九年级上册物理第一单元知识点总结练习

□第一单元机械功与机械能

®知识点总结思维导图

定义：包含两个必要因素:F和s,其中s和F必须方向一致

公式：W=Fs

单位：焦耳/J

物理意义：做功的多少

机定义：做功的多少与所用时间的比值

械公式：P=W/t

功单位：瓦特/W

与物理意义：做功的快慢

机

W有用+W额外=亚总

J定义：有用功和总功的比值

动能

重力势能

17势能

弹性势能

机械能相互之间的转化

自知识点一：功

1、做功的两个必要因素:

(1)作用在物体上的力；

(2)物体在力的方向上通过的距离。

2、不做功的三种情况：

(1)物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离。此情况叫“劳而无功”。

(2)物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)。

此情况叫“不劳无功”。

（3）物体既受到力，又通过一段距离.但两者方向互相垂直（如起重机吊起货物在空中沿水平

方向移动）。此情况叫“垂直无功”。

3、功的计算：

⑴公式：一般式W=Fs；常用式W=Gh（克服重力做功）或W=/ES（克服摩擦阻力

做功）。

（2）单位：焦耳（J）

例1：关于力对物体做功的叙述，下列说法中正确的是（）

A.举重运动员举着杠铃不动，运动员竖直向上托举的力对杠铃做了功

B.人推汽车但没有推动，人的推力对汽车做了功

C.起重机吊着重物上升，钢绳竖直向上的拉力对重物做了功

D.足球在水平地面上滚动，足球受到的重力对足球做了功

【答案】C

【解析】A.运动员举着杠铃不动，有力但是没有在力的方向上移动距离，所以没有做功，

故A错误；

B.人推车，车没动，有力的作用，但是没有在力的方向上移动距离，所以没有做功，故B

错误；

C.起重机吊着重物上升，钢丝对重物有向上的拉力，同时重物在力的作用下沿力的方向移

动了距离，所以做功了，故C正确；

D.足球在水平地面上滚动，足球受重力的作用，但是并没有在重力的方向上移动距离，所

以重力没有对足球做功，故D错误。

故选C。

例2：如图，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但没有推动，下列说法正确的是（）

,推不动?

A.箱子虽然没有被推动，但小明对箱子做了功

B.箱子没有被推动，选择的参照物是地面

C.箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力

D.箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力

【答案】B

【解析】A.箱子虽然受到力的作用但是没有在力的方向上通过距离，所以小明对箱子没有

做功，故A错误；

B.箱子相对于地面位置没有变化，所以以地面为参照物，箱子是静止，因此箱子没有被推

动可以选择的参照物是地面，故B正确；

C.箱子对地面的压力作用在地面上，地面对箱子的支持力作用在箱子上，两个力是一对相

互作用力，而不是平衡力，故C错误；

D.箱子没有被推动，箱子处于平衡状态，受到的是一对平衡力，所以推力和摩擦力大小相

等，故D错误。

故选B。

例3：（多选）在排球运动中，跳发球（如图）是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛

球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有（）

A抛球B.腾空C.击球D.落地

【答案】AC

【解析】做功的必要因素是有力和在力的方向上通过的距离，产生力的条件必须是物体对物

体作用，也就是必须要有相互作用.“腾空”和“落地”时，运动员与球并没有接触，没有力的

作用“抛球'和"击球’的一瞬间，运动员对排球有力的作用，同时在力的方向排球有一定的距

离，做了功。

故选AC。

自知识点二：功率

1、物理意义：表示物体做功的快慢。

2、定义：把做功的多少与所用时间的比叫做功率。

3、计算式：P=*,P表示功率，W表示功，t表示时间，使用公式计算功率时，必须注

意W和t的对应关系。W为在t时间内所做的功，而t为做W这么多的功所用的时间。

4、推导式：p=7=7=Fv,式中F为做功的力而V为速度。

5、单位：瓦（W）

例4：甲、乙两种机械所做的功W随时间t变化的图像如图所示，则从图像可以判断（）

A.甲比乙做功多B.甲比乙做功少C.甲比乙做功快D.甲比乙做功慢

【答案】C

【解析】功率是表示物体做功快慢的物理量，其大小等于单位时间内所做的功；由图像可知,

W

在相同的时间内，甲做的功比乙做的功多，根据P=一得：甲的功率比乙大，即甲比乙做

t

功快，故c正确，D错误；由于A、B没有说时间相同，故不能判断甲和乙做功的多少，

所以A、B都错误。

故选C

例5：如图所示，不计滑轮重及摩擦，分别用力F\F2匀速提升同一重物，若力F\F2在

相等时间内对物体所做的功相等，则力F\F?及其功率Pi、P?的大小关系为（）

A.F)>F2Pi<P2B.Fi>F2Pi>P2

C.Fi>F2Pi=P2D.Fi<F2Pi<P2

【答案】C

【解析】（1）在不计绳重和摩擦时物体升高h,用定滑轮提升物体时绳子自由端移动的距离

为h,若用动滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离为2h,则定滑轮提升物体时，拉力做

功为：平=即=Fh;动滑轮提升物体时，拉力做功为：匕=F2s=2F2h;因为平=%,

所以6=2尸2,即工〉尸2；

W

（2）又时间相同，且匕=%2,根据功率公式尸=7可知：乙=匕0由以上分析得到,

ABD错误，C正确。

故选C。

自知识点三：有用功、额外功、总功、机械效率

1、总功：使用机械时，拉力（或动力）所做的的功；例如：用桶从井中打水，人在整个提水

过程中拉力做的功是总功。

2、额外功：对我们是无用的，但又不得不做的功；如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就

是额外功。

3、有用功：从总功中减去额外功，才是对我们有用的功；如提沙子上楼时对沙子做的功就

是有用功。

4、我们把有用功和总功的比值叫做做机械效率，符号为〃。

⑴公式为式中〃表示机械效率，它是一个百分数•，/的值越大，表明有用功在总

w&

功中所占的比例越大，做功的效率越高。

（28的值总小于100%,由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的,

即有用功总是小于总功。

例6：小李同学先后用同样大小的力F使一木箱分别在如图所示的甲、乙、丙三个表面上沿

力的方向移动相同的距离s,该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙。关

于做功大小的下列说法正确的是（）

6

A.W甲＜W乙＜W丙B.W甲〉W乙〉W丙

C.W甲=W乙=0丙D.W甲=W乙＜W丙

【答案】C

【解析】由题意可知，三种情况下作用在物体上的力大小相等，且沿着力的方向上移动的距

离也相等，根据W=Fs可知，三个过程中力F所做的功相等。

故选C。

例7：现有30包大米，总质量为150kg，小明想尽快将它们搬上10m高处的库房，如图为

小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象,由图可知他可以提

供的最大功率为W;为尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬______包，若每次

下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是____s。

(g=10N/kg)

【答案】50;3;450

【解析】(1)A点的物理意义是：当搬运质量为15千克的物体时，人用于搬运物体的功率(输

出)最大，其值为50W;

(2)30包大米，总质量为150千克，每包的大米的质量是5千克，由于搬运物体所需要的

总功是一定的，要尽快完成搬运工作，要求人始终在最大功率(输出)状态下工作，每次应搬

动质量为15千克物体，即大米3包；

(3)每次搬运最大重力：G=mg=15kgx10N/kg=15ON

重力做的功：W=Gh=150Nxl0m=1500J

则每次上楼所用的时间：，=匕=曰器=30s

t50少

每次下楼所用的时间是15s,一个来回所用的时间是：30s+15s=45s

搬30包大米需10个来回，所以所用的时间一共是：45sxi0=450s

故答案为50;3;450。

7

例8：如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N.沿竖直方向匀速拉动弹

簧测力计，物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数为N,滑轮组的机械效率

B_____

【答案】2.4；83.3%

【解析】由图示弹簧测力计可知，其分度值为02N,示数为2.4N;

由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n=3,

滑轮组效率：

,7=^OLxlOO%=-xl00%=—xl00%=—x100%=—^—xlOO%®83.3%

少总FsnFhnF3x2.4N

故答案为：2.4；83.3%.

例9：利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质

量相等的重物提升到相同的高度，则（）

A.力R和力Fz做功的功率相同B.力B的功率大于力F?的功率

C.乙滑轮组的机械效率高D.甲、乙两个滑轮组的总功相同

【答案】BC

【解析】AB.在相同的时间内提升到相同的高度，即物体上升的速度v相同，甲滑轮组有

3组绳子，乙滑轮组有两组绳子，所以甲的拉力移动的速度巳=3。V2=2V,且拉力F

wFs

相等，根据：P=—=y=Fv-,可知？的功率较大，故A错误，B正确符合题意;

C.根据公式：？=》=兽=3,可知：6|=62，/=尸2，\=3,〃2=2,所以小＞〃2

w0rsnr

即甲的机械效率低，乙的机械效率高，故C正确，符合题意;

8

D.甲拉力移动的距离SI=3/?,S2=2〃,拉力F相等，根据公式少总=人可知，甲做的总

功大，故D错误。

故选BC。

a

知识点四：动能和势能

1、什么是能？

物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量或能。

2、动能

动能：物体由于运动而具有的能。

3、势能

重力势能：把被举高的物体具有的能叫做重力势能。

弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。

重力势能和弹性势能统称为势能。

例10""炎热的夏天，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在匀速行驶洒水的过

程中，以下关于能量变化说法正确的是（）

A.动能减小，机械能不变B.动能不变，机械能减小

C.动能减小，机械能减小D.动能增大，机械能增大

【答案】C

【解析】洒水车洒水时，水的质量减小，速度不变，所以动能减小；而水的质量减小的同时,

水的重心也在降低，所以其重力势能也减小，而机械能是动能和重力势能的总和，因此洒水

车的机械能减小。故选C。

例11：如图所示是蹦极运动的简化示意图.弹性绳一端固定在。点，另一端系住运动员，运

动员从o点自由下落，到A点处时弹性绳自然伸直，B点是运动员受到的重力与弹性绳对

运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是

A.从0点到C点运动员的速度一直在减小

B.从0点到C点运动员的机械能一直在增大；

C.从0点到C点运动员的机械能一直在减小

D.从。点到A点运动员的机械能不变

【答案】D

【解析】运动员从0点到达B点前，重力大于弹性绳的拉力，做加速运动，即动能增大；

因到达B点时运动员受到的重力和弹性绳的拉力相等，是一对平衡力，不再向下做加速运

动，此时，人的下落速度达到最大，故动能也达到最大；由于惯性，运动员从B点将继续

向下运动到达C点，弹性绳伸长，绳子对人的弹力继续增大，而人的重力是保持不变的，

此时绳子对运动员的拉力大于重力，方向竖直向上，与运动员下落的运动方向相反，此过程

中，运动员将作减速运动，直至速度为零，动能为零.由以上分析可知，运动员从。点到C

点的过程中，运动员的速度先增大、再减小，故A错误.因忽略空气阻力，则机械能守恒，

整个过程中机械能不变，故B、C错误，D正确。故选D。

例12：为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小谢同学设计了如图所示的探究实

验；将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、he的位置滚下（mA=mB<mc,

hA=hc>hB）,推动小木块运动一段距离后静止.请你根据生活经验和所学的物理探究方法，

回答以下问题：

（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水面时的速度（选填“相等”或“不相等”）一

（2）小球推动小木块运动的距离越大，安全隐患（选填“越大”、“不变”或“越小

（3）用来研究超载安全隐患时，我们应选择两个图所示实验进行比较。

（4）用来研究超速安全隐患时，我们应选择两个图所示实验进行比较。

【答案】（1）相等；（2）越大；（3）甲、丙；（4）甲、乙

【解析】（1）因为A球和C球所处的高度相同，故它们刚滚到水平面时具有相同的速度。

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(2)小球推动木块运动的距离越大，说明小球具有的能量就越大，能对木块做的功就越多,

因此，其安全隐患越大。

(3)从图甲和丙可知，A和C的速度相同，C的质量大于A的质量，且C对物体做功

较多，因此，要研究超载安全隐患时，应选择甲和丙。

(4)从图甲和图乙中可知，质量相等的A和B,A的初速度较大，对物体做的功较多，

因此，要研究超速安全隐患时，应选择甲和乙。

11

□第一单元机械功与机械能

0同步练习

1.如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是（）

大力士表演拉汽车前行，此时人拉车的力做了功

起重机吊着重物水平移动，钢丝绳的拉力对重物做了功

举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功

足球在水平地面上运动，足球的重力对足球做了功

2.如图所示，图甲中用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动；图乙是他两次拉动

同一木块得到的路程随时间变化的图象.下列说法正确的是（）

A.木块第二次受到的拉力较大B.第一次木块的动能大

C.第一次拉力对木块做功的功率大D.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等

3.下面提供了四则信息：①低温技术已有重大突破，随着低温技术的发展，科学家一定能

制取到内能为零的物体；②某科研小组正在研制一种使光速大大降低的介质，不久的将来,

能使光速降到40m/h左右，慢到跟乌龟爬行的速度相仿；③由于太阳的照射，海洋表面温

度可达30P左右，而在海洋100m~600m深的地方，水温约4。（3,因此人们研制了一种抗

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腐蚀的热交换器，利用水温差发电，并取得了成功；④随着机械制造水平的提高，人们正在

研制机械效率为100%的机械，并取得重大突破.

请根据学过的物理知识辨别，以上信息中正确的是（）

A.①；②B.②；③C.③；④D.①④

4.如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动

能和重力势能变化情况分别是（）

A.动能减小，重力势能增大

B.动能增大，重力势能减小

C.动能先增大后减小，重力势能增大

D.动能先减小后增大，重力势能减小

5.如图所示是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法不正确的是（）

A.滚摆运动过程中，机械能守恒

B.滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能

C.滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能

D.滚摆上升的最大高度逐渐降低

6.在铁架台上固定由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N

的拉力使2N重的物体匀速上升，下列说法正确的是（）

A.滑轮组的机械效率是83.3%

B.滑轮组的机械效率是66.7%

C.绳端移动速度与物体上升速度相同

D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍

8.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力的大小与速度的二次方成正比，且不同质量的

雨滴所受空气阻力的大小与速度的二次方的比值相同。现有两滴质量分别为M和，"2的雨滴

从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直

线运动的过程中，其重力的功率之比为（）

3

A.m\'.机2B.C.D.：y]m2

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9.如图所示，将重为900N的物体从长为/=4m、高〃=lm的斜面底部以0.5m/s的速度匀速

推上斜面的顶端，已知沿斜面所用的推力是300N,则推力做的功为J,推力的功率

是W,该斜面的机械效率是___________

10.许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”(按一定距离排列的骨牌，碰倒第一块

骨牌后，其他所有骨牌会依次倒下)活动，其中的物理原理是：骨牌倒下时，转

化为(填“动能”或“重力势能”)，这部分能量就转移给下一张骨牌，下一张

骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越快。

11.如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.实验中让钢球从斜面上

某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平向右运

动直至停止。

(1)实验中是通过观来判断钢球的动能大小。

(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与