第十七講功和機(jī)械能

核心考點(diǎn)?夯實(shí)打牢根基站穩(wěn)陣腳〃

考點(diǎn)1功

...、，用m本1作用在物體上的①力

M故功的兩個(gè)必要因素％山一?人G揚(yáng),

1物體在這個(gè)力的方向上②移動(dòng)的距離

?？紝?shí)例

項(xiàng)目圖示特點(diǎn)

實(shí)例歸類實(shí)例

Fi—Fi物體受力，a.用力推車，車未動(dòng)；

有力無(wú)距離③ae

〃〃〃，〃，〃〃，〃〃，〃〃，〃.但靜止b.踢出去的足球在空中

力不做

笛＜—飛行；

/功的三種物體不受力，

功1有距離無(wú)力④bdc.提水桶水平前進(jìn)；

情況，〃，，，，，，〃，，，〃，，，，〃〃，〃.因慣性而動(dòng)

d.脫手的保齡球繼續(xù)前進(jìn)；

V---------

物體運(yùn)動(dòng)方向與向上搬石頭，搬不動(dòng)；

力與距離垂直@cfe.

十力的方向垂直

〃〃〃〃，，〃，f.背著書(shū)包前進(jìn)

定義：功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的⑥

[F：表示力，單位是N

'公式：⑦W=Fs；”表示沿力的方向移動(dòng)的距離，單位必須是⑧m

；卬：表示功，單位是1，1J-1N-m

微點(diǎn)撥常見(jiàn)功的估測(cè)：（1）將兩個(gè)雞蛋舉高1m所做的功約為1J;

⑵把物理課本撿起放到桌子上，做功約為2J;（3）中學(xué)生從一樓走到二樓做功約為1800Jo

考點(diǎn)2功率

|做功相同比時(shí)間，時(shí)間⑨越短，做功越快

（比較做功快慢的方法

）時(shí)間相同比做功.做功⑩越多，做功越快

定義：?功與?做功所用時(shí)間之比

物理意義：表不做功快慢的物理量

:W：表示所做的功，單位是J

功]定義式：?P=?，:表示做功所用的時(shí)間，單位是s

率|表示做功的功率，單位是W

求功:?W=P￡

變形式＜、w

求時(shí)間：?

JL

推導(dǎo)公式:P?Fp

微點(diǎn)撥常見(jiàn)功率的估測(cè)：中學(xué)生跳繩的功率約為70W;中學(xué)生從一樓走到二樓的功率約為100

W。

微警示（1）功率大的機(jī)器做功不一定多,還要看做功所用的時(shí)間。

⑵利用推導(dǎo)式片々計(jì)算功率時(shí)，y的單位必須是m/s。

考點(diǎn)3機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

?能量：物體能夠?上，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱能，單位是焦耳（J）

勢(shì)能

項(xiàng)H動(dòng)能

重力勢(shì)能彈性勢(shì)能

動(dòng)能物體由于?運(yùn)動(dòng)物體由于受到?重力并處物體由于發(fā)生?彈性形變

定W

機(jī)械和勢(shì)—而具有的能在一定?高度而具有的能而具有的能

能及］能的

其轉(zhuǎn)”比較物體的?質(zhì)量越物體的?質(zhì)量越大，位置

決定物體的?彈性形變?cè)酱?

大.運(yùn)動(dòng)的功:越?高，它具有的重力勢(shì)

化因索它具有的彈性勢(shì)能就越大

越大,它的動(dòng)能越大能就越大

機(jī)：定義：動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱

械！機(jī)械能守恒：如果只有?和?上一相互轉(zhuǎn)化，則動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，但

能j機(jī)械能的總和?不變

【教材素材基礎(chǔ)題】

命題點(diǎn)1功、功率及其計(jì)算

1.（八下P65圖11.2-1原創(chuàng)）老人和小孩同時(shí)從一樓爬到五樓,若所用時(shí)間相同，則老人做

功多，小孩做功的功率小于（選填“大于”“等于”或“小于”）老人做功的功率。

2.（八下P66T4改編）一輛重型卡車勻速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為200kW,速度為

72km/h,卡車行駛2h,發(fā)動(dòng)機(jī)做的功是1.44義1。9J,卡車重力做功為0J,卡車牽引力

是IXIO，N。

命題點(diǎn)2機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

3.（八下P72圖11.4-3原創(chuàng)）把一個(gè)鐵鎖用繩子懸掛起來(lái),將鐵鎖拉到自己的鼻子附近,穩(wěn)定后

松手,鐵鎖向前擺去，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（B）

A.鐵鎖擺回時(shí)會(huì)打到鼻子

B.鐵鎖在擺動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能與重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化

C.鐵鎖由高處擺到低處的過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能

D.鐵鎖上升的最大高度逐次降低,是由于受到重力作用

4.（八下P73圖11.4-6改編）如圖所示為人造衛(wèi)星的軌道示意圖。當(dāng)衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)

動(dòng)時(shí),動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增大，機(jī)械能不變。（均選填"增大“'減小"或'不變”）

——.近地點(diǎn)

遠(yuǎn)地點(diǎn)

典型考題?研析參天之木必有其根//

考點(diǎn)1功和功率的計(jì)算（難點(diǎn)）

例題1一輛總質(zhì)量為2t的汽車，其恒定功率是60kW,在此功率下汽車在平直公路上勻速行

駛了6km,用時(shí)5min,求：

⑴汽車勻速行駛的速度；

⑵汽車的牽引力所做的功和重力所做的功；

⑶汽車的牽引力和所受阻力的大??；

⑷若汽車以15m/s的速度勻速行駛10min,此時(shí)牽引力是多少?牽引力做了多少功？

解：（1）汽車行駛的路程戶6km=6X103m,汽車行駛的時(shí)間t=5min=300s;

汽車勻速行駛的速度：

s3門八/

v=--6-x-l0--m=20m/So

t300s

（2）汽車的功率：

Q60kW=6X104W;

由q?可得牽引力做的功：聆尸￡6X104Wx300s=L8Xl（fj；因?yàn)槠囆旭倳r(shí),重力方向與運(yùn)

動(dòng)方向垂直,所以重力不做功,即重力做功為0o

⑶由聆外可得牽引力:

后總鬻$3000N;

因?yàn)槠囋谄街惫飞蟿蛩傩旭?所以汽車所受牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，即尸阻=后3000No

⑷由容處可得汽車行駛時(shí)的牽引力：心三黑=4'I。?N。

此時(shí)汽車行駛的路程:s，=/〃=15m/sX10X60s=9X103m;牽引力做的功：夕=F's'=4X10,N

37

X9X10m=3.6X10Jo

【技法點(diǎn)撥】

項(xiàng)目計(jì)算公式

普遍適用：胎Fs

重力做功：臟G力

功的計(jì)算

克服摩擦力做功：於Fs

利用功率：杵Pt

功率的普遍適用：片苫

計(jì)算利用速度:於戶丫（勻速運(yùn)動(dòng)）

【避開(kāi)雷區(qū)】⑴功的公式中，KG、f、s、力必須具有同體性、同時(shí)性、一致性（方向一致或

相反）。

⑵功率的公式中,刀、肌力必須對(duì)應(yīng)于同一段時(shí)間和同一物體。

⑶公式中各物理量均用國(guó)際單位。

【訓(xùn)練1】（2024?云南中考）AI機(jī)器人逐漸改變了我們的生活,我國(guó)自主研發(fā)的某款人形機(jī)器

人身高1.65m,質(zhì)量55kgo某次測(cè)試中該機(jī)器人用100N豎直向上的力將箱子在2s內(nèi)勻速

抬高1mog取10N/kg,求：

⑴機(jī)器人所受的重力；

（2）2s內(nèi)機(jī)器人對(duì)箱子所做的功；

（3）2s內(nèi)機(jī)器人對(duì)箱子做功的功率。

解：（1）機(jī)器人所受的重力

會(huì)磔=55kgXION/kg=550N

（2）2s內(nèi)機(jī)器人對(duì)箱子所做的功

和F/100NX1m=100J

（3）2s內(nèi)機(jī)器人對(duì)箱子做功的功率

^=1222=50W

t2s

考點(diǎn)2機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化（重點(diǎn)）

例題2（多選）關(guān)于物體的機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是（E、F、G）

A.質(zhì)量大的物體,具有的機(jī)械能一定大

B.彈簧具有彈性,所以彈簧一定具有彈性勢(shì)能

C.高山上的石頭,穩(wěn)穩(wěn)地靜止在那里,它沒(méi)有重力勢(shì)能

D.一根彈簧被拉長(zhǎng)時(shí)具有的彈性勢(shì)能大,被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能小

E.運(yùn)動(dòng)速度大的物體,具有的機(jī)械能不一定就大

F.跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落過(guò)程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

G.玩具彈簧槍將“子彈”水平射出，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

H.戰(zhàn)斗機(jī)在加油過(guò)程中保持在同一高度勻速直線運(yùn)動(dòng),機(jī)械能不變

【技法點(diǎn)撥】（1）圖解機(jī)械能的具體轉(zhuǎn)化過(guò)程：

速度增大，高度減小彈性形變?cè)龃螅俣葴p小

,1;

（重力勢(shì)能）fw（彈性勢(shì)能）

寸

高度增大，速度減小速度增大，彈性形變減小

⑵機(jī)械能是否守恒的判斷

①只有動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化,則守恒;②若考慮摩擦阻力等因素,部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為

內(nèi)能,則不守恒。

【訓(xùn)練2】（2024?宜賓中考）如圖所示，人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，當(dāng)衛(wèi)星從近地

點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（B）

A,速度增大

B.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能

C.機(jī)械能增大

D.重力勢(shì)能減小

實(shí)驗(yàn)探究?突破入境深探以思破局〃

實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)

【圖?過(guò)實(shí)驗(yàn)】

轉(zhuǎn)換法用木塊被撞后移動(dòng)的距禺來(lái)反映鋼球動(dòng)能的大小

園:鋼球從斜面不同高度由靜止?jié)L下（使鋼結(jié)論1：質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)控制球到達(dá)水平面的速度不即速度越木，動(dòng)能理木

方法變量法讓質(zhì)量不同的鋼球從斜面同二回摩由靜止?jié)L結(jié)論2:運(yùn)動(dòng)速度相同的物體T

下（使鋼球到達(dá)水平面的速度和即質(zhì)量理大,動(dòng)能理大

k鋼球在水平面上不能立即停下來(lái)的原因:鋼球具有帙性。

2.木塊在水平面上最終會(huì)停下來(lái)的原因:受到摩擦力的作用。

3.光滑水平面不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究目的的原因：木塊將做勻速直線運(yùn)動(dòng),無(wú)法比

評(píng)估

較運(yùn)動(dòng)的距離。

4.鋼球從斜面同一高度由靜止?jié)L下的目的是使鋼球到達(dá)水平面的速度相同，因

此敘述結(jié)論時(shí)，不熊說(shuō)“保持高度不變”

【全?通考點(diǎn)】

典題

如圖所示是探究“物體動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。

基礎(chǔ)點(diǎn)

⑴該實(shí)驗(yàn)裝置要探究的是小球動(dòng)能的大小與小球3￡_的關(guān)系。（小球力、木塊刀質(zhì)量不

變）

⑵實(shí)驗(yàn)中,探究的動(dòng)能是指B。

A.小球在斜面上的動(dòng)能

B.小球撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能

C.小球撞擊木塊后的動(dòng)能

D.木塊被小球撞擊的動(dòng)能

⑶實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察木塊被撞擊后所移動(dòng)的距離來(lái)比較小球動(dòng)能的大小。木塊被撞擊后移動(dòng)

的距離越大,表明撞擊它的物體動(dòng)能越大。這種研究問(wèn)題的方法是轉(zhuǎn)換法。

⑷該實(shí)驗(yàn)物體的速度是指小球J從斜面上由靜止?jié)L下與木塊8即將碰撞時(shí)的速度,它是通過(guò)

高度（選填“高度”或“質(zhì)量”）來(lái)改變的。

⑸實(shí)驗(yàn)表明，同一小球A從斜面某一高度處滾下，高度越大，木塊B被撞得越遠(yuǎn)，可得結(jié)論:

當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大。

（6）若要研究物體動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，則需不同質(zhì)量的小球從斜面」高度由靜止?jié)L下，

并觀察記錄。

能力點(diǎn)

⑺若本實(shí)驗(yàn)中水平面絕對(duì)光滑，則不能（選填“能”或“不能”）得出正確結(jié)論。

⑻實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)木塊移動(dòng)的距離較短而不易進(jìn)行觀察和比較。對(duì)此請(qǐng)你寫出一條改進(jìn)措

施：增大斜面的高度。

⑼某同學(xué)用如圖甲、乙所示的方法探究動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系，他將相同質(zhì)量的小球從不

同高度必＞加由靜止開(kāi)始釋放,通過(guò)觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來(lái)判斷小球動(dòng)能的

大小，這種方法是錯(cuò)誤的（選填“正確的”或“錯(cuò)誤的”）。

中考真題?體驗(yàn)啟思凝智學(xué)用相長(zhǎng)//

題組一:功和功率

1.（2023?舟山、嘉興中考）功是能量轉(zhuǎn)化的量度。下列實(shí)例中力對(duì)物體沒(méi)有做功的是（A）

或，夬㈤法

A.人用力搬石B.叉車把貨C.人拎著D.人推小車

頭，沒(méi)有搬動(dòng)物從地面抬書(shū)包沿樓通過(guò)一段距離

升到一定高度梯走上二樓

2.（2024?連云港中考）如圖所示，一個(gè)人先后兩次用同樣的時(shí)間、同樣大小的力，將不同質(zhì)量

的物體在不同的表面上分別移動(dòng)相同的距離。該力在此過(guò)程中所做功的大小分別為濟(jì)、族功

率的大小分別為X、&關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說(shuō)法正確的是（C）

<—s——k—s-?

---*加：m\------------->2m!2m\

"7777777/7777777777777777777777777777777777，〃〃〃，/，〃，〃/〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃

光滑表面粗糙表面

A.濟(jì)〈雙H〈耳B.%〉％P;Pz

C.%=%Pr=P2D.W^W2P〉P?

3.（2024?上海中考）塔吊吊起重物,在豎直方向勻速上升時(shí),若拉力為1X104N,重物上升的距

離為40叫重物上升所用的時(shí)間為50s,則拉力做功為4義1。5j,功率為8義1。3w。

4.（2024?重慶A中考）為推動(dòng)成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè),重慶金鳳隧道主城區(qū)段于2024年4月28

日正式通車。隧道全長(zhǎng)約6km,設(shè)計(jì)最高時(shí)速60km。（不計(jì)車身長(zhǎng)度）求：

⑴汽車通過(guò)隧道至少需要的時(shí)間；

⑵若一輛功率為100kW的貨車勻速通過(guò)該隧道用時(shí)8min,貨車的牽引力是多大。

解：（D汽車通過(guò)隧道至少需要的時(shí)間為：

^=-=6km=0.1h

v60km/h

（2）貨車勻速通過(guò)該隧道用時(shí)8min,則貨車的速度為：/==審=45km/h=12.5m/s

t而h

貨車的功率為100kW,由:戶

得到貨車的牽引力為：

°°（）W_8X]03N

v'12.5m/s

題組二:機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

5.（2024?成都中考）2023年7月28日，第3