第十一 章 功和机械能 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）有力无距离：“劳而无功”之一，如搬石头未搬动； （2）有力，也有距离，但力的方向和距离垂直：“劳而无功”之二，如手提水桶在水平面上走动。 （3）有距离无力：（“不劳无功”），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后运动；
3、功的计算：物体上的力与力的方向上通过距离的乘积。 公式 W=FS=Pt 各量单位—W：J（焦耳）F：N（牛顿） S：m（米） P：W（瓦特） t：s（秒）
4、国际单位：将N·m称为焦耳简称焦，符号(J) 1J=1 N·m
把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。
5、公式应用注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；
②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应。 ③功的单位“焦”（1牛·米 = 1焦）。
6、常见的功： 克服重力做功：W=Gh 克服阻力（摩擦力）做功：W=fs
二、功的原理：使用任何机械都不省功 1、内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。 2、说明：①功的原理对于任何机械都适用。
②使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。
④对于理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：人做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）
3、应用：斜面
①理想斜面：斜面光滑（不计摩擦） ②理想斜面遵从功的原理 ③理想斜面公式：FL=Gh
其中—F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度
④实际斜面：斜面粗糙（考虑摩擦）
若斜面与物体间的摩擦为f ，则：FL=fL+Gh；这样F做功FL就大于直接对物体做功Gh 。
三、功率：单位时间内做的功—P(单位：W)
1、公式：
2、单位：瓦特，简称瓦，符号W ，常用单位 kW ，MW， 马力
36
换算：1kW=10W 1MW=10 W 1马力=735W
3、物理意义：表示做功快慢的物理量（与机械效率无关）。
某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s 内做功66000J 4、机械中的功率
5、功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。 （1）功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；
（2）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。
四、机械能
能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 ②一个物体“能够做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。 如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功。
定义：物体由于运动而具有的能量
动能 物体速度越大、质量越大，
决定其大小的因素： 机 动能就越大
械
重力 定义：物体由于被举高而具有的能量 能 物体质量越大、举得越高势能 决定其大小的因素：
（高度），重力势能就越大 势能
弹性 定义：发生弹性形变的物体具有的能量
物体弹性形变越大、弹性势能 决定其大小的因素：
势能就越大
1、机械能：动能和势能统称为机械能。 （1）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。 （2）探究决定动能大小的因素
a、猜想：动能大小与物体质量和速度有关；
b、实验研究—研究对象：小钢球 方法：控制变量法 c、如何判断动能大小？看小钢球能推动木快做功的多少；
如何控制速度不变？使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同； 如何改变钢球速度？使钢球从不同同高度滚下； d、分析归纳：
保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；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；质量越大动能越大；
得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
2、动能和势能的转化 弹性势能 转化 动能 势能 转化 重力势能 （1）动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； ②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； （2）动能与弹性势能间的转化规律：
①如果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如果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。 3、动能与势能转化问题的分析
①首先分析决定动能大小、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）如何变化——质量，速度，高度，弹性形变
②机械能守恒：如果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。 ③人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。
④滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。 考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。
⑤题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。 4、水能和风能的利用 拦河筑坝
发电
水能 海水潮汐
机械能的直接做功 天然资源
风能
5、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。
6、水电站修筑拦河大坝的目的是什么？
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。
第一节 功
1. 如图所示的四种情境中，人对物体做功的是 （ ）
2. 下列四个实例中，力对物体没有做功的是 （ ） A. 起重机吊起重物 B. 马拉车，车未动
C. 跳水运动员从跳台跳下 D. 举重运动员将杠铃举起
3. 对功的理解，下列说法中正确的是 （ ） A. 力的方向跟距离垂直时，则力没有做功 B. 有力又有距离，则力一定做了功
C. 作用在物体上的力越大，则力做的功越多 D. 物体移动的距离越长，则力做的功越多
4. 一个足球运动员用100N的力踢一个重2N的足球，球离脚后在水平草地上滚动了10m。在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为 （ ） A. 1020J B. 1000J C. 20J D. 0J
5. 小红同学将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近 （ ） A. 0. 2J B. 2J C. 20J D. 200J
6. 一只重200N的箱子放在水平地面上，甲同学用40N的水平力将箱子水平移动了5m，乙同学把这只箱子匀速提高了1m。他们做功的多少关系是 （ ） A. 甲同学做功多 B. 乙同学做功多
C. 他们做的功相等 D. 条件不足，无法判断
7. 如图所示，水平地面上的物体在水平恒定拉力F的作用下沿ABC方向做直线运动，已知AB=BC。设
AB段是光滑的，拉力F做功为W1；BC段是粗糙的，拉力做功为W2。则W1和W2的关系是 （ ） A. W1=W2 B. W1＞W2 C. W1＜W2 D. 不能确定
8. 如图所示，分别沿不同光滑斜面AO、BO把同一物体匀速推到斜面顶端，所用沿斜面的推力的大小分．．
别为F1、F2，对物体所做的功分别为W1、W2。则 （ ） O A. F1 > F2，W1=W2 B. F1 > F2，W1 < W2 F2 F1 C. F1 < F2，W1=W2 D. F1 < F2，W1 > W2
9. 力学里所说的功包含两个必要因素：一个是 ，另一个是 。
10. 在物理学中， 叫做功。功的定义公式是 ，其变形公式有 、 。
11. 在国际单位制中，功的单位是牛·米，它有一个专门的名称叫做 ，简称 ， 符号是 。
12. 使用机械时，人们所做的功，都 不用机械时所做的功，也就是 ，这个结论叫做功的原理。
13. 质量为50kg的箱子在200N的水平推力作用下沿水平地面匀速前进了10m。那么木箱受到的阻力是 N，推力做的功为 J，重力做的功为 J。
14. 重力为100N的小车，在水平拉力作用下沿水平地面匀速前进了20m，小车所受阻力为车重的0.2倍。则拉力做的功为 J，重力做的功为 J。
15. 一个重200N的物体在水平拉力作用下沿水平地面匀速前进了25m；拉力撤消后，物体由于惯性又前进了5 m。若拉力做的功为750 J，则拉力的大小为 。
16. 举重运动员在2s内将重1500N的杠铃匀速举高2m后在空中又停止了3s，则运动员在前2s做功 J，后3s做功 J，5s内共做功 J。
17. 一台起重机将重1.5×104N的钢材竖直匀速提升4m后，又沿水平方向匀速移动10m，则起重机在整个过程中对钢材做的功为 J。
18. 如图所示，重为10N的物体A在拉力F作用下，5s内在水平桌面上匀速前进了50cm，此时弹簧测力计的示数是2N，测力计重、绳重、滑轮重
及机械摩擦不计。则物体A与水平桌面间的摩擦力f = N，拉力F= N，拉力F做的功W= J。
19. 一个人用500N的力往下压杠杆一端，把杠杆另一端的物体匀速抬高了40cm，手下降的高度为1 m。若不计杠杆自重和摩擦，则此过程中人做功 J，被抬高的物体重力为 N。
20. 如图所示，用一个滑轮匀速提起重400N的物体。不计滑轮重、绳重和摩擦，人对绳做的功为600 J，求
（1）拉力F的大小。 （2）物体被提起的高度。
F
A
第二节 功率
1.甲、乙两个集装箱的质量相等，起重机把甲以1 m/s的速度提升10 m；再以2 m/s的速度把乙提升相同的高度，那么（ ）
A.两次做功一样多 B.第一次做功多
C.第二次做功多 D.无法比较
2.体育课上，小明用100 N的水平力把放在地面上重5 N的足球踢了出去，足球在水平地面上滚了30 m停下，在球滚动的过程中，脚对球所做的功为（ ）
A.150 J B.500 J C.3 000 J D.0
3.(2010甘肃兰州模拟，2)平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同的时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙（ ）
A.牵引力做功之比为2∶3 B.牵引力做功之比为3∶2 C.牵引力的功率之比为1∶1 D.汽车所受的阻力之比为3∶2 2.甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则（ ）
A.甲做的功比乙做的功多 B.甲做功比乙做功快 C.甲做功所用的时间比乙的少 D.以上说法都不对
4.初三物理兴趣小组的同学在学习了功率的知识后，想估测某同学上楼的功率有多大，已知该同学从一楼上到三楼用了10 s，则他上楼的功率大约是（ ）
A.3 W B.30 W C. 300 W D. 3 000 W 5.判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）物体做的功多，功率一定大。（ ） （2）物体做功时间短，功率一定大。（ ） （3）物体做功多，需要的时间不一定多。（ ）
6.质量为40 kg的某同学，在体育课上用12 s的时间匀速爬到了一根竖直长杆的3 m处。则在这段时间内，该同学所做的功为_______________J，功率为_____________W。(g=10 N/kg)
7.某起重机将1 000 N的重物沿竖直方向提起，重物由静止开始先向上做变速直线运动，然后做匀速直线运动。已知重物在做变速运动的30 s内上升了16 m，在接着的10 s内又匀速上升了8 m，若空气的阻力不计，则在匀速直线运动中起重机对货物做功的功率是________W。
8.(2010广东珠海模拟，14)如图15-3-3所示，在50 s的时间内，男孩提着重15 N的小提琴水平向左匀速走了100 m，女孩用5 N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100 m，他们中，对物体做功的是_______________（选填“男孩”或“女孩”），做功的功率是_______________。
图15-3-3
9.甲、乙两人用力之比为2∶5，各自使物体在力的方向上移动的距离之比是3∶2，所用的时间之比为2∶1，则甲、乙的功率之比为______________。
10.(2010上海浦东模拟，8)图15-3-4是中国科学家正在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。
2013最新人教版八年级物理第十一章功和机械能(知识点及练习强烈推荐)
