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(共41张PPT)
第十一章 功与机械能
11.4　动能和势能
第1课时　动能和势能
情境导入 课标要求
　　 　 1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州上空平稳地飞翔，突然一声巨响，飞机从高空栽下来.后来发现酿成这场空中悲剧的罪魁祸首就是在空中慢慢翱翔的天鹅.小小飞鸟为何能击落飞机呢？ 知道动能、势能和机械能.
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1.能量：物体能够对别的物体　做功　，我们就说这个物体具有能量，简称能.物体能够做的功越多，表示它具有的能量就越　多　.
2.动能：物体由于运动而具有的能叫做　动能　.物体动能的大小与物体的　质量　和　速度　有关.质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越　大　；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越　大　.
3.重力势能：高处的物体由于受重力作用而具有的能叫做　重力势能　.物体重力势能的大小与　高度　和物体的　质量　有关.高度越高，质量越大，物体重力势能就越　大　.
做功
多
动能
质量
速度
大
大
重力势能
高度
质量
大
4.弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫做　弹性势能　.物体弹性势能的大小与物体弹性　形变　的程度和物体本身的因素有关.对于同一材料，发生　弹性形变　的程度越大，　弹性势能　越大.
5.　重力势能　和　弹性势能　统称为势能.
弹性势能
形变　
弹性形变
弹性势能
重力势能
弹性势能
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爸爸开车带着小明行驶在高速公路上，小明看到如图所示的限速标志，针对这一现象，下列四个问题中最有探究价值且易于探究的科学问题是
( )
A.物体的动能与哪些因素有关
B.物体的动能与物体的速度有什么关系
C.物体的动能与物体的质量有什么关系
D.物体的动能与物体的质量和速度有什么关系
动能
D
6.甲、乙两辆客车，在同一条平直的公路上匀速行驶，甲车的速度为72km/h，乙车的速度为20m/s，则关于它们的动能大小关系的说法正确的是( )
A.甲车大 B.乙车大
C.一样大 D.条件不足，无法确定
D
在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示，则下列说法正确的是
( )
A.较高处落下的球留下圆斑A，说明越高重力势能越大
B.较高处落下的球留下圆斑A，说明越高重力势能越小
C.较高处落下的球留下圆斑B，说明越高重力势能越大
D.较高处落下的球留下圆斑B，说明越高重力势能越小
重力势能
C
7.东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家.如图所示，下列说法正确的是( )
A.海豚跃出海面减速上升过程中，动能不变
B.海豚跃起到最高点时中，重力势能最大
C.海豚从高处落回海面过程中，重力势能不变
D.海豚在海面下加速下潜过程中，动能变小
B
关于弹性势能的说法正确的是( )
A.橡皮泥的形变越大，它具有的弹性势能越大
B.弹簧的弹性越大，它具有的弹性势能越大
C.弹簧越长，它具有的弹性势能越大
D.在弹性限度内，弹簧的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大
弹性势能
D
8.如图所示，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是
( )
A.增大箭的弹性势能
B.增大箭的重力势能
C.增大弓的弹性势能
D.使箭沿直线运动
C
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【基础评价】
9.关于功和能的关系，下列说法正确的是( )
A.物体具有的能越多，它做的功越多
B.物体有了能就一定正在做功
C.能量的转化是通过做功实现的
D.做功的物体不一定具有能
C
10.关于物体的重力势能，下列说法中正确的是( )
A.质量大的物体重力势能一定大
B.速度大的物体重力势能一定大
C.质量相等，速度越大的物体重力势能越大
D.质量相等，举得越高的物体重力势能越大
D
11.下列关于动能和势能的说法正确的是( )
A.同一物体的弹性形变越大时，它具有的弹性势能越小
B.动能相等的物体一定具有相等的速度
C.质量相同的物体，重力势能一定相同
D.利用水能发电时，从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能
D
12.【实验名称】探究物体的动能、重力势能大小
【问题】物体的动能、重力势能大小与哪些因素有关？
【证据】如图甲所示，小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验，该实验中物体的动能是指　钢球　(填“钢球”或“木块”)的动能，实验中通过观察　木块移动的距离　来反映物体动能的大小.
钢球
木块移动的距离
【交流】(1)图甲实验中，若水平面绝对光滑，则　不能　(填“能”或“不能”)完成实验.
(2)图甲实验中，木块在水平面上滑动的过程中，克服摩擦力做功的功率　变小　(填“变大”“变小”或“不变”).
【解析】由图甲可以得出的结论是：在物体质量一定时，速度越大，物体的动能越大.
不能
变小
【拓展】如图乙所示，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C距离沙地的高度相同.现将三个球同时由静止释放，落到沙地上的状态如图乙中虚线球所示.比较球A、C可得出重力势能大小与　质量　的关系，比较球A、B可得出重力势能大小与　高度　的关系.(ρ铁>ρ塑料)
质量
高度
【素养实践】
13.〔跨学科融合〕如图所示是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，则此物体的重力势能( )
A.在A点时较大
B.在B点时较大
C.在两点一样大
D.条件不足，无法判定
B
14.〔热点素材〕杭州某科技公司研发的机器人在蛇年春晚上表演扭秧歌，如图所示，表演中机器人实现零失误.下列说法正确的是( )
A.机器人匀速运动的过程中，动能大小不变
B.机器人下蹲过程中，没有力对机器人做功
C.随着身体的摆动，机器人质量会发生变化
D.手绢脱离“手”向上飞出过程中，重力势能变小
A
第十一章 功与机械能
11.4　动能和势能
第2课时　机械能及其转化
情境导入 课标要求
　　 　 过山车在最高点时速度很慢，为什么俯冲时速度突然变快？它的能量从哪里来？又转化成了什么形式？ 1.通过实验，了解动能和势能的相互转化.
2.定性说明荡秋千过程中动能和势能的相互转化.
3.分析《天工开物》中汲水装置工作时能量的相互转化.
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1.机械能：　动能　、　重力势能　和　弹性势能　统称为机械能.机械能是最常见的一种能，它也是与物体的机械运动相联系的一种能量.
2.动能与势能的转化：　动能　和　势能　可以相互转化，即动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能.
3.如果物体在　动能　和　势能　相互转化过程中没有任何外在影响的话，动能和势能的总和将会　保持不变　，即　机械能守恒　；有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会　减少　.
动能
重力势能
弹性势能
动能
势能
动能
势能
保持不变
机械能守恒　
减少
4.机械能与其他形式能之间也可以　相互转化　.水力发电是水的　机械能　转化为电能；电动机工作时，是电能转化为　机械能　.
相互转化
机械能
机械能
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(2025年深圳模拟)如图所示，将小球拉到A点后松手，小球从A点下落到B点，又从B点上升到C点，之后来回摆动多次静止在B点.下列说法正确的是( )
A.小球从A点到B点过程中，动能转化为重力势能
B.小球从B点到C点过程中，重力势能转化为动能
C.小球从A点到C点过程中，重力势能先增大后减小
D.小球上升到C点时若绳子突然断了，小球会竖直下落
动能和势能的相互转化
D
5.如图所示是撑竿跳高运动员在比赛时翻越横杆的情境.运动员起跳时，笔直的撑竿变得弯曲，此过程中撑竿的　弹性势　能变大，运动员的　动　能转化为撑竿的　弹性势　能.
弹性势　
动
弹性势　
物理石老师在课堂上给学生们演示了如图所示的物理实验，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，松手后，铁锁向前摆动又摆回来，有关铁锁在摆动过程中的能量转化，下列说法正确的是( )
A.铁锁下降到最低点，动能最小
B.铁锁上升到最高点，重力势能最小
C.铁锁下降过程中，重力势能转化为动能
D.铁锁回摆后能碰到鼻子，因为铁锁的机械能始终不变
机械能守恒
C
1.做功角度：只有重力或弹力做功，无其他力做功；其他力不做功或其他力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功.
2.能量角度：只有动能和势能之间的能量转化，无其他形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换.
6.如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在进行洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是( )
A.机械能不变，重力势能不变
B.机械能变小，重力势能、动能都变小
C.机械能不变，动能变小
D.机械能变小，动能不变
B
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【基础评价】
7.假期里小明乘坐飞机去游玩，在飞机加速升空的过程中，关于小明的能量分析，下列说法正确的是( )
A.动能增加，重力势能增大
B.动能不变，重力势能增加
C.机械能总量不变
D.机械能总量减小
A
8.如图所示，小明踩着滑板从斜面顶端加速下滑的过程中，他的( )
A.动能减小，机械能增大
B.势能减小，机械能减小
C.动能增大，机械能不变
D.势能不变，机械能减小
B
9.如图所示，当滚摆向下运动时，不考虑空气阻力和摩擦，下列说法正确的是( )
A.机械能不守恒
B.速度变小
C.重力势能变大
D.动能变大
D
10.如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度.不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.小球经过O、P两点时动能相等
B.小球到达最高点N时速度一定为零
C.小球到达的最高点N不可能高于M点
D.小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能
D
11.(2024年电白区期末)科技的发展使农业机械化水平越来越高，如图所示，这是一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药时的情景(不计空气阻力).喷洒农药的过程中，飞机所受的升力　没有　(填“有”或“没有”)对飞机做功，飞机的动能　减小　，机械能　减小　.(后两空均填“增大”“减小”或“不变”)
没有
减小　
减小　
【素养实践】
12.(2025年东莞模拟)如图所示，商场电动扶梯载着顾客匀速向上运动的过程中，顾客的动能　不变　，机械能　变大　(前两空均填“变大”“变小”或“不变”).这种扶梯不载人时以较低速度运行，载人时则以较快的速度运行.这种扶梯载人时做功的功率　大于　(填“大于”“等于”或“小于”)不载人时做功的功率.
不变
变大
大于
13.(2025年珠海模拟)我国运动员获得2024年巴黎奥运会女子网球单打冠军.如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，下列说法正确的是( )
A.网球离开球拍后，球拍网面的弹性势能增大
B.球从位置A运动到位置B的过程中重力势能在减小
C.球在最高点B处时动能不为零
D.球从位置B运动到位置C的过程中机械能在增大
C(共25张PPT)
第十一章 功与机械能
11.2　功率
情境导入 课标要求
　　　　 建筑大楼时需要先挖地槽，挖土就得对土做功.如果用挖土机来做，一幢大楼的地槽用不了几天就能挖完；如果一个人来挖，恐怕一年也挖不完.可见，做功除了多少之外，还有快慢的问题，那么在物理学中，怎样描述机械做功的快慢呢？ 1.知道机械功的功率.
2.用生活中的实例说明机械功的功率的含义.
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1.功率的概念：在物理学中，把做功的　多少　与　所用时间　之比叫做功率.
2.功率只反映做功的快慢，不能表示做功的　多少　.例如“功率大，做功就多”“做功多，功率就大”的说法都不对，还要看时间长短，功率是由　功　和　时间　两个因素决定的.
3.功率的公式：　P=　 .
符号意义：P(功率)，　瓦特　(W)；W(功)，　焦耳　(J)；t(时间)，　秒　(s).
多少
所用时间
多少
功
时间
P=
瓦特　
焦耳
秒
4.单位：1瓦=1焦/秒，符号表示为1W=　1J/s　.在工程技术上，常用　千瓦　(kW)作为功率的单位，1kW=　103　W.
5.功率与牵引力、速度的关系：物体在拉力F的作用下以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的　乘积　，即P=　Fv　.
1J/s
千瓦
103
乘积
Fv
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关于功率，下列说法正确的是( )
A.力对物体做功越多，功率就越大
B.做功时间越短，功率越大
C.做相同的功所用时间越长，功率越大
D.功率越大，在单位时间内做的功越多
功率
D
6.〔情境化命题〕小粤在听到儿歌《我是挖掘机》时联想到放学路上看到正在工作的两台挖掘机，展开了自己的思考，你认为正确的是( )
A.大功率挖掘机一定比小功率挖掘机做功多
B.大功率挖掘机一定比小功率挖掘机所用时间少
C.在工作过程中，大功率挖掘机一定比小功率挖掘机做功快
D.功率只是挖掘机的一个指标参数，没有任何实际意义
C
为了保持城市的清洁，环保部门常用环卫洒水车在主干道进行洒水保洁.已知洒水车自重5t，满载时装水10t，在某水平直线路段匀速行驶.发动机的牵引力为15000N，洒水车在3min内行驶1200m时，求：洒水车牵引力做功的功率.
功率的计算
解：由题意知，洒水车在3min内行驶1200m，该过程中牵引力所做的功为W=Fs=15000N×1200m=1.8×107J.
由P==1×105W.
1.功率的大小是由做功的多少和做功所用的时间共同决定的.在公式P=中，W的单位是J，t的单位是s，P的单位是W，计算时要统一单位.
2.公式变形：功率的定义式P=可以变形为W=Pt和t=，可分别用于求功和时间.
3.公式推导：当物体在恒定不变的力F的作用下沿力的方向做匀速直线运动时，由W=Fs和s=vt，可知P=Fv，其中F的单位是N，v的单位是m/s.
7.〔体育知识〕举重运动员在2s内把质量为100kg的杠铃举高2m，他举起杠铃后在空中停留了10s，在这10s内运动员对杠铃做的功和功率分别是( )
A.1960J，196W B.1960J，980W
C.1960J，2000W D.0J，0W
D
小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率，如图所示.
(1)需要的测量工具：体重计、秒表、　刻度尺　.
功率的测量
臂长L/m 质量m/kg 拉上去 的次数 总时间t/s 拉一次克服重力 所做的功W/J 功率P/W
0.6 50 5 12
刻度尺
300
125
【解析】(1)引体向上是克服自身重力做功的，所以需要知道每次引体向上身体上升的高度，需要使用刻度尺进行测量.
(2)小刚采用了合适的方法，记录数据，请帮他在空格处补上相应的数据.(g取10N/kg)
通过表格分析可知，完成一次引体向上时，升高的距离为0.6m，重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N.向上拉一次克服重力所做的功为W=Gh=500N×0.6m=300J，5次所做的功为W总=5W=1500J，功率为P==125W.
8.(2024年潮州期末)小红想测自己上楼的功率，所需的器材除皮卷尺、磅秤外，还应当有　秒表　；当她分两次从一楼跑到三楼时，小明先后测出了她登楼的时间分别为12s与15s，则她第一次做的功W1　等于　(填“大于”“小于”或“等于”，下同)第二次做的功W2，第一次测出的功率P1　大于　第二次的功率P2.
秒表
等于
大于
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【基础评价】
9.如图所示是两名运动员以相同时间从地面举起相同质量杠铃的情景，下列说法正确的是( )
A.甲做功的功率大
B.乙做功的功率大
C.两人做功的功率相等
D.无法比较功率大小
A
10.(2024年汕头期末)质量为8kg的均匀木块，小雪同学用2N的拉力使它在水平桌面上匀速前进了20cm，用了2s的时间，如图所示，下列叙述正确的是( )
A.重力做功为16J　　　　　
B.拉力做功为40J
C.拉力做功的功率为0.2W　　　　　
D.重力做功的功率为0.8W
C
11.两辆汽车均在水平公路上匀速行驶，在相等的时间内通过的距离之比为2∶1，若两车发动机的输出功率相等，则在相等的时间内( )
A.两车的牵引力之比为2∶1
B.两车的牵引力之比为1∶1
C.两车做功之比为2∶1
D.两车做功之比为1∶1
D
12.在一次测试中，某汽车以40m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×105N，求：
(1)汽车受到的牵引力；
解：(1)因为汽车匀速直线行驶，所以汽车在水平方向处于平衡状态，受到的牵引力和阻力为一对平衡力，F=f=2×105N.
(2)汽车牵引力所做的功和功率.
汽车牵引力所做的功为W=Fs=2×105N×2000m=4×108J.
汽车牵引力做功的功率为P==Fv=2×105N×40m/s=8×106W.
【素养实践】
13.如图所示，两名体重相同的同学将相同的重物从一楼搬到三楼，所用时间不同.由图中提供的信息，判断以下说法正确的是( )
A.图甲中同学做功多，做功快
B.图乙中同学做功多，做功快
C.做功相同，图甲中同学做功时间少，做功快
D.做功相同，图乙中同学做功时间多，做功快
C
14.随着生活水平的提高，小龙家买了辆轿车(如图甲).若轿车以90kW的恒定功率做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，则经过10s轿车发动机所做的功是　9×105　J.当牵引力为　3×103　N时轿车能保持匀速直线运动，此时轿车在水平方向上受力　平衡　(填“平衡”或“不平衡”).
9×105　
3×103　
平衡(共20张PPT)
章末强基提能
第十一章 功与机械能
核心归纳
重难突破
核心归纳
1.(教材素材改编)如图所示的四种情景中，人对物体做了功的是( )
A.①—推着婴儿车前进一段距离
B.②—用力搬石头而未搬起
C.③—举着杠铃原地不动
D.④—提着水桶水平行走
A
2.(教材素材改编)小明爸爸的质量为70kg，小明的质量为50kg.父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼，在此过程中，以下判断正确的是( )
A.两个人做功的功率相等
B.爸爸做功的功率比小明的大
C.小明做功的功率比爸爸的大
D.无法比较做功的快慢
B
3.(教材素材改编)如图，用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab>tcd，运动距离sab=scd，比较这两种情况下拉力所做的功和功率，下列说法正确的是( )
A.ab段做功较多
B.ab段与cd段做的功一样多
C.ab段功率较大
D.ab段与cd段的功率一样大
B
4.(教材素材改编)如图所示，航母上的飞机沿着舰艏14°上翘角跑道加速滑跃升空的过程中，飞机的动能　增大　，势能　增大　，机械能　增大　.(均填“增大”“减小”或“不变”)
5.(教材素材改编)功率为2000W的拖拉机在平直公路上匀速前进，受到的阻力是2000N，在300s内拖拉机做了　6×105　J的功，前进了　300　m，重力做功　0　J.
增大
增大
增大
6×105
300　
0　
6.(教材素材改编)九年级的同学即将面临体育中考.下面是体重为50kg的小曼在备考中的场景.小曼跳绳跳起高度约为5cm(人整体上升)，一分钟跳180次，小曼跳一次所做的功为　25　J，做的总功为　4500　J，一分钟内她跳绳的功率为　75　W.(g取10N/kg)
25
4500
75
7.(教材素材改编)一个人利用如图所示的滑轮组在40s内将一个重力为2400N的重物向上提升1m，所用拉力为500N，求：
(1)绳子自由端移动的距离；
解：绳子自由端移动的距离为s=nh=8×1m=8m.
(2)拉力做功的功率.
拉力所做的总功为W总=Fs=500N×8m=4000J.
拉力做功的功率为P==100W.
重难突破
重难突破
核心归纳
专项
1.如图所示，晓彤用水平推力推着购物车在水平地面上做匀速直线运动，下列说法正确的是( )
A.购物车的重力对其做了功
B.没有力对购物车做功
C.推力对购物车做了功
D.若晓彤撤去对车的水平推力，晓彤仍对车做功
判断力是否对物体做功
C
2.如图所示，小亮踢球时，球还未离开脚时，小亮对足球　有　(填“有”或“没有”)做功；足球落地后在水平地面上向前滚动了5m，已知足球受到的重力是5N，则在滚动过程中重力做的功是　0　J，地面对足球的摩擦力　有　(填“有”或“没有”)做功.
有
0
有
专项
3.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重力为100N的物体，已知滑轮重20N，不计绳重和摩擦，则( )
A.手的拉力：F甲>F乙；机械效率：η甲<η乙
B.手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
C.手的拉力：F甲>F乙；机械效率：η甲>η乙
D.手的拉力：F甲涉及简单机械的计算
C
4.如图所示，工人师傅用一个动滑轮提升一个重力为40N的物体，所用的竖直拉力为25N，在10s内物体向上移动了1.6m，在此过程中，工人师傅拉绳子的力做的有用功为　64　J，拉力的功率为　8　W，该动滑轮的机械效率为　80%　.
64
8
80%
5.如图所示，在斜面上将一个质量为0.5kg的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m，物体的重力为　5　N，斜面的机械效率为　62.5%　，物体所受的摩擦力为　0.75　N.(g取10N/kg)
5
62.5%
0.75
专项
6.如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA>hC.在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是( )
A.小球的运动状态保持不变
B.小球受到的重力和拉力对小球做了功
C.小球的机械能总量逐渐减小
D.小球的动能全部转化为重力势能
功与能的关系
C(共57张PPT)
第十一章 功与机械能
11.3　机械效率
第1课时　机械效率的概念
情境导入 课标要求
　　 　 在我国农村尚未普及自来水的时期，人们常需从井中打水(现自来水已基本覆盖).在从井中提水上来的过程中，人对哪些物体做了功？这些功都是人们希望做的吗？对谁做的功才是有用的呢？ 1.知道机械效率.
2.了解提高机械效率的意义和途径.
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课前|自主预习
1.有用功、额外功和总功
(1)我们需要的、有价值的功叫做　有用功　；无利用价值却又不得不做的功，叫做　额外功　，这种功是为了克服机械部件自身重力和　摩擦力　等而做的功.
(2)有用功与额外功之和叫做　总功　.
有用功
额外功
摩擦力
总功
2.机械效率
(1)有用功与总功的比叫　机械效率　.如果用W总表示　总功　，W有用表示　有用功　，η表示　机械效率　，那么η=×100%.
(2)机械效率η是个比值，只有大小没有单位，常用　百分数　表示.由于使用任何机械都要做　额外功　，因此有用功总小于总功，机械效率总是小于　1　.
机械效率
总功
有用功
机械效率
百分数
额外功
1
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〔素材深挖〕如图所示是用四种不同方法提升沙子的情景.(绳子的重力和摩擦力忽略)
(1)四种方法的目的都是把沙子提到3楼，因此克服沙子的重力提升一定的高度所做的功都叫做　有用　功.图中四种方法做的有用功都　相同　.
有用功、额外功、总功
有用
相同
(2)第①种方法中克服人的重力和桶的重力所做的功叫　额外　功.
(3)第②种方法中克服桶的重力所做的功叫　额外　功，人拉绳的力所做的功叫　总　功.
(4)第③种方法中克服桶和动滑轮的重力所做的功叫　额外　功，人拉绳的力所做的功叫　总　功.
(5)第④种方法中克服沙袋和动滑轮的重力所做的功叫　额外　功，人拉绳的力所做的功叫　总　功.
额外
额外
总
额外
总
额外
总
3.小明是学校的升旗手，在升旗过程中，克服旗的重力所做的功是　有用功　，克服绳子的重力所做的功是　额外功　，小明施加的拉力所做的功是　总功　.(均填“有用功”“额外功”或“总功”)
有用功　
额外功
总功
〔情境化原创〕某地铁施工员用起重机将所受重力为3×103N的物体匀速提升了4m，起重机做的总功为2×104J，求：
(1)起重机所做的有用功；
解：(1)W有用=Gh=3×103N×4m=1.2×104J.
机械效率
(2)起重机所做的额外功；
W额外=W总-W有用=2×104J-1.2×104J=8×103J.
(3)起重机的机械效率.
η=×100%=60%.
1.机械在做功过程中总会克服自身摩擦力等因素，不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功，由此可知机械效率一定小于1.
2.功、功率和机械效率的关系
(1)由公式W=Fs、P=、η=×100%可知，功、功率和机械效率之间存在一定的比例关系.
(2)由功、功率和机械效率的定义可知，三者之间不存在决定与被决定的关系.也就是说，机械做功多，功率不一定大，机械效率也不一定高.
4.学校正在进行绿化施工，有两台挖掘机在进行工作，甲挖掘机比乙挖掘机的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，甲挖掘机与乙挖掘机相比，做的有用功　相同　，做的额外功　较少　，做的总功　较少　.(均填“较多”“较少”或“相同”)
相同
较少
较少
用如图所示的滑轮组在10s内将货物向上匀速提升3m，已知动滑轮重40N，货物重360N，拉力F为200N，不计绳重.求：
(1)滑轮组做的有用功；
滑轮组的机械效率的有关计算
解：滑轮组做的有用功为W有用=Gh=360N×3m=1080J.
(2)拉力做的功；
由图可得，承担滑轮组的绳子段数为n=3，
拉力移动的距离：s=nh=3×3m=9m，
拉力做的功：W总=Fs=200N×9m=1800J.
(3)滑轮组的机械效率.
滑轮组的机械效率为η=×100%=60%.
5.(2025年东莞模拟)如图所示，在超市购物时，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重力为500N的小车匀速推到斜面顶端，用时20s.已知斜面高1.2m，长5m.此过程中小明做的有用功为　600　J，小明推力做功的功率为　37.5　W，该斜面的机械效率为　80%　.
600
37.5
80%　
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【基础评价】
6.关于机械效率和功率，下列说法正确的是( )
A.机械效率越高，机械做的有用功越多
B.功率越大的机械，机械效率越大
C.做功越多的机械，功率一定越大
D.做功越快的机械，功率一定越大
D
7.某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分.假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书过程中，下列说法错误的是( )
A.第二种方法人做的总功多
B.两种方法人做的有用功相同
C.第二种方法人做功的机械效率小
D.第二种方法人做功的功率大
D
8.学校每周都要举行升旗仪式，如图所示是旗杆的顶部.已知国旗(包括短杆)的质量为0.8kg，升旗手拉动国旗匀速上升需要的拉力是16N，g取10 N/kg，则下列说法不正确的是( )
A.旗杆顶上滑轮的作用是改变力的方向
B.国旗升高12m，手拉动绳子向下移动12m
C.旗杆上滑轮的机械效率为50%
D.滑轮生锈会导致滑轮机械效率变大
D
9.电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线，已知升降机的箱篮重900N，用升降机将重600N的电工师傅匀速提升8m，升降机做的有用功为　4800　J，升降机做的总功为　12000　J，升降机的机械效率是　40%　.(伸缩杆和所携带的工具质量不计)
4800
12000
40%
10.某同学用如图甲所示的滑轮组提升重210N的物体，不计各种摩擦，提升过程中拉力做功的部分数据如图乙所示，则总功为　3000　J，有用功为　2100　J，拉力为　100　N.
　3000
　2100
　100
11.如图，利用一个滑轮组将重600N的重物匀速提高0.5m，在绳子自由端所用的拉力是300N，求：
(1)滑轮组对重物做的功；
解：滑轮组对重物做的功为
W有用=Gh=600N×0.5m=300J.
(2)拉力做的总功；
绳自由端移动的距离为s=nh=3×0.5m=1.5m，
拉力做的总功为W总=Fs=300N×1.5m=450J.
(3)滑轮组的机械效率(百分号前保留一位小数).
滑轮组的机械效率为η=×100%≈66.7%.
【素养实践】
12.〔热点素材〕如图所示，工作人员正在用电动滑轮吊起神舟飞船部件.现将质量为2t的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%，g取10N/kg.下列分析正确的是( )
A.用该电动滑轮提升1t的物体时，机械效率大于80%
B.飞船部件的重力为2×103N
C.电动滑轮的有用功为4×104J
D.电动滑轮的功率为5×104W
C
13.(2025年高州模拟)如图，辘轳是一种汲水工具，通过转动摇把使绳子在轴筒上叠绕，将水桶提起.使用该装置　不能　省功；将桶中的水尽量装满一些，　能　提高该装置的机械效率；若以更快的速度提升水桶，　不能　提高该装置的机械效率.(均填“能”或“不能”)
不能
能
不能
第十一章 功与机械能
11.3　机械效率
第2课时　测量机械效率
情境导入 课标要求
　　 　 小明家装修需将重100 N的沙子运到3楼，提供三种方案：人工直接提桶上楼；用定滑轮提升；用动滑轮提升.还可以用什么方式？哪种方式更省力？哪种方式做功更少？实际做功是否等于直接提升沙子的功？多做的功去了哪里？ 测量某种简单机械的机械效率.
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1.测量滑轮组的机械效率
(1)提升物体做的有用功是　克服物体重力做的功　，额外功是　克服动滑轮重力、绳重和摩擦力做的功　，总功是　拉力做的功　.
(2)实验原理：η= ×100%　= ×100%　.
(3)要测量的物理量：　钩码重力、提升的高度、拉力、绳端移动的距离　.
克服物体重力做的功
克服动滑轮重力、绳重和摩擦力做的功
拉力做的功
×100%
×100%
钩码重力、提升的高度、拉力、绳端移动的距离　
(4)实验器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需要
　弹簧测力计、刻度尺　.
(5)探究实验：实验中，应　匀速竖直向上　拉动弹簧测力计，弹簧测力计要在拉动中读数.
(6)结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：①　提升物体的重力　；②　动滑轮的重力　；③　绳重、滑轮与绳间的摩擦　.绕线方法和重物提升的高度不影响滑轮组的机械效率.
(7)实验所用的探究方法是　控制变量　法.
弹簧测力计、刻度尺
匀速竖直向上
提升物体的重力
动滑轮的重力
绳重、滑轮与绳间的摩擦　
控制变量
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在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们提出了下列猜想，小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验验证的猜想是( )
A.滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关
B.滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关
C.滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关
D.滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关
探究影响滑轮组机械效率的因素
B
1.影响滑轮组的机械效率的因素：物体的重力、动滑轮的重力和绳重及滑轮与绳间的摩擦.
2.忽略绳重与摩擦的影响时
(1)同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率就越高.
(2)提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率就越高.
3.滑轮组机械效率与滑轮组的绕法及重物提升高度无关.
2.如图所示，分别用相同的滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度(不计绳重和轮轴摩擦，滑轮重小于物重)，所用拉力为F甲、F乙，拉力做功W甲、W乙，拉力的功率为P甲、P乙，两个滑轮的机械效率为η甲、η乙，以下判断正确的是( )
A.F甲η乙
C.P甲=P乙 D.W甲=W乙
B
【解析】不计绳重和摩擦，由定、动滑轮的使用特点可知拉力F甲=G，F乙=
可知拉力的功率P甲小明用如图所示的滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体移动了3m，物体重力为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力f为400N，绳自由端受到的拉力F为200N，求：
(1)拉力F做的功；
常考机械的机械效率计算(关联整合)
解：绳自由端移动的距离为s=ns物=3×3m=9m，
拉力F做的功为W总=Fs=200N×9m=1800J.
(2)物体克服摩擦力f做的功；
物体克服摩擦力f做的功为W有用=fs物=400N×3m=1200J.
3.(2025年珠海校级模拟)如图甲所示，用平行斜面向上的拉力F，在10s内将重物从底端匀速拉到顶端.该过程中，力做功占比及斜面摩擦力做功如图乙所示，则斜面的机械效率为　72%　，有用功为　360　J，拉力做功的功率为　50　W.
72%
360
50
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【基础评价】
4.通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是( )
A.增加被提升重物的重力
B.改用质量小的定滑轮
C.减小提升高度，减少做功
D.增加动滑轮，减小拉力
A
5.如图所示，在测量动滑轮机械效率的实验中，下列要求错误的是( )
A.弹簧测力计必须先校零
B.弹簧测力计必须竖直向上拉
C.弹簧测力计必须在静止时读数
D.实验时装置旁的直尺必须竖直放置
C
6.〔科学探究〕要测量如图所示斜面的机械效率，某同学打算测量以下几个量：①拉小车的力F；②小车的重力G；③斜面的高度h；④斜面的长度l；⑤小车与斜面的摩擦力f.其中不需要测量的量是( )
A.小车的重力G
B.斜面的高度h
C.斜面的长度l
D.小车与斜面的摩擦力f
D
7.如图所示，在“测定滑轮组的机械效率”实验中，小明匀速向下拉动绳子，2s内物体上升20cm，G物=10N，F=8N，不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为　6　N，滑轮组的机械效率为　62.5%　.小明改变滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将　不变　.
6
62.5%　
　不变
8.如图所示，利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300N的A物体，使A物体在10s内向右移动了2m，若A物体受到的摩擦力为20N，拉力F为50N，则弹簧测力计的示数为　20　N，水平拉力F所做的功为　50　J，滑轮的机械效率为　80%　.
20
50
80%　
9.〔科学探究〕在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图甲所示的滑轮组提升钩码，分别做了多次实验，实验数据记录如下：
实验 次序 钩码重 G/N 钩码上升 距离h/cm 弹簧测力计 示数F/N 弹簧测力计 上升距离s/cm 机械
效率η/%
1 1.0 5 15 55.6
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7
4 2.0 10 1.0 30 66.7
(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做　匀速　运动.第1次实验时，弹簧测力计示数如图甲所示，为　0.6　N.
(2)第2次实验时滑轮组的机械效率是　62.5%　.
(3)分析第　1　、　2　、　3　次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越　高　(填“高”或“低”)；分析第3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度　无关　(填“有关”或“无关”).
匀速　
0.6
62.5%
1
2
3
高
无关　
(4)在图乙中画出此滑轮组既能省力又能改变力的方向的绕线方法.若不计摩擦及绳重，这种绕线方法与实验时用的绕线方法相比，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率　不变　(填“变大”“变小”或“不变”).
不变
【素养实践】
10.(2025年深圳校级模拟)《墨经 经下》里记载了一种斜面引重车.如图所示，系紧在后轮轴上的绳索，绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接.若用该引重车将重力为2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端，已知斜板长2m，高0.8m.
后轮轴施加在绳子上的力为1000N(不计绳重、滑轮与绳间的摩擦)，则该斜面的机械效率为　80%　，此木箱与斜板之间的摩擦力是　200　N；经实际测量，发现人施加在车上的推力比绳子上的拉力小很多，说明车子后轮是一种　省力　(填“省力”或“费力”)机械.
80%
200
省力
11.(2024年东莞期中)塘厦镇某学校小蒲是一个爱思考问题的同学，他看到正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，下面是其中一款塔式起重机简易示意图(如图甲)，小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装.(g取10N/kg)
(1)为了保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越　大　(填“大”或“小”).
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a是　定滑轮　(填“动滑轮”或“定滑轮”)，若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过　6×103　kg.(动滑轮重、绳重及摩擦不计)
(3)若将重力为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程中克服重力做功　3.6×105　J，钢丝绳做功　3.6×105　J.
大
定滑轮
6×103
3.6×105
3.6×105
(4)换用如图丙所示滑轮组，在需要考虑动滑轮重力的情形下，用拉力F将重力为8000N的物体在5s时间内匀速提升了0.5m，若滑轮组的机械效率η为80%，则拉力F为　5000　N，该过程中拉力F所做功的功率为　1000　W.
5000
1000(共28张PPT)
第十一章 功与机械能
11.1　功
情境导入 课标要求
　　 　巴黎奥运会举重男子61公斤级决赛中，我国运动员成功夺冠.从物理学角度考虑，图片中的运动员做功了吗(举着杠铃不动时)？ 1.知道机械功.
2.用生活中的实例说明机械功的含义.
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1.功的概念：作用在物体上的　力　，使物体在力的方向上　移动一段距离　，就说这个力对物体做了　机械功　，简称做了　功　.
2.做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的　力　，另一个是物体在这个力的方向上移动的　距离　.
3.功的计算：在物理学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，用公式表示为　W=Fs　.
相关符号的意义及单位：W(功)，　焦耳(J)　；F(力)，　牛顿(N)　；s　(距离)　，米(m).
力
移动一段距离
机械功　
功　
力
距离
W=Fs　
焦耳(J)　
牛顿(N)
(距离)
4.机械功原理：省力的机械必然费　距离　；省距离的机械则一定费　力　；既省力又省距离的机械是　不存在　的.也就是说，使用任何机械都不能省　功　.
距离
力
不存在
功
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(2025年东莞模拟)下列所示现象中，力对物体做功的是( )
A.如图甲，搬石头但未搬动
B.如图乙，提着滑板水平匀速前行
C.如图丙，推小车但未推动
D.如图丁，拉着重物使其向上运动
怎样才叫做功
D
　三种不做功的情况：(1)物体受到力的作用但静止不动，“有力无距离”；(2)物体是由于惯性而运动，“无力而动”；(3)物体受力的方向与运动方向垂直，“有力有距离但方向垂直”.
5.如图所示为举重运动员做挺举时的几种状态，下列关于该运动员对杠铃做功情况的分析正确的是( )
A.从发力到上拉的过程中不做功
B.从上拉到翻站的过程中做功
C.从上挺到站立的过程中不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中做功
B
在劳动实践活动中，小明在平直的道路上用推车运送小麦，如图所示，他用60N的水平推力推着推车，以1m/s的速度匀速前进了一段距离，所用的时间为5s，求：
(1)推车通过的路程；
怎样测算功
解：(1)根据公式v=可得推车通过的路程为s=vt=1m/s×5s=5m.
(2)推车受到的阻力；
推车匀速运动，所受的阻力和推力是一对平衡力，大小相等，则f=F=60N.
(3)推力做的功.
推力做的功为W=Fs=60N×5m=300J.
利用W=Fs计算要注意以下几点：(1)F和s的方向必须共线，若F和s方向垂直，则W=0，力F不做功.(2)力与物体移动的距离必须对应同一物体.(3)力与物体移动的距离必须对应同一段时间，即公式中的F始终作用在物体上.(4)做功的多少跟物体的运动形式无关，不论物体是做匀速运动还是做变速运动，不管物体是在光滑平面上运动还是在粗糙平面上运动，做功的多少只由W=Fs决定.
6.随着生活水平的提高，健身逐渐成为人们的一种习惯.如图是引体向上的示意图.已知小粤的质量为60kg，每次引体向上她能将自身重心提高0.4m.求：小粤每做一次引体向上所做的功约为多少焦耳？(g取10N/kg)
解：小粤的重力为G=mg=60kg×10N/kg=600N，
小粤每一次引体向上所做的功
W=Gh=600N×0.4m=240J.
〔素材深挖〕如图所示，在“测量利用斜面提升物体所做的功”的实验中，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动重力为G的小车至h高度处，记录了如下三次实验数据.
比较功的大小
实验序号 小车的重力G/N 斜面的高度h/cm 沿斜面向上的拉力F/N 斜面的长度s/cm
1 10 20 5.5 100
2 10 40 7.0 100
3 10 60 8.5 100
(1)在第一次实验中，小车的重力是10N，拉力是5.5N，由此可见使用斜面时，　能　(填“能”或“不能”)省力；小车上升的高度是20cm，小车沿斜面运动的长度是100cm，由此可见使用斜面时，　费　(填“省”或“费”)距离.
(2)计算并比较三次做功大小的数据，可知使用斜面时，　不能　(填“能”或“不能”)省功.
能
费
不能
7.〔传统文化〕如图是我国古代舂米的场景，使用图中的舂米装置可以
( )
A.省力 B.省功
C.省距离 D.费功
C
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【基础评价】
8.做1J的功就相当于( )
A.把质量是1kg的物体提高1m所做的功
B.把重力为1N的物体在水平方向上移动1m所做的功
C.在1N的作用下物体移动1m所做的功
D.把两个鸡蛋托起1m高所做的功
D
9.如图所示，一名同学用水平拉力拉着书包车在水平路面上行走，则下列判断正确的是( )
A.拉力对书包车做了功
B.重力对书包车做了功
C.支持力对书包车做了功
D.没有力对书包车做功
A
10.小刚用200N的力将重力为40N的铅球掷出9m远，铅球在空中飞行的过程中，小刚对铅球做的功为( )
A.0J B.360J
C.1800J D.2160J
A
11.如图所示，甲、乙、丙、丁为四个相同的小球，开始时它们的高度相同，甲先上抛后落地，乙、丙分别从长度不同的斜面滑到地面，丁直接下落到地面.在该过程中，甲、乙、丙、丁的重力做功分别为W1、W2、W3、W4，则关于这四个功的大小，下列说法正确的是( )
A.一样大
B.W1最大
C.W2最大
D.W4最大
A
12.(2025年广东)升旗时，利用旗杆顶部的定滑轮可以( )
A.省力 B.省功
C.省距离 D.改变拉力方向
D
13.在斜面上将一个重力为150N的物体从底端匀速拉到顶端(如图所示)，沿斜面向上的拉力为50N，斜面长1.2m，高0.3m，求：
(1)拉力所做的功；
解：拉力所做的功为W总=Fs=50N×1.2m=60J.
(2)克服物体重力所做的功.
克服物体重力所做的功为W有用=Gh=150N×0.3m=45J.
【素养实践】
14.〔体育知识〕如图是中学生小晋在课间练习立定跳远的场景.他由a位置运动到b位置时，重心在竖直方向上移动的距离为0.2m.由a到b，小晋克服重力所做的功约为( )
A.1×102J
B.1×103J
C.1×104J
D.1×105J
A
15.为了方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道.若将总重力为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中推力做的功为　1600　J，克服人和轮椅重力做的功为　1200　J，楼梯斜面的支持力对轮椅做的功为　0　J.
1600
1200　
0

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