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专题12功和机械能（讲义）

目录

考情分析TOC\o1-3\h\u 2

知识建构 2

考点一功 3

夯基·必备基础知识梳理 3

提升·必考题型归纳 4

考向01功与判断力对物体是否做功 4

考向02功的计算 5

考点二功率 7

夯基·必备基础知识梳理 7

提升·必考题型归纳 8

考向01功率 8

考向02功率的计算 9

考向03功率的测量 12

考点三动能和势能 14

夯基·必备基础知识梳理 14

提升·必考题型归纳 16

考向01功和能的关系 16

考向02动能和势能的大小 17

考向03探究动能大小的影响因素 19

考向04探究重力势能大小的影响因素 21

考点四机械能及其转化 24

夯基·必备基础知识梳理 24

提升·必考题型归纳 25

考向01动能和势能之间的转化 25

考向02机械能转化与守恒 27

考情分析

一、课标考点分析

考点内容

课标要求

命题预测

功的概念及判断力对物体是否做功

结合实例，认识功的概念。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。

《功和机械能》是力学的重点内容，同时也是学习学习过程中对概念理解较难的内容。本单元涉及到的概念和知识点较多，尤其是在理解功与能的关系上，通过社会生活的实例来加以说明。

本单元常考题型有：选择题、填空题、实验探究题、计算题和综合题等。

主要命题点有：功的概念、功的简单计算、功率及其计算、动能和势能、动能和势能之间的转化、机械能守恒等。

功的计算

功率的概念

知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。

计算功率

能量与物体做功的联系

知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。

动能和势能

机械能及其转化

二、考情分析

《功和机械能》是力学的重点内容，也是必考内容。本单元考题在中考试卷中所占分值一般在2-6分之间。对本单元的考查，从出现概率看，主要有：判断力对物体是否做功、功与功率的简单计算、动能和势能的概念、探究动能大小的影响因素、机械能及其转化等。

知识建构

考点一功

夯基·必备基础知识梳理

一、功的概念

概念

释义

功

如果有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功

做功的两个必要因素

一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。这两者缺一不可。

三种不做功的情况

足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功

有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功

学生在平直路上行进，人对书包的力与书包移动的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功

有距离无力（不劳无功）

有力无距离（劳而无功）

力与移动方向垂直（垂直无功）

易混易错

对“物体在力的方向上移动距离”的理解

力对物体做功时，物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致，移动的方向和力的方向有夹角（夹角不等于90°）时力也对物体做功。如图中，拉力F对物体做功。

二、功的计算

1.功

功的公式

W=Fs。W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离

功的单位

在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。

1J的物理意义

1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功

2.对公式W=Fs的理解

同向性

公式中的s是物体在力F的方向上移动的距离。例如，某人用50N的水平推力，推动重100N的箱子，箱子在水平地面上前进10m，求重力对箱子做的功。如果按W=Gs=100N×10m=1000J计算，则计算结果是错误的，因为这个10m不是在重力方向上移动的距离，实际是重力没有做功。

同体性

F、s必须对应同一物体

同时性

W=Fs中的力在使物体沿着力的方向移动距离s的过程中，应始终作用在物体上，该力撤销后物体移动的距离不能计算在内。

3.应用公式W=Fs计算功时的注意事项

分过程计算

应用公式W=Fs计算时，力的大小和方向应是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算

单位统一

利用公式进行计算时，必须同时使用国际单位制中的单位，F的单位用N，s使用m，W使用J

相关因素

力对物体做功的多少，只与作用在物体上的力F，以及物体在力的方向上移动的距离s有关，与物体的质量m、速度v、运动状态（加速、减速或匀速）无关

4.功的公式的变形公式及其应用

已知