专题11 功和机械能-【划重点】备战2023年中考物理一轮复习精细讲义

第十一章 功和机械能 ——划重点之精细讲义系列 知识点1：功 1.功的概念和判定： （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）功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m； （3）判断力是否做功包括两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。 2.三种不做功的情况 不做功的情况 现象 分析 有力无距离 搬石头而未动、推桌子而未动、提着一桶水静止不动等 虽然对物体施加了力，但物体没有在力的方向上通过距离，即s为零，因此 W=Fs=0J 有距离无力 踢出的足球在草地上滚一段距离、小球在光滑水平面上匀速运动一段距离 足球滚动过程中没有受到脚的"踢力"，此过程中人对足球做功为零;小球在光滑水平面上匀速运动的过程中水平方向上没有受到力的作用，所以没有力对小球做功 力与距离垂直 提着水桶在水平地面上走一段距离、背着书包去上学等 物体（水桶或书包等）均受到竖直向上的力，但物体在水平方向上运动，在竖直方向上通过的距离为零，因此力对物体做功为零 ①功的原理： 使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于（大于或等于）不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。 ②物体的运动方向与受力方向相反时的做功情况 如果力的方向和物体运动方向相反，力也做功，此时我们说物体克服这个力做了功，做功的大小等于这个力的大小与物体在力的反方向上通过的距离的乘积。如将重物 G提升高度h的过程，重物克服重力做功 Gh。 2.功的计算： （1）功的计算公式：W=FS，其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米）；或者W=Pt； 应用 W = Fs计算时的注意事项 （1）做功的多少只由 F和s决定，与物体的质量大小、速度大小、运动的方向、物体是否做匀速运动、是否受摩擦力等均无关。 （2）要明确是哪个力对哪个物体做功。 （3）公式中的F是作用在物体上的力，s是物体"在力F的方向上通过的距离"，这句话要引起重视，否则在计算时容易出错。如图所示，重力为 G的小物块从斜面顶端运动到底端的过程，在力F的方向上（沿斜面方向）通过的距离为s，因此力 F对物体做功为 Fs;在重力G的方向上（竖直向下）通过的距离为h，因此重力 G 对物体做功为 Gh。 （4）物体在力的方向上移动的距离应该是这个力作用在物体上时物体移动的距离，该力撤销后物体移动的距离不能计算在内。 【典例1】关于功的概念，下列说法正确的是（　　） A．只要有力作用在物体上，力就对物体做功 B．物体只要移动了距离，就有力对它做了功 C．只要有力作用在物体上，物体在力的方向上又移动了距离，则这个力就对物体做了功 D．有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就一定对物体做了功 【典例2】如下图所示，重为5N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示，若铁块受到的摩擦力为2N，下列说法正确的是（　　） A．向上运动中，吸引力对铁块做了功 B．在02s内拉力F等于5N C．在2～6s内拉力F大于7N D．在2～6s内，拉力做的功为84J 【典例3】如图，物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3，则下列说法中正确的是（　　） A．W2>W1 B．W2>W3 C．W1=W2 D．W1>W3 【典例4】在图的四种情境中，人对物体不做功的是（　　） A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯 C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动 【典例5】一人用100N的水平拉力拉小车在水平面上前进了10m，小车重400N，则拉力做的功为___________J，重力做的功为___________J。 知识点2：功率 1.功率的概念： （1）功率定义：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示； （2）功率意义：物理学中，用功率来表示物体做功的快慢； （3）功率公式：； （4）推导公式∶ （4）功率单位：国际单位：瓦（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=103W； ①汽车爬坡时为什么要用低速挡 由P = Fv可知在功率一定时，速度越小，汽车获得的牵引力越大，爬坡越容易。因此汽车爬坡时要用低速挡。 ②应用功率的公式进行计算时应注意以下几点 A.是功率的定义式，它表示做功的物体在一段时间内的平均功率，既适用于匀速直线运动，也适用于非匀速直线运动。 B.运用计算时，一定要注意 P、W、t 三个量的对应关系，功"W "一定是对应时间"