第十一章人教版2024八年級(jí)《功和機(jī)械能》01課標(biāo)要求02重難突破03題型講解04記憶口訣05思維導(dǎo)圖06習(xí)題精講07作業(yè)布置1課標(biāo)要求1.正確判斷力是否對(duì)物體做功，并解釋原因。2.能正確解釋功率的物理意義:并舉例說明。3.明確動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的定義2重難突破【考點(diǎn)1】一、功1.功的概念和判定（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的距離的乘積。2重難突破【考點(diǎn)1】（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的距離的乘積。2重難突破（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”。2重難突破2.功的計(jì)算（1）功的計(jì)算：力（F）與物體沿力的方向上移動(dòng)的距離（s）的乘積（W）。（2）功的計(jì)算公式：W=FS。其中，W—表示功，單位是“焦耳”，符合“J”；F—表示力，單位是“牛頓”，符合“N”；s—表示距離，單位是“米”，符合“m”。1J=1N·m2重難突破【典例1】在下列情況中，人對(duì)物體肯定做功的是（A）A．搬運(yùn)工將貨物從地面搬到高為1.5m車上 B．東京奧運(yùn)會(huì)舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)時(shí) C．足球被踢出后在草地上滾動(dòng)的過程中 D．小明提著書包在水平地面上勻速行走2重難突破【典例2】典例二：在水平地面上，工人用200N的水平推力推動(dòng)重100N的箱子，4s內(nèi)前進(jìn)了2m，在這個(gè)過程中，工人對(duì)木箱做功為

400

J，木箱所受重力對(duì)木箱做功為

0

J。2重難突破【典例3】我國(guó)快遞業(yè)迅速發(fā)展，如圖是一物流機(jī)器智能車配送時(shí)情景，該車質(zhì)量為450kg，在某平直道路上100s勻速行駛了400m，已知機(jī)器所受阻力為120N。求：（1）該物流機(jī)器智能車的重力；（2）該物流機(jī)器勻速行駛時(shí)的速度；（3）勻速行駛的100s內(nèi)牽引力做的功。2重難突破（1）該物流機(jī)器智能車的重力為：G＝mg＝450kg×10N/kg＝4500N；（2）該物流機(jī)器勻速行駛時(shí)的速度為：

；（3）勻速直線行駛，所受牽引力與阻力是一對(duì)大小相等的平衡力，牽引力為：F＝f＝120N；勻速行駛的100s內(nèi)牽引力做的功為：W＝Fs＝120N×400m＝48000J。答：（1）該物流機(jī)器智能車的重力為4500N；（2）該物流機(jī)器勻速行駛時(shí)的速度為4m/s；（3）勻速行駛的100s內(nèi)牽引力做的功為48000J。2重難突破【考點(diǎn)2】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，用功率來表示物體做功的快慢。（3）功率公式：功率=功/時(shí)間，即

。2重難突破【考點(diǎn)2】公式的解釋：①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(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。2重難突破（4）功率單位：國(guó)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(yùn)動(dòng)時(shí)，力在不同的時(shí)間段內(nèi)做功快慢不同，平均功率可表示力在某段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢程度。

②瞬時(shí)功率：物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，力在某時(shí)刻做功的快慢。2重難突破2.功率大小比較（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，通過公式

計(jì)算，然后進(jìn)行比較。2重難突破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。2重難突破【典例1】甲、乙兩人爬樓梯比賽，已知兩人體重之比為3：2，爬完相同樓高所用的時(shí)間之比為4：3，則甲、乙兩人爬樓梯的功率之比為（A）A．9：8 B．8：9 C．2：1 D．1：22重難突破【典例2】我國(guó)自主創(chuàng)新研發(fā)成功的全磁懸浮人工心臟為心衰患者帶來重獲新生的希望，被醫(yī)學(xué)界親切地稱為“中國(guó)心”。若人工心臟推動(dòng)血液流動(dòng)的功率為1.6W，則每分鐘心臟對(duì)血液做功

96

J，這些功相當(dāng)于可以將

4.8

kg的物體提高2m。（g取10N/kg）2重難突破【典例3】如圖所示，AB是一根質(zhì)地均勻的輕桿，長(zhǎng)為40cm，將A端固定，在AB的中心所在點(diǎn)O處掛一個(gè)重為40N的重物G，在B點(diǎn)施加與桿垂直的拉力F，便其水平靜止（桿自重和摩擦忽略不計(jì)）。則：（1）桿水平靜止時(shí)拉力F的大??；（2）若將桿的一端緩慢抬起，圍繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)且力F的方向與桿始終垂直。當(dāng)物體被抬起高度h＝10cm，用時(shí)20s。計(jì)算此過程拉力做的功及功率。2重難突破【典例3】解：（1）AB是一根質(zhì)地均勻的輕桿，則杠桿的重力可以忽略不計(jì)，根據(jù)杠桿的平衡條件可得G?OA＝F?AB，所以F＝

＝

＝20N；（2）桿自重和摩擦忽略不計(jì)，則拉力做的功等于克服物體重力做的功，所以拉力做的功為：W＝WG＝Gh＝40N×0.1m＝4J，功率為：P＝

＝

＝0.2W。答：（1）桿水平靜止時(shí)拉力F的大小為20N；（2）此過程拉力做的功為4J，功率為0.2W。2重難突破【考點(diǎn)3】動(dòng)能和勢(shì)能1.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）2重難突破【考點(diǎn)3】2.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重難突破3.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）?！鶆?shì)能：彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能統(tǒng)稱為勢(shì)能。2重難突破4.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。2重難突破（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)能越小，物體的質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢(shì)能就越大。2重難突破（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。哂械膹椥詣?shì)能就越?。划?dāng)彈簧形變相同時(shí)，性質(zhì)不同的彈簧彈性勢(shì)能不同3題型講解【典例1】今年5月份我市各校九年級(jí)學(xué)生相繼進(jìn)行了體育測(cè)試，關(guān)于其中涉及到的物理知識(shí)下列說法正確的是（B）A．同學(xué)在做引體向上時(shí)，手拉單杠的力與人的重力是一對(duì)相互作用力 B．同學(xué)在做仰臥起坐過程中，所受重力大小不變 C．同學(xué)在投擲實(shí)心球時(shí)，球離開手后不再具有慣性 D．同學(xué)在立定跳遠(yuǎn)時(shí)，雙腳離開地面后動(dòng)能不斷增加3題型講解【典例2】現(xiàn)在家庭中會(huì)用到一款清潔地面的掃地機(jī)器人，它工作時(shí)內(nèi)部的電動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，使塵盒內(nèi)部空氣流速變大，壓強(qiáng)

變小

，（“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(dāng)掃地機(jī)器人一邊“吸入”垃圾一邊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的動(dòng)能

變大

，物體對(duì)地面的壓力與地面對(duì)它支持力是一對(duì)

相互作用力

。2重難突破【考點(diǎn)4】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重難突破【考點(diǎn)4】2.動(dòng)能和勢(shì)能的轉(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，再從高下落的過程中，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)員反彈起來是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能2重難突破3.機(jī)械能守恒（1）機(jī)械能守恒：如果一個(gè)過程中，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。注意機(jī)械能守恒的條件：只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，而沒有機(jī)械能與其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化?！炯春雎阅Σ亮υ斐傻哪芰繐p失，所以機(jī)械能守恒是一種理想化的物理模型】2重難突破【典例1】載人飛船實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人的“飛天夢(mèng)”。如圖所示的是載人飛船返回艙減速著陸的情境，在返回艙減速下降過程中，關(guān)于返回艙下列說法中正確的是（D）A．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能不變 B．動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少 C．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能不變，機(jī)械能減少 D．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少2重難突破【典例2】走動(dòng)的人、奔跑的馬、行駛的車，它們都具有

機(jī)械能

（選填“機(jī)械能”、“電能”或“光能”），它們的位置在不斷變化，這樣的運(yùn)動(dòng)叫做

機(jī)械（選填“分子”或“機(jī)械”）運(yùn)動(dòng)。3題型講解【題型一物體是否做功的判斷】C3題型講解【題型二

功和功率大小計(jì)算】我國(guó)自行研制的具有國(guó)際先進(jìn)水平的殲-20戰(zhàn)斗機(jī)，其10s可飛行距離達(dá)8600m，則速度為

m/s，已知發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力約1.4×105N，則該發(fā)動(dòng)