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主 题 11：功和机械能
人教版2024年中考物理一轮复习
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4
课标解读
单元概述
核心知识
链接中考
第1节 功
第2节 功率
第3节 动能和势能
第4节 机械能及其转化
部编版七年级上册
2022年新课标解读
1. 知道功的概念，能用生活、生产中的实例解释功的含义，知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
2. 理解什么是功率，会正确进行功、功率、速度的计算。
3. 能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。
功的计算：
W=Fs
能（动能、势能）
单位：焦耳（J）
机械能及其转化
功（W）
单位：焦耳（J）
探究物体的动能
跟哪些因素有关
功率（P）
单位：瓦特（W）
做功的两个必要因素
引入
功能关系
功率的计算：
P=W/t
说明重力势能、弹性势能跟哪些因素有关
思维导图
物体在力的方向上移动的距离S
功
W=Fs
作用在物体上的力F
力的作用
显出成效
单位：
1 J=1 N·m
典型不做功的三种情况
做功的快慢
功率
单位：
1 W=1 J/s
P=Fv
能量
物体能够对外做功
1．功
知识结构
转 化
动 能
重力势能
弹性势能
速 度
高 度
形变程度
机械能
质 量
质 量
守 恒
2．机械能
知识结构
功的计算公式： 功=
功的单位：
功
①作用在物体上的 .
②物体在力的方向上移动的 .
①有力无
②有距离无
③力与距离
不做功的
三种情况
做功的两个
必要因素
力
距离
距离
力
W = Fs
力×距离
垂直
焦耳（J）
1J＝
1N m
核心考点1——功
一、功
1.定义：如果一个 ，物体在这个
，就说这个力对物体做了功。
2.符号：W（work）
力作用在物体上
力的方向上移动了一段距离
（作用在物体上的力）
（物体在这个力的方向上移动
的距离）
Ｆ
3.两个必要因素
s
重难解析
有力无距离
有距离无力
有力有距离，但力与距离垂直
(无力无功)
(劳而无功)
(垂直无功)
1
2
3
4.不做功的三种情况
重难解析
二、功的计算
1.定义：
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积
2.公式：
功＝力×距离
W = Fs
牛（N）
米 （m）
焦耳（J）
即：1 J＝1 N · m
3.单位：
焦耳（J）
4.物理意义：1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。
重难解析
例1.如图是双手向前掷实心球的动作示意图，请结合自己在体育课中的训练情况判断，下列说法正确的是（　B　）
B
解析：身体后仰做投球准备动作时，手对实心球有托力，但实心球没有沿力的方向移动距离，所以托力对实心球不做功，故A说法错误；身体由后仰到恢复直立发力的过程中，手对实心球有推力且实心球沿推力的方向移动了距离，所以推力对实心球做了功，故B说法正确；实心球被抛出后在空中继续运动时，手对实心球没有推力，实心球是由于惯性继续运动，所以推力对实心球不做功，故C说法错误；实心球在下落过程中，受到重力的作用，且在竖直方向上移动了距离，所以重力对实心球做了功，故D说法错误。
A.身体后仰做投球准备动作时，手的托力对实心球做功
B.身体从后仰到恢复直立发力的过程中，手的推力对实心球做功
C.抛出去的实心球在空中继续运动，手的推力仍对实心球做功
D.抛出去的实心球在下落的过程中，实心球的重力对实心球不做功
典型例题
例2.如图，小山提着重200N的物体，在水平路面匀速前进10m，然后以相同的速度走完长10m、高5m的斜坡，则下列说法正确的是（　　）
A．水平面上，人对物体做功2000J
B．水平面上，人对物体不做功
C．斜坡上，人对物体做功2000J
D．斜坡上，人对物体不做功
【解析】 AB．小山对物体的提力是竖直向上的，在水平路面前进时，提力方向跟通过的距离方向垂直，该段路程对物体不做功，故A错误，B正确；
CD．走上斜坡的过程中，物体在竖直方向上升的距离等于斜坡的高度，则斜坡上做的功为W=Fs=Gh=200N×5m=1000J，故CD错误。
B
典型例题
如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　）
A．用力搬石头，没有搬动 B.将重物从地面拉到高处
C．运动员踢出去的足球在草坪上滚动
D．人抱箱子沿水平方向运动
B
小试牛刀
①物理意义：表示物体做功的 .
国际单位： ，符号W.
②功率的定义：
③公式:
④单位
⑤推导公式：
F 表示作用在物体上的 .
v 表示物体沿力的方向做匀速直线运动的 。
常用单位：千瓦，符号 kW， 1 kW=1000W
功与做功所用时间 叫做功率，它在数值上等于 内所做的功.
功率
快慢
之比
单位时间
瓦特
P=W/t
P=Fv
力
速度
1W=1J/s =1N·m/s
核心考点2——功率
一、比较做功快慢的方法
1.相同做功比时间：时间越短，做功越快
2.相同时间比做功：做功越多，做功越快
重难解析
功率
1.物理意义：
表示做功快慢的物理量
2.定义：
功与做功所用时间之比
数值上等于单位时间内所做的功
3.公式：
4.单位：
国际单位：
常用单位：
瓦特（W）
千瓦（KW）、兆瓦（MW）
5.单位换算：
1W=1J/s 1KW=103W 1MW=106W
重难解析
例1.下列图象中能用阴影面积表示某物理量的是(　B　)
B
【解析】B图中，横坐标表示做功时间，纵坐标表示功率，则阴影部分面积等于功率和做功时间的乘积，由公式W＝Pt可
知，功率和做功时间的乘积表示功，故B正确。
典型例题
例2.一位重为650 N的大学生和一位重为450 N的初中生进行登楼比赛，他们同时从同一幢楼的楼底出发，结果初中生比大学生先到达楼顶，那么（　B　）
A.大学生做功一定少 B.初中生做功一定少
C.大学生功率一定小 D.初中生功率一定小
【解析】：由题意可知，G大学生＝650 N＞G中学生＝450 N，因为楼底到楼顶的高度相同，所以，由W＝Gh可知，大学生做功一定多，故A不符合题意，B符合题意；中学生比大学生先到达楼顶，即中学生所用的时间少，但时间的数值不明确，所以由P＝可知，无法比较两者功率的大小，故C、D不符合题意。
B
典型例题
动能
势能
定义：物体由于 而具有的能叫做动能.
物体由于发生 而具有的能.
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能
重力势能
弹性势能
影响因素：物体的运动 和 .
影响因素：物体的 和所在的 .
影响因素：物体的 .
动能和势能
运动
速度
质量
质量
高度
弹性形变
弹性形变程度
核心考点3——动能和势能
① 物体由于运动而具有的能叫动能。
物体的质量越大、运动速度越大，动能越大 。
② 在地球表面附近，物体由于高度所决定的能叫重
力势能。
物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
③ 物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。
物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
重难解析
1、实验原理：如图所示，钢球A从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰到木块B后，能将B撞出一段距离s。在同一水平面上，木块B被撞得越远，钢球A对B做的功就越多，A的动能越大。
2、实验方法：控制变量法。转化法。
转化法：通过木块B被推动的距离s来反映A球动能的大小。
实验：探究物体的动能跟哪些因素有关？
重难解析
①探究动能大小与速度的关系
让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，撞击木块B。
控制钢球的质量m不变。
观察并比较木块被推动的距离s。木块被推动的距离s越远，说明A球对木块做的功就越多，A球的动能就越大。
3、实验过程
重难解析
②探究动能大小与质量的关系
控制速度不变，即固定钢球在滑槽上的释放位置的高度h。
改变钢球的质量m。
用不同质量的两个球分别从斜面的同一高度向下滚落。
观察并比较木块被推动的距离s。木块被推动的距离s越远，说明A球对木块做的功就越多，A球的动能就越大。
重难解析
2、钢球的动能大小与速度有关，速度越大，动能越大。
1、钢球的动能大小与质量有关，质量越大，动能越大。
实验结论
物体的动能大小与物体的质量和速度有关。
重难解析
例1.如图所示为游乐园里的过山车，下列说法正确的是（　D　）
A.过山车运动的整个过程中机械能守恒
B.过山车在下滑的过程中动能转化为重力势能
C.过山车冲上坡时，动能、重力势能均增加
D.过山车运动到最低点时动能最大
D
【解析】：由于过山车与轨道间有摩擦，需要克服摩擦力做功，故机械能不守恒，A说法错误；过山车在下滑的过程中重力势能转化为动能，B说法错误；过山车冲上坡时，动能减少，重力势能增加，C说法错误；过山车运动到最低点时，重力势能最小，动能最大，D说法正确。
典型例题
（2）若橡皮筋被拉得长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时的速度也　　　 (选填“相同”或“不相同”)；在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功　　 (选填“相同”或“不相同”)。
橡皮筋拉得越长，橡皮筋的弹性势能越大，同样的“子弹”射得越远， 这说明橡皮筋的弹性形变程度越大，弹性势能越大。
在橡皮筋被拉得长度相同时，橡皮筋的弹性势能相同，对子弹做的功相同，射出子弹的动能也相同，所用“子弹”的质量不同，其射出时的速度也会不同。
例2.如图所示是小明同学玩弹弓的情景。
（1）小明发现橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明：　 　 ；
不相同
相同
橡皮筋的弹性形变程度越大，弹性势能越大。
典型例题
1.能量的形式多种多样，下列实例属于机械能的是（　　）
A．闪电发出耀眼的光芒
B．运动员由于奔跑而具有的能量
C．高温水蒸气具有的能量
D．煤炭在炉灶中燃烧具有的能量
2.海底发生的强烈地震可能引发海啸，海啸的破坏性极强，可造成大量人员伤亡和财产损失……海啸之所以有这样大的破坏性，是因为海啸具有很大的（　　）
A．电磁能 B．化学能 C．声能 D．机械能
B
D
小试牛刀
机械能
及其转化
水能和风
能的利用
① 、 能和 能统称为机械能.
水能发电.
③机械能守恒：
如果只有 能和 能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的 不变.
②动能和势能之间可以相互 .
风能发电.
机械能
及其转化
动能
动
总和
重力势
弹性势
转化
势
核心考点4——机械能及其转化
① 动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。
② 动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能守恒。
机械能及其转化
重难解析
例1.如图所示，将一小钢球从a点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过b点到达最高点c时静止，图中hab＝hbc，下列判断正确的是（ 　）
A．小球运动到最高点c时受到平衡力的作用
B．小球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等
C．小球在ab段克服重力的做功小于在bc段克服重力的做功
D．就a、b、c三点而言，小球在a点具有的机械能最大
小钢球从a点竖直向上抛出时，是动能转化为重力势能，因为不计空气阻力，所以小钢球的机械能是守恒的，在a、b、c三点具有的机械能是相等的，任何位置，减小的动能一定等于增加的重力势能；
小钢球克服重力做的功W=Gh也是相等的。
小钢球在最高点只受到重力的作用。
B
典型例题
例2.投掷铅球能锻炼臂部肌肉，投出去的铅球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处。则实心球（　　）
A．在a处重力势能最小 B．在b处最高点动能为零
C．在c处机械能小于a处机械能 D．在d处动能为零
A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，据图可知，d、e两点高度最小，重力势能最小，A不符合题意；
B．据图可知，球在b点时，在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不为零，B不符合题意；
C
C．题目没有给出不计空气阻力，即说明球在空中运动时机械能是不守恒的，实心球在由a到c的过程中，克服空气阻力做功，机械能减小，所以实心球在c处机械能小于a处机械能，故C符合题意；
D．球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不为零，D不符题意。
本节例题
典型例题
如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是（　　）
A．从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能
B．经过b点时，小球动能最大
C．从b到c的过程中，小球动能增大
D．从a到c的过程中，小球机械能守恒
B
小试牛刀
1．做功的两个必要因素
注重概念的理解
①作用在物体上的力 F
②物体在力的方向上通过的距离 s
易错提醒
2. 三种不做功的情况
①有力，但在力的方向上通过的距离为零；
②通过了距离，但在距离的方向上没有力的作用；
③有力且通过距离，但力和距离的方向相互垂直。
易错提醒
3．物体匀速运动时的功率
功率定义式
匀速运动时
导出公式 P = Fv
易错提醒
4．功和能的关系
例　① 物体自由下落重力势能减少，重力做功；
　　② 举起重物克服重力做功，重力势能增加。
① 做功的过程就是能量转化或转移的过程。
② 物体的动能和势能发生了变化，一定有力对物体做了功。
易错提醒
链接中考
1.近年来，随着我国国力的提升，我国航天事业有了飞跃式发展，如图是火箭点火起飞的情景，在火箭上的卫星随火箭离地升空的过程中，卫星的能量及能量转化说法正确的是（　）
A.动能转化为重力势能
B.重力势能转化为动能
C.机械能不变
D.机械能增加
2.如图所示，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，经过B、C两位置时具有相同的（ ）
A．速度 B．动能
C．重力势能 D．机械能
D
D
3.在空中沿水平方向匀速飞行的一架飞机正向灾区空投救灾物资，此过程中飞机的动能和势能的变化情况是（ ）
A．动能和重力势能都增大 B．动能减小，重力势能不变
C．动能和重力势能都减小 D．动能和重力势能都不变
4.以下实例，力对物体做功的是（ ）
A．举重运动员举着杠铃不动
B．小明将水桶从地面上提起
C．吊车吊着货物在空中水平匀速移动
D．用力搬桌子而未搬起
C
B
链接中考
5.一个小球在光滑水平面上滚动，对它做功的有（ ）
A．重力 B．支持力
C．惯性力 D．没有力做功
6.如果你想通过爬楼梯来测量自己的功率，下列物理量不需要测量的是（ ）
　A．人的质量 B．楼梯的高度
C．楼梯长度 D．爬楼梯的时间
D
C
链接中考

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