專題11功和機械能-4大模塊知識清單+4個易混易錯+3種方法技巧+典例真題精析-【口袋書】2024年中考物理一輪復(fù)習知識清單（解析版）

專題11功和機械能考點一功知識點一：功1.功（1）定義：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向移動了一段距離，這個力的作用就顯示出成效，力學里就說這個力做了功。（2）做功的兩個必要因素：①作用在物體上的力，②物體在這個力的方向上移動的距離。（3）不做功的三種情況：①有力無距離；②有距離無力；③有力有距離，但是力垂直距離。【歸納總結(jié)】不做功的三種情況圖示特點物體運動但在水平方向不受力，因慣性而動物體受力，但靜止有力有距離，但力的方向與運動方向垂直舉例踢出去的足球會繼續(xù)往前滾動，但是人已經(jīng)沒有對它做功推而未動，搬而未起人提水桶水平前進，提水桶的力水桶的重力均不做功2.功的計算(1)計算公式：物理學中，功等于力與力的方向上移動的距離的乘積。即：W=Fs。(2)符號的意義及單位：W表示功，單位是焦耳(J)，1J=1N·m；F表示力，單位是牛頓(N)；s表示距離，單位是米(m)。注意事項：①分清是哪個力對物體做功，即明確公式中的F。②公式中的“s”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應(yīng)。③F、s的單位分別是N、m，得出的功的單位才是J。(4)變形公式：求距離：s＝；求力：F＝．(5)?？脊Φ墓浪鉧．將地面上的物理課本撿起放到課桌上，人對課本做的功約為2J；b.從地上拿起一個雞蛋，緩緩舉過頭頂做的功約為1J；c.一名普通中學生從一樓走到三樓，克服自身重力做的功約為3000J.考點二功率知識點一：功率定義：功與做功所用的時間的比值叫做功率，它在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)所做的功，用符號“P”表示。物理意義：功率是表示物體做功快慢的物理量。3.公式：P＝．在國際制單位中，功的單位是焦耳，時間的單位是秒，則功率的單位是焦耳每秒，它有個專門的名稱叫做瓦特，簡稱瓦，符號是W．工程技術(shù)上常用千瓦(kW)作為功率的單位．4.單位換算：1kW＝1000W.5.變形公式：求物體所做的功：W＝Pt；求做功所用的時間：t＝.6.做勻速直線運動的物體的功率公式推導(dǎo)：P＝Fv.(1)要特別注意公式中速度v的單位必須是m/s，力F的單位是N，功率P的單位是W.(2)由公式可知，當功率一定時，減小速度可以增大牽引力．(如汽車上坡時換擋減速)7.功率的估測：中學生跳繩的功率約為60W、中學生正常步行上樓的功率約為150W、家用小轎車正常行駛的功率約為80kW.考點三動能和勢能知識點一：動能和勢能1.能量（1）物體能夠?qū)ν庾龉?，表示這個物體具有能量，簡稱能。（2）單位：焦耳（J）2.動能(1)定義：物體由于運動而具有的能，叫做功能。(2)影響動能大小的因素：①物體的質(zhì)量；②物體運動的速度。物體的質(zhì)量越大，運動速度越大，物體具有的動能就越大。3.重力勢能(1)定義：物體由于被舉高而具有的能，叫做重力勢能。(2)影響重力勢能大小的因素：①物體的質(zhì)量；②物體被舉高的高度。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。 4.彈性勢能(1)定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。(2)影響彈性勢能大小的因素：物體發(fā)生彈性形變的程度。物體的彈性形變程度越大，具有的彈性勢能就越大?？键c四機械能及其轉(zhuǎn)化知識點一：機械能及其轉(zhuǎn)化1.機械能(1)定義：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。機械能是最常見的一種形式的能量。(2)單位：J。2.動能和勢能的轉(zhuǎn)化(1)在一定的條件下，動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化。(2)如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但是機械能的總和不變，或者說機械能是守恒的。(3)在分析動能和勢能轉(zhuǎn)化的實例時，首先要明確研究對象是在哪一個過程中，再分析物體質(zhì)量、運動速度、高度、彈性形變程度的變化情況，從而確定能的變化和轉(zhuǎn)化情況。注意：機械能的轉(zhuǎn)化：3.水能和風能的利用(1)從能量的角度來看，自然界的流水和風都是具有大量機械能的天然資源。讓水流沖擊水輪轉(zhuǎn)動，用來汲水、磨粉；船靠風力鼓起帆來推動航行。到19世紀，人類開始利用水能發(fā)電。(2)修筑攔河壩來提高上游的水位，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。風能也可以用來發(fā)電，風吹動風車可以帶動發(fā)電機發(fā)電。4.人造地球衛(wèi)星(1)人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地運行，所以存在動能和勢能。(2)衛(wèi)星在大氣層外運行，不受空氣阻力，只有動能和勢能的轉(zhuǎn)化，因此機械能守恒。(3)當衛(wèi)星從遠地點向近地點運動時，它的勢能減小、動能增大；當衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時，它的勢能增大、動能減小。易混易錯點一：不做功的三種情況判斷易錯？（1）有力而無距離：物體受力，但物體沒有在力的方向上通過距離，此情況叫“勞而無功”；（2）有距離而無力：物體移動了一段距離，但在此運動方向上沒有受到力的作用(如物體因慣性而運動)，此情況叫“不勞無功”；（3）有力也有距離、但力與距離垂直：物體既受到力，又通過一段距離，但兩者方向互相垂直(如起重機吊起貨物在空中沿水平方向移動)，此情況叫“垂直無功”。（4）力做功的兩種情況①力的方向與物體運動的方向一致，稱為力對物體做功。②力的方向與運動方向相反，可以稱為克服某個力做功。易混易錯點二：（1）功和功率的比較理解易錯？（1）“功”表示做功的“多少”；（2）“功率”則表示做功的“快慢”；（功率與功和時間兩個因素有關(guān)）（3）在做功時間相同時，做功多的做功快；做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大。易混易錯點三：功率的計算應(yīng)用易錯。（1）公式P=Fv的適用條件：物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運動，則拉力F所做的功的功率可表示為Fv。（其中F表示物體所受的拉力，v表示物體運動的速度）該公式也適用于變速直線運動。（2）公式只能用于求平均功率，P=Fv既可以用于求平均功率，也可以用于求瞬時功率。（3）由公式P=Fv可知：在功率P一定時，力F與速度v成反比。易混易錯點四：機械能的轉(zhuǎn)化和守恒理解易錯。（1）做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零；系統(tǒng)內(nèi)如摩擦阻力對系統(tǒng)不做功。（2）能量角度：首先只有動能和勢能之間能量轉(zhuǎn)化，無其它形式能量轉(zhuǎn)化；只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換，沒有與外界的能量交換。（3）機械能守恒一般都是理想狀態(tài)下才發(fā)生的，物體能量的轉(zhuǎn)化一般都不太可能只有機械能的轉(zhuǎn)化，還有其他能量的轉(zhuǎn)化。（4）機械能守恒是有條件的，只有重力或彈力做功時，機械能是守恒的。（5）在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化中，若受摩擦等阻力，則機械能的總和減少。技巧一、功和功率的對比分析?功（W）功率（P）概念當一個力作用在物體上，物體在這個力作用下通過一段距離。這個力對物體做了功功與做功所用時間之比單位功的單位是力的單位與距離的單位的乘積牛·米，也叫焦耳。1J=1N·m。功率的單位也是復(fù)合單位，焦/秒，叫做瓦特。1W=1J/S計算W=Fs其它以下三種情況力對物體不做功：（1）“不勞無功”，物體通過了距離，但沒有力作用在物體上；（2）“不動無功”有力作用在物體上，物體靜止不動，沒有通過距離；（3）“勞而無功”，有力作用在物體上，物體也通過了距離，但力的方向和通過的距離方向互相垂直，沿力方向上物體沒有通過距離。比較做功快慢的方法有：（1）比較相同時間內(nèi)做的功，做功多的做功快；（2）比較做相同的功所用時間，所用時間少的做功快；（3）比較功和時間的比值，比值大的做功快。技巧二、實驗中的考點?1.斜面的作用：使物體具有速度并改變物體速度的大小；2.實驗研究對象：小球，實驗方法：控制變量法；轉(zhuǎn)換法；3.使質(zhì)量不同的小球從同一高度靜止釋放的目的：使小球到達水平面時的初速度相同；4.如何判斷動能大?。和ㄟ^觀察木塊被推動的距離多少；技巧三、機械能守恒的幾種典型情況?（1）“在光滑面上”、“不計空氣阻力”等文字，表示沒有摩擦等阻力，此時機械能總和可看作是不變的。（2）人造地球衛(wèi)星的運動，近地點動能（速度）最大，勢能最?。贿h地點勢能最大，動能（速度）最小，近地點向遠地點運動時，動能轉(zhuǎn)化為勢能，遠地點向近地點運動，勢能轉(zhuǎn)化為動能，整個過程機械能守恒。（3）滾擺上升下落過程中，如果不計空氣阻力，機械能守恒。上升動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，下降重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，最低點速度最大，動能最大；最高點重力勢能最大，動能最小；下降過程反之?？紤]空氣阻力，滾擺每次上升高度減小，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?？枷蛞唬汗Α纠}1】下列關(guān)于功的說法正確的是A.小明用力推發(fā)生故障的汽車而未推動時，推力對汽車做了功B.吊車吊著重物沿水平方向勻速運動一段距離時，吊車的拉力對重物做了功C.足球在水平地面上滾動一段距離時，重力對足球做了功D.舉重運動員從地面將杠鈴舉起的過程中，舉重運動員對杠鈴做了功【提示】：做功的兩個必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離（即力和距離的方向要一致）；二者缺一不可。【解析】：A、用力推發(fā)生故障的汽車而未推動時，只有力沒有距離；故推力對汽車沒有做功；故A錯誤；B、吊車吊著重物沿水平方向勻速運動一段距離時，拉力方向豎直向上，移動距離的方向水平向前；兩個方向相互垂直，故吊車的拉力對重物沒有做功；故B錯誤；C、足球在水平地面上滾動一段距離時，移動距離的方向水平向前，重力的方向豎直向下；兩個方向相互垂直，故重力對足球沒有做功；故C錯誤；D、運動員從地面將杠鈴舉起的過程中，力的方向豎直向上，移動距離的方向也豎直向上，兩個方向一致；故舉重運動員對杠鈴做功；故D正確；故選：D。考向二：功率【例題2】關(guān)于功率，下列認識正確的是（）A.由，可知功率越大的機器做的功越多B.由可知汽車發(fā)動機功率越大，汽車的速度越大C.由可知單位時間內(nèi)做功越多則功率越小D.由可知機車要想獲得大的牽引力，可以放慢速度【提示】：本題主要考查了功率的計算以及功率的概念相關(guān)問題，要熟練掌握P=Fv，兩個公式及其變式。【解析】A.由可得，功率的大小與做功的多少及做功時間有關(guān)，故功率越大的機器做功不一定越多，還與時間有關(guān)，故A錯誤；B.說明功率與力和速度有關(guān)，功率大不能說明速度大；故B錯誤；C.功率為功與時間的比值，其物理意義即為單位時間內(nèi)做功的快慢，故C錯誤；D.功率一定的時候，速度越小，牽引力越大，故D正確。故選D?？枷蛉簞幽芎蛣菽堋纠}3】下面關(guān)于能的說法正確的是A.只有正在做功的物體才具有能量 B.具有能的物體都在做功C.不做功的物體就不具有能 D.能夠做功的物體，它一定具有能【提示】：解決此題的關(guān)鍵是知道一個物體能夠?qū)α硪粋€物體做功，這個物體就具有能量，能夠做功指的是具有做功的能力?！窘馕觥浚篈.一個物體能夠做功，我們才說這個物體具有能量。但這里只是說能夠做功即具有做功的能力就行，不一定就做功，所以不做功的物體也可能具有能量，故A錯誤。B.具有能的物體就具有了做功的能力，但不一定就做功，故B錯誤。C.不做功但有做功能力的物體也具有能，故C錯誤。D.一個物體能夠做功，我們才說這個物體具有能，故D正確。故選：D。考向四：機械能及其轉(zhuǎn)化【例題4】關(guān)于機械能，以下說法正確的是（）A．質(zhì)量大的物體，具有的機械能一定大 B．彈簧具有彈性，所以彈簧一定具有彈性勢能 C．人在蕩秋千時，人具有的動能大小保持不變 D．一塊石頭被舉得越高，它具有的重力勢能越大【提示】（1）物體由于運動而具有的能，叫做動能。質(zhì)量越大，速度越大，動能越大；（2）物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；（3）物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。同一物體在彈性限度內(nèi)，彈性形變程度越大，彈性勢能就越大；（4）機械能等于動能和勢能之和?！窘馕觥浚篈.機械能等于動能和勢能之和，影響動能大小的因素有質(zhì)量和速度，影響重力勢能大小的影響因素有質(zhì)量和被舉高的高度，因此質(zhì)量大的物體，具有的機械能不一定就大，故A錯誤；B.彈性勢能的大小與彈性形變的大小有關(guān)，當彈簧沒有發(fā)生彈性形變時，彈簧就不具有彈性勢能，故B錯誤；C.人在蕩秋千時，速度大小在變化，因此人具有的動能大小也在變化，故C錯誤；D.質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大，故D正確。故選：D。1．（2023·山東聊城·統(tǒng)考中考真題）雜技是我市對外文化交流的重要名片，也是國家級首批非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。如圖是雜技表演中男演員舉著頭上頂碗的女演員，并在舞臺上保持靜止的情景。關(guān)于此情景下列說法正確的是（）

A．女演員相對于男演員是運動的B．女演員對頭上的碗沒有做功C．男演員所受的重力與舞臺對男演員的支持力是一對相互作用力D．女演員對男演員的壓力與男演員對女演員的支持力是一對平衡力【答案】B【詳解】A．男演員舉著女演員靜止不動，女演員與男演員之間沒有位置的變化，女演員相對于男演員是靜止的，故A錯誤；B．男演員舉著頭上頂碗的女演員，在舞臺上保持靜止，女演員對頭上的碗有力的作用，但碗沒有在力的方向上通過一定距離，故女演員對頭上的碗沒有做功，故B正確；C．男演員所受的重力與舞臺對男演員的支持力，作用在同一物體上，不是一對相互作用力，故C錯誤；D．女演員對男演員的壓力與男演員對女演員的支持力，作用在兩個物體上，不是一對平衡力，故D錯誤。故選B。2．（2023·山東德州·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，A、B兩個長方體物塊疊放在水平桌面上，用的水平向左的力作用在A物塊上，使A、B一起向左做勻速直線運動，經(jīng)過，兩個物塊一起移動了的距離。下列說法中（

）①物塊B受到的重力和地面對物塊B的支持力是一對平衡力②物塊A對B的摩擦力大小是，方向水平向左③地面對B的摩擦力大小是，方向水平向左④物塊A對B的摩擦力的功率為

A．只有②④正確 B．只有③④正確 C．只有②③正確 D．只有①④正確【答案】A【詳解】①．物塊B受到的重力和地面對物塊B的支持力，大小不相等，不是一對平衡力，故①錯誤；②．A物塊受到水平向左的拉力，且處于平衡狀態(tài)，說明A物塊受平衡力，即水平向左的拉力與B給A施加的水平向右的摩擦力，大小與拉力相等均為10N，因為力的作用是相互的，所以A物塊會給B一個摩擦力大小等于10N，方向水平向左，故②正確；③．B木塊做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，B物塊受到A施加水平向左的摩擦力和地面施加水平向右的摩擦力，大小相等為10N，故③錯誤；④．物塊A對B的摩擦力功率為故④正確。綜合上述分析，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。3．（2023·海南·統(tǒng)考中考真題）4月26日我省舉行了首屆中學生自制水火箭比賽。參賽選手對水火箭打氣，拉開氣閥，水向下噴出，水火箭一飛沖天。在水火箭上升過程中，下列說法正確的是（）A．水火箭能起飛是受到水對它向上的推力B．水火箭受到的重力不變C．水火箭的動能一直增大D．水火箭的重力勢能一直增大【答案】A【詳解】A．拉開氣閥，水向下噴出時，水會對火箭產(chǎn)生一個反作用力，故水火箭能一飛沖天，故A正確；B．水不斷向下噴，水火箭的質(zhì)量發(fā)生改變，故水火箭受到的重力會改變，故B錯誤；CD．水火箭向上升的時候，它的質(zhì)量及高度速度都會發(fā)生變化，故無法確定它的動能、重力勢能的變化情況，故CD錯誤。故選A。4．（2023·四川雅安·統(tǒng)考中考真題）“神州十五號”載人飛船返回艙接近地面時，反推發(fā)動機點火，返回艙減速下降，安全降落在著陸預(yù)定區(qū)域。在此過程中返回艙（）A．動能減小，重力勢能減小，機械能不變B．動能不變，重力勢能減小，機械能減小C．動能減小，重力勢能增加，機械能不變D．動能減小，重力勢能減小，機械能減小【答案】D【詳解】返回艙著陸過程中，返回艙的質(zhì)量不變，速度減小，動能減?。桓叨冉档?，重力勢能減小。機械能為物體動能與勢能的總和，故返回艙的機械能是減小的。故ABC錯誤，D正確。故選D。5．（2023·山東德州·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，小王用彈簧測力計水平拉動木塊，使同一木塊先后以速度和沿同一水平木板勻速直線滑動相同的距離，且，則第一次木塊所受的摩擦力第二次木塊所受的摩擦力；第一次拉力做的功第二次拉力做的功。（均選填“大于”、“小于”或“等于”）

【答案】等于等于【詳解】[1]由于木塊對水平木板的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以木塊受到的摩擦力不變，即f1=f2。[2]而木塊兩次沿同一水平木板勻速直線滑動相同的距離，木塊受平衡力作用，所以兩次木塊受到的拉力和摩擦力大小相等，則兩次木塊受到的拉力相等，即F1=F2，由W=Fs可得，第一次拉力做的功和第二次拉力做的功相等。6．（2023·四川巴中·統(tǒng)考中考真題）已知木箱重為1000N，在水平拉力F的作用下向右以0.5m/s的速度做勻速直線運動，地面對木箱的摩擦力為重力的0.3倍。經(jīng)過5s，地面對木箱的支持力做功J，拉力F做功的功率為W。

【答案】0150【詳解】[1]做功的兩個必要因素是：力的作用和力的方向上移動了距離。由題意可知，地面對木箱的支持力方向垂直向上，木箱沒有在垂直于地面的方向上移動距離，所以地面對木箱的支持力不做功。[2]木箱重為100N，地面對木箱的摩擦力為重力的0.3倍，則地面對木箱的摩擦力木箱做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，受到的拉力F大小和摩擦力大小相等，即由功率的變形式可知，拉力F做功的功率7．（2023·江蘇常州·統(tǒng)考中考真題）目前在軌的有中國空間站和國際空間站。中國空間站的軌道高度是：遠地點，近地點，如圖所示，從遠地點到近地點的過程中，其運動速度越來越大，動能逐漸，重力勢能逐漸。國際空間站內(nèi)的噪聲為，中國空間站內(nèi)的噪聲為，空間站內(nèi)的噪聲主要由設(shè)備工作時振動產(chǎn)生，說明中國空間站內(nèi)設(shè)備振動的較小、對站內(nèi)宇航員的影響較小，噪聲能傳入站內(nèi)宇航員耳朵的原因是：。

【答案】增大減小幅度見解析【詳解】[1][2]由遠地點到近地點的過程中，空間站的質(zhì)量不變，高度逐漸變小，重力勢能逐漸減小，速度逐漸變快，動能逐漸增大。[3][4]空間站內(nèi)的噪聲主要由設(shè)備工作時振動產(chǎn)生，中國空間站內(nèi)的噪聲響度較小，說明中國空間站內(nèi)設(shè)備振動的幅度較小，對站內(nèi)宇航員的影響較??；空間站內(nèi)有空氣，而聲音能在空氣中進行傳播，因此噪聲能傳入站內(nèi)宇航員耳朵。8．（2023·四川德陽·統(tǒng)考中考真題）無人機在現(xiàn)在的生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示是一款新型智能航拍無人機，機身總質(zhì)量2kg，小李操作該無人機先以1.2m/s的速度沿豎直方向勻速上升48m，接著又以2m/s的速度沿水平方向勻速飛行80m，無人機在上升過程中需要克服重力做功J，在整個飛行過程中克服重力做功的功率為W。

【答案】96012【詳解】[1]無人機在上升過程中需要克服重力做功W=Gh=mgh=2kg×10N/kg×48m=960J[2]整個飛行過程中用的總時間為無人機沿水平方向勻速飛行，重力方向豎直向下，沒有在重力的方向上通過一定的距離，沒有克服重力做功，整個飛行過程中克服重力做功的功率為9．（2023·山東威海·統(tǒng)考中考真題）小明探究重力勢能大小與物體質(zhì)量和高度的關(guān)系，實驗裝置如圖甲所示