第5讲 功和机械能（讲义） -【划重点】（人教版）（解析版） (1).docxVIP

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第5讲功和机械能

——划重点之精细讲义系列

考点1

功的基本概念

考点2

功率的概念及公式

考点3

动能和势能

考点4

\o11.4机械能及其转化机械能及其转化

考点1：功的基本概念

1.功的概念和判定：

（1）功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功；

（2）功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J=1N·m；

（3）判断力是否做功包括两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。

2.三种不做功的情况

不做功的情况

现象

分析

有力无距离

搬石头而未动、推桌子而未动、提着一桶水静止不动等

虽然对物体施加了力，但物体没有在力的方向上通过距离，即s为零，因此W=Fs=0J

有距离无力

踢出的足球在草地上滚一段距离、小球在光滑水平面上匀速运动一段距离

足球滚动过程中没有受到脚的踢力，此过程中人对足球做功为零;小球在光滑水平面上匀速运动的过程中水平方向上没有受到力的作用，所以没有力对小球做功

力与距离垂直

提着水桶在水平地面上走一段距离、背着书包去上学等

物体（水桶或书包等）均受到竖直向上的力，但物体在水平方向上运动，在竖直方向上通过的距离为零，因此力对物体做功为零

①功的原理：

使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于（大于或等于）不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。

②物体的运动方向与受力方向相反时的做功情况

如果力的方向和物体运动方向相反，力也做功，此时我们说物体克服这个力做了功，做功的大小等于这个力的大小与物体在力的反方向上通过的距离的乘积。如将重物G提升高度h的过程，重物克服重力做功Gh。

2.功的计算：

（1）功的计算公式：W=Fs，其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离s：m（米）；或者W=Pt；

应用W=Fs计算时的注意事项

（1）做功的多少只由F和s决定，与物体的质量大小、速度大小、运动的方向、物体是否做匀速运动、是否受摩擦力等均无关。

（2）要明确是哪个力对哪个物体做功。

（3）公式中的F是作用在物体上的力，s是物体“在力F的方向上通过的距离”，这句话要引起重视，否则在计算时容易出错。如图所示，重力为G的小物块从斜面顶端运动到底端的过程，在力F的方向上（沿斜面方向）通过的距离为s，因此力F对物体做功为Fs;在重力G的方向上（竖直向下）通过的距离为h，因此重力G对物体做功为Gh。

（4）物体在力的方向上移动的距离应该是这个力作用在物体上时物体移动的距离，该力撤销后物体移动的距离不能计算在内。

【典例1】将两个鸡蛋举高1米所做功约为（）

A．0.5焦 B．1焦 C．2焦 D．4焦

【答案】B

【详解】两个鸡蛋的重力约为1N，把两个鸡蛋举高1m的功为

W=Fs=1N

故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

【典例2】如图所示的四幅图是小明同学提包回家的情景，他提包的力做功的是（????）

A．将包从地上提起 B．提包站着不动

C．站在向前行驶的车上 D．平直的路上行走

【答案】A

【详解】A．将包从地上提起，包在重力方向上移动距离，此时重力做了功，故A符合题意；

B．提包站着不动，包在重力作用下，没有移动，此时重力不做功，故B不符合题意；

CD．站在向前行驶的车上、平直的路上行走，包的运动方向与重力方向垂直，重力不做功，故CD不符合题意。

故选A。

【典例3】如图所示，ACBC，把同一物体分别沿斜面AC、BC推上顶端，推力分别为F?、F2，所做的功分别为W?、W2。在不考虑摩擦的情况下，下列选项正确的是（??????）

A．F?F?，W?=W? B．F?F?，W1W? C．F?=F?，W?=W? D．F?F?，W?W?

【答案】A

【详解】BC．斜面可以省力，但是不省功，斜面越陡，越费力，而ACBC，故

F

故BC错误；

AD．由于不考虑摩擦的情况下，将物体沿斜面AC、BC推上顶端，推力做的功就等于克服重力所做的功，由于重物相同，高度相同，故推力做的功相同，故A正确；D错误。

故选A。

【典例4】在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中，两次水平拉动同一个物块在同一水平面上做匀速直线运动，根据记录的数据描绘出两次物块的s-t图像，如图所示。根据图像下列分析正确的是（）

A．两次物块运动的速度之比为1:2

B．两次物块所受的摩擦力大小关系：f

C．两次物块所受的摩擦力大小关系：f1

D．在0~8s内两次拉力对物块做的功：W

【答案】C

【详解】A．由图像得，两次物块都做匀速直线运动，运动相同路程，所用时间之比为1:2，