的過程中，動能減小，重力勢能增大18．（2023春?沂水縣期末）現(xiàn)在家庭中會用到一款清潔地面的掃地機器人，它工作時內(nèi)部的電動風扇轉(zhuǎn)動，使塵盒內(nèi)部空氣流速變大，壓強，（“變大”、“變小”或“不變，下同），垃圾在外部大氣壓作用下被“吸”入塵盒：當掃地機器人一邊“吸入”垃圾一邊勻速運動時，它的動能，物體對地面的壓力與地面對它支持力是一對。19．（2023秋?亳州期末）目前在軌的有中國空間站和國際空間站。中國空間站的軌道高度是：遠地點346.9km，近地點319.6km，如圖所示，從遠地點到近地點的過程中，其運動速度越來越大，重力勢能。（選填“增大”“減小”或“不變”）20．（2023秋?寧明縣期末）小華同學在研究“影響重力勢能大小的因素”時，提出了如下猜想：猜想一：重力勢能的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)；猜想二：重力勢能的大小可能與物體所在的高度有關(guān)；猜想三：重力勢能的大小可能與物體的體積有關(guān)。他為了驗證猜想，準備了如下實驗器材：花泥（易產(chǎn)生塑性形變）若干塊，體積相同、質(zhì)量為m的小球3個和質(zhì)量為2m、3m的小球各一個；體積不同的小球3個。將它們分別從不同位置由靜止釋放，小球陷入花泥里的深度情況如圖所示。請你完成下列問題。（1）本實驗中，小球的重力勢能大小是通過觀察小球陷入花泥中的深度來反映的；此過程中用到了（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）。（2）分析A、B、C球的實驗現(xiàn)象，可得出結(jié)論：。（3）為了驗證猜想二，他應分析（填寫字母）三球的實驗現(xiàn)象。（4）為了驗證猜想三，同學們正確操作，F(xiàn)球、G球和H球的質(zhì)量應該（選填“相同”或“不同”）；實驗后根據(jù)圖乙的現(xiàn)象，由此可知物體重力勢能的大小與物體的體積（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。21．（2023春?青原區(qū)期末）圖甲是小洛探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置，實驗中讓質(zhì)量不同的鋼球從斜面上同一高度由靜止釋放，撞擊水平面上的同一木塊。圖乙是小陽探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置，實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止釋放，在粗糙程度不同的平面上運動。（1）這兩個實驗中都讓物體從同一斜面的同一高度由靜止釋放，其目的是控制到水平面的相同；（2）設(shè)計甲實驗的目的是研究鋼球動能的大小與的關(guān)系；實驗中通過觀察，從而間接判斷鋼球的動能大小，這種研究方法是；（3）乙實驗中通過觀察小車在粗糙程度不同的平面上運動距離的遠近，可知：水平面越光滑，小車運動的距離越。進一步推理可知，如果水平面絕對光滑（即小車不受摩擦力），則小車會在水平面上做運動。著名的定律就是在這樣的基礎(chǔ)上總結(jié)和推理得到的。考點4：\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化22．（2023春?興業(yè)縣期末）如圖是2020年3月24日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丙運載火箭，成功將遙感三十號06組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，任務獲得圓滿成功?；鸺诩铀偕仙^程中，下列說法正確的是（）A．火箭的動能增大，機械能不變 B．火箭的動能增大，重力勢能不變 C．火箭的重力勢能增大，動能減小 D．火箭的重力勢能增大，機械能增大23．（2023春?梁園區(qū)期末）掉在地上的彈性小球會跳起，但是會越跳越低。如圖所示是小球彈跳的閃頻照片，小球在A、B位置的高度一樣，下列說法正確的是（）A．A點的動能勢能