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第13課時 功與能
01
課標解讀
1.結合實例認識功的概念。知道做功的過程就是能量轉移或轉化的過程。
2.了解能量及其存在的不同形式。描述各種各樣的能量和生產、生活的
聯系。
3.知道動能、勢能和機械能。通過實驗，了解動能和勢能的相互轉化。
舉例說明機械能和其他形式能量的相互轉化。
4.知道能量守恒定律。列舉日常生活中能量守恒的實例。有用能量轉化
與守恒的觀點分析問題的意識。
02
知識點梳理
知識點
一
功
1.功的概念：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了
一段距離，就說這個力對物體做了功。
2.功的必要因素：力學里所說的做功，包含兩個必要因素，作用在物體
上的____和物體在這個力的方向上移動的______。
力
距離
3.力對物體不做功的三種情況
“不勞無功” “不動無功” “垂直無功”
詮釋 物體不受力，但因為 慣性通過一段距離， 沒有力做功 物體受到力的作用， 但靜止不動，沒有移 動距離，力對物體不 做功 力和距離垂直時，這
個力也沒有對物體做
功
舉例 踢出去的足球靠慣性 在空中飛行時，腳對 球沒有做功 人用力搬石頭，但沒 有搬動，人對石頭沒 有做功 人提著水桶。在水平
地面上行走了一段距
離，人對水桶沒有做
功
“不勞無功” “不動無功” “垂直無功”
圖示 ____________________________ ____________________________ ______________________
續表
4.功的計算
（1）計算方法：功等于____與____________________________的
_______。
（2）公式：________。
（3）國際單位制：______，簡稱____，符號是__。1__ ______。
（4）注意：是物體沿 的方向移動的距離，不一定是物體實際通過的
距離，如人上樓時克服重力做功， 是樓的高度，不是樓梯長度。
力
物體在力的方向上移動的距離
乘積
焦耳
焦
考點
1
功的理解
例1 [2024寧德二檢] 如圖所示是小華同學扔實心球的情景。其中手對球做
了功的是( )
A
A. B. C. D.
【名師點撥】 要明確做功的兩個必要因素：作用在物體上的力；物體
沿力的方向通過一段距離，二者缺一不可。
變式訓練1 [2024大興區二模] 如圖所示為某人推著購物車在水平地面上勻
速運動的情境。下列關于做功的判斷中正確的是( )
C
A.地面的支持力對購物車做了功
B.重力對購物車做了功
C.人的推力對購物車做了功
D.購物車對地面的壓力對購物車做了功
考點
2
功的計算
例2 [2024天津模擬改編] 在水平地面上，用 的力沿水平方向拉著重為
的小車勻速前進了，在這個過程中，拉力做的功等于_____ 。
250
【名師點撥】 功的計算公式為 ,求拉力做功就要用拉力大小乘
以沿拉力方向移動的距離。
變式訓練2 [2024四川廣安] 周末，小成同學騎自行車
前往離家較近的鄧小平圖書館研修學習。在某段平直
的公路上，其運動的 圖像如圖所示。已知小成和
自行車的總重力為 ，運動時所受阻力大小恒為
總重力的0.2倍。
（1）求自行車在勻速直線運動時所通過的路程；
解：由圖可知，自行車從第 開始做勻速直線運動，所以自行車在勻速直
線運動時所通過的路程 ；
答：自行車在勻速直線運動時所通過的路程為 ；
（2）如果自行車在前內所通過的路程為，那么自行車在
內克服阻力所做的功為多少？
解：運動時所受阻力大小恒為總重力的0.2倍，自行車在 內克服阻力
所做的功
。
答：自行車在內克服阻力所做的功為 。
知識點
二
功率
1.定義：____與做功所用______之比。
2.物理意義：表示做功的______。
3.基本公式： 。
4.國際單位制：______，簡稱____，符號是___。
常用單位：
換算關系：_____
功
時間
快慢
瓦特
瓦
5.說明：
（1）做功多的機械，其功率不一定就大。比較功率的大小必須同時比
較功和時間兩個量。
（2）功率的公式是指在 時間內的平均功率，而不是某一時刻的
瞬時功率。
考點
3
功率的理解
例3 [2024濟南一模改編] 如圖所示，某舉重運動員為了提高舉
重競賽成績，在平時訓練時需要增大舉起杠鈴的總重，同時減
小單次舉起所用時間。從物理學角度看，這樣做能夠( )
D
A.減小做功 B.保持功率不變
C.減小功率 D.增大功率
【名師點撥】 明確功和功率的概念。根據 可以比較功的大小；
比較功率大小的方法：功率的大小等于物體在單位時間內所做的功，在功
相同時，做功時間越短，則功率越大；在做功時間相同時，做的功越多，
則功率越大。
變式訓練3 [2024內江一模改編] 如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧
測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動，兩次拉動木塊得到的 關系
圖像如圖乙所示，兩次對應的彈簧測力計示數分別為、 ，兩次拉力的功
率分別為、 ，下列判斷正確的是( )
B
A.， B.，
C.， D.，
考點
4
功率的計算
例4 [2024武進區一模] 八年級的小明同學一口氣從一樓跑到三樓，用時
，則他上樓過程中克服自身重力做功的功率最接近于( )
B
A. B. C. D.
【名師點撥】 估測人的體重（質量）、樓的高度、所用時間，并代入
公式 計算，即可得出上樓時克服重力做功的功率。
變式訓練4 [2024江蘇鹽城改編] “鯤龍”國產大型水陸兩棲飛機 ，一次
能將的水在內吸至高處。取 。求：飛機吸水的功率。
解：飛機對水做的功
，
飛機吸水的功率 。
答：飛機吸水的功率為 。
知識點
三
動能與勢能
動能 勢能 重力勢能 彈性勢能
定義 物體由于______而具 有的能 物體由于高度位置而 具有的能 物體由于__________
而具有的能
影響 因素 ______和運動速度 ______和被舉高的 ______ 材料和彈性形變程度
運動
彈性形變
質量
質量
高度
考點
5
動能與勢能
例5 [2024江蘇鹽城] 擲實心球是我市中考體測項目之一。不計空氣阻力，
投擲后的實心球在上升過程中( )
C
A.動能變大，重力勢能變大 B.動能變小，重力勢能變小
C.動能變小，重力勢能變大 D.動能變大，重力勢能變小
【名師點撥】 先明確動能的影響因素是質量和速度。重力勢能的影響
因素是質量和高度。再從題意中找到運動過程中質量、速度和高度的變化，
從而判斷出動能和重力勢能的變化。
變式訓練5 [2024亳州市模擬] 長江十年禁漁，長江江豚數量有所回升，如
圖所示是生態環境志愿者拍攝到的江豚躍出水面時的情景，下列分析正確
的是( )
B
A.江豚躍出水面減速上升過程，動能不變
B.江豚躍起到最高點時，重力勢能最大
C.江豚從高處落回水面過程，重力勢能不變
D.江豚在水面下加速下潛過程，動能變小
知識點
四
機械能及其轉化
機械能 ______和______統稱為機械能，其中勢能包括重力勢能和彈性
勢能，機械能的單位是______，簡稱____，符號是__
機械能轉 化過程 動能與重力勢能的轉化（質量不變）
動能 重力勢能：速度______，高度______
重力勢能 動能：速度______，高度______
動能與彈性勢能的轉化（質量不變）
動能 彈性勢能：速度______，形變量______
彈性勢能 動能：速度______，形變量______
機械能守恒定律：若只有動能和勢能的相互轉化,則機械能的總
和保持______
動能
勢能
焦耳
焦
變小
升高
變大
降低
變小
變大
變大
變小
不變
考點
6
機械能及其轉化
例6 [2024四川廣安] 如圖是一款用于某校“五四”匯演航拍的新型智能無人
機，在它豎直向上勻速運動的過程中( )
C
A.動能增大，重力勢能增大，機械能增大
B.動能減小，重力勢能增大，機械能不變
C.動能不變，重力勢能增大，機械能增大
D.動能減小，重力勢能增大，機械能減小
【名師點撥】 ①先明確動能的影響因素是質量和速度。重力勢能的影
響因素是質量和高度。再從題意中找到運動過程中質量、速度和高度的變
化，從而判斷出動能和重力勢能的變化；②機械能變化的判斷，優先考慮
用機械能動能 重力勢能判斷，如果判斷不出來再考慮是否有空氣阻力。
有空氣阻力機械能減小，不計空氣阻力，機械能守恒。
變式訓練6 [2024江蘇無錫] 如圖所示，將擺球從 點由靜止釋放，經過最低
點到達點，、兩點等高，擺球到達點時動能為___；擺球從點到
點的過程中，________能轉化為動能。整個過程中，擺球的機械能大小
______（選填“不變”或“減小”）。（忽略空氣阻力）
0
重力勢
不變
知識點
五
探究動能大小的影響因素
實驗器材：斜槽和水平面、質量不同的鋼球、木塊、刻度尺
實驗裝置：
設計與進行實驗：
1.轉換法的應用：把鋼球的動能大小轉換成______________________。
2.控制變量法的應用：①實驗中探究動能與小球質量的關系時,必須保持
小球到達水平面時的________相同（方法：使小球從同一斜槽的同一高度由
靜止滾下）;②探究動能與小球速度的關系時,必須保持小球的______相同。
木塊被推出的距離遠近
初速度
質量
實驗結論：
（1）動能的大小與物體的______和______有關。
（2）速度一定時，__________________________。
（3）質量一定時，__________________________。
交流評估：
（1）若水平面絕對光滑，木塊被推出去后將做______________，無法
通過木塊被推出的距離遠近反應小球的動能，無法得出實驗結論。
（2）小球從開始運動到靜止過程中機械能的變化：在斜槽上運動時,機
械能減少,重力勢能轉化為______和______;在水平面上運動時,因為受到摩擦
阻力,最后靜止,機械能轉化為______。
質量
速度
物體的質量越大，動能越大
物體的速度越大，動能越大
勻速直線運動
動能
內能
內能
考點
7
探究動能大小的影響因素
例7 [2024明水縣一模] 在探究“物體
的動能跟哪些因素有關”的實驗中，如
圖甲、乙、丙所示，將、、 三個
鋼球先后從同一裝置高度分別為 、
、 的位置由靜止開始滾下
，水
平面上同一位置的木塊被撞出一段距
離后停下。請回答以下問題：
【名師點撥】 ①物體由于運動而具有的能叫動能，鋼球從高處滑下時
具有動能；②動能的決定因素有兩個：質量和速度，要利用控制變量法去
研究。研究與速度的關系時要保證質量相同，速度不同。研究與質量的關
系時，要保證速度相同，質量不同；③實驗中通過觀察木塊被鋼球推動距
離的大小判斷鋼球的動能大小，利用了轉換法。
（1）該實驗探究的是______（選填“木塊”或“鋼球”）的動能；
（2）實驗通過觀察木塊被鋼球撞出______的長短，來判斷鋼球動能的大小，
這種研究問題的方法叫________；
（3）比較________兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與速度有關；
鋼球
距離
轉換法
甲、乙
（4）比較甲、丙兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與______有關。
此探究過程中兩球剛好運動到水平面時的速度______（選填“相等”或“不相
等”）。
質量
相等
變式訓練7 [2024開陽縣二模] 小強設計用如圖所示裝置，通過觀察木塊滑
動的距離來判斷“物體的動能大小與哪些因素有關”。圖甲、乙、丙中擺長
相同，鋼球、的質量，懸線與豎直方向之間的夾角 。
（1）圖甲、乙中，同時由靜止釋放、 兩球，觀察到它們并排擺動且始終
相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩鋼球在擺動過程中任一時刻速度
大小與鋼球的______無關；圖乙中木塊被撞得遠些，說明_______________
_______________________；
質量
速度一定時，物體的質量越大，動能越大
（2）本實驗中通過比較木塊滑動的距離大小來判斷鋼球撞擊木塊 前的動
能大小，這種研究方法叫________（選填“控制變量法”或“轉換法”）；
（3）根據乙、丙所示的探究過程，觀察到圖丙中木塊 撞得更遠，可得出
結論：______________________________________；
轉換法
質量一定時，物體的速度越大，動能越大
（4）在探究鋼球動能與質量的關系時，有同學提議可以在水平桌面上將同
一根彈簧壓縮相同的程度，分別彈出質量不同的鋼球（設鋼球在運動過程
中所受的摩擦力不計）去撞擊木塊（如圖丁所示），該方案________
（選填“可行”或“不可行”），理由是 _________________________________
_________________________________________________________________
__________________________________________________ 。
不可行
彈簧的彈性勢能轉換成小球的動能，
小球的動能與其質量和速度都有關，由于小球的動能不變，改變其質量，
因而小球的速度也會發生改變，所以該方案存在兩個變量
知識點
六
探究重力勢能大小的影響因素
實驗器材：四腳方凳、不同質量的重物、一盤細沙
實驗裝置：如圖
設計與進行實驗：
1.轉換法的應用：通過沙坑的__________反映物體重力勢能的大小。
2.控制變量法的應用：①實驗中探究重力勢能與物體質量的關系時,必
須保持物體______相同（方法：不同物體從__________由靜止落下）;②探
究重力勢能與高度的關系時,必須保持物體的______相同（方法：同一物體
從不同高度由靜止落下）。
凹陷程度
高度
同一高度
質量
實驗結論：
（1）重力勢能的大小與物體的______和______有關。
（2）高度一定時，______________________________。
（3）質量一定時，______________________________。
交流評估：
物體下落過程中未接觸沙子時機械能的變化：機械能減少,重力勢能轉
化為______和內能。接觸沙子后,因為受到摩擦阻力,最后靜止,所以機械能轉
化為______。
質量
高度
物體的質量越大，重力勢能越大
物體的高度越大，重力勢能越大
動能
內能
考點
8
探究重力勢能大小的影響因素
例8 [2024德陽模擬] 某學校“牛頓小組”的同學在探
究重力勢能的實驗中用到三個體積相同的小球，它
們的質量關系為 ，實驗的情景如圖所
示。
【名師點撥】 ①明確重力勢能的大小與兩個因
素有關：一個是物體的質量，另一個是物體的高度；
②轉換法：將一種不容易直接觀察的物理量轉換為另外一種容易觀測的物
理量；③摩擦阻力做功，內能增加。
（1）通過觀察小球陷入細沙的深度來反映重力勢能的大小，運用的物理方
法是________（選填“轉換法”或“類比法”）；
（2）分析比較________（選填“甲和乙”“甲和丙”或“乙和丙”）兩種情況可
知，重力勢能的大小與物體的高度有關；
（3）小鐵球 落入細沙后，速度不斷減小直至靜止，它的機械能轉化為
____能。
轉換法
乙和丙
內
變式訓練8 利用如圖甲所示實驗裝置，
探究重力勢能大小與物體質量和高度
的關系。
（1）靜止釋放鐵球，記錄鐵球速度
減為0時彈簧的長度。鐵球重力勢能
的大小可以用被壓縮后彈簧的長度來
小
反映，長度越長，則說明鐵球的重力勢能越____；
（2）如圖甲，將同一鐵球先后從不同高度、 處由靜止釋放，彈簧被壓
縮后的長度分別為、 ，可以得到結論______________________________
______；
質量相同時，高度越高，重力勢能越大
（3）利用水流推動水輪機轉動，水輪機就可以帶動發電機，將水能轉化為
______。分析圖乙所示的水壩，水輪機安裝在___（選填“”或“ ”）位置較
為合理。請你分析一下建造大型水力發電站的地方應該具備哪些條件
（寫出兩條）：①________；②______________。
電能
水量大
地勢高度差大

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