第十一章 功与机械能（复习课件）物理新教材沪粤版九年级上册

该初中物理“功与机械能”单元复习课件系统梳理了功、功率、机械效率、动能与势能等核心知识，通过知识图谱串联概念逻辑，结合过山车情境导入能量转化问题，考点串讲从做功条件到机械能守恒条件，构建“概念-公式-应用”的完整知识网络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，采用“情境问题-实验分析-题型拆解”策略。如通过冰壶运动分析摩擦力与做功，培养模型建构能力，设计基础达标与拓展提升分层训练，帮助学生巩固知识，教师可借高频考点突破精准教学，提升复习效率。

第十一章 功与机械能 复习课件 沪粤版·九年级上册（新教材） 力有方向，功有条件，能量藏于万物之间。世间没有凭空而来的收获，如同物理学中，只有力与位移同向，才算真正做功。动能因运动迸发，势能因积蓄蕴藏，能量在转化流转中演绎万物百态。今天我们复盘第十一章功与机械能，在公式与规律中读懂付出与积淀，用物理视角感悟努力的真正意义。 第十一章——功与机械能 1 复习目标 2 重点难点 3 知识图谱 4 考点串讲 5 题型剖析 6 针对训练 7 单元总结 复习内容导览 情境导入：过山车的奥秘 如右图所示，过山车从高处疾驰而下，速度越来越快，到达最低点后又冲上另一个高峰，整个过程惊险刺激。 思考： （1）过山车在俯冲过程中，什么能量在增加？什么能量在减少？ （2）当过山车冲上第二个高峰时，能量是如何转化的？ （3）是什么力量充当了过山车前进的动力，维持其运动状态？ 单元复习目标 01 形成功、功率、机械能的清晰概念，理解功是能量转化的量度，深入掌握机械能守恒定律的适用条件与实际应用场景。 02 科学思维 学会构建功与能的物理模型，运用动能定理、机械能守恒定律对力学问题进行定量分析和逻辑推理，提升解决实际问题的思维能力。 科学探究 通过实验探究功与速度变化、机械能转化与守恒的规律，掌握实验设计、数据采集与误差分析的方法，提升科学探究的核心素养。 科学态度与责任 感悟物理规律的简洁性与普适性，培养严谨求实、勇于探索的科学态度；关注机械能在能源、工程中的应用，树立节能与可持续发展的责任意识。 物理观念 03 04 基础达标 能力提升 素养目标 单元重难点 重 点 难 点 重点 01.做功判断：精准判断力是否做功，掌握“力与距离垂直不做功”的核心原则。 02.功率应用：理解P=Fv的推导逻辑，结合机车启动等实际场景灵活计算。 03.守恒判断：明确“只有重力或弹力做功”的机械能守恒条件，区分能量损耗场景。 01.功与功率：牢记W=Fs与公式，理解功的两个必要因素和功率的物理意义。 02.机械能要素：掌握动能（质量、速度）、势能（质量、高度/形变）的影响因素。 03.能量转化：理清动能与重力势能、弹性势能之间的相互转化规律及实例分析。 知识图谱 功与机械能 定义，单位瓦特(W)；物理意义：表示做功的快慢 功率 有用功+额外功=总功 ×100% 机械效率 动能与势能的总和，单位焦耳(J)，是机械能的统称 机械能 定义W=Fs，单位焦耳(J)；需力作用且物体沿力移动距离 功 物体由于运动而具有的能；影响因素：质量m和速度v 动能 包含重力势能(m、h)与弹性势能(形变程度)，由相对位置决定 势能 01 02 03 04 05 06 考点串讲 ——1：功 手提水桶水平向前走 起重机竖直吊起货物 马用力拉车前进 人用力推墙，墙静止不动 做功的两个必要因素：①有力作用在物体上；②物体在力的方向上移动了距离。缺一不可！三种不做功的典型情况：有力无距离（推而未动）、有距离无力（惯性滑行）、力与距离方向垂直（提物水平行）。 归纳总结 拉力方向移动，做了功 拉力方向移动，做了功 有力无移动距离，不做功 力与移动方向垂直，不做功 考点串讲 ——1：功 （作用在物体上的力） （物体在力的方向上移动的距离） F 注意：二者缺一不可。 必要因素 s 现在你知道用什么标准来判断力是否对物体做功吗？ 给出物理学中功的定义：作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功 。 提炼做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上移动的距离。强调缺一不可，结合案例，说明有力无距离不做功 。 考点串讲 ——1：功 （1）有力，但是在力的方向上通过的移动为零。 （2）有距离，但是和距离同一方向上没有力的作用。 （3）有力，也有距离，但是力和距离方向是相互垂直的。 不做功的三种典型情况 考点串讲 ——1：功 功＝力×距离 W = Fs 公 式 1.功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。 已知做功多少和物体在力的方向上移动的距离，可求出力的大小。 已知做功多少和力的大小，可求出物体在力的方向上移动的距离。 功的计算公式及单位 考点串讲 ——1：功 2.功的单位和物理意义 牛（N） 米 （m） 焦耳（J） 即：1 J＝1 N · m W = Fs 单位：焦耳 物理意义：1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离时所做的功为1 J。 焦耳 考点串讲 ——1：功 考点串讲 ——1：功 题型拆解 【解析】AB．由a到b和由b到c的过程中，水平面的粗糙程度相同，冰壶对水平面的压力等于冰壶的重力，重力相同，所以压力相同，则摩擦力相同，即，故A错误，B正确； CD．由a到b运动员对冰壶做的功，由b到c冰壶脱离了运动员的手，运动员对冰壶不做功即，因此，故C错误，D错误。故选B。 例1 在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上，运动员用水平推力从a点推动冰壶，经过b点时松手，冰壶到达c点停止运动，由a到b和由b到c的过程中，设冰壶受到的滑动摩擦力分别为和，运动员对冰壶做的功分别为和，则（　　） A． B． C． D． B 题型拆解 例2 图1中物体M静置在水平桌面上，力传感器（相当于测力计）通过细线与M相连。从t=0时起，缓慢增大细线对M的拉力F，6s后某时刻M开始相对桌面运动，此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。图2描绘了0～9s内F随时间t变化的图像。实验中，细线始终保持水平。下列说法正确的是（　　） A．在2～5s内，M所受摩擦力为0 B．在0～3s内，F对M所做的功为6J C．若9s后F增大为6N，则M所受摩擦力也增大为6N D．若9s时撤去F，则M继续运动过程中所受摩擦力仍为4N 【解析】A．物块在6s后某时刻M开始相对桌面运动，此前处于静止且受到与拉力等大的静摩擦力，故在2~5s内摩擦力并非 0，故A错误； B．0~3s内物块尚未移动，水平方向移动距离为 0，拉力对物块做功也为 0，不可能是 6 J，故B 错误； C．6s后某时刻M开始相对桌面运动，此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。由图像可知，M匀速直线运动时的滑动摩擦力等于此时的拉力，为4N，一旦物块运动起来，受到的是恒定的滑动摩擦力，并不会随外力增大而增大到 6 N，故C错误； D．在9s时撤去拉力后，物块还在滑动时，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所受的是滑动摩擦力不变，仍为4N，故D正确。故选D。 D 研解题·高频考点突破 解析：[1]物体在拉力作用下移动的50m的距离，拉力所做的功为1400J，由于惯性向前运动20m的过程中，拉力没有对物体做功，所以，拉力的大小为 [2]在重力的方向上物体没有移动距离，因此重力对物体没有做功，即做功为0J。 [3]物体在大小不变的水平拉力的作用下匀速前进了50m的过程中处于平衡状态，所受摩擦力f=F=28N 物体靠惯性运动20m的过程中对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，克服摩擦力做的功 1．（24-25八年级下·上海·期末）如一个重200N的物体在大小不变的水平拉力的作用下匀速前进了50m，拉力撤掉后，物体由于惯性又前进了20m。在物体向前运动70m过程中拉力做的功为1400J，则水平拉力的大小为_____N，此过程中重力做的功是_____J，物体靠惯性运动20m的过程中克服摩擦力做的功是_____J。 28 0 560 考点串讲 ——2：功率 考点串讲 ——2：功率 考点串讲 ——2：功率 题型拆解 例3 《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置，其简化模型如图所示，O为支点，，M端用绳子悬挂重200N的物体，在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m，忽略杠杆和绳的自重，下列说法正确的是（　　） A．该杠杆是费力杠杆 B．杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N C．M端绳子拉力对物体做功为100J D．M端绳子拉力对物体做功的功率为50W 【解析】A．由题意可知， 由于动力臂为ON，阻力臂 为OM，则动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡原理 即动力小于阻力，所以是省力杠杆，故A错误； B．匀速提升物体时，M端绳子拉力等于物体重力，则根据杠杆平衡条件可得；代入数据；解得 故B错误； C．物体上升0.5m，M端绳子拉力对物体做功为 故C正确； D．拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m，则M端绳子拉力对物体做功的功率为 故D错误。故选C。 C 题型拆解 例4 叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在10s内将质量为300kg的货箱匀速竖直提升3m，g取10N/kg，求此过程中： （1）货箱的速度； （2）叉车对货箱所做的功； （3）叉车对货箱所做功的功率。 【解析】（1）货箱的速度 （2）叉车对货箱所做的功 （3）叉车对货箱所做功的功率 0.3m/s 9000J 900W 研解题·高频考点突破 解析：[1]由题意，如图，滑轮组有两根绳承担物重，n=2，绳端拉力，空吊篮重40N，由图乙、丙可知，吊篮匀速上升时拉力为25N，忽略绳重、摩擦和空气阻力，则动滑轮重为 [2]1s~2s内拉力的功率 2．（25-26八年级上·山东滨州·期末）如图甲所示，用滑轮组将空吊篮（图中用A表示）提升到高处，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，空吊篮上升的v−t图像如图丙所示，空吊篮重40N，忽略绳重、摩擦和空气阻力，则动滑轮重为______N，1s~2s内拉力F的功率为______W。（提示：由图丙可知：在0s−1s时间段，吊篮加速上升；在1s−2s时间段，吊篮匀速上升，速度恒为0.2m/s） 10 10 考点串讲 ——3：机械效率 考点串讲 ——3：机械效率 考点串讲 ——3：机械效率 考点串讲 ——3：机械效率 题型拆解 例5 如图，质量为60kg的小强同学用滑轮组匀速提升质量为20kg的物体，此时他 对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求： （1）动滑轮的重力； （2）该滑轮组的效率； （3）若绳能承受的最大拉力为650N，求小强用该滑轮组提升物体的最大质量。 【解析】（1）结合重力公式计算物体重力为 根据动滑轮拉力公式 据图分析可知，动滑轮缠绕绳子数为2，即n=2，计算动滑轮重力为 （2）根据效率公式计算该滑轮组的效率 （3）若增大重物的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力 根据动滑轮拉力公式 据图分析可知，动滑轮缠绕绳子数为2，即n=2，计算提升物体的最大重力 根据重力公式计算物体的质量 40N 83.3% 116kg 题型拆解 例6 工人用如图所示装置把重G=1000 N的物体，从斜面底部匀速拉到h=2 m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30∘），用时t=20 s。工人对绳子的拉力为F=400 N，动滑轮重G0=20 N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： （1）绳子对物体做的功W； （2）物体克服摩擦力所做的功W摩擦力； （3）整个装置的机械效率η。 【解析】（（1）从图中可知绳子的股数n=2，工人对绳子的拉力F=400 N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，根据 斜面与水平地面的夹角为30∘，平台高2 m，根据数学知识可知斜面的长 则绳子对物体做的功W=F拉物s=780 N×4 m=3120 J （2）重物沿斜面移动到高台上拉力的有用功W有=Gh=1000 N×2 m=2000 J 物体克服摩擦力做的功W摩擦力=W−W有=3120 J−2000 J=1120 J （3）工人对绳子的拉力做的总功W总=Fs′=Fns=400 N×2×4 m=3200 J 整个装置的机械效率 3120J 1120J 62.5% 62.5% 研解题·高频考点突破 解析：[（1）起重机安装履带增大了地面的受力面积，压力一定时，受力面积越大，对地面的压强越小； 凹凸不平的花纹增大了接触面的粗糙程度，压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。 （2）有用功 拉力做的总功 机械效率 （3）总额外功 已知克服绳重、摩擦的额外功为1×105J，因此克服动滑轮重力的额外功 由 （4）可采用的措施有增大提升重物的重力、减小动滑轮自身重力、给滑轮转轴加润滑油减小摩擦，答出任意合理措施即可。 3．（25-26八年级下·山东枣庄·期末）在建筑工程领域，如图甲起重机被广泛应用，起重机吊臂上的滑轮组结构示意如图乙所示。起重机将42000 N的钢板匀速提升10 m高，用时100 s。若拉力的功率恒为6 kW，提升过程克服钢丝绳重、摩擦做的功为1×105 J，g取10 N/kg。求： （1）起重机安装履带是为了__________对地面的压强，履带上凹凸不平的花纹起到__________摩擦的作用（以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）本次起重过程中滑轮组的机械效率η； （3）动滑轮的重力； （4）利用此起重机提升钢板，若需要提高滑轮组的 机械效率，可以采用哪些措施？ 减小 增大 70% 8×103N 增大提升钢板的重力 考点串讲 ——4：动能与势能 考点串讲 ——4：动能与势能 考点串讲 ——4：动能与势能 题型拆解 例7 图为河北丰宁抽水蓄能电站（目前世界装机容量最大）的示意图。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是（　　） A．水从下水库被抽到上水库，重力势能减小 B．物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小 C．放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大 D．水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能 【解析】A．水从下水库被抽到上水库，质量不变，高度增大，重力势能增大，故A错误； B．物料运输车沿盘山路行驶，质量不变，速度增大时，动能增大，故B错误； C．放水发电时，水由上水库至下水库，由于水的重力势能转化为动能和内能（克服摩擦做功产生内能），然后动能转化为电能，所以水的机械能变小，故C错误； D．水沿自流排水洞自动向下流动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为为动能，故D正确。故选D。 D 题型拆解 例8 滑雪运动是一项既有趣又对身体有益的活动，图甲中滑雪者从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是滑雪者在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，下列说法正确的是（　　） A．全过程滑雪者的动能在E点时最大 B．全过程滑雪者的重力势能一直在减小 C．B点重力势能的大小等于E点动能的大小 D．全过程滑雪者的机械能保持不变 【解析】A．由图乙可知，全过程滑雪者的动能在C点时最大，故A错误； B．滑雪者质量不变，从B点到C点，高度降低，重力势能减小，从C点到D点，高度升高，重力势能增大，从D点到E点，高度降低，重力势能减小，故B错误； C．由图乙可知，B点重力势能大于E点重力势能，故C正确； D．在这个过程中，由于存在摩擦等阻力，滑雪者的机械能会有部分转化为内能，机械能减小，故D错误。故选C。 C 研解题·高频考点突破 解析：[1]在摆球摆动过程中，在A、B两点时速度为0，拉力最小；在C点时速度最大，拉力最大。t2时刻拉力处于较小值且在增大过程中，说明小球从A点向C点运动，所以小球运动到AC之间。 [2] t2~t3时刻，拉力在增大，说明小球在从A点向C点运动，速度在增大，质量不变，可知小球动能增大。 [3]0~t0时刻摆球静止于C点，此时摆球受到的重力与拉力为平衡力，大小相等，由图乙得，此时摆球受到的拉力为0.6N，则小球重力为0.6N。摆动过程中，小球在C点受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力，所以此时合力为 4．（2026·江苏无锡·一模）如如图甲所示，将摆球悬挂在拉力传感器上后，再固定在O点，时刻摆球静止于C点，将摆球拉至A位置后，于时刻由静止释放，摆球在A、B间来回摆动，不计空气阻力。图乙是拉力传感器示数F随时间t的变化图像。分析图像可知：在时刻，小球运动到________（选填“A点”、“AC之间”或“C点”）；时刻，小球动能________（选填“增大”、“减小”或“先减小后增大”）；小球在C点受到的合力为________N。 AC之间 增大 0.4 限时训练·基础题 1．关于功和功率，下列说法正确的是（     ） A．做功越多，功率一定越大 B．功率越大，做功一定越快 C．做功时间越短，功率一定越大 D．机械效率越高，功率越大 B 【解析】A．做功多，但所用时间未知，无法判断功率大小，故A错误； B．功率的物理意义就是描述做功快慢，功率越大，做功一定越快，故B正确； C．做功时间短，但做功多少未知，无法判断功率大小，故C错误； D．机械效率与功率是两个完全不同的物理量，二者没有必然联系，故D错误。 故选B。 限时训练·基础题 2．下列属于功的单位的是（     ） A．Js B．N/m2 C．W⋅s D．N⋅m/s C 【解析】A．根据功率公式，J是功的单位、s是时间单位，因此J/s是功率的单位，不是功的单位，故A不符合题意； B．根据压强公式，N是力的单位、m2是面积单位，因此N/m2是压强的单位，不是功的单位，故B不符题意； C．根据功率公式变形W=Pt，W是功率单位、s是时间单位，因此W⋅s是功的单位，且1W⋅s=1J，故C符合题意； D．根据功率的公式，N是力的单位，m/s是速度的单位，因此N⋅m/s是功率的单位，不是功的单位，故D不符题意。故选C。 限时训练·基础题 3．生活中我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大是因为高处的物体具有很大的（　　） A．速度 B．重力势能 C．质量 D．弹性势能 B 【解析】A．物体在高处静止时速度为0，危害不是来自初始速度，故A不符合题意； B．高处的物体离地高度大，物体的重力势能大，下落时转化的动能大，危害性大，故B符合题意； C．物体的质量不会因为在高处而变大，不是主要原因，故C不符合题意； D．弹性势能和物体的弹性形变有关，高空抛物的物体一般不涉及明显的弹性形变，故D不符合题意。 故选B。 限时训练·基础题 4．下列数据最接近实际的是（     ） A．一名中学生游泳时受到水的浮力约为50N B．珠穆朗玛峰峰顶的大气压约为1.01×105Pa C．把1个鸡蛋从地上拿起举高2m，做的功约为1J D．一名中学生上一层楼克服重力做的功约为150J C 【解析】A．中学生体重约50kg，游泳时漂浮在水面，根据物体的浮沉条件可知，其受到的浮力等于其重力，即F浮=G人=m人g=50kg×10N/kg=500N，故A不符合题意； B．标准大气压约为1.01×105Pa，大气压随海拔升高而减小，珠穆朗玛峰峰顶海拔极高，大气压远低于标准大气压，故B不符合题意； C．一个鸡蛋重力约为0.5N，将其举高2m需克服其重力做功W=Gh=0.5N×2m=1J，故C符合题意； D．中学生体重约500N，一层楼高度约3m，上一层楼克服重力做功W=Gh=500N×3m=1500J，故D不符合题意。故选C。 限时训练·基础题 5．物体在大小为10N的水平拉力作用下，沿水平地面匀速前进了5m，拉力做的功为______J；物体所受的摩擦力为______N。 50 【解析】拉力做的功W=Fs=10N×5m=50J 物体沿水平地面匀速前进，处于平衡状态，水平方向上拉力与摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，摩擦力的大小等于拉力的大小，即f=F=10N 10 限时训练·基础题 6．如图甲所示，小明同学用200 N的水平推力推重为500 N的木箱在10秒内水平移动了2米，重力对木箱做的功是___________J；如图乙所示，在木箱的底部垫上几根圆木后，小明同学能轻松地推动木箱了，这是通过_____________的方法来减小摩擦力的。 【解析】木箱所受的重力的方向是竖直向下的，木箱沿水平方向移动了距离，力与距离垂直，不做功，故重力对木箱做的功是0。 在木箱下垫几根圆木，变滑动摩擦力为滚动摩擦力，摩擦力减小，这是通过用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力的。 0 滚动代替滑动 限时训练·基础题 7．苏轼在《江城子·密州出猎》中写道“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。”弓被拉弯时发生的是________（选填“弹性”、“塑性”）形变；弓被拉得越满，弹性势能就越________（选填“大”或“小”）；忽略空气阻力，1 N的箭离开弓在空中飞行时，合力为________N。 弹性 【解析】弹性形变的特征是物体发生形变后能够恢复原状，弓被拉弯后可以恢复原来的形状，因此属于弹性形变。 在弹性限度内，物体的弹性形变程度越大，弹性势能越大。弓被拉得越满，形变程度越大，所以弹性势能越大。 忽略空气阻力时，箭在空中仅受重力作用，由题可知，箭的重力为1N，所以合力大小等于重力大小，为1N。 大 1 限时训练·基础题 8．甲机器上标有“5 kW”字样，乙机器上标有“1 kW”字样，它们在正常工作时，用相同的时间，做功多的一定是______机器；若做相同的功，用时间多的一定是______机器。（选填“甲”或“乙”） 【解析】[1]甲、乙正常工作时实际功率等于各自的额定功率，甲的额定功率大于乙的额定功率。根据公式，当工作时间t相同时，功率P越大，所做的功W越多，因此做功多的是甲机器。 [2]根据公式，当所做的功W相同时，功率P越小，所需的时间t越多，乙的额定功率更小，因此用时间多的是乙机器。 甲 乙 限时训练·基础题 9．在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H自由滚下（H>h），B是一个木块。 （1）通过观察木块B移动的距离来判断小球动能的大小，这种研究方法是___________（填“控制变量法”或“转换法”）； （2）实验中小球从不同高度滚下，目的是让小球运动到水平面时速度___________（填“相同”或“不同”）； （3）由甲、乙（s1>s2）可得实验结论：物体的动能大小与___________（填“质量”或“速度”）有关。 （4）根据乙、丙（s3>s2）得出的结论可用于解释汽车因___________（填“超速”或“超载”）致动能过大带来的危害。 （5）木块最终会停下来的主要原因是受到摩擦力的作用，在此过程中木块受到的摩擦力大小___________（填“变大”“不变”或“变小”）。 转换法 不同 速度 超载 不变 限时训练·基础题 【解析】（1）动能大小无法直接观测，实验将动能大小转换为木块被推动移动的距离来反映，这种将不易观测的物理量转换为易观测物理量的研究方法是转换法。 （2）小球从斜面不同高度滚下，重力势能转化为动能的大小不同，最终到达水平面时的速度不同，因此该操作的目的是让小球到达水平面时速度不同。 （3）甲、乙两次实验，小球质量相同，滚下的高度不同，到达水平面的初速度不同，动能大小不同，因此可得结论：物体动能大小与速度有关。 （4）乙、丙两次实验，小球从同一高度滚下，到达水平面时速度相同，质量更大的小球撞击木块移动的距离更远，动能更大，因此可知物体质量越大动能越大，该结论可以解释汽车“超载”，会因质量过大导致动能过大，从而带来危害。 （5）滑动摩擦力大小只与压力大小、接触面粗糙程度有关，木块运动过程中，对水平面的压力、接触面粗糙程度都不变，因此木块受到的摩擦力大小不变。 限时训练·基础题 10．初中生小明通过周末爬山来锻炼身体，放松心情。小明从山上的A点爬到B点，用时10min，已知小明重600N，AB段山路的长为360m。A、B两点海拔高度如图所示，求： （1）小明从A点到B点的平均速度； （2）小明从A点到B点，克服自身重力做的功； （3）小明从A点到B点，克服自身重力做功的功率。 【解析】（（1）小明从A点到B点的平均速度 （2）由图等高线可知，A点到B点的高度差 小明克服自身重力做的功 （3）小明从A点到B点，克服自身重力做功的功率 0.6m/s 6×104J 100W 限时训练·基础题 11．叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在10 s内将质量为500 kg的货箱匀速竖直提升3 m，求此过程中： （1）货物的速度； （2）叉车对货物所做的功； （3）叉车对货物所做功的功率。 【解析】（1）货物在10s内被提升3m，所以货物运动的速度为 （2）叉车对货物所做的功为 （3）叉车对货物所做功的功率为 0.3m/s 15000J 1500W 限时训练·拓展题 1．我国的《墨经·经下》中称滑轮为“绳制”。如图所示，分别用甲、乙两种“绳制”将同一重物A匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（     ） A．使用甲“绳制”可以省力 B．使用甲“绳制”机械效率较高 C．使用甲“绳制”做的有用功比乙大 D．拉力F1做的总功比拉力F2的大 【解析】A．甲是定滑轮，不计绳重及摩擦，绳子自由端的拉力等于物体的重力，故A错误； BCD．由于提升的重物的重力和高度相同，由可知，有用功相同，不计绳重和摩擦时使用定滑轮拉力做的功全部用来克服物体的重力做功，使用动滑轮时除了克服物体重力做功还需要克服动滑轮的重力做额外功，因此拉力F2比F1做的功多，由可知使用甲“绳制”机械效率较高，故B正确，CD错误。故选B。 B 限时训练·拓展题 2．如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5 N的拉力F。物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，下列说法中（　　 ） ①物体在EF段的平均速度小于GH段的平均速度 ②物体在GK段受到的摩擦力等于5 N ③拉力F在EF段所做的功等于在GH段所做的功 ④拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率 A．只有①④正确 B．只有①③④正确 C．只有②③④正确 D．只有①③正确 B 限时训练·拓展题 【解析】①．物体在EF段和GH段运动的路程相同，EF段所需时间是GH段的两倍，由可知，物体在EF段的速度小于GH段的速度，故①正确； ②．由图可知，物体在GH段和HK段运行的时间相同，但HK段的路程更大，由可知，物体在GK段做加速运动，则摩擦力小于拉力，拉力为5N，所以摩擦力小于5N，故②错误； ③．在EF段和在GH段拉力大小相同，物体在拉力的方向上移动的距离也相同，由W=Fs可知，拉力F在EF段所做的功等于在GH段所做的功，故③正确； ④．由图可知，物体在EF段的路程小于GK段路程，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F，由W=Fs可知，物体在EF段做的功小于GK段做的功；由图可知，物体在EF段的时间等于GK段时间，由可知，拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率，故④正确。 则①③④正确，故选B。 限时训练·拓展题 3．一辆汽车以20 m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5 min，汽车的质量为1500 kg，行驶时所受阻力为车重的0.2倍，此过程中牵引力做的功为________J，此时汽车的功率为________W。（g取10 N/kg） 1.8×107 6×104 【解析】由可得，汽车行驶的路程 由于汽车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，因此牵引力 牵引力做功 汽车功率 单元总结/易错复盘 01 核心公式与物理意义 ▶ 功：W = Fs（力与在力的方向上移动距离的乘积，单位：焦耳/J） ▶ 功率：P == Fv（表示做功快慢，单位：瓦特/W，体现能的转化速率） ▶ 机械能：动能 + 势能（动能∝m、v2；势能∝m、h或形变，一定条件下守恒） 02 考场答题规范要求 ✅ 计算必写“原始公式”，再代入数值（数值需带单位），最后写结果； ✅ 文字题需结合“公式+物理意义”作答，避免只写结论无分析； ✅ 机械能类题目，需先判断“是否只有重力或弹力做功”再分析转化。 03 高频易错点警示 ⚠️ 误区：力大≠做功多（需同时满足“力”和“力方向上的位移”两个条件）； ⚠️ 区分：功是“能量转化的多少”，功率是“能量转化的快慢”，二者无必然大小关系； ⚠️ 易错：机械能守恒的前提是“其他力不做功”（若有摩擦/空气阻力则不守恒）。 沪粤版·九年级上册（新教材） 谢谢聆听 能量不会凭空产生，也不会无故消失，只会不断转化与传递，这既是物理真理，亦是人生启示。如同动能势能相互转化，我们流过的汗水，终会沉淀为成长的力量。愿同学们懂得：真正的付出讲究方向，可贵的收获源于积淀。善用努力，提升效率，让每一份付出都转化为属于自己的 “机械能”。 计算公式：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。 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） 公式变形与单位换算➔基础得分点 公式灵活应用： ； 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） 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 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。 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）。 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） 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 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。 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 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。 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。 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 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。 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）。 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。 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。 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！ $