2022 年中考物理一轮复习 讲练测 专题 13 能 功和机械 1 了解：功与功率的单位；机械能概念。 复 习 目 标 掌握：功率的概念；影响物体动能和势能大小的因素；机械能守恒 定律。 理解：功的概念；功与速度的关系；动能和势能的概念。 会：计算功的大小；计算功率；解释生活中利用动能或势能的现象。 2 一、思维导图 2 二、知识梳理 知识点一：功 1. 功的定义：一个力作用在物体上，使物体在 力的方向上通过一段 距离 ，这个力 就对物体做了功。 2. 功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：。 3. 功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是 J ， 1J= 1N·m 。 4. 功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时 F 就是这个力；②公式中 S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛 · 米 = 焦），不 是力和力臂的乘积（牛 · 米，力臂单位不能写成“焦”）。 2 二、知识梳理 知识点一：功 要点诠释： （ 1 ）理解判断的依据： 依据：做功的两个必要因素。 重点：抓住力作用在物体上是否有“成效”。 （ 2 ）明白不做功的三种情况： A. 物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。 B. 物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用 ( 如物体因惯性而运 动 ) ，此情况叫“不劳无功”。 2 二、知识梳理 知识点一：功 要点诠释： C. 物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直 ( 如起重机吊起货物在空 中沿水平方向移动 ) ，此情况叫“垂直无功”。 （ 3 ）在分析做功情况时还应注意以下几点： A. 当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。 B. 一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功，因此讲做 功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。 C. 什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力 F 的 作用，我们通常说物体克服阻力 F 做了功。 2 二、知识梳理 知识点一：功 要点诠释： 比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为 W ＝ Gh ；在水平方向上，物 体克服摩擦力做功，功的大小为 W ＝ fs 。 （ 4 ）有力才有可能做功，没有力根本不做功。 （ 5 ） F 与 s 的方向应在同一直线上（初中要求）（比如一个人提着一重物 G ，从 山脚顺着一之字形的山路爬到山顶，此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的 长，而是从山脚到山顶的高。） （ 6 ）做功的多少，由 W ＝ Fs 决定，而与物体的运动形式无关。 2 二、知识梳理 知识点二：功率 1. 定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功。 2. 功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。 3. 公式：P W t Fv 4. 单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。常用单位还有千瓦 （ kW ）、马力。 换算关系：1kW 10 W， 1马力 735W 3 2 二、知识梳理 知识点二：功率 5. 功率公式的解释： （ 1 ）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。 （ 2 ）利用该公式时要注意：拉力 F 必须是恒力，且物体运动的速度应不变； v 的 单位必须用 m/s ，这样算出的功率单位才是 W ；速度 v 跟拉力 F 必须对应，即 v 必 须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。 2 二、知识梳理 知识点二：功率 要点诠释： （ 1 ） 注意区别功与功率：功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”， 而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时 ，做功多的就做功快；否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就 是说 : 功率与功和时间两个因素有关。 （ 2 ）由 P ＝ W/t 变形为 P ＝ F·v 可知：功率一定时，力 F 与速度 v 成反比。 2 二、知识梳理 知识点二：功率 要点诠释： （ 3 ）将上述归纳： 功（ W ） 功率（ P ） 概念 当一个力作用在物体上，物体在这个力作用下通 功与做功所用时间之比 过一段距离。这个力对物体做了功 单位 功的单位是力的单位与距离的单位的乘积牛 · 米，也叫焦耳。 1J=1N·m 。 计算 W=Fs 其它 以下三种情况力对物体不做功：（ 1 ）“不劳无 功”，物体通过了距离，但没有力作用在物体 上；（ 2 ）“不动无功”有力作用在物体上，物体 静止不动，没有通过距离；（ 3 ）“劳而无功”， 有力作用在物体上，物体也通过了距离，但力的 方向和通过的距离方向互相垂直，沿力方向上物 体没有通过距离。 功率的单位也是复合单位，焦 / 秒， 叫做瓦特。 1W=1J/S W P t 比较做功快慢的方法有：（ 1 ）比 较相同时间内做的功，做功多的做 功快；（ 2 ）比较做相同的功所用 时间，所用时间少的做功快； （ 3 ）比较功和时间的比值，比值 大的做功快。 2 二、知识梳理 知识点三：动能 1. 什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图所示，物体都具有动能。 2 二、知识梳理 知识点三：动能 2. 影响动能的因素 物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物 体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具 有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。 3. 动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能” ，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而 且还具有其它形式的能量。 2 二、知识梳理 知识点三：动能 要点诠释： （ 1 ）一切运动的物体都有动能。 （ 2 ）动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有 的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 2 二、知识梳理 知识点四：势能 1. 重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 （ 1 ）重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的 重力势能越大。 （ 2 ）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体 具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。 例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 2. 弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图所示，撑杆 跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。 2 二、知识梳理 知识点四：势能 弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。 2 二、知识梳理 知识点四：势能 要点诠释： （ 1 ）一切被举高的物体都有重力势能。 （ 2 ）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体 具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它 形式的能量。 （ 3 ）一切发生弹性形变的物体都有弹性势能。 （ 4 ）弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发 生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。 2 二、知识梳理 知识点五：机械能及其转化 1. 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2. 动能与势能的相互转化 （ 1 ）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从 低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化 为动能。 （ 2 ）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起 跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化 为动能。 2 二、知识梳理 知识点五：机械能及其转化 （ 3 ）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就 保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 （ 4 ）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。 利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就 越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发 电机，组成“风车田”联在一起供电。 3 考点一：功与功的计算 【备考方略】 1. 如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。功 是物理学中表示力对距离的累积的物理量；公式： W=Fs ；在国际单位制中力 F 的单位是 （ N ），距离 s 的单位是（ m ），功的单位就是牛 · 米（ N·m ）。功的单位有一个专门的名称 —焦耳，简称焦，用字母（ J ）表示。 2. 即使存在力，也可能没有做功。例如，在水平地面上拉动重物，水平拉力做了功，但重力没 有做功，因为在重力方向上没有产生路程；同样，桌上的一本书，尽管桌对书有支持力，但因没 有位移而没有做功。