专题11 功和机械能（4大模块知识清单+4个易混易错+3种方法技巧+典例真题解析）.docx

专题11功和机械能

思维导图

知识梳理

考点一功

知识点一：功

1.功

（1）定义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。

（2）做功的两个必要因素：

①作用在物体上的力，

②物体在这个力的方向上移动的距离。

（3）不做功的三种情况：①有力无距离；②有距离无力；③有力有距离，但是力垂直距离。

【归纳总结】不做功的三种情况

图示

特点

物体运动但在水平方向不受力，因惯性而动

物体受力，但静止

有力有距离，但力的方向与运动方向垂直

举例

踢出去的足球会继续往前滚动，但是人已经没有对它做功

推而未动，搬而未起

人提水桶水平前进，提水桶的力水桶的重力均不做功

2.功的计算

(1)计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即：W=Fs。

(2)符号的意义及单位：W表示功，单位是焦耳(J)，1J=1N·m；F表示力，单位是牛顿(N)；s表示距离，单位是米(m)。

注意事项：

①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。

②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。

③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。

(4)变形公式：求距离：s＝；求力：F＝．

(5)常考功的估算

a．将地面上的物理课本捡起放到课桌上，人对课本做的功约为2J；

b.从地上拿起一个鸡蛋，缓缓举过头顶做的功约为1J；

c.一名普通中学生从一楼走到三楼，克服自身重力做的功约为3000J.

考点二功率

知识点一：功率

定义：功与做功所用的时间的比值叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功，用符号“P”表示。

物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。

3.公式：P＝．在国际制单位中，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，则功率的单位是焦耳每秒，它有个专门的名称叫做瓦特，简称瓦，符号是W．工程技术上常用千瓦(kW)作为功率的单位．

4.单位换算：1kW＝1000W.

5.变形公式：求物体所做的功：W＝Pt；求做功所用的时间：t＝.

6.做匀速直线运动的物体的功率公式推导：P＝Fv.

(1)要特别注意公式中速度v的单位必须是m/s，力F的单位是N，功率P的单位是W.

(2)由公式可知，当功率一定时，减小速度可以增大牵引力．(如汽车上坡时换挡减速)

7.功率的估测：中学生跳绳的功率约为60W、中学生正常步行上楼的功率约为150W、家用小轿车正常行驶的功率约为80kW.

考点三动能和势能

知识点一：动能和势能

1.能量

（1）物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。

（2）单位：焦耳（J）

2.动能

(1)定义：物体由于运动而具有的能，叫做功能。

(2)影响动能大小的因素：

①物体的质量；

②物体运动的速度。物体的质量越大，运动速度越大，物体具有的动能就越大。

3.重力势能

(1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。

(2)影响重力势能大小的因素：

①物体的质量；

②物体被举高的高度。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。

4.弹性势能

(1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。

(2)影响弹性势能大小的因素：物体发生弹性形变的程度。物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大。

考点四机械能及其转化

知识点一：机械能及其转化

1.机械能

(1)定义：动能和势能统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量。

(2)单位：J。

2.动能和势能的转化

(1)在一定的条件下，动能和势能可以互相转化。

(2)如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但是机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。

(3)在分析动能和势能转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。

注意：机械能的转化：

3.水能和风能的利用

(1)从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动航行。到19世纪，人类开始利用水能发电。

(2)修筑拦河坝来提高上游的水位，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。风能也可以用来发电，风吹动风车可以带动发电机发电。

4.人造地球卫星

(1)人造地球卫星沿椭圆轨道绕地运行，所以存在动能和势能。

(2)卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。

(3)当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能减小、动能增大；当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能增大、动能减小。

易混易错

易混易错点一：不做功的三种情况判断易错？

（1）有力而无距离：