初中物理-功和机械能讲义

考点及命题趋势

1、本章是初中力学板快中重要部分，历年中考重点分布在：①理解动能、势能、机械能的概念及

能量大小的确定因素，能说明一些能量转化现象，②理解功的概念，会利用公式计算，③理解功率的概

念，会利用公式计算，④理解机械效率的概念，结合简洁机械进行有关机械效率的概念。

2、概括起来讲主要考查两大类：

（一）功、功率、机械效率综合应用

（二）动能和势能的相互转化。

3、考试题型以填空题、选择题和试验题（常考斜面机械效率）居多，计算题等。

4、本章对机械效率的考瓷每年必考，2004—2008年都有所设计。预料2009年中考仍对以上考点进

行考查。

学问点概要

15.1功

一、功

1.力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距掰。

2.不做功的三种状况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直.

巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（缘由是足球靠惯性飞出）。

3.力学里规定：功等于•力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W二FS。

4.功的单位：焦耳，1J=IN・m。把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是"

5.应用功的公式留意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S肯定是在力的

方向上通过的距离，强调对应。③功的单位“焦”（牛•米二焦），不要和力和力臂的乘积（牛•米,

不能写成“焦”）单位搞混。

二、功的原理

1.内容：运用机械时，人们所做的功，都不会少于干脆用手所做的功；即：运用任何机械都不省功。

2.说明：（请留意志向状况功的原理可以如何表述？）

①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

②功的原理告知我们：运用机械要省力必需姬离，要省距离必需贽劲，既省力又省距离的机械是没

有的。

③运用机械虽然不能省功，但人类仍旧运用，是因为运用机械或者亘以鱼力、或者可以省距离、也可

以变更力的方向,给人类工作带来许多便利。

④我们做题遇到的多是志向机械（忽视摩擦和机械本身的重力）志向机械：运用机械时，人们所做的

功（FS）二干脆用手对重物所做的功（Gh）。

3.应用：斜面

①志向斜面：斜面光滑;②志向斜面遵从功的原理;

③志向斜面公式：F>Gh,其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面力度。

假如斜面及物体间的摩擦为f,则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于干脆对物体做功Gh。

15.2机械效率

1.有用功：定义：对人们有用的功。

公式：WYrffl=Gh（提升重物）川'总T"nW总

斜面：w制二Gh

2.额外功：定义：并非我们须要但又不得不做的功。

公式：总一W制二G动h（忽视轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）

斜面：W9fL

3.总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功

公式：W%=W#D+H1=FS=w制/n

斜面:W总=fL+Gh=FL

4.机械效率:

①定义：有用功跟总功的比值。

②公式：

斜面：

定滑轮：

动滑轮：

滑轮组：

③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用

功占总功的60%o

④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

5.机械效率的测量：

①原理：

②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

④步骤：必需匀速拉动弹簧测力计使钩码.上升，目的：保证测力计示数大小不变。

⑤结论：影响滑轮组机械效率凹凸的主要因素有：

A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

E、提升重物越重，做的有用功相对就多。

C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

绕线方法和重物提上升度不影响滑轮机械效率。

15.3功率

1.定义：单位时间里完成的功。

2.物理意义：表示做功快慢的物理量。

3.公式：

4.单位：主单位第常用单位kWmW马力。

换算：lkW=10W1硒=1。6w1马力=735W。

某小轿车功率66kN,它表示：小轿车1s内做功66000J。

5.机械效率和功率的区分：

功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表

示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。

15.4机械能

（书：15.4动能和势能15.5机械能及其转化）

一、动能和势能

1.能量：•个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。

理解：①能量表示物体做功本事大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。

②一个物体“能够做功”并不是肯定“要做功”也不是“正在做功”或“己经做功”。如：山上静止

的石头具有能量，但它没有做功。也不肯定要做功。

2.学问结构：

定义，物体由于运动而具有的帐殳

动空决定其大小的解：鬻需警、质篁越大'

机功能就越大

械v

重力-定义.物体由千被体高而具有的能其.

势能,一口嘀用齐物体质量越大、举得越高,

决定其大小的因素।my-

势能就越大

弹住-定义，发生影变的物体具有的体量.

势能物体弹性形变越大、强性

定其大小的因

势能就越大

3.探究确定动能大小的因素：

①猜想：动能大小及物体质员和速度rr关。

试验探讨：探讨对象：小钢球方法：限制变量。

•如何推断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多少。

•如何限制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。

•如何变更钢球速度：使钢球从不同高度滚下。

③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质一相同时；速度越大动能越大。

保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大功能越大;

④得出结论：物体动f旨及质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动f自也越大。

物体质量m/kg速度v/(m.s-1)动能E/J

牛约600约0.5约75

中学生约50约6约900

练习:

☆上表中给出了一头牛闲逛行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：分析数据，可以看出对物体动能大小影响

较大的是速度。你推断的依据：人的质量约为牛的"12,而速度约为牛的12倍，此时动能为牛的12为・，说明速

度对动能影响大。

4.机械能：动能和势能统称为机械能。

理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体

具有机械能。

二、动能和势能的转化

动能T幺势能［强性势能

1.学问结构：转化〔童力势能

2.动能和重力势能间的转化规律：

①质量肯定的物体，假如加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。

②质量肯定的物体，假如减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。

3.动能及弹性势能间的转化规律：

①假如一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能。

②假如一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

4.动能及势能转化问题的分析：

⑴首先分析确定动能大小的因素,确定重力势能（或弹性势能）大小的因素—看动能和重力势能（或

弹性势能）如何变更。

⑵还要留意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大—假如除重力和弹力外没有其他外力做功

（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。

⑶题中假如有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失一机械能守恒；“斜面上匀速下

滑”表示有能量损失一机械能不守恒。

三、水能和风能的利用

1.学问结构：

f拦河筑坝［小

体能《海水潮汐j发电

机械能的J〔直接做功

天然资源

［风能

2.水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机,

利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。

练习：

☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么？大坝为什么要设计成上窄下宽？

答：水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就

能转化为更多的电能。

本章经典例题

例1、下列现象中，力没有对物体做功的是（）

A、用力将铅球掷出B、将书包背上楼

C、骑自行车匀速前进D、人提着水桶在水平地面上行走

考点：对做功两个必要因素的判定及计算

1、两个必要因素缺一不行。

例2、下列说法正确的是（）

A、有用功越大，机械效率越高B、总功肯定，额外功越大，机械效率越高

C、有用功肯定，额外功越小，机械效率越高D、有用功及总功的比值越大，机械效率越高

E、功率大的机械，其机械效率越大F、机械效率的大小及功率大小无关

G、机械效率低的机械，做功就少H、机械效率总小于1

拓展：

考点：对机械效率和功率的理解

1、机械效率由有用功及总功的比值确定，即由这个整体确定。这个式子很重要，也是解决某些计

算题的方法和思路。

2、功率和机械效率是两个概念，二者没有任何关系。

例3、（-）如图一所示滑轮组、将480N的物体以0.8m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N

（不计摩擦和绳重）求：

（1）滑轮组的机械效率

（2）拉力F的功率

（3）若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2nl时，拉力做多少功？

图一图二

（-）如图二所示，物体A以2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数

为3N,水平拉力F=N,物体A受到的摩擦力f=_____N,2s内拉力F所做的功W=J,拉力F的

功率P=_____Wo（滑轮、测力计、绳重不计，绳子及滑轮间摩擦力不计）

拓展：

考点：功、功率、机械效率及简洁机械的综合应用

1、对物体进行正确的受力分析，选择相应的公式。

例4、（一）下列物体中：A.挂在屋顶上的电灯；B.被拉开的弹簧门；C.空中飞行的小鸟；D.在冰

场上滑行的运动员；E.从斜坡上滚下的石头；F.在平直马路上行驶的汽车；只具有动能的

是、只具有势能的是、既具有动能，又具有势能的

是O

（二）下列说法正确的是（）

A、质量大的物体肯定比质量小的物体所具有的重力势能大。

B、速度大的物体肯定比速度小的物体所具有的动能大。

C、一个物体没有做功，它也可能具有重力势能。

D、一个物体具有能量，则它肯定具有动能或势能。

例5、（07维坊）如图三所示，小明乘电梯匀速上升的过程中（）

图四

A、动能转化为势能，机械能不变。B、动能转化为势能，机械能增大。

C、动能不变，势能增大，机械能增大。D、动能不变，势能不变，机械能不变。

（二）有一辆洒水车自东向西匀速洒水，则在此过程中（）

A、动能不变势能不变，机械能不变。B、动能不变，势能减小，机械能减小。

C、动能减小，势能减小，机械能减小。D、动能减小，势能减小，机械能减小。

例6、如图四所示，同一物体分别从三个不同斜面PA、PB、PC、的顶端由静止滑下，已知物体在三个斜

面上下滑动的摩擦力均为f（f〉0）o当物体从斜面顶端P