第十一章功和机械能 知识网络构建
ììì?ì作用在物体上的力F?????????做功的两个必要因素?í??????物体在这个力的方向上移动的距离s???????????功的概念??í计算功的公式:W=Fs??????????????????????????功的单位:焦耳 (J)1J=1N×m功?í???ì?意义:表示做功快慢的物理量???????????定义:功与做功所用时间之比?????????功率?íW????计算功率的公式: P=,P=Fv??????t?????????????功率的单位:瓦特(W)?????ìì物体由于运动而具有的能叫做动能??????动能?í功和机械能í??????物体运动的速度越大，质量越大，动能越大??????ìì???定义:物体由于受到正力并处在一定高度时所具有的能，?????????????重力势能???í 叫做重力势能????????????势能í????物体质量越大，位置越高，它具有的重力势能越大?????????ì定义:物体由于发生弹性形变而具有的能??????机械能?í弹性势能í??????????物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大????????????????ì定义:动能、重力势能和弹性势能统称为机械能?????????????动能、势能之间可以相互转化????机械能?í????机械能守恒???????????????风能、水能都具有大量的机械能可用来为人类服务????高频考点透析 序号 考点 考频 1 做功的判断及功的计算 ★★★ 2 功率大小的计算 ★★★ 3 影响动能和势能大小的因素 ★★★ 4 机械能之间的相互转化 ★★★ 知识能力解读 第一讲功和功率
知识能力解读
知能解读：(一)功的概念
1．功：物理学中规定，如果一个力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。功是一个过程量。
2．力学里的做功必须同时具备两个因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
知能解读：(二)三种不做功的情况 三种情况 原因 实例 图示 不劳无功 没有力作用在物体上，足球离开脚后 但物体移动了距离(有在水平面上滚 距离无力) 动了10 m，在这10m的过程中，人对足球没有做功 不动无功 有力作用在物体上，物体静止，没有移动距离(有力无距离) 两名同学没有搬起石头，所以人对石头没有做功 劳而无功 物体受到了力的作用，一也通过了一段距离，但二者方向垂直(力与距离方向垂直) 包受到拉力F(拉力方向竖直向上)，包在水 平方向上移动一段距离s，在拉力方向上没有移动距离，拉力F不做功 手提包水平移动一段距离 知能解读：(三)功的计算公式和单位 1．功的计算公式：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。如果用W表示功，用F表示力，用s表示物体在力的作用方向上通过的距离，则有W=Fs。
计算功的时候，最容易发生的错误是距离、没有选对。确定、时，必须同时考虑物体实际运动情况及力的作用方向，分析物体在力的作用方向上究竟运动了多大距离。 注意：
在利用公式W=Fs计算时，要注意公式中的“F”和“s”的“三同”性。 (1)同体性：公式中的“F”和“s”必须对应于同一物体。
(2)同时性：在计算做功多少时，一定要明确s是不是力F始终作用下运动的距离，也可以说公式W=Fs中的F是物体沿着力F方向上移动过程中始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的。
(3)同向性：公式W = Fs中的F是作用在物体上的力，s是物体在力的作用下“在力的方向上 移动的多距离”。
例如，从高为h的桌面水平扔出一个物体，物体沿曲线运动(如图所示)。重力的方向竖直向下，物体在竖直方向移动的距离为h，所以重力做功为Gh。
2．功的单位：功的单位由力、距离的单位共同决定。在国际单位制中，力的单位是“牛”，距离的单位是“米”，功的单位是“牛米”。称为“焦耳”(简称焦)，用字母“J”表示，1J?1N?m。 知能解读：(四)一些力做功的大小
将两只鸡蛋举高1 m，做功约1J；将一袋10kg的大米从地面扛到肩上，做功约150 J；体重为60 kg的某学生从一楼走到二楼，做功约1 800 J；将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起，做功约5J。
知能解读：(五)功率的概念及公式 物理意义 表示物体做功快慢的物理量 定义 功与做功所用时间之比叫做功率。功率在数值上等于单位时间内所做的功 ?W:功—单位:JW?P??t:时间—单位:s 公式 t??P:功率—单位:W国际单位制中单位：瓦(W) 常用单位：千瓦(kW) 兆瓦(MW) 单位及换算 换算关系：1 Kw=103 W 1 MW=106 W W时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成t的，不能张冠李戴 说明 WFs②由于W=Fs，所以P???Fv，这也是计算功率的一个公式。F的单tt位：N，v的单位：m/s，P的单位：W 解题方法技巧 方法技巧：(一)功的计算方法——W=Fs的应用
(1)要明确是哪个力对哪个物体做功，或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
(2)公式中的F是作用在物体上的力，公式中的、是物体在力的作用下“在力的方向上移动的距离”，即注意F和s的同体性和同向性，否则在计算功时容易出错。
(3)W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离过程中(同时性)，始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的。
WW(4)W=Fs的变形公式F?、s?可求力和物体在力的作用下移动的距离。
sF方法技巧：(二)功率大小的判断方法
功率的大小由做功的多少和时间共同决定：①相同时间内做功多的功率大；②做相同的功，所用时间少的功率大。
方法技巧：(三)功率公式的应用 当物体在力F的作用下，以速度v沿力F的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率P=Fv。提醒：F表示物体受到的牵引力，v表示物体的瞬时速度，P表示物体的瞬时功率。 P=Fv表示的物理意义：
(1)当物体的功率一定时，它受到的牵引力越大，速度越小； (2)当物体的牵引力一定时，功率与速度成正比；
(3)当物体的速度一定时，牵引力越大，它的功率越大。 例如：驾驶功率一定的机车，有一定经验的司机在上坡时总要减速行驶，原因就是根据P=Fv可知，当功率P一定时，减小车速v，可以增大牵引力F，这样就更容易上坡。
跨越思维误区
思维误区：(一)对功的概念的理解不透 对功的概念的理解，王要表现在对做功的两个必要因素易忽略，认为只要物体运动了距离就一定有力对物体做了功，或只要有力就一定做功。理解做功的两个必要因素，除了要知道功是由“力”和“距离”决定的之外，还必须理解力是作用在物体上的力，距离是物体沿力的万向上通过的距离。
思维误区：(二)对功率是反映物体做功快慢的物理量理解不透 功率是反映物体做功快慢的物理量，它由功和做功的这段时问来决定，功的多少不能反映功率的大小，因为还要考虑时间这一因素。
物理思想方法
思想方法：用类比法建立功率的概念
速度与功率这两个物理量在定义方法、定义式等方面相似，都采用比值定义物理量的方法，我们将功率的各方面知识相应地与速度进行类比，便于掌握一些物理量的定义方法。 比较运动的快慢 比较做功的快慢 (1)通过相同的路程比较运动时间 (1)完成相同的功比较所用的时间 比较方法 (2)运动时间相同比较路程 (2)在相同的时间内比较做功的多少 (3)单位时间内通过的路程 (3)单位时间内完成的功 物理意义：描述物体运动的快慢 物理意义：描述物体做功的概念：运动路程与所用时间的比快慢 值叫速度 概念：做功与完成这些功所引入物理速度 功率 s用的时间之比叫做功率 概念 公式：v? Wt公式：P? t①运用P?中考考点链接
考点链接：(一)中考考点解读
中考的重点是做功的两个必要因素，功和功率的计算；难点是利用W=Fs和P=Fv计算有关综合性问题，题型主要有选择题、填空题和计算题。 考点链接：(二)中考典题剖析 1．力是否做功的判断 2．功率大小的判断 3．功和功率的综合计算
第二讲机械能及其转化
知识能力解读
知能解读：(一)能量
1．能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。能量简称能，是一个状态量。 注意：一个物体具有能量，说明这个物体具有做功的本领，并不表明这个物体正在做功或已经做了功。
2．能最的单位：能量的单位与功的单位一致，单位是焦耳。 知能解读：(二)动能
1．动能：物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有动能。
2．影响动能大小的因素：动能的大小与物体的质量和速度有关。物体的质量越大，速度越大，具有的动能就越大。判断一个物体是否具有动能，关键看此物体是否运动，若物体是运动的，则它必定具有动能，如航行的帆船、急流的河水、运动的钢球都具有动能。 知能解读：(三)重力势能 定义 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 判断物体是否具有重力看此物体相对某一个平面有没有一定的高度。若有，则物体具有势能的方法 重力势能 实例 被举高的重锤、吊在天花板上的吊灯、山上的石块 物体的质量和所处的高度。物体质量越大，高度越高，重力势能决定因素 越大 首先要确定这两个因素中哪一个是不变的，然后根据另一个因素比较大小的方法 的变化情况来判断比较 说明：物体所处的高度具有相对性，所以物体重力势能的大小也具有相对性。例如：放在桌面上的铁块，相对于地面来说有一定的高度，所以铁块具有一定的重力势能；若相对于桌面来说其高度为零，则铁块的重力势能为零。在不特别指明的情况下，一般以地面为参考平面。 知能解读：(四)弹性势能 定义 物体由于发生弹性形变而具有的能 判断物体是否具有弹看此物体是否发生了弹性形变。物体有弹性而无形变或有形变而 性势能的方法 无弹性时都没有弹性势能 实例 拉伸的弹簧、被拉弯的弓、压弯的树枝 决定因素 弹性形变的大小 比较大小的方法 同一物体形变量越大，弹性势能越大，不同物体还要看弹性的大小 知能解读：(五)机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，动能和势能的和就是它的机械能。动能和势能可以相互转化。机械能也可以转化为其他形式的能量。 知能解读：(六)动能和势能的相互转化实例 现象 现象分析 能量转化 从斜坡上滚下小球从斜坡上滚下的过程中，速度越来越大，高度重力势能转化为动能 的小球 越来越小，故重力势能减少，动能增加 自行车上坡前自行车上坡前加紧蹬几下，其目的是增大自行车的动能转化为重力势能 加紧蹬儿下 动能，这样转化成的重力势能就大，上坡就越容易 一些钟表和玩发条拧得越紧，弹性势能越大，那么钟表走动过程弹性势能转化为动能 具发条拧得越中转化成的动能就越大，维持时间越长
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