一、学习目标

• 能判断力是否对物体做功并计算功。
• 会用功率比较做功快慢。
• 理解影响动能和重力势能的因素。
• 能分析简单过程中的机械能转化。

二、核心概念

• 功： 力作用在物体上且物体沿力的方向通过距离，力对物体做功；同方向时 $W=Fs$。
• 功率： 功率表示做功快慢，等于功与完成这些功所用时间之比，$P=\frac{W}{t}$。
• 动能和势能： 物体因运动具有动能，因高度具有重力势能，因弹性形变具有弹性势能。
• 机械能及其转化： 动能和势能统称机械能；忽略阻力时，动能和势能相互转化，机械能保持不变。

本章各节共同遵循“观察现象—明确条件—建立关系—规范计算—回到情境解释”的物理学习路径。涉及方向时要说明方向，涉及测量时要写单位和有效数字，涉及公式时要先统一单位。

三、重点知识

本章常用公式：

$$W=Fs$$ $$P=\frac{W}{t}$$ $$E_{\text{机械}}=E_k+E_p$$

四、知识点讲解

下面的知识图把本章各节的主要对象和关系放在同一张图中。看图时先辨认物理量、方向和条件，再结合分节讲解。

1. 功

力作用在物体上且物体沿力的方向通过距离，力对物体做功；同方向时 $W=Fs$。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$W=Fs$$

2. 功率

功率表示做功快慢，等于功与完成这些功所用时间之比，$P=\frac{W}{t}$。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$P=\frac{W}{t}$$

3. 动能和势能

物体因运动具有动能，因高度具有重力势能，因弹性形变具有弹性势能。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$E_{\text{机械}}=E_k+E_p$$

4. 机械能及其转化

动能和势能统称机械能；忽略阻力时，动能和势能相互转化，机械能保持不变。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。

五、易错点

六、例题

1. 例题1

题目： 水平推力 200 N 推物体前进 5 m，做功多少？

解析： 力与位移同方向。

答案： $W=200\times5=1000\,\mathrm{J}$。

2. 例题2

题目： 机器 20 s 做功 $6.0\times10^4$ J，功率多少？

解析： 使用 $P=W/t$。

答案： $P=3.0\times10^3\,\mathrm{W}$。

七、练习题和答案

1. 提着书包水平匀速走路，竖直提力是否做功？
2. 功的单位是什么？
3. 1000 W 表示什么物理意义？
4. 同一物体速度增大，动能怎样变化？
5. 不计阻力，小球下落时动能和重力势能怎样变化？

参考答案

1. 不做功，位移与力方向垂直。
2. 焦耳（J）。
3. 机器每秒做功 1000 J。
4. 增大。
5. 动能增大，重力势能减小，机械能不变。