第12讲 功和机械能-人教版中考物理一轮复习（讲义）（含解析）

这是一份第12讲 功和机械能-人教版中考物理一轮复习（讲义）（含解析），共16页。学案主要包含了功的概念，功的计算，势能，机械能及其转化等内容，欢迎下载使用。

一、功的概念
对“物体在力的方向上移动距离”的理解
力对物体做功时，物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致，移动的方向和力的方向有夹角（夹角不等于90°）时力也对物体做功。如图中，拉力F对物体做功。
二、功的计算
1.功
2.对公式W=Fs的理解
3.应用公式W=Fs计算功时的注意事项
4.功的公式的变形公式及其应用
5.对做功的两种表述
（1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。
（2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。如克服重力做功：向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。
【例1】
1．关于对功的理解，下列说法正确的是（ ）
A．作用在物体上的力越大，力做的功就越多
B．把重1N的物体举起1m所做的功为1J
C．物体通过的路程越长，作用力做功越多
D．力作用的时间越长，做的功就越多
【变式1-1】
2．如图所示的几个情形中，人做功的是（ ）
A．图甲中女孩把一箱报刊搬起来
B．图乙中学生背着书包在水平路面上匀速前进
C．图丙中虽然司机费了九牛二虎之力，汽车还是纹丝不动
D．图丁中足球被踢后，在草地上滚了一段距离
【变式1-2】
3．如图的四种情景中，人对物体没有做功的是（ ）
A．用力推小车前进
B．提着滑板车在水平路面上前行
C．用力把石头搬离地面
D．将货物从地面拉到高处
【变式1-3】
4．在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F−t和v−t图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（ ）
A．0-3s内拉力做功9JB．3-6s内拉力的功率逐渐变小
C．第10s拉力的功率为60WD．9-12s内拉力做功18J
一、功率
1.功率的概念
做功“多少”与“快慢”的意义不同，做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大。所以，描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少，一般描述为单位时间内（或相同时间内），物体做功越多，功率越大。
2.功和功率的比较
二、功率的测量
1.功率的测量
【实验原理】由P=Wt可知，要测量功率，必须测物体（或机械）所做的功W和完成这些功所用的时间t。如果我们要测自己上楼的功率，需测出自己的重力G（或质量m）、楼层的高度h和上楼所用时间t。
【实验器材】体重计（或磅秤），皮尺（或米尺），计时器（停表、手表等）。
【实验步骤】（1）体重计（或磅秤）测出自己的质量（m），求出自己的重力G。
（2）用皮尺（或米尺）测出所登楼层的高度h（或测出一个台阶的高度h0，然后数出楼梯的台阶数n，则所登楼层高度为h=nh0）。
（3）用停表（或手表）测出自己上楼所用时间t。
功率的计算式为：P=Wt=Gℎt=Gnℎ0t或P=Wt=mgℎt=nmgℎ0t。
2.实验注意事项
（1）测量人上楼的功率时，登楼梯是克服人自身重力做功。
（2）测量过程中，应测量楼层的高度，而不测量楼梯的长度。
（3）做功的时间越短，测量误差越大，因此在测量时要适当增加做功所用时间，以减小测量误差。
【例2】
5．下列说法正确的是（ ）
A．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大
B．甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大
C．功率大的机器比功率小的机器做的功多
D．由P=Wt可知，功率跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大
【变式2-1】
6．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tAB>tCD，运动距离sAB=sCD，比较两种情况下拉力所做的功和功率（ ）
A．AB段做功较多B．CD段做功较多
C．AB段功率较小D．AB段与CD段的功率一样大
【变式2-2】
7．初中生小慧在放学回家的途中，对一些情境中的功和功率进行了估计，其中最接近事实的是（ ）
A．她在回家路上骑车的功率约为70W
B．进入单元楼后，她爬楼的功率约为2000W
C．她每爬一层楼，大约需要对自己做功500J
D．她从一楼回到五楼家中，对书包中的物理课本做功约为100J
【变式2-3】
8．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5N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，则（ ）
A．物体在EF段的速度大于GH段的速度
B．物体在GK段受到的摩擦力等于5N
C．拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D．拉力F在EF段的功率小于在GH段的功率
一、能量
1.能做功的物体具有能量
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
（2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。
2.对能的理解
（1）能量是表示物体做功本领的物理量。
（2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。
3.能与功的区别与联系
二、动能
1.动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。
2.实验探究：物体的动能跟哪些因素有关
3.理解动能大小时应注意的问题
一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析两个因素。
例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，例如当火车的速度为零时，其动能一定比飞行的子弹小。
三、势能
1.重力势能：位于高处的物体具有能量。
（1）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，叫做重力势能。
（2）实验探究：影响重力势能大小的因素
2.弹性势能
（1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
（2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
（3）弹性势能的应用：弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。
3.势能：重力势能与弹性势能是常见的两种势能。
4.动能和势能的异同点
【例3】
9．周末，小明一家到游乐园游玩。如图所示为游乐园的过山车运行的情景，下列说法正确的是（ ）。
A．过山车从高处加速滑下的过程中，动能增加
B．过山车从低处上升的过程中，重力势能增加
C．过山车到达圆形轨道最高点时不受任何力的作用
D．过山车从低处上升的过程中，重力势能转化为动能
【变式3-1】
10．在“探究动能的大小与哪些因素”有关的实验中（如图），让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。下列说法中正确的是（ ）。
A．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系
B．铁球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
C．铁球从斜面上滚下的过程中，铁球受到的支持力没有做功
D．该实验研究对象是木块B
【变式3-2】
11．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA=mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（ ）。
A．若C将木桩打入沙中的深度相同，则mB