初中物理第十一章功和机械能知识点复习

第十一章功和机械能
一、功
1、做功的两个必要因素：（1）；（2）物体在。

2、不做功的三种情况：
（1）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动；
（2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。

（3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；
3、功的计算：。

公式W=FS=Pt
各量单位—W：J（焦耳）F：N（牛顿） S：m（米）P：W（瓦特） t：s（秒）
4、国际单位：将N·m称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 N·m
把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。

5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；
②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。

③功的单位“焦”（1牛·米 = 1焦）。

6、常见的功：克服重力做功：W=Gh克服阻力（摩擦力）做功：W=fs
二、功的原理：使用任何机械都不省功
1、内容：。

2、说明：①功的原理对于任何机械都适用。

②使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以
省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

④对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）
3、应用：斜面
①理想斜面：斜面光滑（不计摩擦）②理想斜面遵从功的原理
③理想斜面公式：FL=Gh
其中—F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度
④实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）
若斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh；这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh 。

三、功率：单位时间内做的功—P(单位：W)
1、公式：
2、单位：瓦特，简称瓦，符号W ，常用单位 kW ，MW，马力
换算：1kW=103W 1MW=106 W 1马力=735W
3、物理意义：（与机械效率无关）。

某小轿车功率66kW，它表示：。

4、机械中的功率
5、功率和机械效率是两个不同的概念。

他们之间没有可比性。

（1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；
（2）机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。

四、机械能
能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。

②一个物体“能够做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。

如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功。

1、机械能：动能和势能统称为机械能。

（1）理解
①有动能的物体具有机械能；
②有势能的物体具有机械能；
③同时具有动能和势能的物体具有机械能。

（2）探究决定动能大小的因素
a、猜想：动能大小与物体质量和速度有关；
b、实验研究—研究对象：小钢球方法：控制变量法
c、如何判断动能大小？看小钢球能推动木快做功的多少；
如何控制速度不变？使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；
如何改变钢球速度？使钢球从不同同高度滚下；
d、分析归纳：
保持钢球质量不变时结论：；
保持钢球速度不变时结论：；
得出结论：。

2、动能和势能的转化
机
械
能
势能
重力
势能
定义：物体由于被举高而具有的能量
决定其大小的因素：
物体质量越大、举得越高（高
度），重力势能就越大
弹性
势能
定义：发生弹性形变的物体具有的能量
决定其大小的因素：
物体弹性形变越大、弹性势
能就越大
动能
定义：物体由于运动而具有的能量
决定其大小的因素：
物体速度越大、质量越大，
动能就越大
动能
转化
转化
势能
弹性势能
（1）动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； ②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； （2）动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； ②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

3、动能与势能转化问题的分析
①首先分析决定动能大小、重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化——质量，速度，高度，弹性形变
②机械能守恒：如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。

③人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。

④滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。

上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。

考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。

⑤题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。

4、水能和风能的利用
5、水电站的工作原理：
利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。

6、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？
水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。

例题：
1、如图1所示的生活用具，在使用中属于费力杠杆的是（ ）
2、如图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是（ ）
3、如图6所示, 向漏斗吹气乒乓球被吸起。

这个现象说明 A. 空气的的流速减小，压强增大 B. 空气的的流速减小，压强减小 C. 空气的的流速增大，压强增大 D. 空气的的流速增大，压强减小
4、如图7所示，装有水的容器静止在斜面上，其底部a 、b 、c 三处受到水的压强分别为p a 、p b 、p c ，则以下判断正确的是（ ） A ．p a ＝p b ＝p c B ．p a ＜p b ＜p c C ．p a ＞p b ＞p c D ．p a ＞p b ＝p c
5、如图8所示，容器装有水，其底部a 、b 、c 三处受到水的压强分别为p a 、p b 、p c ，则以
下判断正确的是（c ）
A .p a ＞p b ＞p c
B .p a ＜p b ＜p c
C .p a ＝p b ＝p c
D .p a ＞p b ＝p c
图5所示的试管内装一定量的水，当试管竖直放置时，水对管底的压 强为P1；当管倾斜放置时，水对管底的压强为P2，比较P1、P2的大小， 则：
A. P1<P2
B. P1=P2
C. P1>P2
D.条件不足，无法判别
6、如图6所示的情景中，关于力对杯子做功的描述正确的是
F 4
D
F 3
C
F 2
B
F 1
A
图6
D.食品夹
A.钢丝钳
B.扳手
C.核桃钳
图1
机械能的天然资源 风能 水能 拦河筑坝
海水潮汐 直接做功 发电 图7
a b
c
图6
图5
c
a
b
7、下列关于大气压的说法中正确的是（）
A．大气压的数值总是不变的
B．在其他条件相同时，海拔高度越高，大气压的值越小
C．做托里拆利实验时，换用粗细不同的玻璃管做实验，测量结果不同
D．大气压的数值与天气无关
8、下列关于能量转化的叙述中，正确的是（）
A.电动机将机械能转化为电能
B.发电机将电能转化为机械能
C.汽油机将机械能转化为内能
D.干电池将化学能转化为电能
9、如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，
下列操作能使弹簧测力计示数变大的是（）
A.减少钩码的个数
B.将钩码悬挂点的位置向右移
C.保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移
D.保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜
10、在水平地面上有一长方体木箱。

小林用水平推力F把木箱向前推动，如图12甲所示。

此过程中，推力F随时间t的变化情况如图12乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图12丙所示，则从3s至5s 内，推力对木块所做的功J ，第2秒木块受到的合力为N。

11、小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：
（1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。

（2）将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。

（3）将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。

根据上述三次实验，回答下列问题：
①实验中小球动能的大小是通过观察比较反映出来的，这里用到了物理学研究
问题的一种方法（选填“直接测量”、“放大”或“转化”）；
②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用两个图来分析，并由此得出
的实验结论是；
③分析乙、丙两图，得到的实验结论是；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的能转化为能。

12．如图25所示的泉州湾大桥于2015年5月12日正式通车，其跨海大桥长
12.45km，最高限速100km/h，若某小汽车以最高限速在此桥上匀速行驶时，
受到的阻力为2000N，乘员的平均质量为60kg，小汽车的部分参数如右表，
求：
（1）小汽车以最高限速匀速通过此桥的时间。

（2）小汽车满载时对水平地面的压强。

（3）小汽车匀速通过此桥的过程中，牵引力所做的功。

第7题图
13、.如图26所示为我国首辆“玉兔号”月球车。

登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180 m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2。

求：
（1）月球车受到的重力；
（2）月球车对水平地面的压强；
（3）月球车在测试过程中的功率。

14、质量为50kg的何勇同学，在一次爬杆比赛中，用12s爬到了5m高的杆顶：
（1）何勇受到的重力是多少？
（2）何勇爬杆过程中做了多少功？功率多大？
15、小宇帮助邻居李奶奶将一袋重100N的米背上12m高的五楼，共用时间120s．求：（1）小宇对这袋米做的功；
（2）小宇对这袋米做功的功率．
美国研制出“会飞的汽车”，其车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀，在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开。

汽车的质量为600 kg，地面最大行驶速度可达150 km ／h，轮胎与地面接触的总面积约为0.12 m2，空中最大飞行速度可达200 km／h，发动机功率为
质量为1.2t的某型号轿车发动机的额定功率为6×104W，汽车在额定功率下沿水平路面匀速行驶时，受到的阻力是车重的0.2倍。

（g取10N/kg）求：
⑴发动机所提供的牵引力大小；
⑵轿车匀速行驶时速度的大小；
⑶轿车匀速行驶5min牵引力做的功。

图26。