第十一章功和機(jī)械能單元總結(jié)（人教版）

第十一章功和機(jī)械能單元總結(jié)（解析版）（人教版）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.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：。4.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。5.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”（?！っ?焦），不是力和力臂的乘積（?！っ?，力臂單位不能寫(xiě)成“焦”）。二、功率1.功率定義：?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：。4.功率單位：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：。5.功率公式的解釋：（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。三、動(dòng)能和勢(shì)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??；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。4.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。5.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(kāi)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。四、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)母呦侣涞倪^(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”聯(lián)在一起供電。知識(shí)要點(diǎn)一：功功是初中物理重點(diǎn)內(nèi)容，也是考題中分值高、考查形式多樣、問(wèn)題變化較多的內(nèi)容，所以做好本部分的專題復(fù)習(xí)尤為重要。對(duì)于“功”主要考查學(xué)生對(duì)概念的理解和掌握程度，主要內(nèi)容有：功概念的認(rèn)識(shí)以及簡(jiǎn)單計(jì)算，能解釋生活中做功例子等。功在考試中出現(xiàn)概率較高，主要題型以填空題、選擇題和計(jì)算題為主，常見(jiàn)題型是選擇題和計(jì)算型填空題，均屬于基礎(chǔ)題型，試題難度以中等為主；難度較高主要集中判斷物體（力）做功，通過(guò)對(duì)功的計(jì)算考查學(xué)生對(duì)功的理解程度。（2019·邵陽(yáng)）一物體在水平拉力F的作用下，沿力的方向以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)了4s，拉力F大小為5N，4s內(nèi)拉力F做的功為（）。A．1JB．3JC．2JD．4J【答案】D?！窘馕觥坑蓈可得，物體移動(dòng)的距離s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m，拉力F做的功W＝Fs＝5N×0.8m＝4J。故選D。一、（2018·貴陽(yáng)）如圖所示，原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻面上，另一端與水平面上的木塊相連。推動(dòng)木塊壓縮彈簧，其左端至A點(diǎn)時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為25J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)若干次后靜止，此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為1J，則木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服阻力做的功是J。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木塊速度最大時(shí)其左端可能位于（選填：“B“、“C”或“D”）點(diǎn)。【答案】24；B?！窘馕觥繌椈删哂械膹椥詣?shì)能為25J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)若干次后靜止，此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為1J，木塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服摩擦力做功，根據(jù)能量守恒定律可知，總的能量不變，故克服阻力所做的功為25J﹣1J=24J；彈簧被壓縮時(shí)具有彈力，彈力的方向是向右的，木塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力是向左的；開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力大于阻力，木塊向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈力慢慢減小，阻力不變，木塊做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊受到的彈力等于阻力時(shí)速度最大，此時(shí)彈簧未恢復(fù)值原長(zhǎng)；木塊由于慣性仍然會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈力小于阻力，做的是減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)阻力為0；由圖可知，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木塊速度最大時(shí)其左端可能位于B點(diǎn)。故答案為：24；B。二、（2018·德陽(yáng)）如圖所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上,當(dāng)他在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運(yùn)動(dòng),則鐵塊受到的摩擦力為_(kāi)__N.鐵塊此時(shí)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示,4s內(nèi)拉力F做的功是___J。【答案】2；4.8?！窘馕觥浚?）由乙圖可見(jiàn)，鐵塊在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，鐵塊受到平衡力的作用。在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F，根據(jù)平衡力的特點(diǎn)，故鐵塊受到摩擦力大小f=FG=6N4N=2N。鐵塊在4s內(nèi)升高的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m，因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。故答案為：2；4.8。知識(shí)要點(diǎn)二：功率對(duì)于“功率”主要考查學(xué)生對(duì)功率概念的理解和掌握程度，主要內(nèi)容有：功率概念的認(rèn)識(shí)以及簡(jiǎn)單計(jì)算，能進(jìn)行功率的計(jì)算并利用功率解釋生活中例子等。功率在考試中出現(xiàn)概率較高并經(jīng)常與功的概念結(jié)合出現(xiàn)?？碱}主要題型以填空題、選擇題和計(jì)算題為主，常見(jiàn)題型是選擇題和計(jì)算型填空題，均屬于基礎(chǔ)題型，試題難度以中等為主；難度較高主要集中在判斷物體（力）做功功率并與效率結(jié)合在一起的題目，通過(guò)對(duì)功率的計(jì)算考查學(xué)生對(duì)功率概念的理解程度。（2019·邵陽(yáng)）參加今年邵陽(yáng)市初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試的王小鵬同學(xué)聽(tīng)到考試預(yù)備鈴響了，考室還在四樓呀!一口氣從一樓跑到四樓考室，所用時(shí)間為30秒。他上樓過(guò)程克服自身重力做功的功率最接近（）。A．1.5WB．15WC．150WD．1500W【答案】C?！窘馕觥客跣※i同學(xué)的體重約為500N，一層樓高約為3m，從一樓跑到四樓上升了三層樓的高度約9m，所用時(shí)間為30s；則克服自己重力做功的功率約為：P=150W。故選C。一、（2020·天津）小明在超市購(gòu)物時(shí)，用10N的力沿水平方向推著購(gòu)物車在水平地面上前進(jìn)10m，用時(shí)10s，則推力做的功等于______J，推力的功率等于______W?【答案】（1）100；（2）10。【解析】推力做的功：W=Fs=10N×10m=100J；推力的功率：。二、（2020·四川樂(lè)山）如圖所示，一款新型無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車，總質(zhì)量為1.5×103kg，在性能測(cè)試中，沿平直的公路勻速行駛，行駛過(guò)程中汽車受到的阻力為總重力的0.1倍，（g取10N/kg）求：(1)汽車勻速行駛的速度；(2)汽車受到的牽引力；(3)此過(guò)程中汽車牽引力所做的功和做功功率?！敬鸢浮?1)10m/s(2)1.5×103N(3)2.7×106J，1.5×104W?！窘馕觥?1)汽車行駛的路程：汽車行駛的時(shí)間：汽車勻速行駛的速度：(2)由于汽車勻速行駛，所以汽車受到的牽引力等于阻力：(3)此過(guò)程中汽車牽引力做功：汽車牽引力做功的功率：。答：(1)汽車勻速行駛的速度為10m/s；(2)汽車受到的牽引力為1.5×103N；(3)此過(guò)程中汽車牽引力所做的功為2.7×106J，做功的功率為1.5×104W。知識(shí)要點(diǎn)三：動(dòng)能和勢(shì)能動(dòng)能是機(jī)械能，是本章的重要內(nèi)容，同樣也是中學(xué)物理重點(diǎn)內(nèi)容，在考試中屬于常考知識(shí)點(diǎn)。“動(dòng)能”主要考查物體是否具有動(dòng)能、動(dòng)能大小比較以及影響物體動(dòng)能大小的因素。勢(shì)能是機(jī)械能，是本章的重要內(nèi)容，同樣也是中學(xué)物理重點(diǎn)內(nèi)容，在考試中屬于?？贾R(shí)點(diǎn)?！皠?shì)能”主要考查物體是否具有勢(shì)能，勢(shì)能大小比較以及影響勢(shì)能大小的因素（勢(shì)能分為重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能）。動(dòng)能和勢(shì)能考題中，注意聯(lián)系生活實(shí)際，把所學(xué)知識(shí)與生活相結(jié)合。（2020·天津）2020年6月23日，我國(guó)北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功?若某衛(wèi)星沿橢圓軌道從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)速度增大了，由此可知其動(dòng)能（）。A.減小 B.增大 C.不變 D.消失【答案】B?！窘馕觥啃l(wèi)星沿橢圓軌道從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，高度減小重力勢(shì)能減小，速度增大，動(dòng)能增大，總的機(jī)械能不變。故選B。一、（2020·衡陽(yáng)）2020年6月23日，最后一顆北斗衛(wèi)星在西昌順利發(fā)射升空，標(biāo)志我國(guó)自主研發(fā)、組建的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)成功組網(wǎng)。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）。A．其中的地球“同步”衛(wèi)星相對(duì)于地球是靜止的；B．其中沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能最大，動(dòng)能為0；C．衛(wèi)星與地面設(shè)備之間是利用電磁波傳遞信息；D．衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池板工作時(shí)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能【答案】B?！窘馕觥緼、因?yàn)橥叫l(wèi)星的轉(zhuǎn)動(dòng)和地球的轉(zhuǎn)動(dòng)是同步的，它相對(duì)地球的位置沒(méi)有發(fā)生變化，所以地球同步通訊衛(wèi)星相對(duì)于地球是靜止的，故A正確；B、衛(wèi)星運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，速度最小，距離地球的高度最大，此時(shí)衛(wèi)星的重力勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，故B錯(cuò)誤；C、電磁波傳播不需要介質(zhì)，衛(wèi)星與地面設(shè)備之間是利用電磁波傳遞信息，故C正確；D、衛(wèi)星上的太陽(yáng)能電池板工作時(shí)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，故D正確。故選：B。二、（2020·北京）如圖所示為游樂(lè)園的過(guò)山車運(yùn)行的情境，下列說(shuō)法正確的是（）。A.過(guò)山車從高處加速滑下的過(guò)程中，動(dòng)能增加；B.過(guò)山車從高處加速滑下是由于受到慣性的作用；C.過(guò)山車從低處上升的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加；D.過(guò)山車從低處上升的過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【答案】AC?！窘馕觥緼．過(guò)山車從高處加速滑下的過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度增大，所以動(dòng)能增加，故A正確；B．過(guò)山車從高處加速滑下是因?yàn)槭苤亓Φ淖饔?，故B錯(cuò)誤；C．過(guò)山車從低處上升的過(guò)程中，質(zhì)量不變，高度升高，所以重力勢(shì)能增加，故C正確；D．過(guò)山車從低處上升的過(guò)程中，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，且克服阻力做功，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。故選AC。三、（2020·江蘇泰州）在水平地面上鋪一張紙，將一只皮球表面涂黑，使其先后從高處下落，在紙上留下黑色圓斑A、B。如圖所示。關(guān)于皮球兩次下落形成圓斑的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）。A.皮球?qū)埖淖畲髩毫ο嗟?；B.皮球剛到達(dá)紙面時(shí)的速度相等；C.皮球剛到達(dá)紙面時(shí)的動(dòng)能相等；D.皮球獲得的最大彈性勢(shì)能不等【答案】D?！窘馕觥緼．由圖可知，黑色圓斑B比較大，而力的大小影響力的作用效果，力越大作用效果越明顯形變量越大，可知從B處落下的皮球?qū)埖淖畲髩毫^大，故A錯(cuò)誤；BCD．皮球從不同的高度落下時(shí)，高度減小，速度變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；在紙上留下黑色圓斑A、B，留下圓斑說(shuō)明皮球下落到紙面上時(shí)發(fā)生了彈性形變，此過(guò)程是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，由圖中兩個(gè)圓斑大小可看出，圓斑大的（B）皮球轉(zhuǎn)化的彈性勢(shì)能較大，說(shuō)明它原來(lái)所具有的重力勢(shì)能大，即B所處的高度較高；可知從B處落下的皮球剛到達(dá)紙面時(shí)的速度較大，此時(shí)動(dòng)能也較大，故BC錯(cuò)誤；D正確。故選D。知識(shí)要點(diǎn)四：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化（2020·綏化）人造地球衛(wèi)星繞地球從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）。A．勢(shì)能變小 B．動(dòng)能不變 C．動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能 D．機(jī)械能變小【答案】C?！窘馕觥吭趶慕攸c(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，速度減小，動(dòng)能減??；衛(wèi)星的質(zhì)量不變、相對(duì)高度增加，勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；此時(shí)的機(jī)械能是守恒的，保持不變，故C正確、ABD錯(cuò)誤。故選：C。一、（2020·衡陽(yáng)）將不同質(zhì)量的鋼球從如圖所示光滑軌道ABCD上的A點(diǎn)釋放，通過(guò)水平面BC，運(yùn)動(dòng)到斜面CD上的過(guò)程中，下列相關(guān)解釋中正確的有（）。A．從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；B．鋼球在水平面BC上由于受到慣性，所以能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)；C．鋼球在斜面CD上受到的重力和支持力不是一對(duì)平衡力；D．鋼球的質(zhì)量越大，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度越大【答案】AC?！窘馕觥緼、從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，高度減小，速度變大，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故A正確；B、鋼球在水平面BC上由于具有慣性，所以能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，慣性是一種性質(zhì)，不能說(shuō)受到慣性，故B錯(cuò)誤；C、鋼球在斜面CD上受到的重力和支持力沒(méi)有在同一條直線上，不是一對(duì)平衡力，故C正確；D、從A點(diǎn)滑下，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，由于下降的高度相同，則速度相同，速度大小與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選：AC。二、（2020·武漢）滑躍式起飛是一種航母艦載機(jī)的起飛方式。飛機(jī)跑道的前一部分