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+典例真题精析-【口袋书】2024年中考物理一轮复习知识清单（解析版）

专题11功和机械能考点一功知识点一：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。易混易错点一：不做功的三种情况判断易错？（1）有力而无距离：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）有距离而无力：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）有力也有距离、但力与距离垂直：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”。（4）力做功的两种情况①力的方向与物体运动的方向一致，称为力对物体做功。②力的方向与运动方向相反，可以称为克服某个力做功。易混易错点二：（1）功和功率的比较理解易错？（1）“功”表示做功的“多少”；（2）“功率”则表示做功的“快慢”；（功率与功和时间两个因素有关）（3）在做功时间相同时，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。易混易错点三：功率的计算应用易错。（1）公式P=Fv的适用条件：物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功的功率可表示为Fv。（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）该公式也适用于变速直线运动。（2）公式只能用于求平均功率，P=Fv既可以用于求平均功率，也可以用于求瞬时功率。（3）由公式P=Fv可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。易混易错点四：机械能的转化和守恒理解易错。（1）做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功。（2）能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。（3）机械能守恒一般都是理想状态下才发生的，物体能量的转化一般都不太可能只有机械能的转化，还有其他能量的转化。（4）机械能守恒是有条件的，只有重力或弹力做功时，机械能是守恒的。（5）在动能和势能相互转化中，若受摩擦等阻力，则机械能的总和减少。技巧一、功和功率的对比分析?功（W）功率（P）概念当一个力作用在物体上，物体在这个力作用下通过一段距离。这个力对物体做了功功与做功所用时间之比单位功的单位是力的单位与距离的单位的乘积牛·米，也叫焦耳。1J=1N·m。功率的单位也是复合单位，焦/秒，叫做瓦特。1W=1J/S计算W=Fs其它以下三种情况力对物体不做功：（1）“不劳无功”，物体通过了距离，但没有力作用在物体上；（2）“不动无功”有力作用在物体上，物体静止不动，没有通过距离；（3）“劳而无功”，有力作用在物体上，物体也通过了距离，但力的方向和通过的距离方向互相垂直，沿力方向上物体没有通过距离。比较做功快慢的方法有：（1）比较相同时间内做的功，做功多的做功快；（2）比较做相同的功所用时间，所用时间少的做功快；（3）比较功和时间的比值，比值大的做功快。技巧二、实验中的考点?1.斜面的作用：使物体具有速度并改变物体速度的大小；2.实验研究对象：小球，实验方法：控制变量法；转换法；3.使质量不同的小球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同；4.如何判断动能大小：通过观察木块被推动的距离多少；技巧三、机械能守恒的几种典型情况?（1）“在光滑面上”、“不计空气阻力”等文字，表示没有摩擦等阻力，此时机械能总和可看作是不变的。（2）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。（3）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。考向一：功【例题1】下列关于功的说法正确的是A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功C.足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功【提示】：做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。【解析】：A、用力推发生故障的汽车而未推动时，只有力没有距离；故推力对汽车没有做功；故A错误；B、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，拉力方向竖直向上，移动距离的方向水平向前；两个方向相互垂直，故吊车的拉力对重物没有做功；故B错误；C、足球在水平地面上滚动一段距离时，移动距离的方向水平向前，重力的方向竖直向下；两个方向相互垂直，故重力对足球没有做功；故C错误；D、运动员从地面将杠铃举起的过程中，力的方向竖直向上，移动距离的方向也竖直向上，两个方向一致；故举重运动员对杠铃做功；故D正确；故选：D。考向二：功率【例题2】关于功率，下列认识正确的是（）A.由，可知功率越大的机器做的功越多B.由可知汽车发动机功率越大，汽车的速度越大C.由可知单位时间内做功越多则功率越小D.由可知机车要想获得大的牵引力，可以放慢速度【提示】：本题主要考查了功率的计算以及功率的概念相关问题，要熟练掌握P=Fv，两个公式及其变式。【解析】A.由可得，功率的大小与做功的多少及做功时间有关，故功率越大的机器做功不一定越多，还与时间有关，故A错误；B.说明功率与力和速度有关，功率大不能说明速度大；故B错误；C.功率为功与时间的比值，其物理意义即为单位时间内做功的快慢，故C错误；D.功率一定的时候，速度越小，牵引力越大，故D正确。故选D。考向三：动能和势能【例题3】下面关于能的说法正确的是A.只有正在做功的物体才具有能量 B.具有能的物体都在做功C.不做功的物体就不具有能 D.能够做功的物体，它一定具有能【提示】：解决此题的关键是知道一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，能够做功指的是具有做功的能力。【解析】：A.一个物体能够做功，我们才说这个物体具有能量。但这里只是说能够做功即具有做功的能力就行，不一定就做功，所以不做功的物体也可能具有能量，故A错误。B.具有能的物体就具有了做功的能力，但不一定就做功，故B错误。C.不做功但有做功能力的物体也具有能，故C错误。D.一个物体能够做功，我们才说这个物体具有能，故D正确。故选：D。考向四：机械能及其转化【例题4】关于机械能，以下说法正确的是（）A．质量大的物体，具有的机械能一定大 B．弹簧具有弹性，所以弹簧一定具有弹性势能 C．人在荡秋千时，人具有的动能大小保持不变 D．一块石头被举得越高，它具有的重力势能越大【提示】（1）物体由于运动而具有的能，叫做动能。质量越大，速度越大，动能越大；（2）物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。质量越大，高度越高，重力势能越大；（3）物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。同一物体在弹性限度内，弹性形变程度越大，弹性势能就越大；（4）机械能等于动能和势能之和。【解析】：A.机械能等于动能和势能之和，影响动能大小的因素有质量和速度，影响重力势能大小的影响因素有质量和被举高的高度，因此质量大的物体，具有的机械能不一定就大，故A错误；B.弹性势能的大小与弹性形变的大小有关，当弹簧没有发生弹性形变时，弹簧就不具有弹性势能，故B错误；C.人在荡秋千时，速度大小在变化，因此人具有的动能大小也在变化，故C错误；D.质量越大，高度越高，重力势能越大，故D正确。故选：D。1．（2023·山东聊城·统考中考真题）杂技是我市对外文化交流的重要名片，也是国家级首批非物质文化遗产。如图是杂技表演中男演员举着头上顶碗的女演员，并在舞台上保持静止的情景。关于此情景下列说法正确的是（）

A．女演员相对于男演员是运动的B．女演员对头上的碗没有做功C．男演员所受的重力与舞台对男演员的支持力是一对相互作用力D．女演员对男演员的压力与男演员对女演员的支持力是一对平衡力【答案】B【详解】A．男演员举着女演员静止不动，女演员与男演员之间没有位置的变化，女演员相对于男演员是静止的，故A错误；B．男演员举着头上顶碗的女演员，在舞台上保持静止，女演员对头上的碗有力的作用，但碗没有在力的方向上通过一定距离，故女演员对头上的碗没有做功，故B正确；C．男演员所受的重力与舞台对男演员的支持力，作用在同一物体上，不是一对相互作用力，故C错误；D．女演员对男演员的压力与男演员对女演员的支持力，作用在两个物体上，不是一对平衡力，故D错误。故选B。2．（2023·山东德州·统考中考真题）如图所示，A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用的水平向左的力作用在A物块上，使A、B一起向左做匀速直线运动，经过，两个物块一起移动了的距离。下列说法中（

）①物块B受到的重力和地面对物块B的支持力是一对平衡力②物块A对B的摩擦力大小是，方向水平向左③地面对B的摩擦力大小是，方向水平向左④物块A对B的摩擦力的功率为

A．只有②④正确 B．只有③④正确 C．只有②③正确 D．只有①④正确【答案】A【详解】①．物块B受到的重力和地面对物块B的支持力，大小不相等，不是一对平衡力，故①错误；②．A物块受到水平向左的拉力，且处于平衡状态，说明A物块受平衡力，即水平向左的拉力与B给A施加的水平向右的摩擦力，大小与拉力相等均为10N，因为力的作用是相互的，所以A物块会给B一个摩擦力大小等于10N，方向水平向左，故②正确；③．B木块做匀速直线运动，处于平衡状态，B物块受到A施加水平向左的摩擦力和地面施加水平向右的摩擦力，大小相等为10N，故③错误；④．物块A对B的摩擦力功率为故④正确。综合上述分析，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。3．（2023·海南·统考中考真题）4月26日我省举行了首届中学生自制水火箭比赛。参赛选手对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中，下列说法正确的是（）A．水火箭能起飞是受到水对它向上的推力B．水火箭受到的重力不变C．水火箭的动能一直增大D．水火箭的重力势能一直增大【答案】A【详解】A．拉开气阀，水向下喷出时，水会对火箭产生一个反作用力，故水火箭能一飞冲天，故A正确；B．水不断向下喷，水火箭的质量发生改变，故水火箭受到的重力会改变，故B错误；CD．水火箭向上升的时候，它的质量及高度速度都会发生变化，故无法确定它的动能、重力势能的变化情况，故CD错误。故选A。4．（2023·四川雅安·统考中考真题）“神州十五号”载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在着陆预定区域。在此过程中返回舱（）A．动能减小，重力势能减小，机械能不变B．动能不变，重力势能减小，机械能减小C．动能减小，重力势能增加，机械能不变D．动能减小，重力势能减小，机械能减小【答案】D【详解】返回舱着陆过程中，返回舱的质量不变，速度减小，动能减小；高度降低，重力势能减小。机械能为物体动能与势能的总和，故返回舱的机械能是减小的。故ABC错误，D正确。故选D。5．（2023·山东德州·统考中考真题）如图所示，小王用弹簧测力计水平拉动木块，使同一木块先后以速度和沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，且，则第一次木块所受的摩擦力第二次木块所受的摩擦力；第一次拉力做的功第二次拉力做的功。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）

【答案】等于等于【详解】[1]由于木块对水平木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，即f1=f2。[2]而木块两次沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，木块受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等，则两次木块受到的拉力相等，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·统考中考真题）已知木箱重为1000N，在水平拉力F的作用下向右以0.5m/s的速度做匀速直线运动，地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍。经过5s，地面对木箱的支持力做功J，拉力F做功的功率为W。

【答案】0150【详解】[1]做功的两个必要因素是：力的作用和力的方向上移动了距离。由题意可知，地面对木箱的支持力方向垂直向上，木箱没有在垂直于地面的方向上移动距离，所以地面对木箱的支持力不做功。[2]木箱重为100N，地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍，则地面对木箱的摩擦力木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力F大小和摩擦力大小相等，即由功率的变形式可知，拉力F做功的功率7．（2023·江苏常州·统考中考真题）目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点，近地点，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度越来越大，动能逐渐，重力势能逐渐。国际空间站内的噪声为，中国空间站内的噪声为，空间站内的噪声主要由设备工作时振动产生，说明中国空间站内设备振动的较小、对站内宇航员的影响较小，噪声能传入站内宇航员耳朵的原因是：。

【答案】增大减小幅度见解析【详解】[1][2]由远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，高度逐渐变小，重力势能逐渐减小，速度逐渐变快，动能逐渐增大。[3][4]空间站内的噪声主要由设备工作时振动产生，中国空间站内的噪声响度较小，说明中国空间站内设备振动的幅度较小，对站内宇航员的影响较小；空间站内有空气，而声音能在空气中进行传播，因此噪声能传入站内宇航员耳朵。8．（2023·四川德阳·统考中考真题）无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机，机身总质量2kg，小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m，无人机在上升过程中需要克服重力做功J，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为W。

【答案】96012【详解】[1]无人机在上升过程中需要克服重力做功W=Gh=mgh=2kg×10N/kg×48m=960J[2]整个飞行过程中用的总时间为无人机沿水平方向匀速飞行，重力方向竖直向下，没有在重力的方向上通过一定的距离，没有克服重力做功，整个飞行过程中克服重力做功的功率为9．（2023·山东威海·统考中考真题）小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示