功和机械能考点聚焦

侯中柱

功和机械能是初中物理学习的重点之一，涉及的知识点多，且难度较大。下面以其中两个考点为例，揭开功和机械能相关知识之谜。

考点一：简单机械与功

本考点需要注意以下两点：（1）功、功率、机械效率极易混淆，同学們易误认为做功多的物体功率就大，机械效率也一定高，其实功、功率、机械效率是完全不同的三个物理量，功是力与物体在力的方向上移动距离的乘积，功率是反映做功快慢的物理量，而机械效率是有用功与总功的比值;（2）在沿斜面匀速向上拉物体时，极易错误地认为拉力与摩擦力是一对平衡力，实际上，摩擦力要小于拉力。

例1 如图1甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G = 80 N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图象如图1乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的图象如图1丙所示。已知在2 ～4 s内重物上升的竖直高度为2 m，求：

考点二：机械能变化问题

要准确判断一个物体的动能、重力势能及弹性势能是否改变，须以物体的质量、速度、被举高的高度、弹性形变是否改变为标准。具体在分析动能、势能转化时的一般步骤为：（1）分析被研究的对象和过程;（2）分析物体在初始状态的位置、速度、形变、质量等情况;（3）分析物体在最终状态的位置、速度、形变、质量等情况;（4）根据动能、势能的影响因素判定物体动能、势能的变化情况。如果考虑摩擦和阻力影响时，机械能是不守恒的，如空中雨滴下落、火箭发射、小孩从滑梯滑下等，因为此时物体的机械能将有一部分转化为内能散失到空气中。

例2 航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程，将带有降落伞的重物从高处释放，速度增大至10 m/s时打开降落伞，重物开始减速下落，重物从释放到落地共用4 s，其v-t图象如图2所示，落地前最后2 s重物的运动可视为匀速运动，打开降落伞后，降落伞和重物受到的空气阻力f与速度v满足关系式[f=kv2]，k为定值，降落伞和重物的总质量为7.5 kg，g取10 N/kg，求：

【拓展练习】

1.（2019·内蒙古·包头）如图3所示，拉力F为5 N，物体A以0.1 m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）。物体B静止在地面上，受到地面水平向左4 N的摩擦力，弹簧测力计示数为12 N。下列说法正确的是（ ）。

A.物体A受到的摩擦力为10 N

B.滑轮组的机械效率为80%

C.拉力F的功率为1.5 W

D.拉力F增大到15 N时，物体B开始向左运动

2. 如图4所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系，如图5所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（ ）。

A.受到的弹力始终不变         B.运动过程中动能一直增大

C.运动过程机械能不变         D.在b点时重力等于弹力

答案：1. B 2. D