九年級上冊物理第一單元知識點總結(jié)練習

□第一單元機械功與機械能

?知識點總結(jié)思維導圖

定義：包含兩個必要因素:F和s,其中s和F必須方向一致

公式：W=Fs

單位：焦耳/J

物理意義：做功的多少

機定義：做功的多少與所用時間的比值

械公式：P=W/t

功單位：瓦特/W

與物理意義：做功的快慢

機

W有用+W額外=亞總

J定義：有用功和總功的比值

動能

重力勢能

17勢能

彈性勢能

機械能相互之間的轉(zhuǎn)化

自知識點一：功

1、做功的兩個必要因素:

(1)作用在物體上的力；

(2)物體在力的方向上通過的距離。

2、不做功的三種情況：

(1)物體受力，但物體沒有在力的方向上通過距離。此情況叫“勞而無功”。

(2)物體移動了一段距離，但在此運動方向上沒有受到力的作用(如物體因慣性而運動)。

此情況叫“不勞無功”。

（3）物體既受到力，又通過一段距離.但兩者方向互相垂直（如起重機吊起貨物在空中沿水平

方向移動）。此情況叫“垂直無功”。

3、功的計算：

⑴公式：一般式W=Fs；常用式W=Gh（克服重力做功）或W=/ES（克服摩擦阻力

做功）。

（2）單位：焦耳（J）

例1：關于力對物體做功的敘述，下列說法中正確的是（）

A.舉重運動員舉著杠鈴不動，運動員豎直向上托舉的力對杠鈴做了功

B.人推汽車但沒有推動，人的推力對汽車做了功

C.起重機吊著重物上升，鋼繩豎直向上的拉力對重物做了功

D.足球在水平地面上滾動，足球受到的重力對足球做了功

【答案】C

【解析】A.運動員舉著杠鈴不動，有力但是沒有在力的方向上移動距離，所以沒有做功，

故A錯誤；

B.人推車，車沒動，有力的作用，但是沒有在力的方向上移動距離，所以沒有做功，故B

錯誤；

C.起重機吊著重物上升，鋼絲對重物有向上的拉力，同時重物在力的作用下沿力的方向移

動了距離，所以做功了，故C正確；

D.足球在水平地面上滾動，足球受重力的作用，但是并沒有在重力的方向上移動距離，所

以重力沒有對足球做功，故D錯誤。

故選C。

例2：如圖，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但沒有推動，下列說法正確的是（）

,推不動?

A.箱子雖然沒有被推動，但小明對箱子做了功

B.箱子沒有被推動，選擇的參照物是地面

C.箱子對地面的壓力與地面對箱子的支持力是一對平衡力

D.箱子沒有被推動是因為推力小于摩擦力

【答案】B

【解析】A.箱子雖然受到力的作用但是沒有在力的方向上通過距離，所以小明對箱子沒有

做功，故A錯誤；

B.箱子相對于地面位置沒有變化，所以以地面為參照物，箱子是靜止，因此箱子沒有被推

動可以選擇的參照物是地面，故B正確；

C.箱子對地面的壓力作用在地面上，地面對箱子的支持力作用在箱子上，兩個力是一對相

互作用力，而不是平衡力，故C錯誤；

D.箱子沒有被推動，箱子處于平衡狀態(tài)，受到的是一對平衡力，所以推力和摩擦力大小相

等，故D錯誤。

故選B。

例3：（多選）在排球運動中，跳發(fā)球（如圖）是最具威力的發(fā)球方式，其動作要領可簡化為“拋

球、騰空、擊球和落地”四個過程，其中運動員對排球做功的過程有（）

A拋球B.騰空C.擊球D.落地

【答案】AC

【解析】做功的必要因素是有力和在力的方向上通過的距離，產(chǎn)生力的條件必須是物體對物

體作用，也就是必須要有相互作用.“騰空”和“落地”時，運動員與球并沒有接觸，沒有力的

作用“拋球'和"擊球’的一瞬間，運動員對排球有力的作用，同時在力的方向排球有一定的距

離，做了功。

故選AC。

自知識點二：功率

1、物理意義：表示物體做功的快慢。

2、定義：把做功的多少與所用時間的比叫做功率。

3、計算式：P=*,P表示功率，W表示功，t表示時間，使用公式計算功率時，必須注

意W和t的對應關系。W為在t時間內(nèi)所做的功，而t為做W這么多的功所用的時間。

4、推導式：p=7=7=Fv,式中F為做功的力而V為速度。

5、單位：瓦（W）

例4：甲、乙兩種機械所做的功W隨時間t變化的圖像如圖所示，則從圖像可以判斷（）

A.甲比乙做功多B.甲比乙做功少C.甲比乙做功快D.甲比乙做功慢

【答案】C

【解析】功率是表示物體做功快慢的物理量，其大小等于單位時間內(nèi)所做的功；由圖像可知,

W

在相同的時間內(nèi)，甲做的功比乙做的功多，根據(jù)P=一得：甲的功率比乙大，即甲比乙做

t

功快，故c正確，D錯誤；由于A、B沒有說時間相同，故不能判斷甲和乙做功的多少，

所以A、B都錯誤。

故選C

例5：如圖所示，不計滑輪重及摩擦，分別用力F\F2勻速提升同一重物，若力F\F2在

相等時間內(nèi)對物體所做的功相等，則力F\F?及其功率Pi、P?的大小關系為（）

A.F)>F2Pi<P2B.Fi>F2Pi>P2

C.Fi>F2Pi=P2D.Fi<F2Pi<P2

【答案】C

【解析】（1）在不計繩重和摩擦時物體升高h,用定滑輪提升物體時繩子自由端移動的距離

為h,若用動滑輪提升物體時，繩子自由端移動的距離為2h,則定滑輪提升物體時，拉力做

功為：平=即=Fh;動滑輪提升物體時，拉力做功為：匕=F2s=2F2h;因為平=%,

所以6=2尸2,即工〉尸2；

W

（2）又時間相同，且匕=%2,根據(jù)功率公式尸=7可知：乙=匕0由以上分析得到,

ABD錯誤，C正確。

故選C。

自知識點三：有用功、額外功、總功、機械效率

1、總功：使用機械時，拉力（或動力）所做的的功；例如：用桶從井中打水，人在整個提水

過程中拉力做的功是總功。

2、額外功：對我們是無用的，但又不得不做的功；如提沙子上樓時對桶、滑輪等做的功就

是額外功。

3、有用功：從總功中減去額外功，才是對我們有用的功；如提沙子上樓時對沙子做的功就

是有用功。

4、我們把有用功和總功的比值叫做做機械效率，符號為〃。

⑴公式為式中〃表示機械效率，它是一個百分數(shù)?，/的值越大，表明有用功在總

w&

功中所占的比例越大，做功的效率越高。

（28的值總小于100%,由于機械本身的摩擦力或重力不可能為零，所以額外功總是存在的,

即有用功總是小于總功。

例6：小李同學先后用同樣大小的力F使一木箱分別在如圖所示的甲、乙、丙三個表面上沿

力的方向移動相同的距離s,該力F在這三個過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙。關

于做功大小的下列說法正確的是（）

6

A.W甲＜W乙＜W丙B.W甲〉W乙〉W丙

C.W甲=W乙=0丙D.W甲=W乙＜W丙

【答案】C

【解析】由題意可知，三種情況下作用在物體上的力大小相等，且沿著力的方向上移動的距

離也相等，根據(jù)W=Fs可知，三個過程中力F所做的功相等。

故選C。

例7：現(xiàn)有30包大米，總質(zhì)量為150kg，小明想盡快將它們搬上10m高處的庫房，如圖為

小明可以提供的用于搬動物體的功率與被搬運物體質(zhì)量之間的關系圖象,由圖可知他可以提

供的最大功率為W;為盡可能快地將大米搬上庫房，他每次應搬______包，若每次

下樓時間是上樓時間的一半，則他最快完成搬運任務并返回原地所用的時間是____s。

(g=10N/kg)

【答案】50;3;450

【解析】(1)A點的物理意義是：當搬運質(zhì)量為15千克的物體時，人用于搬運物體的功率(輸

出)最大，其值為50W;

(2)30包大米，總質(zhì)量為150千克，每包的大米的質(zhì)量是5千克，由于搬運物體所需要的

總功是一定的，要盡快完成搬運工作，要求人始終在最大功率(輸出)狀態(tài)下工作，每次應搬

動質(zhì)量為15千克物體，即大米3包；

(3)每次搬運最大重力：G=mg=15kgx10N/kg=15ON

重力做的功：W=Gh=150Nxl0m=1500J

則每次上樓所用的時間：，=匕=曰器=30s

t50少

每次下樓所用的時間是15s,一個來回所用的時間是：30s+15s=45s

搬30包大米需10個來回，所以所用的時間一共是：45sxi0=450s

故答案為50;3;450。

7

例8：如圖所示，在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，物體重6N.沿豎直方向勻速拉動彈

簧測力計，物體上升高度為10cm,此時彈簧測力計的示數(shù)為N,滑輪組的機械效率

B_____

【答案】2.4；83.3%

【解析】由圖示彈簧測力計可知，其分度值為02N,示數(shù)為2.4N;

由圖示滑輪組可知，承重繩子的有效股數(shù)n=3,

滑輪組效率：

,7=^OLxlOO%=-xl00%=—xl00%=—x100%=—^—xlOO%?83.3%

少總FsnFhnF3x2.4N

故答案為：2.4；83.3%.

例9：利用如圖所示的甲、乙兩滑輪組，在相同的時間內(nèi)用大小相同的力F1和F2分別把質(zhì)

量相等的重物提升到相同的高度，則（）

A.力R和力Fz做功的功率相同B.力B的功率大于力F?的功率

C.乙滑輪組的機械效率高D.甲、乙兩個滑輪組的總功相同

【答案】BC

【解析】AB.在相同的時間內(nèi)提升到相同的高度，即物體上升的速度v相同，甲滑輪組有

3組繩子，乙滑輪組有兩組繩子，所以甲的拉力移動的速度巳=3。V2=2V,且拉力F

wFs

相等，根據(jù)：P=—=y=Fv-,可知？的功率較大，故A錯誤，B正確符合題意;

C.根據(jù)公式：？=》=獸=3,可知：6|=62，/=尸2，\=3,〃2=2,所以?。尽?

w0rsnr

即甲的機械效率低，乙的機械效率高，故C正確，符合題意;

8

D.甲拉力移動的距離SI=3/?,S2=2〃,拉力F相等，根據(jù)公式少總=人可知，甲做的總

功大，故D錯誤。

故選BC。

a

知識點四：動能和勢能

1、什么是能？

物體能夠?qū)e的物體做功，我們就說這個物體具有能量或能。

2、動能

動能：物體由于運動而具有的能。

3、勢能

重力勢能：把被舉高的物體具有的能叫做重力勢能。

彈性勢能：物體發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。

重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為勢能。

例10""炎熱的夏天，環(huán)衛(wèi)工人利用灑水車給馬路灑水降溫，灑水車在勻速行駛灑水的過

程中，以下關于能量變化說法正確的是（）

A.動能減小，機械能不變B.動能不變，機械能減小

C.動能減小，機械能減小D.動能增大，機械能增大

【答案】C

【解析】灑水車灑水時，水的質(zhì)量減小，速度不變，所以動能減??；而水的質(zhì)量減小的同時,

水的重心也在降低，所以其重力勢能也減小，而機械能是動能和重力勢能的總和，因此灑水

車的機械能減小。故選C。

例11：如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖.彈性繩一端固定在。點，另一端系住運動員，運

動員從o點自由下落，到A點處時彈性繩自然伸直，B點是運動員受到的重力與彈性繩對

運動員拉力相等的點，C點是蹦極運動員到達的最低點（忽略空氣阻力），下列說法正確的是

A.從0點到C點運動員的速度一直在減小

B.從0點到C點運動員的機械能一直在增大；

C.從0點到C點運動員的機械能一直在減小

D.從。點到A點運動員的機械能不變

【答案】D

【解析】運動員從0點到達B點前，重力大于彈性繩的拉力，做加速運動，即動能增大；

因到達B點時運動員受到的重力和彈性繩的拉力相等，是一對平衡力，不再向下做加速運

動，此時，人的下落速度達到最大，故動能也達到最大；由于慣性，運動員從B點將繼續(xù)

向下運動到達C點，彈性繩伸長，繩子對人的彈力繼續(xù)增大，而人的重力是保持不變的，

此時繩子對運動員的拉力大于重力，方向豎直向上，與運動員下落的運動方向相反，此過程

中，運動員將作減速運動，直至速度為零，動能為零.由以上分析可知，運動員從。點到C

點的過程中，運動員的速度先增大、再減小，故A錯誤.因忽略空氣阻力，則機械能守恒，

整個過程中機械能不變，故B、C錯誤，D正確。故選D。

例12：為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小謝同學設計了如圖所示的探究實

驗；將A、B、C三個小球先后從同一裝置高分別為hA、hB、he的位置滾下（mA=mB<mc,

hA=hc>hB）,推動小木塊運動一段距離后靜止.請你根據(jù)生活經(jīng)驗和所學的物理探究方法，

回答以下問題：

（1）在圖甲和圖丙實驗中，A球、C球剛滾到水面時的速度（選填“相等”或“不相等”）一

（2）小球推動小木塊運動的距離越大，安全隱患（選填“越大”、“不變”或“越小

（3）用來研究超載安全隱患時，我們應選擇兩個圖所示實驗進行比較。

（4）用來研究超速安全隱患時，我們應選擇兩個圖所示實驗進行比較。

【答案】（1）相等；（2）越大；（3）甲、丙；（4）甲、乙

【解析】（1）因為A球和C球所處的高度相同，故它們剛滾到水平面時具有相同的速度。

10

(2)小球推動木塊運動的距離越大，說明小球具有的能量就越大，能對木塊做的功就越多,

因此，其安全隱患越大。

(3)從圖甲和丙可知，A和C的速度相同，C的質(zhì)量大于A的質(zhì)量，且C對物體做功

較多，因此，要研究超載安全隱患時，應選擇甲和丙。

(4)從圖甲和圖乙中可知，質(zhì)量相等的A和B,A的初速度較大，對物體做的功較多，

因此，要研究超速安全隱患時，應選擇甲和乙。

11

□第一單元機械功與機械能

0同步練習

1.如圖所示的情景中，關于力對物體做功的敘述，正確的是（）

大力士表演拉汽車前行，此時人拉車的力做了功

起重機吊著重物水平移動，鋼絲繩的拉力對重物做了功

舉重運動員舉著杠鈴不動，運動員對杠鈴做了功

足球在水平地面上運動，足球的重力對足球做了功

2.如圖所示，圖甲中用彈簧測力計拉木塊，使它沿水平木板勻速滑動；圖乙是他兩次拉動

同一木塊得到的路程隨時間變化的圖象.下列說法正確的是（）

A.木塊第二次受到的拉力較大B.第一次木塊的動能大

C.第一次拉力對木塊做功的功率大D.木塊兩次受到的拉力和摩擦力均相等

3.下面提供了四則信息：①低溫技術已有重大突破，隨著低溫技術的發(fā)展，科學家一定能

制取到內(nèi)能為零的物體；②某科研小組正在研制一種使光速大大降低的介質(zhì)，不久的將來,

能使光速降到40m/h左右，慢到跟烏龜爬行的速度相仿；③由于太陽的照射，海洋表面溫

度可達30P左右，而在海洋100m~600m深的地方，水溫約4。（3,因此人們研制了一種抗

12

腐蝕的熱交換器，利用水溫差發(fā)電，并取得了成功；④隨著機械制造水平的提高，人們正在

研制機械效率為100%的機械，并取得重大突破.

請根據(jù)學過的物理知識辨別，以上信息中正確的是（）

A.①；②B.②；③C.③；④D.①④

4.如圖所示是蹦床運動員表演的情景，運動員從最低點到達最高點的過程中，運動員的動

能和重力勢能變化情況分別是（）

A.動能減小，重力勢能增大

B.動能增大，重力勢能減小

C.動能先增大后減小，重力勢能增大

D.動能先減小后增大，重力勢能減小

5.如圖所示是老師在課堂上進行的滾擺演示實驗示意圖，下列說法不正確的是（）

A.滾擺運動過程中，機械能守恒

B.滾擺向下運動時，重力勢能部分轉(zhuǎn)化為動能

C.滾擺向上運動時，動能部分轉(zhuǎn)化為重力勢能

D.滾擺上升的最大高度逐漸降低

6.在鐵架臺上固定由一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，在繩子末端用豎直方向0.8N

的拉力使2N重的物體勻速上升，下列說法正確的是（）

A.滑輪組的機械效率是83.3%

B.滑輪組的機械效率是66.7%

C.繩端移動速度與物體上升速度相同

D.繩端移動速度是物體上升速度的兩倍

8.已知雨滴在空中豎直下落時所受空氣阻力的大小與速度的二次方成正比，且不同質(zhì)量的

雨滴所受空氣阻力的大小與速度的二次方的比值相同。現(xiàn)有兩滴質(zhì)量分別為M和，"2的雨滴

從空中豎直下落，在落到地面之前都已做勻速直線運動，那么在兩滴雨滴落地之前做勻速直

線運動的過程中，其重力的功率之比為（）

3

A.m\'.機2B.C.D.：y]m2

13

9.如圖所示，將重為900N的物體從長為/=4m、高〃=lm的斜面底部以0.5m/s的速度勻速

推上斜面的頂端，已知沿斜面所用的推力是300N,則推力做的功為J,推力的功率

是W,該斜面的機械效率是___________

10.許多同學都很喜歡設計和參加“多米諾骨牌效應”(按一定距離排列的骨牌，碰倒第一塊

骨牌后，其他所有骨牌會依次倒下)活動，其中的物理原理是：骨牌倒下時，轉(zhuǎn)

化為(填“動能”或“重力勢能”)，這部分能量就轉(zhuǎn)移給下一張骨牌，下一張

骨牌倒下時具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越來越快。

11.如圖所示是“探究物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置.實驗中讓鋼球從斜面上

某個高度由靜止沿斜面滾下，在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞，木塊沿水平向右運

動直至停止。

(1)實驗中是通過觀來判斷鋼球的動能大小。

(2)讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下，目的是探究鋼球的動能大小與