初三物理讲义专题13 功和机械能（讲义）

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专题 13 功和机械能（讲义）

一、知识梳理

一、功

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.功的两个必要条件：① 有力作用在物体上；② 物体在力的方向上通过了距离。

3.不做功的三种情况：有力无距离；有距离无力、力和距离垂直。

4.功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：。

5.功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是 J，1J= 1N·m 。

6.功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时 F 就是这个力；②公式中 S 一

定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不是力和

力臂的乘积（牛·米，力臂单位不能写成“焦”）。

二、功率

1.定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功。

2.功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。

3.公式：。

4.单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。常用单位还有千瓦（kW）、

马力。

换算关系：。

5.功率公式的解释：（1）物体在拉力

的作用下，以速度

沿拉力的方向做匀速直线

运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即

P=Fv

。

（2）利用该公式时要注意：拉力 F 必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v 的单位

必须用 m/s，这样算出的功率单位才是 W；速度 v 跟拉力 F 必须对应，即 v 必须是受到拉力

的物体在拉力的方向上移动的速度。

三、动能

1.什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图（1）所示，物体都具有动能。

行驶的汽车飞翔的小鸟空中的客机自由下落的小球

图（1）运动的物体

2.影响动能的因素

物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物

体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相

同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。

3.动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动

能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而

且还具有其它形式的能量。

四、势能

1.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。

（1）重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力

势能越大。

（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体

具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如

在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。

2.弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图（2）所示，撑

杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。

弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。

撑杆跳高拉开的弓箭

五、机械能及其转化

1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

2.动能与势能的相互转化

（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处

抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。

（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的

过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。

（3）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持

不变，这个规律叫做机械能守恒。

（4）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用

水能发电，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。利

用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成

“风车田”联在一起供电。

二、重点与难点

★重点一：功及其计算

1.如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做

了功。功是物理学中表示力对距离的累积的物理量；公式：W=Fs；在国际单位制中力 F 的

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