2023年初中物理“功和機械能”重點知識解讀

知識梳理

1.功

(1)必要因素：一是作用在物體上的力;二是物體在這個力的方向上移動的距離.

(2)計算公式：W=Fs，功的單位：焦耳，符號是J.

2.功率

(1)定義：功與做功所用時間之比叫做功率.

(2)計算公式：P=W/t，單位是瓦特，符號是W.

3.動能和勢能

(1)動能：物體因運動而具有的能叫做動能，其大小與物體的質量和運動速度有關。

(2)重力勢能：物體由于處在一定的高度而具有的能叫做重力勢能，其大小與物體的質量和所處高度有關。

(3)彈性勢能：物體由于發生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能，其大小與物體彈性形變的程度有關。

4.機械能及其轉化

(1)機械能：動能和勢能統稱為機械能。

(2)轉化和守恒：動能和勢能可以相互轉化。若只有動能和勢能的相互轉化，機械能是守恒的。

知識對比

1.不做功的三種情況

2.動能和勢能

實驗突破

實驗：探究物體的動能跟哪些因素有關

(1)實驗設計：

①讓同一鋼球分別從不同高度由靜止開始滾下，觀察哪次木塊被撞得遠;

②改變鋼球的質量，讓不同的鋼球從同一高度由靜止開始滾下，觀察哪次木塊被撞得遠;

(2)實驗結論：

①質量相同的物體，運動速度越大，動能越大;

②運動速度相同的物體，質量越大，動能越大;

③物體的動能跟物體的質量和運動速度有關。

(3)交流討論：

①使不同鋼球從同一高度滾下的目的是：保證鋼球到達斜面底端的速度相同;

②如何判斷鋼球的動能大小：看木塊被推動的距離來判斷。

圖片展示

典型例題

例1：質量為1.2 t的某型號轎車沿水平路面勻速行駛時，其功率為6×104 W，受到的阻力是車重的0.2倍.(g取10 N/kg)發動機所提供的牽引力大小為2.4×103N;轎車勻速行駛5 min牽引力做的功1.8×107J.

解析：汽車做勻速直線運動，處于平衡狀態，由平衡條件得：牽引力F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1.2×103 kg×10 N/kg=2.4×103 N;轎車勻速行駛5 min牽引力做的功：W=Pt=6×104 W×5×60 s=1.8×107 J.

例2：下列關于功和能的說法正確的是( )

A.被拉開的彈弓具有彈性勢能

B.用力推車而車未動，因為用了力所以推力做了功

C.人造地球衛星從近地點向遠地點運動時勢能減小，動能增大

D.速度小的物體動能一定小

解析：A.被拉開的彈弓發生了彈性形變，所以具有彈性勢能;用力推車而車未動，雖然有力，但沿力的方向沒有距離，所以沒有做功;人造地球衛星由近地點向遠地點運動時，質量不變，高度增大，重力勢能增大，速度變小，動能變小;影響動能大小的因素：質量、速度.質量越大，速度越大，動能就越大，故只知道速度，不能確定動能的大小。

例3：(大慶中考)將體積相等的實心鉛球和鐵球放在同一水平桌面上，則鉛球的重力勢能大于(填“大于”“等于”或“小于”)鐵球的重力勢能(以地面為參考面，ρ鉛>ρ鐵).現將鉛球斜向上方拋出落至地面，此現象表明力是改變物體運動狀態的原因，此過程中鉛球的動能變化是先減小后增大.

解析：(1)一個鉛球和一個鐵球的體積相同，其密度關系為ρ鉛>ρ鐵，由m=ρV可知兩球的質量關系為m鉛>m鐵.重力勢能大小與質量和高度有關;相對地面，其高度h相等，鉛球的重力勢能大;

(2)將鉛球斜向上方拋出落至地面，此現象表明力是改變物體運動狀態的原因;鉛球上升過程中，質量不變，速度減小，所以動能減小;鉛球從最高點下落過程中，質量不變，速度增大，所以動能增大.因此將鉛球斜向上方拋出落至地面過程中，鉛球的動能先減小后增大。

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