第十一章《功和机械能》
★知识梳理
知识点1：功
1.定义：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，就说这个力对物体做了功
2.符号及其单位：W，单位焦耳，简称焦，符号J
3.做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在这个力的方向上移动一定的距离表达式W＝Fs
知识点2：功率
1.定义：在物理学中，用功表示做功的快慢。功与做功所用时间之比叫做功率
2.符号及其单位：P，单位瓦特，简称瓦，符号W
3.公式：P＝
知识点3：动能和势能
1.动能：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，它的动能越大
2.重力势能物体的__质量__越大，__位置__越高，它具有的重力势能就越大
3.弹性势能物体的__弹性形变__越大，它具有的弹性势能__越大__
知识点4：机械能及其转化
1.机械能：__动能__、__重力势能__和__弹性势能__统称为机械能
2.单位：__焦耳__，符号__J__
3.转化：动能与重力势能之间相互转化；动能与弹性势能之间相互转化是减小的能量转化为增大的能量机械能守恒如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持__不变__
★考纲要求：
1.功；做功的过程就是能量转化或转移的过程.（认识）
2.功率.（理解）
3.功率在实际中的应用.（认识）
4.动能和势能及其转化；机械能和其他形式能的转化.（理解）
5.机械功和功率.（认识）
6.生活、生产中机械功的含义.（理解）
【提示】机械能的守恒与不守恒：在能量转化的过程中，如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和保持不变。判断机械能是否守恒可以用下面两种方法：(1)只有重力做功时，机械能守恒；若在动能和势能转化过程中，受到摩擦力和
各种阻力以及有其他力作用会使机械能转化成其他能，则
机械能减少，或其他形式的能转化为机械能，则机械能增
大。(2)在动能和势能转化过程中，通过机械能是否等于
动能和势能的和来判断机械能是否改变。
★备考指导
1.考查热点：功的定义以及做功的两个必要条件，动能和
势能的理解，机械能的转移和转化，功和功率的简单计算
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2.考查题型：以选择题、填空题、计算题、综合能力题为主
3.备考重点：机械能的转化，功、功率的简单计算
★突破考点，典例呈现
考点1：功
例1 (2016·毕节中考)下列事例中，人对物体做功的是( C )
A．用300 N的力推石头，石头没动
B．举着杠铃原地不动
C．扛着米袋慢慢登上楼梯
D．提着水桶在水平地面上匀速前进
方法点拨：力对物体做了功，有两个必要的因素：一是物体受到了力的作用；二是物体在力的作用下移动了距离。这两个条件缺一不可，但并不是只要有这两个条件存在，力对物体就一定做功 。
考点2：功和功率的计算
例2 如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300 N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200 N，F2做的功为W2，功率为P2。则( C )
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2
方法点拨：对功的公式W＝Fs的说明：
(1)同体性：力和物体移动的距离必须是对应于同一物体。
(2)同向性：物体移动的距离必须与力的方向一致。
(3)同时性：物体移动的距离必须是在力作用的时间内移动的。
考点3：动能和势能
例3 第21届世界杯足球赛在俄罗斯举行。如图所示，是正在加速下降的足球，在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是( A )
A．动能增大，重力势能减小
B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，重力势能减小
方法点拨：物体动能的大小只与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大；物体的重力势能只与物体的质量和物体所处的高度有关，质量越大，高度越高，物体的重力势能就越大。在分析问题时，有时会忽略掉质量这一因素，例如，
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匀速行驶的洒水车，它在洒水的过程中，质量变小，所以它的动能、重力势能均变小。
考点4：机械能及其转化
例4 2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是( A )
A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D．卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
方法点拨：在能量的转化过程中，如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变。若在能量转化过程中，受到的摩擦力或各种阻力等消耗了能量，则机械能总量会减小，机械能不守恒。
实验：探究物体的动能跟哪些因素有关
命题点：
1．实验方法
(1)转换法：通过小球撞击木块，使木块运动距离不同来反映小球动能的大小。木块运动的距离越远，小球的动能越大。
(2)控制变量法
①探究动能的大小与速度的关系时，控制小球的质量相同，改变小球的速度大小。
②探究动能的大小与质量的关系时，控制小球的速度相同，改变小球的质量，质量越大，动能越大。
2．通过观察木块移动的距离来观察小球的动能大小。
3．让不同的小球从斜面的同一高度静止释放的目的是保证小球滚到斜面底部时速度相同；让同一小球从斜面上不同高度静止释放的目的是改变小球滚到斜面底部的速度不同。
4．实验假设：若平面无阻力，则小球将永远保持匀速运动。
实验结论：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，它的动能越大。
例5 如图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图。
(1)实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短，来判断钢球动能大小，这种实验方法叫__转换法__(选填“控制变量法”“转换法”或“理想模型法”)。
(2)让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远，所以质量相同时，钢球的速度越大，动能就__越大__。改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，__质量大__的钢球将木块B撞得越远，其动能就越大。
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★中考连接，挑战自我
1.（2018江苏省盐城市）将掉在地面上的一本物理书捡起来放在课桌上，人对物理书做的功最接近于（ C ）
A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J
2.（2018湖南省常德市）第21界足球世界杯已于2018年6月14日在俄罗斯莫斯科拉开帷幕。在足球赛场上涉及很多物理知识，下列说法中正确的是（ A ）
A.踢出的足球在场地上慢慢停下来是因为受到了摩擦力的作用
B.足球在空中下落过程中，动能转化为重力势能
C.静止在场地上的足球受到的重力和它对地面的压力是一对平衡力
D.守门员将足球踢出，守门员没有对足球做功
3.（2018山东德州）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（ C ）
A．两次物体运动的速度：v1＜v2
B．两次物体所受的拉力：F1＞F2
C．0﹣6s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2
D．0﹣6s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2
4.（2018山东枣庄）妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（ D ）
A．W1：W2=2：1 P1：P2=6：1 B．W1：W2=2：3 P1：P2=2：1
C．W1：W2=2：1 P1：P2=3：2 D．W1：W2=2：1 P1：P2=2：3
5.（2018天津）中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军，挺举成绩是176kg，图为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（ D ）
A．600J B．1200J
C．1800J D．3400J
6.（2018广东省广州）如图6所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动到Q，OP端拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1，PQ段拉力F2为200N，F2
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做的功为W2，功率为P2，则（ C ）
A .W1>W2 B. W1P2 D P1 W2 P1>P2 B. W1 =W2 P1=P2 C. W1= W2 P1
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