物理中考——功和機械能專題

考點分析：

1、功的概念：

功也叫機械功，是物理學中表示力對距離的累積的物理量。

如果一個力作用在物體，物體在這個力的方向移動了一段距離，力學裡就說這個力做了功。

國際單位制中功的單位為焦耳（J）。

焦耳被定義為用1牛頓的力對一物體使其發生1米的位移所做的機械功的大小。

2、力做功的必要因素：

力學裡所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；

二是物體在力的方向上透過的距離．

力學裡規定：功等於力跟物體在力的方向上透過的距離的乘積．

我們要注意不做功的三種情況：

（1）物體受力，但物體沒有在力的方向上透過距離，此情況叫“勞而無功”．

（2）物體移動了一段距離，但在此運動方向上沒有受到力的作用（如物體因慣性而運動），此情況叫“不勞無功”．

（3）物體既受到力，又透過一段距離，但兩者方向互相垂直（如起重機吊起貨物在空中沿水平方向移動），此情況叫“垂直無功”

3、功的計算：物體在力與力的方向上透過距離的乘積．

W=FS各量單位功W：J（焦耳），力F：N（牛頓）；移動距離S：m（米），由功的原理可知使用任何機械都不省功．

注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；

②公式中的S 一定是在力的方向上透過的距離，且與力對應．

③功的單位“焦”（1牛米=1焦）．

4、有用功和額外功：

（1）有用功：利用機械做功的時候，對人們有用的功就叫做有用功．

（2）額外功：並非我們需要但又不得不做的功叫做額外功．

（3）總功：有用功與額外功的和叫總功．

（4）總功的計算：W總=Fs；W總=W有用+W額外

（5）有用功的計算方法：W有用=Gh；W有用=W總-W額外

（6）額外功的計算方法：W額外=G′h，W額外=f摩s；W額外=W總-W有用

5、功率的概念

（1）定義：物體在單位時間內所做的功叫功率，在物理學中用字母P表示．

（2）意義：物理學中，用功率來表示物體做功的快慢．

（3）公式：功率=功/時間，即P=W/t．

（4）單位：國際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=10W．

（5）功率的種類：①平均功率：物體做變速運動時，力在不同的時間段內做功快慢不同，平均功率可表示力在某段時間內做功的平均快慢程度．

②瞬時功率：物體做變速運動時，力在某時刻做功的快慢．

6、動能和勢能

動能：①概念：物體由於運動而具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能。

②影響動能大小的因素：物體的質量和速度。物體的質量越大，速度越大，物體具有的動能就越大。

③單位：焦耳（J）

勢能：彈性勢能和重力勢能統稱為勢能

（1）重力勢能①概念：物體由於被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。

②影響重力勢能大小的因素：物體的質量和物體所處的高度。物體的質量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大。

③單位：焦耳（J），重為1N的物體（質量約為0。1kg），被舉高1m時所獲得的能量，就是1J。

（2）彈性勢能

①概念：物體由於發生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

②影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變範圍內的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。

7、機械能守恆：如果只有動能和勢能的相互轉化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恆的．

做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；

其它力不做功或其它力做功的代數和為零；

系統內如摩擦阻力對系統不做功．

能量角度：首先只有動能和勢能之間能量轉化，無其它形式能量轉化；只有系統內能量的交換，沒有與外界的能量交換．

例1：將一本科學課本從地上撿起放到課桌上，所做的功大約是（）

A、0。3J B、3J C、30J D、300J

分析：估計課本的重、上升的高度（即課桌的高度），根據W＝Gh計算即可。

解答：課桌的高度約為1m，一本科學課本的重力約為3N，將一本科學課本從地上撿起放到課桌上，所做的功約為：W＝Gh＝3N×1m＝3J。故選：B。

例2：一顆質量是20克的子彈從槍膛中水平射出，子彈在槍膛中受火藥爆炸後產生氣體的平均作用力是700N，槍膛長50cm，子彈從槍膛射出後飛行1000米，氣體對子彈做的功為（）

A、140J B、350J

C、7×105J D、7。35×105J

分析：已知子彈在槍膛中受平均作用力和槍膛長，利用公式W＝Fs計算出氣體對子彈做的功。

解答：子彈在槍膛中受火藥爆炸氣體的作用力而運動的距離為槍膛長度，即s＝50cm＝0。5m，子彈離開槍膛後就不再受火藥爆炸產生的氣體推力，子彈飛行1000米過程中，氣體推力不再做功；

所以，氣體對子彈做功：W＝Fs＝700N×0。5m＝350J。故選：B。

例3：足球是熱血少年們熱愛的一項運動，小強對足球比賽中如圖所示現象的解釋，不正確的是（）

A、足球在空中飛行的過程中，人對足球沒有做功

B、足球飛在最高點時，若所受力全部消失，它將靜止

C、球最終落回地面，說明力可以改變物體的運動狀態

D、足球在地面滾動時速度越來越小，是因為受到摩擦力

分析：（1）根據做功的條件分析：一是作用在物體上的力，二力物體在力的方向上透過的距離；（2）根據足球飛在最高點時的速度和牛頓第一定律分析；（3）力的作用效果有二：改變物體的運動狀態，改變物體的形狀；（4）力是改變物體的運動狀態的原因。

解答：A、足球在空中飛行的過程中，人對球沒有力的作用，所以人沒有對足球做功，故A正確；

B、足球飛在最高點時，仍然有向前的速度，若所受力全部消失，由牛頓第一定律可知，它將做勻速直線運動，故B錯誤；

C、球最終落回地面，是因為球受到了重力的作用，重力改變了足球的運動狀態，故C正確；

D、足球在地面滾動時速度越來越小，是因為足球受到了摩擦力，使其運動狀態發生改變，故D正確。故選：B。