資源簡介

(共36張PPT)
第3節　動能和勢能
第十一章　功和機械能
基礎過關全練
知識點1　能量
1.關于能量的概念,下列說法正確的是 (　　)
A.一個物體只有做了功,才能說明它具有能量
B.一個物體被站立的人舉在手中,物體不能做功,所以物體沒
有能量
C.一個物體已經做的功越多,說明它具有的能量越多
D.一個物體能夠對外做功,我們就說這個物體具有能量
D
解析　物體能夠對外做功,我們就說這個物體具有能量。一
般來說,一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大。
知識點2　動能
2.(2024海南瓊中期中)下列選項具有動能的是 (　　)
A.滾動的足球　　　　　 B.山上的石頭
C.樹上的小鳥　　　　　 D.樓上聽課的同學
A
解析　物體由于運動而具有的能叫作動能,滾動的足球處于
運動狀態,具有動能;山上的石頭、樹上的小鳥、樓上聽課的
同學均處于靜止狀態,沒有動能;故A符合題意。
3.(新課標·安全與健康)如圖是交通限速標志牌。為什么在
同樣的道路上,對不同車型限制的車速不一樣 請你補充完
整下面的對比分析圖:(1)　　　　 ;(2)　 　　 　 ;
(3)　 　　 。

不同車型
速度相同,質量不同
質量越大,動能越大
解析　不同車型,質量不同;速度相同時,質量越大的車,具有
的動能就越大,它能做的功就越多,發生交通事故時造成的損
失就越大,所以對不同車型限制的車速不同。
4.(2024北京東城期末)小明利用如圖所示裝置,探究影響動
能大小的因素。實驗時,小鋼球從斜面上某處由靜止開始滾
下,推動水平面上的木塊。
(1)進行多次實驗時水平面的粗糙程度應保持　　　　 (選填“相同”或“不同”)。
(2)在甲、丙兩次實驗中,將小鋼球從斜面上的同一高度由靜
止釋放,目的是　 　　　 。
(3)實驗中,甲、乙兩次實驗現象可以說明　　 　 　
。
相同
控制小鋼球到達水平面時的速度相同
質量一定時,速度越
大,動能越大
解析　(1)實驗中采用了轉換法,通過木塊運動的距離來反映
小鋼球具有的動能,實驗時需要控制木塊受到的摩擦力相同,
所以多次實驗時應保持水平面的粗糙程度相同。(2)探究動
能大小與物體質量的關系時,應控制物體的運動速度一定,改
變物體的質量,甲、丙兩次實驗中,小鋼球的質量不同,所以
將小鋼球從斜面上的同一高度由靜止釋放的目的是控制小
鋼球到達水平面時的速度相同。(3)甲、乙兩次實驗中,小鋼
球的質量相同,將小鋼球從斜面上的不同高度由靜止釋放時,
小鋼球到達水平面的速度不同,甲實驗中小鋼球到達水平面
的速度較大,木塊運動的距離較大,可以說明質量相同的物
體,運動的速度越大,它的動能越大。
知識點3　勢能
5.(2024河南唐河一模改編)高空拋物被稱為“懸在城市上方
的痛”,這是因為高處的物體具有較大的 (　　)
A.彈性勢能　　　　　 B.重力勢能
C.動能　　　　　 D.重力
B
解析　在地球表面附近,物體由于受到重力并處在一定高度
時所具有的能叫作重力勢能,物體的質量越大,位置越高,它
的重力勢能就越大,故B正確。
6.(教材圖片變式)射箭時用力將弓拉彎,此時的弓具有　
　　 能;弓拉得越滿,箭飛得越遠,由此可以推斷物體的
　　　 越大,它具有的彈性勢能越大。
彈性勢
彈性形變程度
解析　射箭時用力將弓拉彎,此時弓發生了彈性形變,所以具
有彈性勢能;弓拉得越滿,發生的彈性形變程度越大,射出去的
箭飛得越遠,說明物體的彈性勢能與其彈性形變的程度有關。
7.(新獨家原創)嫦娥六號任務自發射后歷經53天,11個飛行
階段,首次獲取1 935.3 g月背的月球樣品。2024年6月25日,
嫦娥六號返回器攜帶月背樣品返回地球并安全著陸。返回
器打開減速傘減速降落的過程中,月球樣品的動能　　　 ,
重力勢能　　　　 。(兩空均選填“增大”“減小”或
“不變”)
減小
減小
解析　返回器減速降落的過程中,月球樣品的質量保持不變,
運動的速度減小,高度減小,所以月球樣品的動能和重力勢能
均減小。
8.(2023遼寧大連中山一模)在探究“重力勢能的大小與哪些
因素有關”的實驗中,已知重物A、B、C、D的底面積相同,
質量關系為mA=mB=mC樁上方由靜止釋放時的位置如圖甲所示(A和D高度相同),木
樁被打擊后陷入沙中的情形如圖乙所示,重物C、D將木樁
打入沙中的深度相同。
(1)如表是小明同學設計的探究重力勢能與物體釋放高度是
否有關的記錄表格。請將表格中①、②的內容填寫完整。
①　　　　 ;②　 　　　 。
次數 ① 物體釋放高度H ② 重力勢能大小E
1
2
3
物體的質量m
木樁陷入沙中的深度h
(2)讓重物自由下落打擊在木樁上,通過觀察木樁陷入沙中的
深度判斷　　　　 (選填“重物”或“木樁”)的重力勢
能大小,這種研究方法是　　　　 (選填“控制變量法”或
“轉換法”)。
(3)比較A、B、C三個重物將木樁打入沙中的深度,可判斷重
力勢能的大小和高度的關系,得出的結論是　 　　　
。
重物
轉換法
物體的質量一定,
物體的高度越大,具有的重力勢能越大
(4)結合(3)中的實驗結論,通過比較D和　　　　 (選填
“A”“B”或“C”)兩個重物將木樁打入沙中的深度,小
明認為重力勢能還可能跟質量有關。
A
解析　(1)探究重力勢能與物體釋放高度是否有關,需要控制物體的質量相同,改變物體下落的高度,所以表格中的①處為物體的質量m,通過觀察木樁陷入沙中的深度,判斷重力勢能的大小,所以②處為木樁陷入沙中的深度h。(2)通過觀察木樁陷入沙中的深度判斷重物的重力勢能大小,運用了轉換法。(3)由題意可知,A、B、C的質量是相同的,釋放高度hC>hB>hA,C將木樁打入沙中的深度最大,B次之,A最小,所以結論為物體的質量一定時,物體的高度越大,具有的重力勢能就越大。(4)判斷重力勢能與質量的關系,需要控制重物下落的高度相同,質量不同,由題意可知,應該選擇A、D兩個重物。
9.(新課標·國家安全)(2024四川廣元中考,6改編,★☆☆)2024年
5月23日至24日,我國東部戰區開展“聯合利劍-2024A”
軍事演習。參加演習的某架戰機加速升空過程中,若不考慮
燃油消耗引起的質量變化,則該戰機 (　　)
A.動能減少,重力勢能減少 B.動能減少,重力勢能增大
C.動能增大,重力勢能減少 D.動能增大,重力勢能增大
能力提升全練
D
解析　該戰機加速升空的過程中,若不考慮燃油消耗引起的
質量變化,戰機的質量不變,運動速度變大,高度變大,則戰機
的動能增大,重力勢能增大,故選D。
10.(跨學科·物理學與工程實踐)(2024湖南祁縣模擬,22,★☆☆)我國研制的某款高壓水流切割器的技術已達到國際先進水平,這種很細的高速水流一次可順利切割26層牛皮或2.3 mm厚的鋼板,如果在水中加入某種砂質磨料,在流速相同的情況下,可切割300 mm厚的花崗石或130 mm厚的鋼板。
(1)高速水流能切割堅硬的物體,是因為高速水流具有很大的
　　　　 。
(2)加入砂質磨料后,在流速相同的情況下切割能力大大提高
了,是因為　 　　　
。
動能
物體運動的速度一定時,物體的質量越大,物體具有的
動能越大
解析　(1)高速水流能切割堅硬的物體,是因為高速水流具有
很大的動能;(2)加入砂質磨料后,物體的運動速度不變,質量
增大,具有的動能增大,因此切割能力大大提高。
11.(2023遼寧沈陽鐵西期末,17,★☆☆)如圖所示,是安裝在
列車車廂之間的摩擦緩沖器結構示意圖,圖中
①和②為楔塊,③和④為墊塊,楔塊與彈簧盒、
墊塊間均有摩擦,沒有發生撞擊時彈簧1和彈
簧2均處于壓縮狀態。車廂相互撞擊時,在F1與F2的作用下,彈簧1在原狀態下被　　　　 (選填“壓縮”“拉伸”或“不變”),彈簧2彈性勢能　　　　(選填“增大”“不變”或“減小”),正常使用的緩沖器內部彈簧的形變屬于　　　　 (選填“彈性”或“塑性”)形變。
壓縮
增大
彈性
解析　車廂相互撞擊時,在F1與F2的作用下,兩彈簧均被壓縮,
兩彈簧的形變程度增大,彈性勢能增大。正常工作過程中彈
簧受力發生形變,當力消失后會恢復原來的形狀,發生的是彈
性形變。
12.(新中考·分析論證)(2023云南楚雄一模,20,★★☆)如圖所
示,擺線的長度L相同,小球A、B的質量mA向之間的夾角θ1<θ2。
(1)圖甲、乙中,同時由靜止釋放A、B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,這表明兩小球在擺
動過程中速度的大小與小球的　　　　 無關。
(2)小強設計用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些
因素有關”。小球按圖示位置由靜止釋放,當小球擺動到豎
直位置時,恰好與靜止在水平面上的木塊C發生碰撞,木塊都
會在水平面上滑行一定距離后停止,本實驗中通過比較木塊
移動的距離反映小球撞擊木塊C前的動能大小,這種研究方
法叫　　　　 法。
質量
轉換
(3)根據乙、丙所示的探究過程,他觀察到圖丙中木塊C被撞
得更遠,可得出結論:小球的動能大小與　　　　 (選填
“速度”“高度”或“質量”)有關。
(4)若水平面絕對光滑且足夠長,木塊C被撞擊后,它將做　
(選填“減速”“勻速”或“加速”)直線運動。
(5)在探究小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
小球去撞擊木塊,撞擊木塊時小球的動能　　　　 (選填
“相等”或“不相等”),該方案　　　　 (選填“正確”
速度
勻速
相等
錯誤
或“錯誤”)。
解析　(1)A、B兩球并排擺動且始終相對靜止,同時到達豎直位置,這表明兩小球在擺動過程中速度的大小與小球的質量無關;(2)本實驗通過木塊移動的距離反映小球撞擊木塊C前的動能大小,這種研究方法叫轉換法;(3)如圖乙、丙所示,懸線與豎直方向的夾角越大,小球撞擊木塊時的速度越大;觀察到圖丙中木塊C被撞得更遠,說明物體的動能大小與速度有關;(4)由牛頓第一定律知,如果木塊不受阻力,將做勻速直線運動;(5)實驗中,彈簧的彈性勢能相同,撞擊時小球的動能相同,但小球的質量不同,小球的速度也不同,這個設計方案是錯誤的。
13.(新中考·設計實驗)同學們所用的筆 有些在靠近筆端的
地方裝有一個輕質彈簧(如圖甲所示)。小文和小軍各自拿
自己裝有彈簧的筆玩彈筆游戲。結果發現小軍的筆彈得高
一些,小文分析:筆彈起的高度與筆內彈簧的彈性勢能的大小
有關。那么彈簧彈性勢能的大小又跟什么因素有關呢
素養探究全練
甲
小文猜想:
①彈簧彈性勢能的大小可能跟它的材料有關;
②彈簧彈性勢能的大小可能跟它彈性形變的程度有關。
(1)小文利用兩個外形完全相同、材料不同的彈簧A和B,一
個小鋼球,一個輕木塊,在同一水平面上進行了如圖乙所示的
實驗,此實驗是為了驗證猜想　　　　 ,實驗中彈性勢能的
大小是通過　　 　　 來體現的。
①
木塊被推動的距離

(2)請你設計一個實驗方案來驗證另一個猜想(寫出簡要的實
驗步驟,分析可能出現的現象,并得出結論)。
見解析
解析　(1)小文的實驗選用了外形完全相同、材料不同的彈
簧,將彈簧壓縮相同長度后讓彈簧彈出小球,小球推動輕木
塊,根據木塊被推出的距離,判斷彈簧彈性勢能的大小,利用
了轉換法,因此本實驗探究的是猜想①。(2)實驗步驟:a.將小
球置于彈簧A的右端,將彈簧適當地壓縮,放手后小球被彈出,
并與O點處一木塊相碰,木塊被推動了一段距離s1;b.把小球
置于彈簧A的右端,將彈簧壓縮的程度稍大一些,放手后觀察
小球撞擊O點處木塊后木塊移動的距離s2。實驗現象及得出
的結論:若s1等于s2,說明彈簧彈性勢能的大小與彈性形變的
程度無關;若s1不等于s2,說明彈簧彈性勢能的大小與彈性形
變的程度有關。(共34張PPT)
第4節　機械能及其轉化
第十一章　功和機械能
基礎過關全練
知識點1　機械能及其轉化
1.下列關于機械能的說法,正確的是 (　　)
A.機械能是動能與彈性勢能的總和
B.做勻速運動的物體,機械能一定守恒
C.做勻速圓周運動的物體,機械能一定守恒
D.物體只發生動能和重力勢能的相互轉化時,物體的機械能
守恒
D
解析　在物理學中,把動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機
械能,故A錯誤。做勻速運動的物體,機械能不一定守恒,例如
人坐電梯時,人隨電梯一起豎直向上做勻速直線運動,速度不
變,高度增加,人的動能不變,重力勢能增大,機械能會增加,故
B錯誤。在豎直平面內做勻速圓周運動的物體,具有的動能
不變,重力勢能發生改變,機械能發生改變,故C錯誤。物體只
發生動能和重力勢能的相互轉化時,物體的機械能守恒,故D
正確。
2.(跨體育與健康·蹦床運動)如圖所示,是運動員做蹦床運動
的情景,他離開蹦床向上運動到一定高度又落在蹦床上,直至
最低點的過程中(不計空氣阻力和碰撞時的能量損失),下列
說法正確的是 (　　)
A.下落到剛接觸蹦床時,運動員速度最大
B.下落到最低點時,運動員速度為零,受平衡力
D
C.從最高點下落到最低點的過程中,運動員的機械能保持不變
D.從最高點下落到最低點的過程中,運動員減小的重力勢能
等于蹦床增加的彈性勢能
解析　運動員剛接觸蹦床時,彈力小于重力,所以運動員的速
度會變大,故A錯誤;下落到最低點時,運動員速度為零,此時
蹦床的彈力要大于重力,受到的不是平衡力,故B錯誤;不計空
氣阻力,運動員在接觸蹦床前,機械能是守恒的,接觸蹦床后,
運動員的機械能會轉化為蹦床的彈性勢能,機械能會減小,故
C錯誤;從最高點下落到最低點的過程中,不計空氣阻力,運動
員和蹦床的總機械能不變,到最低點時,運動員的動能為0,則
運動員減小的重力勢能全部轉化為蹦床增加的彈性勢能,故
D正確。
3.(新獨家原創)如圖,小明同學將籃球擲向地面,經過A位置后碰到地面上的B位置,接著向上反彈經過C位置(忽略空氣阻力)。
(1)籃球由A位置到B位置過程中,　　　　 能轉化為　
　　 能,由B位置到C位置過程中,　　　　 能轉化為
　　　能。
重力勢
動
動
重力勢
(2)已知籃球在A位置的機械能是7 J、動能是4 J,在C位置的
機械能是6 J、動能是1 J,則籃球與地面碰撞過程損失的機械
能為　　　　 J,在C位置時的重力勢能為　　　　 J。
1
5
解析　(1)籃球由A位置運動到B位置的過程中,籃球的質量
不變、高度減小、速度增大,所以籃球具有的重力勢能減
小、動能增大,重力勢能轉化為動能;籃球由B位置運動到C
位置的過程中,籃球的質量不變、高度增大、速度減小,所以
籃球具有的重力勢能增大、動能減小,動能轉化為重力勢
能。(2)籃球在從A運動到C的過程中機械能由7 J變為6 J,忽
略空氣阻力的影響,說明籃球與地面碰撞過程損失的機械能
為1 J;籃球在C位置時機械能為6 J,其中動能為1 J,所以在C位
置時的重力勢能為5 J。
4.(新中考·分析論證)如圖甲所示,小靜觀看臺球比賽時發現:
有時運動的白球去撞擊一個靜止的球后,白球會立即靜止在
碰撞時的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原來的運
動方向,以幾乎相同的速度向前運動,小靜據此設計了如圖乙
所示的實驗裝置,探究動能與勢能轉化和轉移時的規律。
請你回答以下問題。
(1)A球從斜面滑下的過程中,　　　　 能轉化為動能。
(2)B球由靜止變為運動是因為B球在碰撞中獲得了　　　 能。
重力勢
動
(3)小靜在實驗時發現:撞擊后,B球在斜面上能達到的最高高
度h2小于A球原有的下落高度h1。她猜想這可能是小球運動
過程中克服　　　　 做功造成的。為了驗證這一猜想,小
靜操作如下:
A.控制A球從斜面上的　　　　 自由滾下;
B.改變導軌的粗糙程度,并記錄B球在斜面上上升的最高高
度h2。
摩擦力
同一高度
小靜在多次實驗后發現:導軌越光滑,h2越接近h1。由此可推
論得出:在動能與勢能的相互轉化過程中,若沒有摩擦阻力影
響,物體的機械能將　　　　 (選填“變小”“不變”或
“變大”)。
不變
解析　(1)A球從斜面滑下的過程中,高度減小,速度增大,重
力勢能減小,動能增大,重力勢能轉化為動能;(2)B球由靜止變
為運動,速度增大了,獲得了動能;(3)B球在斜面上能達到的最
高高度h2小于A球原有的下落高度h1,說明出現了機械能的損
失,是因為存在空氣阻力,且導軌不光滑,存在摩擦力,球需要
克服摩擦力做功;根據控制變量法,控制小球從斜面上的同一
高度自由滾下,使其到達導軌底端的速度相同;若沒有摩擦阻
力影響,只有動能和勢能的轉化,此過程機械能守恒。
知識點2　水能和風能的利用
5.(跨語文·古詩詞)(2024遼寧遼陽期末)唐詩中有“黃河遠上
白云間”“不盡長江滾滾來”,前一句生動形象地表明黃河
儲藏著大量的　　　　 能,后一句表明長江具有大量的
　　 能。
重力勢
動
解析　“黃河遠上白云間”可看出黃河由于具有一定的高
度而儲藏著大量的重力勢能;“不盡長江滾滾來”可看出長
江之水在流動,由于運動而具有動能。
6.(新特色·現代科技)(2024河北中考,19,★★☆)2024年5月7日,
河北省首條低空無人機物流運輸航線試航成功。如圖為
正在運輸貨物的無人機,下列說法正確的是 (　　)
A.無人機上升過程中,貨物的重力勢能可能減小
B.無人機水平勻速飛行時,貨物的機械能保持不變
能力提升全練
B
C.無人機在某一高度懸停時,貨物的機械能一定為零
D.無人機下降過程中,貨物的動能一定增大
解析　無人機上升的過程中,貨物質量不變,高度增加,重力
勢能增加,A錯誤;無人機水平勻速飛行過程中,貨物質量不
變,高度不變,速度不變,所以動能和重力勢能都不變,則機械
能不變,B正確;無人機在某一高度懸停時,貨物速度為零,動
能為零,但是有一定的高度,所以有一定的重力勢能,機械能
不為零,C錯誤;無人機有動力系統,下降的過程中貨物速度不
一定增大,所以動能不一定增大,D錯誤。
7.(新課標·科學推理)(2024山西交口期末,6,★★☆)小明積極
參加體育鍛煉,如圖所示,這是他某次參加足球比賽時足球的
運動軌跡,關于其能量轉化,下列說法正確的是 (　　)
A.足球上升過程中,重力勢能轉化為動能
B.足球上升過程中,機械能先增大后減小
C.足球在最高點時機械能最大
D.足球在空中運動過程中機械能逐漸減小
D
解析　足球上升過程中,質量不變,速度變小,動能變小;高度
變大,重力勢能變大,動能轉化為重力勢能,故A錯誤;由于存
在空氣阻力,足球在運動的過程中具有的機械能逐漸減小,足
球在起始位置時具有的機械能最大,故B、C錯誤,D正確。
8.(新課標·科學推理)(2023湖南株洲中考,15,★★☆)投出的
鉛球在空中飛行,它在整個運動過程中的動能Ek與距離地面
的高度h的關系如圖所示。已知鉛球出手高度h為2 m,鉛球
落到地面時重力勢能為零,不計空氣阻力,由圖可知,鉛球出
手時其重力勢能為 (　　)
A.80 J　　 B.100 J　　 C.180 J　　 D.280 J
A
解析　因為不計空氣阻力,機械能守恒,鉛球運動過程中只有
重力勢能和動能的相互轉化,鉛球落到地面時重力勢能為零,
由圖可知動能最大值為280 J。當鉛球到最高點,即距離地面
2.5 m時,動能為180 J,則重力勢能最大值為100 J;已知鉛球出
手高度為2 m,所以其重力勢能小于100 J。故選A。
9.(新中考·創新實驗)(2024甘肅臨夏中考,13,★★☆)某科技
興趣小組用兩個輸液用的葡萄糖瓶子,從瓶口以下約6 cm處
截斷,將截斷處用膠水黏合在一起,再從瓶口的橡膠塞中心穿
一根長約20 cm的細木棒,用兩條懸線拴住木棒的兩端,將懸
線固定在支架上,就構成了如圖所示的滾擺。當滾擺從上到
下運動的過程中重力勢能主要轉化為　　　　 能;滾擺每
次上升的高度逐漸減小,說明滾擺的機械能　　　　 (選填
“變大”“變小”或“不變”)。
動
變小
解析　滾擺從上到下運動的過程中質量不變,高度減小,重力
勢能減小,滾動的速度增加,動能增加,因此是重力勢能轉化
為動能;滾擺每次上升的高度逐漸減小,運動過程中滾擺需要
克服阻力做功,因此機械能減小。
10.(2023河北邢臺、邯鄲一模,16,★★☆)如圖是小明用螺絲
帽模擬“蹦極”的簡化示意圖,彈性繩一端系住螺絲帽,另一
端固定在鐵架臺的O點。螺絲帽由靜止開始自由下落,A點處
彈性繩正好處于原長;B點處螺絲帽受到的重力與彈性繩對
螺絲帽的拉力大小相等;C點處是螺絲帽到達的最低點。(整
個過程忽略空氣阻力和摩擦,彈性繩的自重不計)
(1)從O點到A點的過程中,螺絲帽的機械能　　　　 。
(2)從A點到C點的過程中,彈性繩的彈性勢能　　　　 ,螺
絲帽的動能　 　　　 。(均選填“增大”“減小”“不
變”或“先增大后減小”)。
不變
增大
先增大后減小
解析　(1)從O點到A點的過程中,螺絲帽沒有受到彈性繩的
拉力,螺絲帽動能和勢能相互轉化,忽略空氣阻力和摩擦,機
械能不變;(2)從A點到C點的過程中,彈性繩的伸長量增大,彈
性勢能增大,剛開始彈性繩的拉力小于重力,合力方向向下,
螺絲帽做加速運動,動能增大,當彈力大于重力后,合力方向
向上,螺絲帽做減速運動,動能減小,故螺絲帽的動能先增大
后減小。
11.(跨學科·物理學與工程實踐)(2023湖南常德鼎城期末,28,
★★☆)應某公司邀請,兩位建筑師參與某火車站進站段鐵路
工程的設計,最后上交了圖甲、乙所示的設計方案圖,請問應
選用哪種設計方案 用所學的物理知識簡要說明理由。
解析　乙圖中火車進站時高度下降,會有一部分重力勢能轉
化為動能,火車的速度會增大,難以剎車,所以乙圖的設計不
合理。甲圖中火車進站時高度上升,火車的動能轉化為重力
勢能,車速減小,便于剎車,出站時還可以將重力勢能轉化為
動能,所以甲圖的設計方案合理。
12.(新課標·中華優秀傳統文化)如圖所示是《天工開物》中
記載的水碾,可用來加工谷物,使谷物脫殼或粉碎,流動的水
能帶動石磨轉動。請你回答下列問題:
(1)請從能量轉化的角度分析水碾工作的原理。
(2)若要使水流沖擊下面的輪盤時能帶動質量
更大的磨盤,請你提出一個改進的方案。
素養探究全練
解析　(1)從高處流下的水,質量不變,高度降低,速度增大,水
的重力勢能轉化為水的動能,流動的水會對輪盤產生力的作
用,輪盤帶動石磨轉動進行工作,因此整個過程中水的重力勢
能轉化為石磨的動能;(2)若要使水流沖擊輪盤時能帶動質量
更大的磨盤轉動,水的動能應更大,物體具有的動能與物體的
質量和運動速度有關,因而可以將水碾安置在更低的位置,通
過增大水的落差來增大水的流速,或把水碾安置在水流量更
大的位置,通過增大水的質量來增大水的動能。
13.(新課標·科學推理)如圖所示,質量為m的小球從A點靜止
釋放,在沒有空氣阻力的情況下,沿光滑軌道運動(其中BC段
水平)。已知重力勢能為Ep=mgh(h為小球離軌道BC的高度,
當小球運動到B點時,h=0),動能為Ek= mv2(v為小球運動的速
度)。
(1)小球在A點的機械能E=　　　　 (用題目所給物理量符
號表示)。
(2)小球從A點靜止釋放,到達B點時的速度為vB。
①請根據題目所給信息,推導出vB= ;
mgh
②根據vB= ,推測vB與小球的質量m是否有關。
③現有形狀、大小相同,質量不等的小球,請寫出驗證你的推
測的實驗步驟(若有需要,可補充器材)。
見解析
解析　(1)小球在A點時是靜止的,不具有動能,但具有重力勢
能,由題意可知,小球在A點具有的重力勢能Ep=mgh,則小球在
A點具有的機械能E=Ep+Ek=mgh;(2)①小球從A點靜止釋放,
到達B點時的速度為vB;由于不計空氣阻力且軌道光滑,小球
的機械能是守恒的,且小球在A點的機械能E=mgh;到達B點
時,高度h=0,重力勢能為0,此時小球的機械能等于動能,即Ek'
= m ,則mgh= m ,可得vB= ;②根據vB= 可知,vB的
大小與小球的質量m沒有關系;③要驗證小球到達B點時的速
度與質量是否有關,需要將大小形狀相同、質量不等的小球
從離軌道BC高度相等的位置釋放,比較各自到達B點時的速
度,可用停表記錄小球通過BC段所用的時間,用刻度尺測量
出BC段的長度,由v= 得出通過B點的速度,若各小球通過B
點的速度相同,則與質量無關。(共27張PPT)
第2節　功率
第十一章　功和機械能
基礎過關全練
知識點　功率
1.(2024陜西漢中期末)下列有關功和功率的說法,正確的是
(　　)
A.機器的功率越大,做功越快
B.機器做的功越少,功率越小
C.機器做功的時間越短,功率越大
D.抽水機的功率越大,抽出的水越多
A
解析　功率是表示做功快慢的物理量,機器做功越快,功率越
大;做功越慢,功率越小;功與做功所用時間之比為功率,所以
機器做功越多,不一定功率就越大;做功時間越短,不一定功
率就越大,故A正確,B、C錯誤;無法確定做功的時間時,抽水
機的功率越大,做的功不一定越多,所以抽出的水不一定越
多,故D錯誤。
2.(2024江蘇連云港中考)如圖所示, 一個人先后兩次用同樣
的時間、同樣大小的力,將不同質量的物體在不同的表面上
分別移動相同的距離。該力在此過程中所做功的大小分別
為W1 、W2, 功率的大小分別為 P1 、P2,關于它們之間的大小
關系說法正確的是 (　　)
　
A.W1W2 P1>P2
C.W1=W2 P1=P2　　　　　 D.W1P2
C
解析　因為用大小相同的力移動物體通過相同的距離,根據
W=Fs可知,該力在此過程中所做功的大小相等;所用時間相
同,根據P= 可知,功率的大小相等,C正確。
3.(2023云南玉溪紅塔模擬)在跳繩比賽中,老師記錄了李強
的跳繩成績:時間t=1 min,跳繩次數n=180,質量m=50 kg,每次
跳起的高度約為h=0.06 m。g=10 N/kg,則李強跳繩的功率表
達式為P=　　　　 (用題中字母表示),由于體力消耗,李強
跳繩的速度會越來越慢,則他的跳繩功率會變　　　　 (選
填“大”或“小”)。
小
解析　每次跳繩時克服重力做功W1=Gh=mgh,1 min 內做功
W=nW1=nmgh;跳繩時克服重力做功的平均功率P= = ;
由于體力消耗,李強跳繩的速度會越來越慢,所受重力不變,
單位時間內所做的功減少,則他的跳繩功率會變小。
4.(教材習題變式)(2024四川達州期末)一輛純電動汽車在水
平馬路上勻速直線行駛,速度為72 km/h,其電動機的輸出功
率為200 kW,共行駛10 min,電動機所做的功為　　　　 J,
該車的牽引力為　　　　 N。
1.2×108
1×104
解析　電動機的輸出功率P=200 kW=2×105 W,行駛時間t=
10 min=600 s,電動機所做的功W=Pt=2×105 W×600 s=1.2×
108 J;汽車的行駛速度為v=72 km/h=20 m/s,汽車通過的路程
s=vt=20 m/s×600 s=1.2×104 m,則該車的牽引力為F= = =1×104 N。
一題多解　根據P= = =Fv可得,該車的牽引力F= =
=1×104 N。
5.(新獨家原創)作家馮驥才創作的泰山見聞式散文中寫道:“在泰山上,隨處都可以碰到挑山工。他們肩上搭一根光溜溜的扁擔,扁擔兩頭的繩子掛著沉甸甸的貨物。”如圖所示,一名質量為70 kg的挑山工,肩挑40 kg的貨物攀登泰山,挑山工用時1.5 h走過的路程約為1 km,垂直落差約400 m,g取10 N/kg。則:
(1)該挑山工在這段時間內克服重力做的功
約為多少
(2)他克服重力做功的功率約為多少 (計算結果
保留兩位小數)
解析　(1)挑山工與貨物受到的總重力G總=m總g=(m人+m貨)g=
(70 kg+40 kg)×10 N/kg=1 100 N,則挑山工克服重力做的功
W=G總h=1 100 N×400 m=4.4×105 J;(2)挑山工克服重力做功
所用的時間t=1.5 h=5 400 s,則他克服重力做功的功率P= =
≈81.48 W。
6.(2023湖南長沙中考,10,★☆☆)如圖,大人和小孩分別將5塊
相同的磚從一樓搬到二樓,在這個過程中,下列說法正確的
是 (　　)
能力提升全練
A.小孩對磚做功更多　　　　　
B.小孩對磚做功更快
C.大人對磚做功更多　　　　　
D.大人對磚做功更快
D
解析　根據W=Fs=Gh,可知二人做功一樣多,大人用時較短,
根據P= 可知,大人對磚做功更快。
7.(2024山東青島城陽期末,6,★★☆)兩臺汽車發動機的牽引
力之比是1∶3,勻速直線行駛時的速度之比是5∶6,那么此時
這兩臺汽車的發動機功率之比是 (　　)
A.5∶18　　 B.5∶2　　 C.18∶5　　 D.2∶5
A
解析　假設汽車行駛的時間為t,則在這段時間內汽車行駛的
路程為s=vt,由W=Fs可知,汽車通過這段路程時,牽引力所做
的功為W=Fs=Fvt,則汽車發動機做功的功率P= =Fv,因此
兩臺汽車的發動機功率之比是 = = × = × = ,
故A正確。
8.(新課標·科學推理)(2024河北中考,21,★★☆)(多選)如圖1
所示,在一次社會實踐活動中,小明用一輛小車運送貨物時,
先后經過同一平直路面上的甲、乙、丙三個地點,圖2為運
動路徑示意圖。小明先用水平推力F把裝有貨物的小車從甲
勻速推到乙,用時為t1;在乙停車卸貨用時為t2;再用水平推力
將空車從乙勻速推到丙,用時為t3;兩次推力做功之比為2∶1。下列說法正確的是 (　　)
A.小明全程的平均速度為
B.從乙到丙的過程中,小明的水平推力為
C.從乙到丙的過程中,小明推力做功的功率為
D.若把空車從丙沿原路勻速推回到甲,推力做功為F(s1+s2)
答案　BC
解析　小明全程通過的路程s總=s1+s2,小明全程用的時間t總=
t1+t2+t3,所以小明全程的平均速度v= = ,A錯誤。小
明用水平推力F把裝有貨物的小車從甲勻速推到乙,推力F做
功W1=Fs1,用水平推力F'把空車從乙勻速推到丙,推力F'做功
W2=F 's2。已知W1∶W2=2∶1,所以從乙到丙的過程中,小明的
水平推力F '= ,B正確。從乙到丙的過程中,小明推車的速
度v'= ,則該過程中小明水平推力的功率P=F 'v'= ,C正確。
若把空車從丙沿原路勻速推回到甲,此時推力大小等于F ',
該過程水平推力做功W3=F '(s1+s2)= ,D錯誤。故
選B、C。
9.(新課標·模型建構)(2023廣東珠海香洲文園中學一模,22,★
★☆)某汽車行駛過程中牽引力的功率恒為1.2×105 W。汽車
從啟動到勻速運動之前行駛的路程為180 m,汽車勻速運動
過程中受到的阻力保持不變,運動的速度v與時間t的關系如
圖所示,g取10 N/kg,求:
(1)前10 s內牽引力所做的功;
(2)汽車勻速運動時,牽引力大小;
(3)汽車啟動并勻速行駛了一段時間,當牽引力所做的功為
7.2×106 J時,汽車行駛的總路程。
解析　(1)前10 s內,牽引力所做的功W=Pt=1.2×105 W×10 s=
1.2×106 J;(2)汽車勻速運動時,v=30 m/s,根據P= = =Fv可
得,牽引力為F= = =4 000 N;(3)汽車從啟動到勻速
運動之前用了10 s時間,行駛的路程為s0=180 m,則汽車勻速
運動過程中所做的功為W'=W總-W=7.2×106 J-1.2×106 J=6×
106 J;汽車勻速行駛的路程為s'= = =1 500 m;汽車行駛
的總路程s=s0+s'=180 m+1 500 m=1 680 m。
10.小明想利用所學的物理知識估測自己跳繩時克服重力做
功的平均功率(不計繩重)。
(1)實驗需要測量的物理量:①用　　　　 (選填測量器材)
測量自己的質量m;②測量自己每次跳起的平均高度h(人的
重心上升的高度);③用　　　　 (選填測量器材)記錄跳n
次繩所用的　　　　 (選填物理量與其對應字母)。
(2)跳繩時克服重力做功的平均功率表達式:P=　　　　 。
素養探究全練
磅秤　　
停表
時間t
(3)若小明的質量m=50 kg,他跳繩時的重心高度隨時間變化
的情況如圖所示,根據所給條件可估算出他每跳一次克服重
力所做的功是　　　　 J,在1 min內,他跳繩的次數是
　 　 ,在1 min內克服重力做功的平均功率為　　　 W。
(g取10 N/kg)
25
180
75
(4)小明和小華兩人想比較跳繩的平均功率(假設兩人跳起的
平均高度相同),則　　　　 。
A.頻率相同,體重大的功率大
B.頻率相同,跳繩的時間長的功率大
C.體重相同,頻率高的功率小
D.體重相同,跳繩的時間長的功率大
A
解析　(1)①用磅秤測出質量m,則重力為G=mg;②測出自己
每次跳起的平均高度h,則每次克服重力所做的功W=Gh=mgh;
③用停表記錄跳n次所用的時間t。(2)跳繩時克服重力做功
的平均功率P= = = 。(3)該同學的重力G=mg=
50 kg×10 N/kg=500 N,由圖可知,起跳的最大高度h=0.05 m,
他每跳一次克服重力所做的功W=Gh=500 N×0.05 m=25 J;由
圖可知,跳一次所用的時間t= s,1 min內,他跳繩的個數n=
=180。在1 min 內克服重力做功的平均功率P= = =
=75 W。(4)設兩人跳繩的頻率為f,則在時間t內跳繩
的次數n=ft,則跳繩時做功的功率P= = = =mghf,
所以頻率相同時,體重大的人功率大,與跳繩的時間長短無
關;同理可知體重相同時,頻率高的人功率大,故A正確,B、C
錯誤。由P= 可知,體重相同時,跳繩次數未知,跳繩時間
長的功率不一定大。(共25張PPT)
第1節　功
第十一章　功和機械能
基礎過關全練
知識點1　力學中的功
1.(2024北京昌平期末)下列單位中,功的單位是 (　　)
A.米　 B.牛頓　 C.焦耳　 D.瓦特
C
解析　在國際單位制中,功的單位是焦耳。
2.(2024江蘇寶應期中)對于功的理解,下列說法正確的是
(　　)
A.作用在物體上的力越大,做的功越多
B.物體通過的距離越長,對物體做的功越多
C.物體由于慣性在光滑水平面上勻速滑動時,沒有力做功
D.有力作用在物體上這個力就一定做功
C
解析　作用在物體上的力越大、物體在力的方向上移動的距離越遠,力所做的功也就越多,故A、B錯誤;物體由于慣性在光滑水平面上勻速滑動時,物體在水平方向上不受力的作用,因此沒有力做功,故C正確;當有力作用在物體上但物體沒有在該力的方向上移動距離時,該力對物體沒有做功,故D錯誤。
3.(新特色·現代科技)2024年6月2日,嫦娥六號的著上組合體
在距離月表高度大約100米后開始緩速下降,經過懸停避障
后,關閉發動機,著上組合體利用緩沖系統以自由落體的方式
到達月面,完成軟著陸,懸停、緩速下降過程如圖所示。
(1)組合體懸停時,反推發動機提供的推力對組合體　　　
(選填“做”或“不做”)功,判斷依據是　 　　　
。
(2)組合體以自由落體方式落向月面的過程中,月球對組合體
的引力　　　　 (選填“做”或“不做”)功,判斷依據是
　　　 　 。
不做
做
組合體在推力方向上
沒有移動距離
組合體在月球引力的方向上移動了距離
解析　(1)組合體懸停時受到反推發動機提供的向上的推力,
但是組合體在推力的方向上沒有移動距離,故推力對組合體
不做功;(2)月球對組合體有豎直向下的引力,且組合體在引
力的方向上移動了距離,故月球引力對組合體做了功。
知識點2　功的計算
4.(2023山東棗莊山亭月考)如圖所示,現有甲、乙、丙三個
質量不同的物體(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F的作用下,分別
沿水平方向、沿斜面向上、沿豎直方向通過了相等的距
離s。F在三種情況下做的功分別為W甲、W乙、W丙,三者的大
小關系是 (　　)
C
A.W甲>W乙>W丙　　　　　 B.W甲C.W甲=W乙=W丙　　　　　 D.W甲=W乙解析　用大小相等、方向不同的恒力F使質量不同的三個物
體沿力的方向通過相同的距離s,做的功均為W=Fs,故C正確。
易錯警示　由公式W=Fs可知,力做功的大小只與力的大小
和物體在力的方向上通過的距離有關,與接觸面的粗糙程
度、物體質量和運動路徑無關。
5.(新獨家原創)周末,小佘同學到社區進行義務勞動,他將質
量為5 kg的物品從地面沿豎直向上的方向勻速提起,放置在
一定高度的水平臺上;然后將物品沿水平方向勻速推動1 m,
推動過程中物品受到的阻力f 始終為其重力的 。假設整個
工作中小佘同學做功60 J,忽略空氣阻力的影響,g取10 N/kg。
求:
(1)該物品所受的重力;
(2)水平臺的高度。
解析　(1)該物品所受的重力G=mg=5 kg×10 N/kg=50 N;
(2)物品沿水平方向勻速運動的過程中受力平衡,物品在水平方
向上受到推力和阻力,則推力F=f= G= ×50 N=10 N,推力做
功W2=Fs=10 N×1 m=10 J;小佘同學提起物品的過程中做功
W1=W總-W2=60 J-10 J=50 J,物品沿豎直方向被勻速提起的過程
中受力平衡,物品在豎直方向上受到拉力和重力,則拉力F1=
G=50 N,水平臺的高度h= = = =1 m。
易錯警示　本題有克服重力做功、克服摩擦力做功兩個過
程,解題時容易忽略其中一個做功過程,容易混淆每個做功過
程中力與通過距離的對應關系。
6.(2023江蘇連云港中考,6,★☆☆)下列有關功的說法,正確
的是 (　　)
A.用力推車沒有推動,人對車也做了功
B.足球在水平地面上滾動時重力對足球沒有做功
C.運動員舉起杠鈴在空中靜止不動時對杠鈴做了功
D.學生背著書包在水平路面勻速前進時對書包做了功
能力提升全練
B
解析　用力推車沒有推動、運動員舉著杠鈴靜止不動,這兩
種情況人對物體施加了力,但是物體沒有在力的方向上移動
距離,所以沒做功,故A、C錯誤;足球在水平地面上滾動時,學
生背著書包在水平路面勻速前進時,這兩種情況力和運動方
向垂直,力對物體沒有做功,故B正確,D錯誤。
7.(2024新疆烏魯木齊一模,7,★☆☆)一本初中物理課本由課
桌邊緣掉落至地面,則掉落過程中物理課本的重力所做的功
大約是 (　　)
A.0.2 J　　 B.2 J　　 C.20 J　　 D.200 J
B
解析　一本物理課本的重力約為2.5 N,課桌的高度約為0.8 m,一本物理課本由課桌邊緣掉落至地面的過程中,重力所做的功大約是W=Fs=Gh=2.5 N×0.8 m=2 J,故B符合題意。
8.(2023山西陽城一模,17,★★☆)對于中考“1分鐘跳繩”測
試,小晉認為,測試中,體重大的學生克服重力做功一定多。
你　　　　 (選填“贊同”或“不贊同”)這個觀點,理由
是　 　　　
。
不贊同
跳繩時,克服重力做功的多少不僅與學生的體重有關,還與跳起
的高度和次數有關
解析　根據W=Gh可知,“1分鐘跳繩”測試時,克服重力做功
的多少不僅與學生的體重有關,還與學生跳起的高度和次數
有關。體重大的同學每次跳起的高度不一定高,跳起的次數
不一定多,所以克服重力做功不一定多。
9.(2023湖南婁底二模,14,★★☆)在水平地面上,小明沿水平
方向推重400 N的木箱做直線運動,木箱速度隨時間變化的
圖像如圖所示。已知在4~8 s內木箱受到的推力恒為150 N,
在這段時間內,木箱受到的推力做的功是　　　　 J,8~10 s
內木箱受到的摩擦力是　　　　 N(忽略空氣阻力)。
600
150
解析　由圖可知,木箱在4~8 s內做勻速直線運動,通過的路
程s=vt=1 m/s×4 s=4 m,木箱受到的推力做的功W=Fs=150 N×
4 m=600 J;在4~8 s內,忽略空氣阻力,木箱受到的推力、摩擦
力是一對平衡力,大小相等,則木箱受到的摩擦力大小為f=F=
150 N;由圖可知,木箱在8~10 s內做減速運動,由于壓力大小、
接觸面的粗糙程度不變,則木箱受到滑動摩擦力的大小不變,
還是150 N。
10.(新特色·現代科技)(2024四川內江中考,25,★☆☆)在某屆
機器人與人工智能國際會議中,圖甲為某款靜止在水平地面
上的智能機器人,重力為400 N。它在某次引領接待工作中,
沿水平直線勻速運動,受到的水平阻力為機器人自重的0.02倍,運動路程s隨時間t變化的圖像如圖乙所示。則:
(1)靜止時,地面對智能機器人的支持
力大小為多少N
(2)在0~4 s內,動力對機器人做的功為多少J
解析　(1)靜止時智能機器人處于平衡狀態,智能機器人在豎
直方向上受到重力和地面的支持力,兩個力為一對平衡力,則
F支=G=400 N;(2)由圖像可知,在0~4 s內,智能機器人做勻速直
線運動,通過的路程為2 m,處于平衡狀態,智能機器人在水平
方向上受到動力和阻力,兩個力為一對平衡力,則動力F=f=
0.02G=0.02×400 N=8 N;動力對智能機器人做的功W=Fs=
8 N×2 m=16 J。
11.(跨體育與健康·冰壺運動)(2024四川樂山中考)如圖所示,
某次比賽中,運動員推著冰壺從A點運動6 m到達B點時輕輕
松手,隨后冰壺沿冰道運動30 m停在O點。若運動員對冰壺
的水平推力為9 N,冰壺運動中受到水平方向的阻力,大小恒
定為1.5 N。從A點到O點冰壺沿直線運動,此過程中 (　　)
素養探究全練
A.推力對冰壺做功為270 J
B.推力對冰壺做功為324 J
C.冰壺克服阻力做功為54 J
D.冰壺克服阻力做功為45 J
解析　運動員在冰壺從A點運動到B點的過程中對冰壺施加
推力,則推力對冰壺做的功W=Fs=9 N×6.0 m=54 J;冰壺在從
A點運動到O點的過程中始終受到阻力的作用,則冰壺克服阻
力做功W '=fs'=1.5 N×(6.0 m+24.0 m+6.0 m)=54 J;故C正確。
答案　C(共43張PPT)
第十一章　功和機械能復習
1.(跨學科·物理學與日常生活)(2024河南鄭州期末)我們的日
常生活中處處都有物理的影子,關于下列情景,說法正確的是
(　　)
一、選擇題(每小題4分,共32分)
A.甲圖中足球離開腳后繼續在空中飛行的過程中,人對足球
做了功
B.乙圖中學生背著書包站在水平地面上,人對書包的力沒有
做功
C.丙圖中離開手的冰壺在冰面上向前運動的過程中,冰面對
冰壺的支持力做了功
D.丁圖中人爬樓梯的過程中,重力對人沒有做功
答案　B
解析　甲圖中足球離開腳后繼續在空中飛行的過程中,人對
足球沒有施加力的作用,人對足球不做功,故A錯誤;乙圖中學
生背著書包站在水平地面上,人對書包有向上的作用力,但是
書包沒有在力的方向上移動距離,所以人對書包沒有做功,故
B正確;丙圖中離開手的冰壺在冰面上向前運動的過程中,冰
面對冰壺的支持力豎直向上,冰壺在水平方向上運動,運動方
向和支持力方向垂直,冰面對冰壺的支持力沒有做功,故C錯
誤;丁圖中人爬樓梯的過程中,重力沿豎直方向,人在豎直方
向上移動了一段距離,重力對人做了功,故D錯誤。
2.(2024山東濟南歷下期末)2024年5月21日,我國登山愛好者
組成的科研隊伍成功登頂珠穆朗瑪峰,并傳回了全球首份來
自世界之巔的超聲影像圖。如圖所示為他們登山的過程,隊
伍中體重(含裝備)越大的隊員一定 (　　)
A
A.做功越多　　　　　 B.功率越大
C.做功越快　　　　　 D.功率越小
解析　登山過程中,隊員上升的高度是相同的,根據公式W=
Fs=Gh可知,體重(含裝備)越大的隊員,做功越多;由P= 可知,
各隊員所用的時間未知,因此功率的大小無法比較,故選A。
3.(新獨家原創)如圖所示是我國研發的鳴鏑22無人機,其飛
行速度最高達7馬赫。當它加速升空時,下列說法正確的是
(假設無人機的質量保持不變) (　　)
A.無人機只具有動能
B.無人機只有重力勢能
C.無人機的動能增大
D.無人機的機械能不變
C
解析　無人機加速升空時,無人機的質量不變,速度變大、高
度增加,因此無人機的動能和重力勢能均變大,其機械能也變
大,故C正確。
4.(新課標·科學推理)舉重運動員為了在一定的訓練時間里
提高自身訓練的運動量,可以采取的最有效的措施是 ( 　)
A.增加舉起杠鈴的質量,減小單次舉起所用時間
B.減小舉起杠鈴的質量,延長單次舉起所用時間
C.增加舉起杠鈴的質量,保持單次舉起時間不變
D.保持舉起杠鈴的質量不變,減小單次舉起所用時間
A
解析　在一定的訓練時間里提高自身訓練的運動量,目的是
增大訓練時的功率,假設運動員的訓練時間為T,單次舉起杠
鈴所用的時間為t,杠鈴的質量為m,舉起的高度為h,則運動員
訓練時的功率P= = = ,因此A選項最有效。
5.(2023陜西涇陽二模)如圖所示,暑假外出旅游的小明,用30 N
的水平推力推著重為50 N的行李箱,沿著水平方向做勻速
直線運動,物體經過10 s運動了2 m。下列關于這個過程的描
述,正確的是 (　　)
A.行李箱受到的阻力為50 N
B.行李箱的重力做功100 J
D
C.小明對行李箱做功300 J
D.小明對行李箱做功的功率為6 W
解析　因為行李箱沿著水平方向做勻速直線運動,所以行李
箱受到的阻力f=F=30 N,故A錯誤;行李箱沒有在重力方向上
移動距離,所以行李箱的重力不做功,故B錯誤;小明對行李箱
做的功W=Fs=30 N×2 m=60 J,故C錯誤;小明對行李箱做功的
功率P= = =6 W,故D正確。
6.(2024山東青島即墨一模)在水平地面上鋪一張白紙,將一
皮球表面涂黑,使其分別從不同高度處自由下落,在紙上留下
黑色圓斑a、b,如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.形成圓斑a時,皮球是從更高處下落的
B.形成圓斑b時,皮球接觸紙面后的形變程度更小
C.皮球在空中下落的過程中,動能轉化為重力勢能
D
D.皮球落地發生形變的過程中,動能轉化為彈性勢能
解析　皮球在下落的過程中,質量不變,高度減小,重力勢能
減小,速度變大,動能變大,重力勢能轉化為動能,故C錯誤;當
皮球接觸地面時,皮球的動能轉化為皮球的彈性勢能,故D正
確;皮球的動能越大,轉化成的彈性勢能越大,則皮球的彈性
形變程度越大,在紙上形成的圓斑越大,所以形成圓斑b時皮
球是從更高處下落的,故A、B錯誤。
7.(新課標·模型建構)(2024四川自貢中考)很多同學都玩過蕩
秋千,下列說法正確的是 (　　)
A.秋千蕩到最低點時只有動能
B.秋千蕩到最高點時有重力勢能和動能
C.從最低點蕩到最高點的過程中重力勢能
轉化為動能
D
D.從最高點蕩到最低點的過程中動能增大,重力勢能減少
解析　秋千蕩到最低點時距地面有一定的高度,具有重力勢
能,故A錯誤;秋千蕩到最高點時,秋千的速度為0,秋千不具有
動能,故B錯誤;從最低點蕩到最高點的過程中,質量不變,速
度減小,高度增大,動能轉化為重力勢能,故C錯誤;從最高點
蕩到最低點的過程中,質量不變,速度增大,高度減小,重力勢
能轉化為動能,所以動能增大,重力勢能減少,故D正確。
8.(新課標·科學推理)滑板是深受青少年喜歡的一項體育運
動。如圖是U形滑臺和運動員姿勢的簡化示意圖。運動員
在滑臺A處由靜止自由下滑,不計滑臺摩擦和空氣阻力,僅依
靠滑行過程中運動員姿勢的自然(不用力)變化,最有可能滑
到滑臺C處的是 (　　)
B
解析　因為不計滑臺摩擦及空氣阻力,運動員運動過程中機
械能守恒。若運動員站立著從A處開始滑行,到達U形滑臺另
一側最高位置B處時,若是站立著,則此時重力勢能等于在A
處的重力勢能,動能為零,所以運動員不會繼續向前滑行,就
不會到達C處,若是全蹲著,則此時重力勢能小于在A處的重
力勢能,則部分重力勢能轉化為動能,所以運動員會繼續向前
滑行,就可能會到達C處,故A錯誤,B正確;若運動員全蹲著從
A處開始滑行,到達U形滑臺另一側最高位置B處時,也應該是
全蹲著,且不能繼續向前滑行,故C、D錯誤。
二、填空題(每空2分,共20分)
9.(2024河南鄭州金水期末)如圖所示,一個重為50 N的木塊
在F=15 N的水平力的作用下被壓在豎直墻面上,3 s內勻速下
滑了60 cm,則勻速下滑的過程中壓力F做的功為　　　　 J,
重力做功的功率為　　　　 W。
0
10
解析　由題圖可知,重為50 N的木塊被F=15 N的水平力壓在
豎直墻面上勻速下滑,在這個過程中,壓力F的方向垂直墻面
向左,物體運動的方向為豎直向下,壓力F的方向與物體運動
的方向垂直,故壓力F不做功,勻速下滑的過程中重力做功W=
Gh=50 N×0.6 m=30 J,重力做功的功率P= = =10 W。
10.(教材習題變式)(2024河北邯鄲冀南新區二模)科技興趣小
組的同學制作了一個能自動回轉的“魔罐”。如圖所示,在
一個罐子的蓋和底各開兩個小洞,將小鐵塊用細繩綁在橡皮
筋的中部穿入罐中,橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定即可。
在水平面上用力推罐子,使罐子滾動起來,會發現罐子由快變
慢,在這個過程中橡皮筋的　　　　 逐漸變大;之后罐子回
轉時由慢到快,如此往復,最終停下來。整個過程中“魔罐”
的機械能　　　　 (選填“守恒”或“不守恒”)。
彈性勢能
不守恒
解析　罐子在滾動的過程中,質量不變,速度逐漸變小,則罐
子的動能逐漸變小,橡皮筋發生的彈性形變程度變大,則橡皮
筋的彈性勢能逐漸變大;由于摩擦力的作用,“魔罐”在滾動
的過程中要克服摩擦力做功,所以整個過程中“魔罐”的機
械能不守恒。
11.(跨數學·圖像分析)汽車以恒定的功率在平直的公路上做
直線運動,其v-t圖像如圖所示,設汽車在行駛過程中所受的阻
力不變,大小為f=4 000 N。則該汽車的功率是　　　　 W,
在0~10 s內汽車發動機產生的牽引力所做的功是　　　 J。
8×104
8×105
解析　由圖像可知,10 s后汽車做勻速直線運動,速度v=20 m/s,根據二力平衡條件可得,此時汽車的牽引力F=f=4 000 N,則
汽車的功率為P= = =Fv=4 000 N×20 m/s=8×104 W;因汽
車的功率恒定,所以在0~10 s內汽車發動機產生的牽引力所
做的功W'=Pt'=8×104 W×10 s=8×105 J。
12.(新課標·科學推理)(2023廣東廣州花都二模)甲、乙兩個
物體的位置如圖1所示,分別在F甲和F乙的作用下沿豎直方向
向上做勻速直線運動,速度分別為v甲和v乙。
(1)在圖1所示的位置,甲、乙兩個物體的重力勢能　　　
(選填“可能”或“不可能”)相同,你的依據是　　　 。
(2)F甲和F乙對兩物體所做的功W隨時間t變化的圖像均如圖2
所示,由此可以推斷v甲　　　　 (選填“>”“=”或“<”)
v乙;當t=2 s時,甲物體上升的距離與乙物體上升的距離之比為
　　　　 。
>
3∶2
見解析
見解析
解析　(1)甲、乙兩個物體在F甲和F乙的作用下沿豎直方向向
上做勻速直線運動,則F甲=G甲,F乙=G乙,又因為F甲G乙,則m甲勢能不可能相等;(2)根據圖2可知,在相同的時間內,甲、乙所
做的功是相同的,由于F甲v乙;速度
之比 = = = = ;當t=2 s時,甲物體上升的距離與乙
物體上升的距離之比s甲∶s乙=v甲t∶v乙t=v甲∶v乙=3∶2。
三、實驗探究題(13題10分,14題15分,15題14分,共39分)
13.(新中考·分析論證)(2023湖南郴州中考)小明通過下面的
實驗,研究“動能的大小與物體運動的速度是否有關”的問
題。質量相同的小球,從斜面上不同高度處自由滾下,小球到達水平面時的速度是　　　　 (選填“相同”或“不同”)的。
實驗1　將小球從斜面頂端自由滾下(圖甲),觀察到木塊被撞
出了一段距離。
不同
實驗2　將小球從斜面中間自由滾下(圖乙),觀察到木塊被撞
出的距離比實驗1的距離　　　　 (選填“短”“長”或
“相等”)。

由上述實驗現象,我們可以得出結論:同一物體,　　　　 ,
動能越大。
短
速度越大
實驗3　將小球從一光滑斜槽軌道(OAB)O點自由滾下(圖
丙),依次經過A、B兩點到達C點(忽略空氣阻力),設A、B兩
點的機械能分別為EA和EB,則EA　　　　 (選填“>”“=”
或“<”)EB。當小球從B點做斜拋運動到達最高點C時,假設
小球所受的外力全部消失,則小球將　　　　 。

A.沿a軌跡運動 B.沿b軌跡運動 C.沿c軌跡運動 D.保持靜止
=
A
解析　使質量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下,小
球到達水平面時的速度不同;由甲、乙兩圖可觀察到木塊在
實驗2中被撞出的距離比實驗1中的距離短,可得物體質量相
同時,速度越大,動能越大;實驗過程忽略空氣阻力,小球的機
械能守恒,則EA=EB;小球在最高點的速度水平向右,假設小球
此時所受的外力全部消失,則小球將沿a軌跡做勻速直線運動。
14.(新中考·設計實驗)(2023江西南昌期中)如圖是武警戰士
進行爬桿比賽的情景,小華觀看后,想要測定戰士爬桿的功
率,請你幫他將設計的實驗方案補充完整。
(1)實驗原理:　　　　 。
(2)實驗器材:竹竿、電子秤、米尺、　　　　 等。
P=
停表
(3)實驗步驟:
①用電子秤測出武警戰士的質量m,則戰士以一定的速度快
速爬桿所用的力F=　　　　 (用測定的物理量字母表示);
②用米尺測出爬桿的高度h;
③用　 　　 　 ;
④得出武警戰士爬桿的功率P=　　　　 。(用測定的物理
量字母表示)
mg
停表測出戰士爬桿所用的時間t
P=
解析　(1)進行爬桿比賽時,要克服重力做功,測定武警戰士
爬桿時的功率可以通過測出爬桿時做的功和所用的時間來
進行計算,則實驗原理為P= 。(2)由公式P= = 可知,測
定武警戰士爬桿的功率,需用電子秤測出質量,用米尺測出上
升的高度,用停表測出所用時間,因此還需要的測量工具為停
表。(3)①武警戰士勻速爬桿時所用的力F與其受到的重力
是一對平衡力,兩個力大小相等,則F=G=mg。③用停表測出
戰士爬桿所用的時間t。④由功率的定義式可知,武警戰士爬
桿的功率P= 。
15.(2023北京昌平期末)實驗桌上有兩個質量不同的實心小
球、兩個高度不同的圓筒、撞針、泡沫、刻度尺,如圖所
示。實驗時,讓小球從圓筒頂端自由下落,撞擊撞針,使撞針
陷入泡沫中。請利用上述實驗器材設計一個實驗證明:物體
的重力勢能與物體所處位置的高度有關。
(1)該實驗是通過比較　　　 　 來判斷小球重力勢能的大小;
(2)寫出實驗步驟;
(3)畫出實驗數據記錄表格。
答案　 (2)見解析 (3)如表所示
撞針陷入泡沫的深度
實驗次數 小球 小球下落的高度s/cm 撞針陷入泡沫
的深度h/cm
1 1
2 1
3 2
4 2
解析　(1)該實驗是通過比較撞針陷入泡沫的深度來判斷重
力勢能的大小的,用到了轉換法。
(2)實驗步驟如下:
①將A圓筒豎直放置,把圓筒內的撞針的尖端剛好碰到泡沫
表面,讓球1從圓筒的頂端自由下落,用刻度尺測量圓筒A的
高度(即球1下落的高度)以及撞針陷入泡沫的深度,并記錄數
據;
②將B圓筒豎直放置,把圓筒內的撞針的尖端剛好碰到泡沫
表面,讓球1從圓筒的頂端自由下落,用刻度尺測量圓筒B的
高度(即球1下落的高度)以及撞針陷入泡沫的深度,并記錄數
據;
③換用球2重復以上的實驗,并記錄實驗測得的數據。
(3)根據實驗步驟設計實驗表格記錄數據。
四、計算題(9分)
16.(跨學科·物理學與工程實踐)(2024黑龍江牡丹江中考)如圖甲
所示,我國自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重機,
擁有性能超強、技術先進、專利眾多等特點,是塔機制造史上一次重要的突破。該塔機最大起重量為720 t,最大起升高度
為400 m,g取10 N/kg。
(1)請在圖乙中畫出物體沿豎直方向勻速上升過程中受力的
示意圖。
(2)若塔機一次將100 t的物體沿豎直方向勻速提升100 m,拉
力做的功是多少
(3)若塔機在(2)過程中所用時間為200 s,拉力做功的功率是
多少
解析　(1)物體沿豎直方向勻速上升時處于平衡狀態,受到豎
直向上的拉力F與豎直向下的重力G,兩個力大小相等,如解
析圖所示;

(2)100 t的物體的重力為G=mg=1×105 kg×10 N/kg=1×106 N,
塔機勻速提起貨物,拉力與物體重力大小相等,即F=G=1×106
N,塔機一次將100 t的物體沿豎直方向勻速提升100 m,拉力做
的功為W=Fs=1×106 N×100 m=1×108 J;(3)塔機在(2)過程中
所用時間為200 s,則拉力做功的功率為P= = =5×105 W。

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