提优——机械能、功、功率 讲义-------2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

苏科版物理九年级全一册题提优——机械能、功、功率 “能量”是课程标准中科学内容的三大主题之一。能量的转化和守恒是自然界的基本和普遍规律。它与很多学科都有关联，和生产生活息息相关。这部分内容对于学生形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。这部分内容具有较强的综合性，应注意与本课程其他内容的联系，注意和其他学科的交叉，注意能源，环境与可持续发展的关联，属于认知性目标，了解水平。 一、思维导图 二、考点详解 （一）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。计算公式：。 不做功的三种情况： 图示 举例 踢出去的足球会继续往前滚动，但是人已经没有对它做功。 推而未动，搬而未起。 人提水桶水平前进，提水桶的力水桶的重力均不做功。 （二）知识点2：功率 功率 定义 功与做功所用时间的比值叫作功率，用字母P表示。 物理意义 表示物体做功的快慢。 公式 单位：瓦，符号：W 功率的估测 中学生跳绳的功率约为60 W，中学生正常步行上楼的功率约为150 W。 （三）知识点3：动能和势能 能量 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。一个物体对外做的功越多，它的能量就越大。 分类 势能 动能 重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。 物体由于运动而具有的能。 公式 与质量和高度有关。 与弹性形变的程度有关。 与质量和速度有关。 （四）知识点4：机械能及其转化 1. 定义：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能，单位是焦耳（J）。 2. 机械能的转化： 机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 若有摩擦力做功，碰撞以及金属框切割磁感线，这些情况都存在机械能的损耗，此时机械能不守恒，只是机械能转化成了内能或电能等能量，但能量的总量并没有变化，即能量守恒。 三、重难点突破 （一）功 1．在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（     ） A．在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对它做了功 B．手推动球杆前进时，手对球杆做了功 C．球在水平桌面滚动时，没有力对球做功 D．白球在水平桌面运动时，支持力对白球做功 解析： A. 球受到的重力与小球的运动方向垂直，虽然有力有距离，但重力对依然对小球不做功，故A错误； B. 手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故B正确； C. 球由于惯性，物体继续向前运动，受到反方向的摩擦力，虽然摩擦力的方向和运动方向相反，但是两者在一条直线上，所以摩擦力对球做功，故C错误； D. 白球在水平桌面运动时，支持力与桌面垂直，力的方向与运动方向垂直，支持力不做功，故D错误。 答案：B。 【学法指导】因为物体做功的必要因素是 （1） 有作用在物体上的力；（2） 物体在这个力的方向上移动距离；（3） 力的方向和距离的方向不能垂直。所以分析物体是否做功的解题步骤应为首先确定力以及力的具体方向，其次判断物体有没有在力的方向有没有移动距离及对应的运动方向，最后观察力的方向和运动的方向是否垂直，若垂直则不做功。 （二）功率 2．仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（     ） A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功 解析：建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减少做功的时间（缩短工期），根据可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。 答案：B。 【学法指导】功率的物理意义是表示做功的快慢，类似于速度，即比较功率的大小的方法有两种：（1） 相同的功，比较时间，时间越短，功率越大。（2） 相同的时间，比较做功的多少，做功越多，功率越大。功的物理意义是表示做功的多少。 （三）影响动能和势能的因素以及功能关系 3．一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能 _______，机械能 _______。（选填“增大”或“减小”） 解析：洒水车在水平路面上匀速行驶，洒水的过程中质量在减小、速度不变，所以动能减小；高度不变、质量减小，所以重力势能减小；而机械能等于动能与势能的总和，所以机械能减小。 【学法指导】（1）影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；（2）影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；（3）机械能等于动能与势能的总和。 4．如下图所示，足够高的粗糙水平桌面上静止一木块，轻质无弹性细线的一端系在木块上，另一端绕过定滑轮挂有托盘。往托盘中添加砝码后，木块向右做加速运动。在木块运动一段距离的过程中，请判断木块增加的动能E与砝码重力做的功W的大小关系，并通过完整的分析阐述理由。（不计托盘质量，空气阻力，线与滑轮间的摩擦） 解析：木块增加的动能E小于砝码重力做的功W。因为在往托盘中加砝码后，木块和砝码都会做加速运动，而且木块在桌面上运动时克服摩擦力做功，因而砝码重力做的功转化为木块和砝码的动能及由于摩擦产生的内能。所以木块增加的动能E小于砝码重力做的功W。 【学法指导】功能关系实质上就是做了多少功，就消耗了多少能量。而重力做的功就可以理解为是重力势能，在一定条件下，不同形式的能量之间可以相互转化；能量的转移或转化过程中，一定伴随着能量的损失。所以此时重力势能既转化为了物体的动能也转化为内能（内能也可以理解成因为摩擦力做了功），即内能，所以重力做的功大于木块增加的内能。 （四）机械能守恒 5．（多选题）如右图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50J，若不计空气阻力，以下说法错误的是（     ） A．小球到达底端时动能大于50J B．小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能 C．小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能 D．小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能 解析：当小球滑到A点时具有的重力势能是50J，由于此时小球运动，所以在A点也具有动能，故此时小球的机械能大于50J；当小球到达斜面底端时，重力势能为零，根据能量守恒可知，小球到达底端时动能大于50J，故AB正确。 在小球下滑过程中，斜面是光滑的，若不计空气阻力，没有机械能损失，故机械能守恒，任一点的机械能都相等，故C错误，D正确。 答案C。 【学法指导】因为是光滑的斜面，没有摩擦力做功，机械能没有转化为内能，所以在斜面上滑下的小球没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的，即小球在斜面上任意位置的机械能相等。 四、补充性题型练习 （一）基础性练习 1．一建筑工人用50N的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m，小车受到的阻力为 ______N。撤去推力，小车仍然能继续向前运动，这是由于小车具有 ______。在上述小车前进15m的过程中，建筑工人对小车做的功为 ______J。 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段拉力为300N，做的功为，功率为；PQ段拉力为200N，做的功为，功率为。则（     ） A. B. C. D. 3．中国在西昌卫星发射中心用“长征三号”运载火箭成功发射第三颗北斗导航卫星。搭载卫星的火箭竖直向下喷出的气体，对火箭产生了向上的巨大推力，火箭和卫星一起加速上升，在这个过程中（     ） A.火箭对卫星的推力大于卫星的重力，卫星的机械能增加 B.火箭对卫星的推力大于卫星的重力，卫星的机械能减少 C.火箭对卫星的推力小于卫星的重力，卫星的机械能增加 D.火箭对卫星的推力小于卫星的重力，卫星的机械能减少 （二）强化性练习 4.如下图所示，带正电的小球甲固定于水平绝缘支架上，另一带正电的小球乙从甲正上方A点由静止释放（图中虚线表示两球球心的连线）。已知：电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大。若乙运动至B点时，所受重力恰好等于甲对它的排斥力。不计空气阻力，下列对小球乙下落过程的分析正确的是（     ） A．到达B点前增加的动能等于减小的重力势能 B. 到达B点后它能保持平衡状态 C. 从A到B的过程中，它始终受到平衡力作用 D. 从A点到B点，重力做的功比排斥力做的功多 （三）知识拓展及能力提升训练 5. 如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J，则木块运动过程中克服阻力做的功是 J。整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于 （选填：“B”“C”或 “D”）点。 6. 如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（     ） A. 整个过程只有重力在对小球做功 B. 小球在A、B两点具有的动能相同 C. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是 D. 小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能 【补充练习参考答案】 1.50N，惯性，750J；2.C；3.A；4.D；5.24J，B；6.C。 学科网（北京）股份有限公司 $