資源簡介

(共45張PPT)
第8講　功和機械能
知識思維導(dǎo)圖
知識整合梳理
功、功率
1. 功.
（1）兩個必要因素：一是作用在物體上的 　力　；二是物體在 　力的方向　上移
動的距離.
（2）功的計算：功等于 　力　與物體在 　力的方向上移動的距離　的乘積，表達
式：W＝ 　Fs　.
（3）單位： 　焦耳　，符號為 　J　；1 J＝1 N·m.
力
力的方向
力
力的方向上移動的距離
Fs
焦耳
J
應(yīng)知應(yīng)會盤點
①不勞 　無功　：物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過了一段距離.例如踢出
去的足球在空中運動，腳對球不做功.
②徒勞 　無功　：物體受到力的作用，但保持靜止?fàn)顟B(tài)，即沒有移動距離.例如
“推而不動”“搬而未起”.
③垂直 　無功　：物體受到力的作用，也移動了一段距離，但移動方向與力的方
向垂直.例如手提物體沿水平方向移動，手對物體不做功.
無功
無功
無功
（4）三種不做功的情況.
2. 功率.
（1）定義：在物理學(xué)中，把 　功　與做功 　所用時間　之比叫做功率.它是表示
物體 　做功快慢　的物理量.
（2）公式及推導(dǎo)：P＝ ，若物體在力F的作用下以速度v勻速運動，由W＝Fs
得，P＝＝＝ 　Fv　.
（3）單位：基本單位是 　瓦特　，符號是 　W　；工程技術(shù)上還常用 　千瓦　，
符號是 　kW　.單位之間的換算關(guān)系：1 kW＝ 　1　　W，1 W＝1 J/s.
功
所用時間
做功快慢

Fv
瓦特
W
千瓦
kW
1 000
3. 機械能.
定義 影響因素
機 械 能 動能 物體由于運動而具有的能量 質(zhì)量：速度相同，質(zhì)量越大，動能越大
速度：質(zhì)量相同，速度越大，動能越大
勢 能 重力
勢能 物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能量 質(zhì)量：高度相同，質(zhì)量越大，重力勢能越大
高度：質(zhì)量相同，位置越高，重力勢能越大
彈性
勢能 物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量 彈性形變；同一物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大
能量轉(zhuǎn)化 重力勢能 動能 彈性勢能
機械能守恒 只有重力或彈力做功（只有動能和勢能互相轉(zhuǎn)化）時，機械能總和不變
命題點1　機械能及其轉(zhuǎn)化
1. （2023重慶B卷）2023年5月30日，我國用長征二號F遙十六運載火箭成功發(fā)射
了“神舟十六號”載人飛船.如圖所示是飛船與火箭組合體加速上升的情景，下列
分析正確的是（　C　）
A. 飛船的機械能不斷減小
B. 飛船相對于火箭是運動的
C. 火箭對飛船做了功
D. 火箭采用液氧或液氫作為推進劑不環(huán)保、不高效
C
重慶中考聚焦
2. （2023重慶A卷）2023年5月10日，“天舟六號”貨運飛船搭乘火箭飛向中國空
間站，如圖所示，一起加速升空的過程中，飛船的機械能 　增大　（選填“增
大”“減小”或“不變”）.
增大
3. （2024重慶B卷）如圖所示是火箭搭載“嫦娥六號”探測器發(fā)射升空的壯麗情
景.此過程中，“嫦娥六號”的重力勢能 　增大　.
增大
命題點2　功、功率的相關(guān)計算
4. （2022重慶B卷）某品牌國產(chǎn)電動汽車勻速通過長約1 800 m的朝天門長江大橋
用時120 s，整個過程中汽車牽引力的功率恒為9.0×103 W. 求整個過程中汽車牽
引力所做的功.
1.08×106 J　
5. （2024重慶A卷）為推動成渝雙城經(jīng)濟圈建設(shè)，重慶金鳳隧道主城區(qū)段于2024
年4月28日正式通車.隧道全長約6 km，設(shè)計最高時速60 km/h.（不計車身長度）
（1）汽車通過隧道至少需要多少時間？
0.1 h
（2）若一輛功率為100 kW的貨車勻速通過該隧道用時8 min，貨車的牽引力
是多大？
8 000 N
1. 如圖所示的情景中，人對物體做功的有 　甲、乙　，不做功的有 　丙、丁　.
甲　小車在推力的作用下向前運動了一段距離　
乙　物體在繩子拉力的作用下升高
甲、乙
丙、丁
教材知識溯源
丙 提著滑板在水平路面上前行
丁 搬而未起
RJ八年級下冊P63 圖11.1－2、圖11.1－3
2. 如圖所示，大人和小孩同時從一樓出發(fā)，爬到三樓，用時相同，大人做的功
　大于　小孩做的功，大人做功的功率 　大于　小孩做功的功率.（均選填“大
于”“小于”或“等于”）
RJ八年級下冊P65 圖11.2－1
大于
大于
3. 某同學(xué)利用如圖所示裝置來鍛煉關(guān)節(jié)，重物的質(zhì)量為3 kg，若小腿拉繩使重物
在3 s內(nèi)勻速上升0.5 m，則小腿對重物的拉力是 　30　N；小腿對重物做的功是
　15　J；小腿拉重物的功率是 　5　W.
HK八年級P239 圖10－11
30
15
5
4. 流動的水能夠推動水車做功，是因為流動的水具有能，這種能我們稱之為
　動　能.
RJ八年級下冊P67 圖11.3－1
動
5. 小明玩蹦蹦桿，蹦蹦桿由地面彈起，在空中升高的過程中，小明的 　動　能轉(zhuǎn)
化為 　重力勢　能，在下落后，從桿尖觸到地面到彈簧壓縮至最短，彈性勢能
　增大　（選填“減小”“不變”或“增大”）.
HK八年級P249 圖10－25
動
重力勢
增大
6. 當(dāng)衛(wèi)星從遠地點向近地點運動時， 　重力勢　能減小， 　動　能增大；當(dāng)衛(wèi)星
從近地點向遠地點運動時， 　動　能轉(zhuǎn)化為 　重力勢　能.
RJ八年級下冊P73 圖11.4－6
重力勢
動
動
重力勢
重難點1　功、功率的計算
1. 分析是哪個力對物體做功，即找對相應(yīng)的力.
2. 計算中用到的s和v必須是物體在力的方向上運動的距離和速度.
3. 在用W＝Fs計算功時，F(xiàn)的單位用N，s的單位用m，W的單位才是J；在用P＝
計算功率時，W的單位用J，t的單位用s，P的單位才是W；在用P＝Fv計算功率
時，F(xiàn)的單位用N，v的單位用m/s，P的單位是W.
4. 做功的多少與力和在力的方向上通過的距離有關(guān)，與物體做的是勻速運動還是
變速運動無關(guān).
重點難點突破
例1　一塊水泥板質(zhì)量為0.5 t，起重機在5 s內(nèi)把它勻速提高2 m，此過程中（g取
10 N/kg）（　　）
A. 起重機對水泥板所做的功為1×104 J
B. 起重機對水泥板所做的功為1×103 J
C. 起重機提升水泥板的功率為2×102 W
D. 起重機提升水泥板的功率為5×102 W
【解析】水泥板的質(zhì)量m＝0.5 t＝500 kg，水泥板受到的重力G＝mg＝500 kg×
10 N/kg＝5 000 N，起重機對水泥板所做的功W＝Gh＝5 000 N×2 m＝1×104 J，故A符合題意、B不符合題意；起重機對水泥板做功的功率P＝＝＝2×
103 W，故C、D不符合題意.
【答案】A
重難點2　判斷機械能的變化
1. 在判斷物體的動能和勢能轉(zhuǎn)化的規(guī)律時，只要搞清楚物體動能、勢能及機械能
大小的決定因素，就能得出正確的結(jié)論.對某個確定的物體，它的動能是否變化，
要看它的速度大小是否發(fā)生變化；它的勢能是否發(fā)生變化，要看它的高度是否發(fā)
生變化.
2. 對于物體的機械能是否發(fā)生變化，一要看物體的動能和勢能之和是否發(fā)生變
化，二要看有沒有機械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能（例如電能、內(nèi)能等）或其他形式
的能轉(zhuǎn)化成物體的機械能.在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的過程中，如果題目中有“光
滑”“自由”“不計阻力”等詞語，說明不計摩擦，則機械能不變.
例2　（2023益陽）蕩秋千是深受同學(xué)們喜愛的一項運動.如圖所示，秋千在擺蕩
的過程中，A為最低點，B是擺蕩到右邊時的最高點.下列說法正確的是（　　）
A. 人從A點運動到B點是利用了人具有慣性
B. 人在A點時的慣性最大，在B點時的慣性最小
C. 人由A點運動到B點的過程中，重力勢能不變，機械能增大
D. 人從B點運動到A點的過程中，重力勢能增大，動能增大
【解析】秋千在擺蕩的過程中，人能從最低點A點運動到最高點B點，是因為人具
有慣性，故A正確；慣性的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，人在A點和B點時，質(zhì)量不
變，慣性不變，故B錯誤；人由A點運動到B點的過程中，質(zhì)量不變，高度增大，
重力勢能增大，克服摩擦力做功，機械能減小，故C錯誤；人從B點運動到A點的
過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，故D錯誤.
【答案】A
實驗　探究物體的動能與哪些因素有關(guān)
【實驗裝置】
【實驗器材】斜槽、水平木板、質(zhì)量不同的鋼球、木塊、刻度尺等.
典型實驗突破
【實驗方法】
1. 轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用：把鋼球的動能大小轉(zhuǎn)換成木塊被撞出的距離的遠近.木塊被撞
得越遠，說明鋼球的動能越大.
2. 控制變量法的應(yīng)用：
（1）探究動能的大小與速度的關(guān)系時，需控制同一鋼球從斜槽的不同高度處由靜
止開始釋放，觀察木塊被撞出距離的遠近.
（2）探究動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時，需控制質(zhì)量不同的鋼球從斜槽的相同高度
處由靜止開始釋放，觀察木塊被撞出距離的遠近.
【實驗分析】
1. 鋼球沿斜槽向下運動時，動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.
2. 水平木板不能太光滑，否則木塊被撞出的距離太大，無法完成實驗.
【實驗結(jié)論】
1. 物體動能的大小只與物體的質(zhì)量和速度有關(guān).
2. 速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能越大.
3. 質(zhì)量一定時，物體的速度越大，動能越大.
針對訓(xùn)練
實驗小組的同學(xué)在“探究影響動能大小的因素”實驗中，準(zhǔn)備的器材有：質(zhì)量分
別為m、2m的兩個鋼球、木塊和斜面等.實驗過程如圖甲、乙、丙所示.
甲
乙
丙
（1）本實驗是通過 　木塊在水平面移動的距離　來反映 　鋼球　（選填“木塊”
或“鋼球”）的動能，這種研究問題的方法叫做 　轉(zhuǎn)換法　.
木塊在水平面移動的距離
鋼球
轉(zhuǎn)換法
（2）小明進行甲、乙實驗時保持 　鋼球質(zhì)量　不變，探究的是物體的動能與 　速
度　的關(guān)系，根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論是 　當(dāng)質(zhì)量一定時，物體的速度越大，動
能越大　.
（3）為了探究物體動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇 　甲、丙　兩組實驗進行分析，小
明根據(jù)乙、丙兩圖得出的結(jié)論是物體的速度越大時動能越大，他的結(jié)論是否正
確？ 　錯誤　（選填“正確”或“錯誤”），理由是 　乙、丙兩次實驗沒有保持
鋼球質(zhì)量不變　.
鋼球質(zhì)量
速
度
當(dāng)質(zhì)量一定時，物體的速度越大，動
能越大
甲、丙
錯誤
乙、丙兩次實驗沒有保持
鋼球質(zhì)量不變
甲
乙
丙
（4）實驗中小明發(fā)現(xiàn)鋼球滑動到斜面底端后會繼續(xù)向前運動，是因為鋼球具有
　慣性　；木塊最終會停下來是因為受到 　阻力（或摩擦力）　的作用.
（5）實驗過程中小明發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象不明顯，老師指出小明實驗中木塊被撞擊后移
動的距離差異較小，實驗現(xiàn)象不明顯，為確保實驗有較明顯的現(xiàn)象，可行的方案
是 　阻力（或摩擦力）　.（寫出一種即可）
慣性
阻力（或摩擦力）
增大鋼球的質(zhì)量
命題點1　機械能及其轉(zhuǎn)化
1. （名師原創(chuàng)）用升降機將工人勻速舉高檢修路燈，在上升的過程中，工人
（　B　）
A. 動能增大
B. 重力勢能增大
C. 機械能守恒
D. 動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
B
核心考點精練
2. （2024張家口模擬）如圖所示是奧運冠軍鞏立姣投擲鉛球的身影，下列說法正
確的是（　B　）
A. 鉛球下落是由于鉛球具有慣性
B. 鉛球在飛行過程中，運動狀態(tài)不斷改變
C. 鉛球在上升過程中，機械能增大
D. 鉛球在下落過程中，動能和重力勢能都變大
B
3. （2024通遼模擬）如圖所示，先用繩子把一塊橡皮懸掛起來，然后把橡皮貼近
自己的鼻子，穩(wěn)定后松手，頭保持不動，橡皮向前擺去又?jǐn)[回來，不會碰到鼻子.
下列說法正確的是（　C　）
A. 橡皮在擺動的過程中機械能守恒
B. 橡皮在上升過程中，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能
C. 橡皮在下降過程中，重力勢能部分轉(zhuǎn)化為動能
D. 橡皮擺動到最低點時動能最小，速度最大
C
4. （2024南京模擬）如圖是“嫦娥五號”采用“半彈道跳躍式再入”返回地面的返回軌道示意圖，俗稱“太空打水漂”，虛線為大氣層的邊界，a、c、e為返回艙的軌跡與大氣層的交點，交點到地球的距離都相同.下列關(guān)于返回艙的說法錯誤的是（　C　）
A. 從a點向b點運動的過程中，動能增加
B. 從b點向d點運動的過程中，重力勢能增加
C. 在a點的動能等于在e點的動能
D. 在c點和e點的機械能相等
C
5. 如圖所示，一小朋友在蹦床上跳起后上升至最高點的過程中， 　動能　（選填
“動能”或“重力勢能”）逐漸減小.在此過程中，動能和重力勢能之間相互 　轉(zhuǎn)
化　.
動能
轉(zhuǎn)
化
6. 如圖所示，一款名叫“蝸小白”的無人駕駛掃地車，正在平直路面上勻速前
進，并將地面上的垃圾吸入車內(nèi).此過程中，掃地車整體的動能 　變大　，機械
能 　變大　.（均選填“變小”“不變”或“變大”）
變大
變大
命題點2　功、功率的相關(guān)計算
7. （2023巴川中學(xué)期末）搭載“神舟十六號”載人飛船的長征二號F遙十六運載
火箭于2023年5月30日在酒泉發(fā)射，其起飛推力達到6×105 kg（用質(zhì)量對應(yīng)的重力
來通俗度量推力的大小），發(fā)射塔架高100 m，起飛時尾部從塔底到塔頂用時5 s，
此過程中推力做功 　7.6×108　J，火箭平均功率為 　1.2×108　W.
6×108
1.2×108
8. （2023南開中學(xué)期末）在擲實心球的過程中，小江同學(xué)用90 N的力將重20 N的
實心球投出，實心球在空中劃出一條弧線，相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示.實心球脫手后在空
中飛行過程中，小江對球 　不做功　（選填“做功”或“不做功”），實心球從
最高點到落地的過程中，實心球的重力做功 　56　J.
不做功
56
9. （2023襄陽模擬）隨著科技的發(fā)展，有些餐廳已使用機器人送餐.某次送餐時.
機器人與食物的總質(zhì)量為30 kg，機器人在水平路面上以0.8 m/s的速度沿直線勻速
運動50 m，機器人受到的阻力為重力的，則機器人的重力做功 　0　J，牽引力
對機器人做功的功率為 　24　W. （g取10 N/kg）
0
24
10. （2023武漢期末）電動叉車托著質(zhì)量為1 000 kg的貨物，在25 s時間內(nèi)沿水平方向行駛了100 m，如圖甲所示；接著在10 s內(nèi)把貨物勻速豎直提升1 m，如圖乙所示.叉車水平行駛時克服貨物重力做功的功率為 　0　W；叉車提升貨物的過程中，克服貨物重力做的功為 　1×104　J，克服貨物重力做功的功率為 　1×103　W.
0
1×104
1×103
11. （2022忠縣期末）某市部分公交線路的公交車使用的是新能源公交車，若該車
在5×103 N牽引力的作用下，沿平直路面勻速行駛，40 s內(nèi)通過了600 m.求：
（1）牽引力所做的功；
3×106 J　
（2）牽引力的功率.
7.5×104 W
12. （2023福建期末）一輛汽車以恒定的功率在平直的公路上做直線運動，其v－t
圖像如圖所示，它在0～10 s內(nèi)通過的路程為120 m.設(shè)汽車在行駛過程中所受的阻
力不變，大小為f＝4 000 N. 求：
（1）汽車在0～10 s內(nèi)的平均速度；
12 m/s　
（2）汽車勻速行駛時的功率；
8×104 W
（3）在0～10 s內(nèi)汽車發(fā)動機的牽引力所做的功.
4.8×105 J
13. （2023江北期末）2023年3月19日重慶馬拉松比賽在南濱路拉開帷幕，記者們
用無人機搭載高清相機拍攝.如圖所示，無人機及搭載裝置的總質(zhì)量約為1.6 kg，
若無人機用時10 s從地面用豎直上升到50 m的高空中懸停進行拍攝.忽略無人機受
到的浮力，求：（g取10 N/kg）
（1）無人機及搭載裝置所受的重力；
16 N　
（2）航拍起飛至懸停，無人機及搭載裝置克服重力做的功；
800 J　
（3）無人機及搭載裝置克服重力做功的功率.
80 W
14. 如圖所示為一款輕便的可折疊的空氣自行車，它由尼龍材料通過3D打印制作
而成，它的質(zhì)量為1.2 kg.當(dāng)一個質(zhì)量為58.8 kg的騎手騎著該自行車在水平路面勻
速前進時，車速為5 m/s，所受阻力為總重的，當(dāng)該騎手騎行30 min時，求：
（1）該騎手騎車時的功率；
300 W　
（2）該騎手所做的功.
5.4×105 J
15. 在某次性能測試中，一款新型無人駕駛電動汽車沿平直的公路勻速行駛，行駛過程中汽車受到的阻力為1 500 N，在180 s的測試時間內(nèi)汽車勻速行駛了1 800 m.在此過程中，求：
（1）汽車受到的牽引力；
1 500 N
（2）汽車牽引力所做的功；
2.7×106 J
（3）汽車牽引力做功的功率.
15 000 W

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