【必备知识】九年级物理 第十一章 机械功与机械能 知识清单（含答案）

【必备知识】沪粤版（2024）九上 知识清单
第十一章 功与机械能
一.机械功
1.做功的2个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在________________通过的距离。
(1)研究力做功的问题时，首先要找到研究对象(受力物体)及其_____________。然后再分析该物体是否在_________________移动了一段距离。例：①提包水平前进时竖直方向上的拉力不做功。②踢足球时，足球滚出10 m，在踢的一瞬间时有踢力经过一段距离时____做功，但球离开脚________后就没踢力，主要靠球自身的________前进一段距离，此过程没踢力做功； ③提包走楼梯上楼时竖直向上提的力做功，F＝_____，s要取____________。
(2)不做功的3种情况：有力无距离s＝0、有距离无力F＝0、力和距离垂直F⊥s。
2.力学里规定：功等于力跟物体在__________________通过的距离的_______。
(1)公式：W＝____。变形公式s＝________；F＝________。
(2)功的单位：________,1 J＝ 1________。在公式计算中必须用国际单位，s要用_____。
(3)计算机械功的步骤：①分析具体力F，包含施力物体、受力物体、力的方向；②分析距离s：在这个具体力的方向上移动的距离s；③求乘积W：W＝Fs。
3.功的原理：使用任何机械都不________。
(1)使用机械要省力必须__________，要省距离必须________，既__________________的机械是没有的。
(2)使用机械或者可以________、可以________、也可以__________________。
二.功率
1.定义：力对物体做的机械功与所用时间的________。
(1)物理意义：表示力对物体做机械功的________。功率大小与机械功的大小________，和所用时间________。只有这个比值大小才能决定做功的快慢，这个比值大，则做功____，功率_____；这个比值小，则做功_____，功率_____。
(2)公式：P＝________，变形公式W＝_____，t＝________。
(3)国际单位：________,1 W＝1________。常用单位：________。换算关系：1 kW＝________W。在公式计算中必须用国际单位。
(4)推导公式：P＝________。F的单位用_____，v的单位必须用________。
2.测量上楼的功率：
(1)原理：P＝________。
(2)步骤：①用________测出楼的高度h(如1到5楼的高度h＝4层×3 m/层)；②用________测出人的质量m；③用______测出登楼时间t。
(3)表达式：P＝________。
(4)下表是设计出的实验表格。
人的质量m/kg 楼的高度h/m 登楼的时间t/s 登楼的功率P/W
机械效率
1.基本定义：
(1)有用功：不使用机械，直接对物体所做的功。如提升重物时，W有用＝_____(提升重物时，一般为竖直方向)。
(2)总功：利用了机械后，拉力或推力所做的功。如用滑轮组提升重物时，所用拉力为F，则W总＝Fs。
(3)额外功：利用机械做功时，不得不克服机械自身所受重力以及摩擦等因素而多做的功。
(4)W总＝_________________。
2.机械效率：有用功跟总功的________。
(1)公式：η＝________________。变形公式：W有用＝________；W总＝________。
(2)单位：机械效率没有单位。
(3)说明：机械效率总________1，原因是____________________，
____________________则η＝ W有用 / W总 ＝ W有 / W有用＋W额外 <1。
注意：机械功W、功率P和机械效率η之间没有因果联系。
滑轮、斜面机械效率的计算：
4.测量滑轮组的机械效率：
(1)原理：η＝____________________。
(2)应测物理量：________、____________________、________、___________________________。
(3)测量工具：________、_____________。
注意事项：① 绳子自由端移动的距离s与重物被提升的高度h的关系：s＝________(n表示提升动滑轮的绳子的股数)，若没有测量工具_________，实验也能进行，因为________(写表达式)；②实验中应该______________拉动弹簧测力计。
实验结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素：________、____________和____________________。①用同一个滑轮组提升不等重的物体，物体的重力越大时，机械效率________；②用不同的滑轮组提升等重的物体，动滑轮越重的滑轮组，其机械效率________；③同一个滑轮组提升同一个物体，提升高度不同时，机械效率________。
机械能
能量： 1个物体能够对别的物体________，我们就说它具有________。能量的单位是________；物体能做的功越_____，它具有的能量也越_____。通过________的方式可以实现能量的转化或转移。
机械能：依据能够对别的物体做功的原因不同，机械能分为以下几种形式。
动能：①定义：物体由于________而具有的能。一切________物体都具有动能；②影响因素：物体动能的大小与物体的________和________有关，质量越大，速度越大，物体的动能越_____。同时分析这2个因素才可以判断物体动能大小的变化。例：洒水车在水平路面上匀速行驶，在洒水的过程中，洒水车的质量变小，速度不变，动能________。
(2)重力势能：①定义：物体由于________而具有的能叫做重力势能；②影响因素：物体的重力势能与物体的________和_______________________有关；物体质量越大，被举高的高度越高，物体的重力势能越______。
(3)弹性势能：①定义：物体由于发生____________而具有的能叫做弹性势能；②影响因素：物体的弹性势能与物体__________________________有关。
(4)机械能：①定义：________和________统称为机械能；②势能包含________势能和________势能2种；③动能与势能可以相互转化，机械能与其他形式的能也可以相互转化。
3.机械能的转化或转移：
(1)机械能的变化：①若不考虑阻力，则机械能的总量________； ②若考虑阻力，则机械能的总量________。例：单摆、滚摆摆动时，由于有摩擦阻力，机械能________，摆上升的高度越来越低；如果不考虑摩擦阻力，机械能保持________，摆上升的高度不变。
(2)动能和重力势能的转化：①只有________做功，实现动能和重力势能的相互转化；外在表现为物体的________和________同时改变了；②在质量不变时，观察物体的________分析动能的变化；观察物体的________分析重力势能的变化。
(3)动能和弹性势能的转化：①当动能和弹性势能相互转化，外在表现为物体的________和弹性物体的__________________同时改变了；②在质量不变时，观察物体的______分析动能的变化；观察物体的__________________分析弹性势能的变化。例：拍篮球时，篮球下落过程中：________能转化_____能；篮球发生形变过程中：______能转化________势能；篮球恢复形变过程中：________势能转化______能；篮球弹起过程中：______能转化________势能。
4.探究影响动能大小因素的实验：动能的大小只与物体的________和________有关。
(1)实验对象：实验中的研究对象是________。选用________的原因是为了反映________在水平面上的动能大小，这种实验方法叫做__________。
(2)实验设计：
①若探究动能与质量的关系，让质量不同小球从________的高度自由滑下，目的是______________________________________；
②若探究动能与速度的关系，应保证________不变，让2个质量________的小球从________的高度自由滑下。这种实验方法叫___________________。
(3)实验结论：
①___________________________________________；
②___________________________________________。
(4)实验拓展：若小球推动木块运动的过程中，木块从木板上掉落。在不改变实验器材的前提下，则解决的方案：________________________________。
答案
一．
1.力的方向上(1)受力的方向，这个力的方向上②有，滚动，惯性，G，竖直楼高
2.力的方向上，乘积（1）Fs，，（2）焦耳，N·m，m
3.省功（1）费距离，费力，省力又省距离（2）省力，省距离，改变拉力方向
二.
比值（1）快慢，无关，无关，快，大，慢，小（2），Pt，（3）瓦特，J/s，千瓦，1000（4）Fv，N，m/s 2.（1）（2）①刻度尺②体重计③秒表（3）
三.1.（1）Gh（4）W有用＋W额外 2.比值（1），ηW总，（3）小于，使用任何机械都不可避免地要做额外功 4.（1）（2）物重G，拉力F，物体上升的高度h，绳子自由端移动的距离s(3)刻度尺，弹簧测力计（4）①nh，刻度尺，
②匀速缓慢（5）物重，动滑轮重，绳与轮间的摩擦①越大②越小③相同
四.
1.做功，能量，焦耳，多，多，做功2.（1）①运动，运动的②质量，速度，大，变小（2）①被举高②质量，物体被举高的高度，大（3）①弹性形变②发生弹性形变的程度（4）①动能，势能，重力，弹性3.（1）①不变②变小，变小，不变（2）①重力，速度，高度②速度，高度（3）①速度，弹性形变的程度②速度，弹性形变的程度，重力势，动，弹性，弹性，动，动4.质量，速度（1）小球，木块，小球，转换法（2）①相同，控制小球到达水平面的初速度相同②质量，相同，不同，控制变量法（3）①当质量不变时，速度越大，动能越大②当速度不变时，质量越大，动能越大（4）将小球放在斜面较低的位置