第十一章 功与机械能（知识清单）物理沪粤版2024九年级上册

第十一章功和机械能（知识清单） 思维导图 11.1功 一、核心知识点梳理 1．功的定义 物理学中的“做功”：当作用在物体上的力，使物体在力的方向上产生位移时，该力对物体做了机械功。两个必要因素（缺一不可）： ①作用在物体上的力：没有作用力，做功就无从谈起。②物体在力方向上移动的距离：位置移动方向必须与力的方向一致。 2．不做功的三种典型情况 分类 实例（教材图示参考） 物理本质分析 有力无位移 人推汽车未动、举杠铃静止（图c） 物体位移s=0，根据公式W=0 有位移无力 踢出的足球在空中飞行 物体不受持续力作用，不存在施力主体 力与位移垂直 手提水桶在水平路面行走 力方向（竖直）与位移方向（水平）夹角90°，力在位移方向分力为0 3．功的计算公式与单位 W=Fs 符号解析： W：功，国际单位焦耳（J），1J表示1N的力使物体在力方向移动1m所做的功。 F：作用力，单位牛顿（N）。 s：力方向上的位移，单位米（m）。 单位换算：1J=1N·m 4．方向性关键要点　　位置移动s必须严格对应力的方向： 斜面模型（教材例题）：当推力沿斜面向上时，位移应取斜面长度（如4m），而不是竖直高度（2m），因为竖直高度与推力方向不共线。 水平拉车场景（图11-1-4）：计算水平拉力做功时，要用水平位移；由于重力方向竖直向下，与水平位移垂直，因此重力不做功。 二、高频考点突破（近3年中考数据） 考点1：做功情况的判断➔高频考点！（2023-2025年考查15+次） 典型命题形式： “下列生活场景中，力对物体做功的是（）” 解题三步法： ①确认是否存在作用力F。 ②检查物体是否在力方向上产生位移s。 ③排除“推而不动”“位移无施力”“力与位移垂直”三类陷阱（例如举杠铃静止、水平搬箱子等情况）。 考点2：功的定量计算➔必考内容！（2023-2025年考查20+次） 核心易错点预警： 斜面问题：错误地用竖直高度代替斜面长度（比如将推力做功算成F×高度}）。 方向混淆：在水平运动中，错误地用重力G计算功（实际上应该用水平拉力F拉）。 常考模型与公式应用 物理模型 功的计算公式 教材对应例题/习题 水平匀速拉动物体 W=F拉s 课后作业第3题（牵引力做功 竖直提升物体 W=Gh 作业第2题（矿井提升场景） 斜面推物体 W=F推s斜面 教材例题（推力沿斜面方向） 3．公式变形与单位换算➔基础得分点（每年1-2题） 公式灵活应用：； 单位强化训练： 1J=______N・m（答案：1，需熟练掌握单位物理意义） 三、易错点深度辨析 1．水平拉车问题（图11-1-4重点模型） 错误案例：已知车重400N，水平移动5m，错误计算为W=Gs=400N×5m}=2000J ✅错误本质：重力方向竖直向下，与水平位移垂直，重力不做功；应该用水平拉力F拉计算（若物体匀速运动，F拉=摩擦力）。 2．重力做功的规律总结 核心结论：重力做功仅由竖直高度差决定，与运动路径无关。 例：课桌在水平地面被推动，因为竖直方向无位移，所以重力做功为0（对应作业第4题）。 四、教材经典题型精析（附解题逻辑） 1．推童车与推汽车对比（图11-1-6） 妇女推童车做功：童车在推力方向移动，满足F≠0且s≠0。 男士推汽车未做功：汽车静止，s=0，不满足做功条件。 2．矿井深度计算 关键：利用公式变形，此处F=G，s=h。 3．汽车牵引力计算 注意：位移单位需统一为米（m），功单位为焦耳（J）。 4．课桌移动中的功分析 推力做功：W=Fs=30N×1m=30J（推力与位移同向）。重力做功：0（重力竖直向下，位移水平，方向垂直）。 5．出租车牵引力做功（模拟发票数据） 假设行驶距离s=5km=5000m，牵引力F=3×103N W=Fs=3×103N×500m=1.5×107J 易错点：千米（km）需换算为米（m）再计算。 五、高效解题口诀 “做功两要素，力和同向距；方向若垂直，做功必定零； 斜面用斜长，竖直算高度；单位要统一，J=N・m。” 核心提醒：抓住“力的方向”与“对应位移”的关联性，避免方向混淆与单位错误，就能轻松攻克功的计算与判断类问题！ 11.2功率 一、核心概念 功率的物理意义：用于衡量做功的快慢程度，与速度描述物体运动快慢的作用类似。 定义：功与完成这些功所用时间的比值。 公式： P：功率（单位：瓦特，符号W） W：功（单位：焦耳，符号J） t：时间（单位：秒，符号s） 二、单位与换算 单位名称 符号 换算关系 瓦特 W 1W=1J/s 千瓦 kW 1kW=1000W 兆瓦 MW 1MW=10⁶W 三、重点考点 考点1：功率的理解与比较（中考高频） 判断方法：①当做功量相同时，所需时间越短，功率越大；②当时间相同时，做功越多，功率越大。 示例（图11-2-1）：起重机虽然做功总量大，但耗时较长，需通过公式定量计算比较其与其他机械的功率大小。 考点2：功率的计算（中考必考） 基础公式： 拓展公式：在物体匀速运动场景下，结合W=Fs，可推导得出（F为作用力，v为运动速度）。 解题要点： ①准确判断功的类型（如克服重力、摩擦力做功）； ②统一物理量单位（例如：1kN=1000N，1min=60s）。 四、典型例题解析 1．起重机与滑轮功率计算（教材案例） 已知条件：起重机：物重G1=200N，提升高度h=10m，用时t1=40s；滑轮：物重G2=200N，提升高度h=10m，用时t2=20s。 计算过程： 结论：起重机的功率大于滑轮的功率。 2．登楼功率实验（教材活动2） 测量要素：人的质量m（单位：kg），通过G=mg计算体重（g取10N/kg）；登楼高度h（单位：m）；登楼所用时间t（单位：s）。 功率计算公式： 3．引体向上功率计算（自我评价第3题） 关键参数：每次引体向上上升高度l=0.6m 计算过程： 总功：W=nGl=5×500N×0.6m=1500J（n为次数，G为体重） 功率： 五、高频考题分类 题型分类 解题策略 典型例题 功率大小比较 利用公式或P=Fv计算并对比功率数值 起重机与滑轮的功率对比 实际情境计算 ①确定做功类型（如克服重力、阻力做功）；②结合公式求解 登楼、骑车、引体向上功率计算 单位换算 牢记换算关系：1kW=1000W，1MW=106W 航母功率：1.47×105kW=1.47×108W 六、易错点警示 ①5功与功率的本质区别： 功（W）：反映能量转化的总量； 功率（P）：反映能量转化的效率或快慢。 ②5单位使用规范：功率单位为瓦特（W），功的单位为焦耳（J），避免混淆。 ③公式适用条件：推导公式P=Fv仅适用于恒力作用下的匀速直线运动场景。 七、拓展应用——常见机械功率（教材信息浏览） 机械类型 功率范围 优秀运动员短跑 ≈1000W 电动汽车 >100kW “复兴号”动车组 ≈10⁴kW 山东舰推进系统 ≈1.47×10⁵kW 附：自我评价答案详解 1．小红登楼： 楼层高度：1楼到5楼共4层，h=4×3m=12m； 做功：W=Gh=500N×12m=6000J； 功率：。 2．举重运动员做功： 做功：W=mgh=140kg×10N/kg×1.7m=2380J； 功率：。 3．小华骑车功率： 总重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N； 阻力：f=G=×800N=16N； 功率：P=Fv=16N×5m/s=80W（匀速骑行时F=f）。 备考建议：重点掌握和P=Fv的适用场景，加强登楼、机械做功等实际问题的计算训练，同时注意单位统一与物理量对应关系。 11.3机械效率 一、三大核心概念（必背！） ①有用功（W有）　定义：机械对物体做的有利用价值的功。例如，使用滑轮组提升重物、挖掘机搬运泥土时，直接作用于物体并实现目标的功就是有用功。 计算公式：W有=G物h（提升物体时） ②额外功（W额）来源：使用机械时，为克服机械自身重力、部件间摩擦力等做的无利用价值的功。 关键特性： 无法完全避免，但可通过改进机械结构（如采用轻质材料）或减小摩擦（如添加润滑剂）来降低； 比如，滑轮组中提升动滑轮、克服绳子与滑轮间摩擦所做的功都属于额外功。 ③总功（W总）　　定义：动力对机械所做的功，即输入机械的总能量。 核心关系：W总=W有+W额 （因为动力做的功，一部分用于完成有用功，另一部分用于克服额外阻力做功，所以总功等于有用功与额外功之和） 二、机械效率（η）——中考核心考点！ 1．定义与公式 物理意义：反映机械将输入能量转化为有用能量的百分比，是衡量机械性能的重要指标。 范围：0<η<100%（由于额外功必然存在，机械效率不可能达到或超过100%）。 2．提高机械效率的方法 方法 实例 原理 减轻机械自重 使用铝合金材质的动滑轮 降低提升机械自身重力所做的额外功 减少摩擦 给滑轮轴添加润滑油 减小部件间摩擦力，降低额外功 增加提升物重 同一滑轮组提升更重物体 在额外功基本不变时，增大有用功占比 三、高频考点（近3年中考频次：★★★★★） 考点1：滑轮组机械效率计算 公式链：W有=G物h、W总=Fs、s=nh(n为承担物重的绳子段数) （忽略摩擦与绳重时） 易错点： ①混淆绳子自由端移动距离s与物体上升高度h，需牢记s=nh，其中n由滑轮组绕线方式决定； ②未准确判断n的数值（如从动滑轮引出的绳子股数），导致计算错误。 考点2：机械效率的影响因素 实验结论： 条件 机械效率变化 原因分析 同一滑轮组，提升物重增加 η升高 有用功增大，额外功（动滑轮重、摩擦）基本不变，有用功占比提升 相同物重，动滑轮质量增大 η降低 提升动滑轮所需额外功增加，有用功占比减小 考点3：不同机械效率比较（教材习题精析） 例（自我评价第1题）： 甲、乙装置提升同一物体至相同高度→有用功由物重和高度决定，故W有甲=W有乙；乙装置动滑轮数量更少→克服动滑轮重力的额外功更少，即W额乙<W额甲→根据，可得η甲<η乙。 四、典型例题突破 例题1（自我评价第2题） 用滑轮组提2400N货箱，拉力500N，绳端移动4m，求η。 解：由图可知绳子股数（关键！从动滑轮引出8段绳子）→物体上升高度； W有=Gh=2400N×0.5m=1200J； W总=Fs=500N×4m=2000J； 。 例题2（自我评价第4题） 用滑轮组提720N货物升高10m，η=60\%，求总功。 解： 五、中考警示（高频失分点！） ①单位统一：计算时需将长度单位统一为米（m），力的单位统一为牛（N），避免因单位换算错误导致结果偏差。 ②公式混淆： 总功的计算必须用动力F与绳子端移动距离s的乘积，即W总=Fs，切勿误用W总=Gh；额外功无法直接测量，需通过W额=W总-W有间接求解。 ③现实意义：若计算得出机械效率η≥100%，必然存在错误，需检查公式应用或数据代入是否正确。 备考贴士： 必背公式：(竖直方向)、(水平方向，f指摩擦力)； 实验核心：测量s和h时需使用刻度尺，多次改变物重进行实验的目的是探究机械效率与物重的关系，而非减小偶然误差。 11.4动能和势能 核心概念：能量（能） 定义：物体能够对别的物体做功，则具有能量。单位：焦耳（J）。 表现形式：动能、势能（重力势能、弹性势能），统称机械能。 一、动能（KineticEnergy） 1．定义物体由于运动而具有的能（如运动的球、流动的水）。 2．影响因素实验（高频考点！2023-2025年考查8次） 实验对比 控制变量 现象与结论 图11-4-2 质量相同，速度不同 速度越大→推动木块越远→动能越大 图11-4-3 速度相同，质量不同 质量越大→推动木块越远→动能越大 3．结论动能与速度和质量有关： 速度越大，动能越大；质量越大，动能越大。 考点应用： 例：相同速度行驶的大货车比小汽车动能大，危险性更高（因质量更大）。 二、势能（PotentialEnergy） 1．重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能（如高处重锤）。 影响因素（实验图11-4-5）：位置越高→重力势能越大；质量越大→重力势能越大。 2．弹性势能 定义：物体因弹性形变而具有的能（如拉开的弓、变形的撑竿）。 影响因素：弹性越强、形变越大→弹性势能越大。 考点提示：重力势能考查频次高于弹性势能（近3年重力势能考查5次，弹性势能考查2次）。 三、机械能及其转化（核心高频考点！2023-2025年考查10次） 1．机械能 物体动能与势能的总和（如飞行中的飞机、摆动的摆球）。 2．转化规律　　　动能⇄势能：无阻力时总量不变；有阻力时机械能减少。 实例分析： 摆球（图11-4-6）：A点（最高）：势能最大，动能为零；C点（最低）：动能最大，势能最小；B点：动能与势能相互转化。 过山车/蹦床（图11-4-7）： 高处→低处：重力势能→动能；低处→高处：动能→重力势能。 3．机械能减少的原因 空气阻力或摩擦→部分机械能转化为内能（如摆球摆动高度逐渐降低）。 4．机械能与其他能的转化 水力发电：机械能→电能；电动机：电能→机械能。 考点应用： 跳水过程（图11-4-1b）：跳起→上升：动能→重力势能；最高点→落水：重力势能→动能。 卫星轨道（图11-4-10）：近地点：动能最大，势能最小；远地点：动能最小，势能最大； 远地点→近地点：势能→动能；近地点→远地点：动能→势能。 四、自我评价作业精析 1．“弯弓射大雕”能量转化： 拉弓：人体化学能→弓的弹性势能； 放箭：弹性势能→箭的动能。 2．轨道交通车站设计（图11-4-8）节能原理： 进站上坡：动能→重力势能，减速节能； 出站下坡：重力势能→动能，加速节能。 3．限速交通牌（图11-4-9）物理依据： 0. 动能公式Ek=mv2→速度越大，动能越大，刹车距离越长； 0. 大货车质量更大→相同速度下动能更大→需更低限速。 4．返回舱着陆过程能量变化： 0. 减速下降：高度↓→势能变小；速度↓→动能变小；摩擦生热→机械能变小。 考点频次总结 知识点 中考频次（2023-2025） 常见题型 动能影响因素 8次 实验探究、选择题 机械能转化与守恒 10次 应用题、填空题 重力势能影响因素 5次 实验分析、简答题 卫星轨道机械能转化 3次 填空题、综合题 重点识记：Ek=mv2动能公式是定量分析基础；机械能守恒条件：无摩擦阻力！ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十一章功和机械能（知识清单） 思维导图 11.1功 一、核心知识点梳理 1．功的定义 物理学中的“做功”：当作用在物体上的力，使物体在________产生位移时，该力对物体做了机械功。两个必要因素（缺一不可）： ①作用在物体上的____：没有作用力，做功就无从谈起。②物体在力方向上移动的________：位置移动方向必须与力的方向________。 2．不做功的三种典型情况 分类 实例（教材图示参考） 物理本质分析 有力无位移 人推汽车未动、举杠铃静止（图c） 物体位移s=0，根据公式W=0 有位移无力 踢出的足球在空中飞行 物体不受持续力作用，不存在施力主体 力与位移垂直 手提水桶在水平路面行走 力方向（竖直）与位移方向（水平）夹角90°，力在位移方向分力为0 3．功的计算公式与单位 W=Fs 符号解析： W：功，国际单位焦耳（J），1J表示1N的力使物体在力方向移动1m所做的功。 F：作用力，单位牛顿（N）。 s：力方向上的位移，单位米（m）。 单位换算：1J=1N·m 4．方向性关键要点　　位置移动s必须严格对应力的方向： 斜面模型（教材例题）：当推力沿斜面向上时，位移应取斜面长度（如4m），而不是竖直高度（2m），因为竖直高度与推力方向不共线。 水平拉车场景（图11-1-4）：计算水平拉力做功时，要用水平位移；由于重力方向竖直向下，与水平位移垂直，因此重力不做功。 二、高频考点突破（近3年中考数据） 考点1：做功情况的判断➔高频考点！（2023-2025年考查15+次） 典型命题形式： “下列生活场景中，力对物体做功的是（）” 解题三步法： ①确认是否存在作用力F。 ②检查物体是否在力方向上产生位移s。 ③排除“推而不动”“位移无施力”“力与位移垂直”三类陷阱（例如举杠铃静止、水平搬箱子等情况）。 考点2：功的定量计算➔必考内容！（2023-2025年考查20+次） 核心易错点预警： 斜面问题：错误地用竖直高度代替斜面长度（比如将推力做功算成F×高度}）。 方向混淆：在水平运动中，错误地用重力G计算功（实际上应该用水平拉力F拉）。 常考模型与公式应用 物理模型 功的计算公式 教材对应例题/习题 水平匀速拉动物体 W=F拉s 课后作业第3题（牵引力做功 竖直提升物体 W=Gh 作业第2题（矿井提升场景） 斜面推物体 W=F推s斜面 教材例题（推力沿斜面方向） 3．公式变形与单位换算➔基础得分点（每年1-2题） 公式灵活应用：； 单位强化训练： 1J=______N・m（答案：1，需熟练掌握单位物理意义） 三、易错点深度辨析 1．水平拉车问题（图11-1-4重点模型） 错误案例：已知车重400N，水平移动5m，错误计算为W=Gs=400N×5m}=2000J ✅错误本质：重力方向竖直向下，与水平位移垂直，重力不做功；应该用水平拉力F拉计算（若物体匀速运动，F拉=摩擦力）。 2．重力做功的规律总结 核心结论：重力做功仅由竖直高度差决定，与运动路径无关。 例：课桌在水平地面被推动，因为竖直方向无位移，所以重力做功为0（对应作业第4题）。 四、教材经典题型精析（附解题逻辑） 1．推童车与推汽车对比（图11-1-6） 妇女推童车做功：童车在推力方向移动，满足F≠0且s≠0。 男士推汽车未做功：汽车静止，s=0，不满足做功条件。 2．矿井深度计算 关键：利用公式变形，此处F=G，s=h。 3．汽车牵引力计算 注意：位移单位需统一为米（m），功单位为焦耳（J）。 4．课桌移动中的功分析 推力做功：W=Fs=30N×1m=30J（推力与位移同向）。重力做功：0（重力竖直向下，位移水平，方向垂直）。 5．出租车牵引力做功（模拟发票数据） 假设行驶距离s=5km=5000m，牵引力F=3×103N W=Fs=3×103N×500m=1.5×107J 易错点：千米（km）需换算为米（m）再计算。 五、高效解题口诀 “做功两要素，力和同向距；方向若垂直，做功必定零； 斜面用斜长，竖直算高度；单位要统一，J=N・m。” 核心提醒：抓住“力的方向”与“对应位移”的关联性，避免方向混淆与单位错误，就能轻松攻克功的计算与判断类问题！ 11.2功率 一、核心概念 功率的物理意义：用于衡量做功的________，与速度描述物体运动快慢的作用类似。 定义：功与完成这些功所用____的比值。 公式： P：功率（单位：瓦特，符号W） W：功（单位：焦耳，符号J） t：时间（单位：秒，符号s） 二、单位与换算 单位名称 符号 换算关系 瓦特 W 1W=1J/s 千瓦 kW 1kW=1000W 兆瓦 MW 1MW=10⁶W 三、重点考点 考点1：功率的理解与比较（中考高频） 判断方法：①当做功量相同时，所需时间越短，功率越____；②当时间相同时，做功越多，功率越____。 示例（图11-2-1）：起重机虽然做功总量大，但耗时较长，需通过公式定量计算比较其与其他机械的功率大小。 考点2：功率的计算（中考必考） 基础公式： 拓展公式：在物体匀速运动场景下，结合W=Fs，可推导得出（F为作用力，v为运动速度）。 解题要点： ①准确判断功的类型（如克服重力、摩擦力做功）； ②统一物理量单位（例如：1kN=1000N，1min=60s）。 四、典型例题解析 1．起重机与滑轮功率计算（教材案例） 已知条件：起重机：物重G1=200N，提升高度h=10m，用时t1=40s；滑轮：物重G2=200N，提升高度h=10m，用时t2=20s。 计算过程： 结论：起重机的功率大于滑轮的功率。 2．登楼功率实验（教材活动2） 测量要素：人的质量m（单位：kg），通过G=mg计算体重（g取10N/kg）；登楼高度h（单位：m）；登楼所用时间t（单位：s）。 功率计算公式： 3．引体向上功率计算（自我评价第3题） 关键参数：每次引体向上上升高度l=0.6m 计算过程： 总功：W=nGl=5×500N×0.6m=1500J（n为次数，G为体重） 功率： 五、高频考题分类 题型分类 解题策略 典型例题 功率大小比较 利用公式或P=Fv计算并对比功率数值 起重机与滑轮的功率对比 实际情境计算 ①确定做功类型（如克服重力、阻力做功）；②结合公式求解 登楼、骑车、引体向上功率计算 单位换算 牢记换算关系：1kW=1000W，1MW=106W 航母功率：1.47×105kW=1.47×108W 六、易错点警示 ①5功与功率的本质区别： 功（W）：反映能量转化的总量； 功率（P）：反映能量转化的效率或快慢。 ②5单位使用规范：功率单位为瓦特（W），功的单位为焦耳（J），避免混淆。 ③公式适用条件：推导公式P=Fv仅适用于恒力作用下的匀速直线运动场景。 七、拓展应用——常见机械功率（教材信息浏览） 机械类型 功率范围 优秀运动员短跑 ≈1000W 电动汽车 >100kW “复兴号”动车组 ≈10⁴kW 山东舰推进系统 ≈1.47×10⁵kW 附：自我评价答案详解 1．小红登楼： 楼层高度：1楼到5楼共4层，h=4×3m=12m； 做功：W=Gh=500N×12m=6000J； 功率：。 2．举重运动员做功： 做功：W=mgh=140kg×10N/kg×1.7m=2380J； 功率：。 3．小华骑车功率： 总重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N； 阻力：f=G=×800N=16N； 功率：P=Fv=16N×5m/s=80W（匀速骑行时F=f）。 备考建议：重点掌握和P=Fv的适用场景，加强登楼、机械做功等实际问题的计算训练，同时注意单位统一与物理量对应关系。 11.3机械效率 一、三大核心概念（必背！） ①有用功（W有）　定义：机械对物体做的有利用价值的功。例如，使用滑轮组提升重物、挖掘机搬运泥土时，直接作用于物体并实现目标的功就是________。 计算公式：W有=G物h（提升物体时） ②额外功（W额）来源：使用机械时，为克服机械自身重力、部件间摩擦力等做的无利用价值的功。 关键特性： 无法完全避免，但可通过改进机械结构（如采用轻质材料）或减小摩擦（如添加润滑剂）来降低； 比如，滑轮组中提升动滑轮、克服绳子与滑轮间摩擦所做的功都属于________。 ③总功（W总）　　定义：动力对机械所做的功，即输入机械的总能量。 核心关系：W总=____+W额 （因为动力做的功，一部分用于完成有用功，另一部分用于克服额外阻力做功，所以总功等于有用功与额外功之和） 二、机械效率（η）——中考核心考点！ 1．定义与公式 物理意义：反映机械将输入能量转化为有用能量的百分比，是衡量机械性能的重要指标。 范围：0<η<100%（由于额外功必然存在，机械效率不可能达到或超过100%）。 2．提高机械效率的方法 方法 实例 原理 减轻机械____ 使用铝合金材质的动滑轮 降低提升机械自身重力所做的额外功 减少____ 给滑轮轴添加润滑油 减小部件间摩擦力，降低额外功 增加提升____ 同一滑轮组提升更重物体 在额外功基本不变时，增大有用功占比 三、高频考点（近3年中考频次：★★★★★） 考点1：滑轮组机械效率计算 公式链：W有=G物h、W总=Fs、s=nh(n为承担物重的绳子段数) （忽略摩擦与绳重时） 易错点： ①混淆绳子自由端移动距离s与物体上升高度h，需牢记s=nh，其中n由滑轮组绕线方式决定； ②未准确判断n的数值（如从动滑轮引出的绳子股数），导致计算错误。 考点2：机械效率的影响因素 实验结论： 条件 机械效率变化 原因分析 同一滑轮组，提升物重增加 η升高 有用功增大，额外功（动滑轮重、摩擦）基本不变，有用功占比提升 相同物重，动滑轮质量增大 η降低 提升动滑轮所需额外功增加，有用功占比减小 考点3：不同机械效率比较（教材习题精析） 例（自我评价第1题）： 甲、乙装置提升同一物体至相同高度→有用功由物重和高度决定，故W有甲=W有乙；乙装置动滑轮数量更少→克服动滑轮重力的额外功更少，即W额乙<W额甲→根据，可得η甲<η乙。 四、典型例题突破 例题1（自我评价第2题） 用滑轮组提2400N货箱，拉力500N，绳端移动4m，求η。 解：由图可知绳子股数（关键！从动滑轮引出8段绳子）→物体上升高度； W有=Gh=2400N×0.5m=1200J； W总=Fs=500N×4m=2000J； 。 例题2（自我评价第4题） 用滑轮组提720N货物升高10m，η=60\%，求总功。 解： 五、中考警示（高频失分点！） ①单位统一：计算时需将长度单位统一为米（m），力的单位统一为牛（N），避免因单位换算错误导致结果偏差。 ②公式混淆： 总功的计算必须用动力F与绳子端移动距离s的乘积，即W总=Fs，切勿误用W总=Gh；额外功无法直接测量，需通过W额=W总-W有间接求解。 ③现实意义：若计算得出机械效率η≥100%，必然存在错误，需检查公式应用或数据代入是否正确。 备考贴士： 必背公式：(竖直方向)、(水平方向，f指摩擦力)； 实验核心：测量s和h时需使用刻度尺，多次改变物重进行实验的目的是探究机械效率与物重的关系，而非减小偶然误差。 11.4动能和势能 核心概念：能量（能） 定义：物体能够对别的物体做功，则具有能量。单位：____（J）。 表现形式：动能、势能（重力势能、弹性势能），统称________。 一、动能（KineticEnergy） 1．定义物体由于运动而具有的能（如运动的球、流动的水）。 2．影响因素实验（高频考点！2023-2025年考查8次） 实验对比 控制变量 现象与结论 图11-4-2 质量相同，速度不同 速度越大→推动木块越远→动能____ 图11-4-3 速度相同，质量不同 质量越大→推动木块越远→动能____ 3．结论动能与速度和质量有关： 速度____，动能越大；质量____，动能越大。 考点应用： 例：相同速度行驶的大货车比小汽车动能____，危险性____（因质量更大）。 二、势能（PotentialEnergy） 1．重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能（如高处重锤）。 影响因素（实验图11-4-5）：位置____→重力势能越大；质量____→重力势能越大。 2．弹性势能 定义：物体因弹性形变而具有的能（如拉开的弓、变形的撑竿）。 影响因素：弹性越强、形变____→弹性势能越大。 考点提示：重力势能考查频次高于弹性势能（近3年重力势能考查5次，弹性势能考查2次）。 三、机械能及其转化（核心高频考点！2023-2025年考查10次） 1．机械能 物体动能与势能的____（如飞行中的飞机、摆动的摆球）。 2．转化规律　　　动能⇄势能：无阻力时总量不变；有阻力时机械能____。 实例分析： 摆球（图11-4-6）：A点（最高）：势能____，动能为零；C点（最低）：动能____，势能最小；B点：动能与势能相互____。 过山车/蹦床（图11-4-7）： 高处→低处：重力势能→____；低处→高处：动能→________。 3．机械能减少的原因 空气阻力或摩擦→部分机械能转化为内能（如摆球摆动高度逐渐降低）。 4．机械能与其他能的转化 水力发电：机械能→____；电动机：电能→________。 考点应用： 跳水过程（图11-4-1b）：跳起→上升：动能→____________；最高点→落水：重力势能→________。 卫星轨道（图11-4-10）：近地点：动能____，势能最小；远地点：动能____，势能最大； 远地点→近地点：势能→____；近地点→远地点：动能→____。 四、自我评价作业精析 1．“弯弓射大雕”能量转化： 拉弓：人体化学能→弓的弹性势能； 放箭：弹性势能→箭的动能。 2．轨道交通车站设计（图11-4-8）节能原理： 进站上坡：动能→重力势能，减速节能； 出站下坡：重力势能→动能，加速节能。 3．限速交通牌（图11-4-9）物理依据： 0. 动能公式Ek=mv2→速度越大，动能越大，刹车距离越长； 0. 大货车质量更大→相同速度下动能更大→需更低限速。 4．返回舱着陆过程能量变化： 0. 减速下降：高度↓→势能变小；速度↓→动能变小；摩擦生热→机械能变小。 考点频次总结 知识点 中考频次（2023-2025） 常见题型 动能影响因素 8次 实验探究、选择题 机械能转化与守恒 10次 应用题、填空题 重力势能影响因素 5次 实验分析、简答题 卫星轨道机械能转化 3次 填空题、综合题 重点识记：Ek=mv2动能公式是定量分析基础；机械能守恒条件：无摩擦阻力！ / 学科网（北京）股份有限公司 $$