2023年中考物理第一轮复习 -----专题10 功和机械能

专题10 功和机械能 一、专题精讲 考点一：功 1.做功的两个必要因素 做功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 注意：这两个因素必须同时具备，缺少任何一个就没有做功。在研究是否做功的时候一定要明确谁施力，谁做功，物体是否沿力的方向移动了一段距离。当力的方向与物体的运动方向垂直的时候，物体在力的方向上没有移动距离，这时没有做功。 2.功的计算 物理学中规定：力对物体做功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。即功=力×距离。如果用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则可以写成W=Fs。功的单位是焦耳（J），1J=1N•m。 注意：s是指物体在力的方向上移动的距离，不是指物体运动的距离，只有在力和运动方向一致的时候，这两个距离才相等，否则不相等。 3.功的原理 人们使用机械有的是为了省力，有的是为了省距离，但省力必然费距离，省距离一定费力；既省力又省距离是不可能的。也就是说使用任何机械都不能省功。这个结论就叫功的原理。 【例1】下列物体有力对它做功的是（　　） A．水平路面上匀速前进的汽车 B．随水平向右匀速直线运动的运输带前进的木块 C．手提水桶不动 D．被吊车吊着水平向左匀速直线运动的水泥板 【解析】A、水平路面上匀速前进的汽车，受牵引力的作用，并且在牵引力的方向移动了距离，牵引力对汽车做功，符合题意． B、随水平向右匀速直线运动的运输带前进的木块，依靠的是木块的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，不符合题意． C、手提水桶不动，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，不符合题意． D、被吊车吊着水平向左匀速直线运动的水泥板，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，不符合题意． 【答案】A 【学法总结】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析判断． 【变式训练1】下列运动中的物体，没有力对其做功的是（　　） A．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体 B．在河中沿直线匀速行驶的轮船 C．从高处自由下落的雨滴 D．被匀速吊起的货物 【答案】A 【例2】（2013•益阳）起重机将重为3×103N的混凝土板从地面缓慢吊起上升10m，又平移5m．在上升的过程中起重机做功为 3×104 J，平移过程中起重机做功为 0J． 【解析】 在上升的过程中起重机做功W=Gh=3×103N×10m=3×104J； 重力为3×103N的混凝土板，平移5m，虽然有距离，也有力，但F⊥S，所以没做功，即平移过程中起重机做功为0J． 【答案】3×104；0． 【学法总结】（1）知道货物的重力和货物上升的高度，可利用公式W=Gh计算起重机对货物做的功． （2）做功的两个条件，首先判断重力和拉力是否做功，然后利用功的计算公式进行计算． 【变式训练2】（2012•北京）水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离．则下列判断正确的是（　　） A．文具盒所受重力做了功 B．文具盒所受支持力做了功 C．文具盒所受拉力做了功 D．没有力对文具盒做功 【答案】C 考点二：功率 1.功率的概念 （1）功率表示的是物体做功快慢，不能表示物体做功多少，我们把物体在单位时间内做的功叫做功率。单位时间内做的功越多，功率就越大，反之功率就越小。 （2）功率的定义式P=中，P表示功率，单位是瓦特（W）；W表示功，单位是焦耳（J）；t表示做功时间，单位是秒（s）。 注意：我们不能在时间不确定的情况下仅凭功的多少判断功率的大小，同样也不能在做功多少不确定的情况下仅凭做功时间的长短判断功率的大小。并不是做功多的功率就一定大，也不是做功时间短的功率就一定大。功率的大小是由功和时间这两个因素共同决定的。 2.有关功率的计算 （1）功率的定义式P=。 （2）计算功和时间的公式：W=Pt和t=。 注意：运用功率的定义式及推导公式时一定要注意同一单位，即：功率的单位用瓦（W），功的单位用焦（J），时间的单位用秒（s）。如果已知的物理单位不是以上要求的单位，就一定要先进行单位换算，然后再利用公式计算，否则计算时就会出现错误。 【例1】一架起重机的功率是80kW，要把5t货物匀速提高10m需要多长时间？ 【解析】货物的重力： G=mg=5×103kg×9.8N/kg=4.9×104N 起重机克服物体重力所做的功： W=Gh=4.9×104N×10m=4.9×105J ∵P= ∴起重机提起货物所用的时间： 【答案】6.125s 【学法总结】（1）首先根据公式G=mg计算出货物的重力，再根据公式W=Gh计算出起重机克服物体重力所做的功； （2）根据公式P=