2024-2025學(xué)年八年級物理下冊第十一章功和機械能單元講析與提高含解析新版新人教版

Page13第十一章功和機械能單元講、析與提高對本章學(xué)問點進行提煉、總結(jié)和詳解★學(xué)問點一：功及其計算1.功的定義：一個力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個力就對物體做了功。2.功的兩個必要條件：①有力作用在物體上；②物體在力的方向上通過了距離。3.不做功的三種狀況：有力無距離（如圖（1）靜止在桌面上的茶杯，受到重力和桌面對它的支持力的作用）；有距離無力（如圖（2），小球在光滑的桌面上運動，小球不受力的作用力）、力和距離垂直（如圖（3）小球在光滑桌面上勻速運動，重力和支持力與運動方向垂直）。圖（1）茶杯受到重力和支持力作用，但無運動圖（2）在光滑的桌面上勻速運動的小球不受力的作用圖（3）沿水桌面運動的小球，它受到的重力和支持力與運動方向垂直4.功的公式：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：。5.功的單位：國際單位制中，功的單位是：焦耳，符號是J，1J=1N·m。6.功的公式的應(yīng)用：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S肯定是在力的方向上通過的距離，強調(diào)對應(yīng)；③功的單位“焦”（?！っ?焦），不是力和力臂的乘積（?！っ祝Ρ蹎挝徊荒軐懗伞敖埂保?。★學(xué)問點二：功率及其計算1.定義：單位時間里完成的功；或說成：單位時間內(nèi)力作做的功。2.功率的物理意義：功率是表示力做功快慢的物理量；即單位時間內(nèi)完成的功。3.公式：。4.單位：在國際單位制中，功率單位是瓦特，符號是W。常用單位還有千瓦（kW）、馬力。換算關(guān)系：。5.功率公式的說明：（1）物體在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做勻速直線運動，則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積，即。（2）利用該公式時要留意：拉力F必需是恒力，且物體運動的速度應(yīng)不變；v的單位必需用m/s，這樣算出的功率單位才是W；速度v跟拉力F必需對應(yīng)，即v必需是受到拉力的物體在拉力的方向上移動的速度?！飳W(xué)問點三：動能和勢能1.什么是動能：物體由于運動而具有的能。如圖（1）所示，物體都具有動能。行駛的汽車翱翔的小鳥空中的客機自由下落的小球圖（1）運動的物體2.影響動能的因素物體動能的大小與兩個因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運動的速度大小。當(dāng)物體的質(zhì)量肯定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小；具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。3.動能是“由于運動”而產(chǎn)生的，肯定不要把它理解成“運動的物體具有的能量叫動能”，不運動的物體也具有能量，但不具有動能。例如在空中飛行的飛機，不但有動能而且還具有其它形式的能量。4.重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。（1）重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，則它的重力勢能越大。（2）重力勢能是“被舉高”這個緣由而產(chǎn)生的，肯定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢能”，被舉高的物體具有重力勢能，同時也具有其他形式能量。例如在空中飛行的飛機，不但有重力勢能而且還具有其它形式的能量。5.彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變，而具有的能叫做彈性勢能。如圖（2）所示，撐桿跳高時彎曲的桿、拉開的弓箭都具有彈性勢能。彈性勢能的大小與彈性形變的程度有關(guān)；形變程度越大，其彈性勢能越大。撐桿跳高拉開的弓箭圖（2）物體的形變★學(xué)問點四：機械能及其轉(zhuǎn)化1.動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。2.動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化（1）在肯定的條件下，動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，后又是重力勢轉(zhuǎn)化為動能。（2）在肯定的條件下，動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運動員，在起跳的過程中，壓跳板是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運動員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。（3）機械能守恒：假如一個過程中，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和就保持不變，這個規(guī)律叫做機械能守恒。（4）水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機械能的自然資源。利用水能發(fā)電，肯定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時安裝幾十臺到幾百臺風(fēng)力發(fā)電機，組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電。對本章常考熱點、考查方式和考題類型進行剖析☆考點1：功及其計算功、功率和機械能是初中物理重點內(nèi)容，也是分值高、考查形式多樣、問題變更較多的內(nèi)容，所以做好本部分的專題復(fù)習(xí)尤為重要。從近幾年的中考試題來看，對于“功”主要考查學(xué)生對概念的理解和駕馭程度，主要內(nèi)容有：功概念的相識以及簡潔計算，能說明生活中做功例子等。功在中考中出現(xiàn)概率較高，主要題型以填空題、選擇題和計算題為主，常見題型是選擇題和計算型填空題，均屬于基礎(chǔ)題型，試題難度以中等為主；難度較高主要集中推斷物體（力）做功，通過對功的計算考查學(xué)生對功的理解程度。典例一：（2024·北京）如圖所示的情境中，人對物體做功的是（）。A.用力搬石頭沒有搬動；B.人將重物從地面拉到高處；C.人推一塊大石頭沒推動；D.人使箱子沿水平方向做勻速直線運動【答案】B?！窘馕觥緼．人用力搬石頭但沒有搬動，有力，但物體沒有在力的方向上通過距離，沒有做功，不符合題意；B．人將重物從地面拉到高處，對物體有向上的拉力，物體在拉力的方向上通過了距離，所以拉力對物體做了功，符合題意；C．人推一塊大石頭沒推動，有力，但物體沒有在力的方向上通過距離，沒有做功，不符合題意；D．人使箱子沿水平方向做勻速直線運動，人給箱子一個向上的力，箱子向上沒有移動距離，人對箱子沒有做功，不符合題意。故選B。典例二：(2024·海南)用大小相同的力F，作用在質(zhì)量不同的物體上，使它們分別在同一水平面上沿力的方向移動相同的距離s（如圖所示），F(xiàn)所做的功分別為W1和W2，則（）。A．B．C．D．【答案】B。【解析】依據(jù)功的計算公式，得，。可見，故應(yīng)選B?！羁键c2：功率及其計算從近幾年的中考試題來看，對于“功率”主要考查學(xué)生對功率概念的理解和駕馭程度，主要內(nèi)容有：功率概念的相識以及簡潔計算，能進行功率的計算并利用功率說明生活中例子等。功率在中考中出現(xiàn)概率較高并常常與功的概念結(jié)合出現(xiàn)?？碱}主要題型以填空題、選擇題和計算題為主，常見題型是選擇題和計算型填空題，均屬于基礎(chǔ)題型，試題難度以中等為主；難度較高主要集中在推斷物體（力）做功功率并與效率結(jié)合在一起的題目，通過對功率的計算考查學(xué)生對功率概念的理解程度。典例三：（2024·邵陽）參與今年邵陽市初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試的王小鵬同學(xué)聽到考試預(yù)備鈴響了，考室還在四樓呀!一口氣從一樓跑到四樓考室，所用時間為30秒。他上樓過程克服自身重力做功的功率最接近（）。A．1.5WB．15WC．150WD．1500W【答案】C。【解析】王小鵬同學(xué)的體重約為500N，一層樓高約為3m，從一樓跑到四樓上升了三層樓的高度約9m，所用時間為30s；則克服自己重力做功的功率約為：P=150W。故選C。典例四：（2024·衡陽）近期我國長江中下游很多省份因連續(xù)大雨發(fā)生洪澇災(zāi)難。抗洪搶險小分隊成員李軍在一次行動中須要幫老百姓把一個質(zhì)量為240kg的重物搬到2m高的車上。為了省力采納5m的長木板搭了一個斜面（如圖所示）。用1200N的力用了5min將重物勻速推到車上。關(guān)于此簡易斜面裝置，下列說法中正確的是（）。A．他對重物做了4800J的功；B．他做功的功率為16W；C．此次簡易斜面裝置的機械效率為50%；D．斜面是一種省力杠桿【答案】AD。【解析】A、重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，李軍對重物做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，故A正確；B、做的總功：W總＝Fs＝1200N×5m＝6000J做功的功率為：P＝＝＝20W，故B錯誤；C、簡易斜面裝置的機械效率：η＝＝×100%＝80%，故C錯誤；D、據(jù)課本學(xué)問可知，斜面本質(zhì)上是一種省力杠桿，故D正確。故選：AD。☆考點3：動能和勢能動能和勢能都是機械能，是本章的重要內(nèi)容，在中考試卷中屬于?？紵狳c。從近幾年的中考試題來看，“動能”主要考查物體是否具有動能、動能大小比較以及影響物體動能大小的因素；“勢能”主要考查物體是否具有勢能，勢能大小比較以及影響勢能大小的因素（勢能分為重力勢能和彈性勢能）。動能和勢能考題中，留意聯(lián)系生活實際，把所學(xué)學(xué)問與生活相結(jié)合。中考考題中，有關(guān)動能和勢能問題形式基本上固定，常見于選擇題、填空題，涉及動能試驗探究題出現(xiàn)概率也較高，至于勢能的試驗探究題也曾出現(xiàn)過，但概率不高。填空題、選擇題均屬于基礎(chǔ)題型，試題難度以中等偏下為主，只要能很好地駕馭動能和勢能的基本概念，一般狀況下都可以很好地解答；難度較高主要集中在動能和勢能的試驗探究問題中，要想很好解答試驗探究類試題，大家應(yīng)正確理解動能和勢能的基本概念以及影響它們大小的因素，另一方面利用物理分析方法結(jié)合所探究的問題，就可以很好解答此類考題。典例五：（2024·綏化）人造地球衛(wèi)星繞地球從近地點向遠地點運動時，下列說法正確的是（）。A．勢能變小 B．動能不變 C．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 D．機械能變小【答案】C。【解析】在從近地點向遠地點運動的過程中，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，速度減小，動能減小；衛(wèi)星的質(zhì)量不變、相對高度增加，勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；此時的機械能是守恒的，保持不變，故C正確、ABD錯誤。故選：C。典例六：（2024·北京）如圖所示為游樂園的過山車運行的情境，下列說法正確的是（）。A.過山車從高處加速滑下的過程中，動能增加；B.過山車從高處加速滑下是由于受到慣性的作用；C.過山車從低處上升的過程中，重力勢能增加；D.過山車從低處上升的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能【答案】AC。【解析】A．過山車從高處加速滑下的過程中，質(zhì)量不變，速度增大，所以動能增加，故A正確；B．過山車從高處加速滑下是因為受重力的作用，故B錯誤；C．過山車從低處上升的過程中，質(zhì)量不變，高度上升，所以重力勢能增加，故C正確；D．過山車從低處上升的過程中，動能減小，重力勢能增大，且克服阻力做功，將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能和內(nèi)能，故D錯誤。故選AC。☆考點4：機械能及其轉(zhuǎn)化機械能包含動能和勢能，是本章的重要內(nèi)容，同樣也是中學(xué)物理重點內(nèi)容，在中考試卷中屬于?？紵狳c。從近幾年的中考試題來看，本節(jié)中主要涉及到動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化以及機械能守恒；當(dāng)物體只受重力作用時，物體的動能和重力勢能之和不變，這就是機械能守恒。在機械能轉(zhuǎn)化和守恒考題中，留意把物體的實際運動與生活實際，把所學(xué)學(xué)問與生活相結(jié)合。中考考題中，有關(guān)機械能問題形式基本上固定，常見于選擇題、填空題，有關(guān)機械能問題也是與動能和勢能結(jié)合在一起進行考查，并且考查機械能之間的轉(zhuǎn)化問題更為普遍。填空題、選擇題均屬于基礎(chǔ)題型，試題難度以中等偏下為主，只要能很好地駕馭機械能轉(zhuǎn)化規(guī)律，一般狀況下都可以很好地解答；難度較高主要集中在機械能守恒上，一般狀況下試題會告知考生物體的機械能是否守恒，只要機械能守恒動能與勢能的總和就保持不變。典例七：（2024·武漢）滑躍式起飛是一種航母艦載機的起飛方式。飛機跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翹起。如圖所示，飛行員駕駛艦載機從圖示位置由靜止起先始終加速直至離艦的過程中，下列說法正確的是（）。A.飛行員的動能先增加后削減 B.飛行員的機械能始終削減C.飛行員的機械能始終增加 D.飛行員的機械能先不變后增加【答案】C。【解析】飛行員始終加速直至離艦的過程中，飛機跑道的前一部分是水平的，飛行員重力勢能不變，速度增大，質(zhì)量不變，動能增大，機械能增大。跑道尾段向上翹起，質(zhì)量不變，速度增大，高度增高，所以飛行員的動能增大，重力勢能增大，機械能增大。故選C。典例八：（2024·四川樂山）2024年6月17日15時19分，我國在酒泉衛(wèi)星放射中心用長征二號丁運載火箭，勝利將高分九號03星送入預(yù)定軌道，放射獲得圓滿勝利。在運載火箭加速升空的過程中，下列說法正確的是（）。A.動能增大，勢能減小 B.動能不變，勢能增大C.動能增大，勢能增大 D.動能減小，勢能增大【答案】C?！窘馕觥炕鸺铀偕諘r，質(zhì)量不變，速度增大，動能增大；高度增大，重力勢能增大。故選C?！羁键c分類：本單元考點分類見下表考點分類考點內(nèi)容考點分析與常見題型常考熱點功的計算填空題較多，有時也存在于壓軸計算題中，主要考查對功的計算與理解功率的計算填空題較多，有時也存在于壓軸計算題中，主要考查對功率的計算與理解動能與勢能大小推斷、是否具有動能或勢能填空題、選擇題較多，主要考查動能或勢能的基本概念以及影響它們大小的因素動能與勢能的轉(zhuǎn)化填空題、選擇題較多，主要考查動能或勢能如何轉(zhuǎn)化機械能守恒及應(yīng)用主要是選擇題、填空題，利用機械能守恒解決問題一般考點推斷是否做功選擇題或填空題較多，并與其他學(xué)問點結(jié)合功率大小分析選擇題或填空題較多，并與其他學(xué)問點結(jié)合動能和勢能的試驗探究主要是填空題，結(jié)合物理方法探究影響它們大小的因素冷門考點涉及功的簡答題利用所學(xué)功的學(xué)問說明現(xiàn)象，出現(xiàn)概率較低功率概念的理解利用所學(xué)學(xué)問說明現(xiàn)象，出現(xiàn)概率較低彈性勢能選擇題或填空題，考查影響彈性勢能的因素或物體是否具有彈性勢能以近三年各地中考真題為選材，對本章?？紵狳c進行示例詳解示例一：推斷是否做功：（2024·貴陽）如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以速度ν沿軌道滾下，經(jīng)另一側(cè)等高點B后到達最高點C。下列關(guān)于小球滾動過程的分析正確的是（）。A．整個過程只有重力在對小球做功；B．小球在A、B兩點具有的動能相同；C．小球在A、B、C三點的速度大小關(guān)系是νA＞νB＞νC；D．小球在A點具有的機械能等于它在C點具有的重力勢能【答案】C。【解答】解：A、小球受到豎直向下的重力的作用，下落中，移動了距離，小球的重力是做功的，因為是粗糙的弧形軌道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A錯誤；B、在粗糙的弧形軌道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落過程中，機械能減小，故在A、B兩點具有的動能不同，故B錯誤；C、小球運動過程中，要克服摩擦力做功，機械能減小，小球質(zhì)量不變，故小球在A、B、C三點的速度大小關(guān)系是νA＞νB＞νC，故C正確；D、要克服摩擦力做功，機械能減小，故在A點具有的機械能大于它在C點具有的重力勢能，故D錯誤。故選：C。示例二：功的計算：6所示的頻閃照片記錄了豎直下落的小球每隔相等時間的位置，不計空氣阻力，在小球下落的過程中，下列說法正確的是（）。A.小球的重力勢能漸漸增大；B.小球的機械能漸漸減小；C.小球的重力在ab段做功比在cd段多；D.小球的重力在ab段做功比在cd段多慢【答案】D。【解析】A選項小球下落重力勢能減小，故錯誤；B選項忽視空氣阻力時，小球重力勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒，大小不變，故錯誤；C選項ab段長度小于cd段，重力相同，作用大小與下落距離成正比，ab段做功小于cd段，故錯誤；D選項，ab段做功小于cd段做功，而用時相當(dāng)，所以ab段功率小于cd段做功，D正確。示例三：功率的計算：（2024·南充）如圖所示，重為2N的物體A放在水平桌面上，重為5N的物體B掛在動滑輪下，每個滑輪重為1N（不計繩重和摩擦），B恰好可以勻速下降?，F(xiàn)對A施加水平向左的拉力使B上升，當(dāng)B以0.3m/s的速度勻速上升時，拉力大小為F．下列說法正確的是（）。A．B勻速下降時，物體A受到3N的摩檫力；B．拉力F的大小為4N ；C．拉力F的功率為3.6W；D．B勻速上升0.6m的過程中，拉力F做功2.4J【答案】BC?！窘馕觥緼、由圖可知動滑輪上繩子的段數(shù)n＝3，不計繩重及摩擦?xí)r，則繩子自由端的拉力（即滑輪組對物體A的拉力）：FA＝（GB+G動）＝×（5N+1N）＝2N，B勻速下降，物體A勻速向右運動時，受到向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，則由二力平衡條件可得，物體A受到的摩檫力：f＝FA＝2N，故A錯誤；B、當(dāng)使物體B以0.2m/s的速度上升時，物體A勻速向左運動，此時A受到向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物體A對桌面的壓力大小和接觸面的粗糙程度都不變，則摩擦力大小不變，所以，由力的平衡條件可得F＝FA+f＝2N+2N＝4N；故B正確；C、繩子自由端移動的速度（即物體A運動的速度）：vA＝3vB＝3×0.3m/s＝0.9m/s，則拉力F的功率為：P＝FvA＝4N×0.9m/s＝3.6W；故C正確；D、B勻速上升0.6m，則繩子自由端移動的距離：sA＝3sB＝3×0.6m＝1.8m，該過程中拉力F做功：W＝FsA＝4N×1.8m＝7.2J，故D錯誤；故選：BC。示例四：動能：（2024·天津）2024年6月23日，我國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最終一顆組網(wǎng)衛(wèi)星放射勝利?若某衛(wèi)星沿橢圓軌道從遠地點向近地點運動時速度增大了，由此可知其動能（）。A.減小 B.增大 C.不變 D.消逝【答案】B?！窘馕觥啃l(wèi)星沿橢圓軌道從遠地點向近地點運動時，高度減小重力勢能減小，速度增大，動能增大，總的機械能不變。故選B。示例五：重力勢能：（2024·綿陽）2024年1月3日，嫦娥四號實現(xiàn)了人類探測器首次勝利在月球背面軟著陸。嫦娥四號探測器在距離月球表面100米高處懸停，對月球表面識別，并自主避障，選定相對平坦的區(qū)域后，起先緩慢地豎直下降，最終勝利軟著陸。從距離月球表面100米到軟著陸在月球表面的過程中，嫦娥四號探測器的重力勢能________，機械能________。（選填“增加”或“不變”或“削減”）【答案】削減；削減?！窘馕觥挎隙鹚奶枏木嚯x月球表面100米到軟著陸在月球表面的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能削減；該過程中其速度減小，動能削減；探測器沒有發(fā)生彈性形變，不具有彈性勢能，則機械能等于重力勢能與動能的總和，所以其機械能削減。故答案為：削減；削減。示例六：彈性勢能：（2024·江蘇泰州）在水平地面上鋪一張紙，將一只皮球表面涂黑，使其先后從高處下落，在紙上留下黑色圓斑A、B。如圖所示。關(guān)于皮球兩次下落形成圓斑的過程，下列說法正確的是（）。A.皮球?qū)埖淖畲髩毫ο嗟龋籅.皮球剛到達紙面時的速度相等；C.皮球剛到達紙面時的動能相等；D.皮球獲得的最大彈性勢能不等【答案】D。【解析】A．由圖可知，黑色圓斑B比較大，而力的大小影響力的作用效果，力越大作用效果越明顯形變量越大，可知從B處落下的皮球?qū)埖淖畲髩毫^大，故A錯誤；BCD．皮球從不同的高度落下時，高度減小，速度變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；在紙上留下黑色圓斑A、B，留下圓斑說明皮球下落到紙面上時發(fā)生了彈性形變，此過程是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，由圖中兩個圓斑大小可看出，圓斑大的（B）皮球轉(zhuǎn)化的彈性勢能較大，說明它原來所具有的重力勢能大，即B所處的高度較高；可知從B處落下的皮球剛到達紙面時的速度較大，此時動能也較大，故BC錯誤；D正確。故選D。示例七：動能與勢能試驗探究：（2024·湖州）打網(wǎng)球已成為我國青少年喜愛的體育運動項目，如圖甲為快速飛行的網(wǎng)球遇到迎面而來的球拍時的三個瞬間，圖乙為用頻閃相機拍攝的網(wǎng)球離開球拍后在空中飛行過程的照片。（1）網(wǎng)球遇到球拍時，球和球拍都變形了，這說明______（寫兩點）。（2）球遇到球拍后的某一瞬間，網(wǎng)球的速度剛好變?yōu)榱?，則該瞬間網(wǎng)球所受的力是否平衡？______（3）網(wǎng)球表面比較粗糙，在空中飛行時所受空氣阻力不行忽視。圖乙中，網(wǎng)球從A點經(jīng)過最高點B飛行到C點的過程中，下列說法正確的是______（選填序號）。①在A、B、C三點，網(wǎng)球在A點機械能最大②位于最高點B時，網(wǎng)球的動能為零③在該飛行過程中，網(wǎng)球的勢能先增大后減小【答案】力使物體發(fā)生形變；力的作用是相互的；否；①③?！窘馕觥浚?）球撞到球拍上，球拍發(fā)生了形變；說明：力能變更物體的運動狀態(tài)；同時球的運動方向也發(fā)生了變更，說明球也受到了球拍的力；說明：力的作用是相互的；（2）物體受力平衡時運動狀態(tài)不發(fā)生變更；物體速度某個瞬間為零并能說明物體就受力平衡，小球速度為零下一瞬間將反向運動，說明小球不是出于平衡狀態(tài)。所以該瞬間小球受力不平衡。（3）網(wǎng)球飛行過程中高度先增大再削減，所以小球的重力勢能先增大再減小，而過小球離開球拍后它的彈性勢能是不變的，所以勢能先增大后減小。故答案是：（1）力使物體發(fā)生形變，力的作用是相互的；（2）否；（3）①③。示例八：機械能轉(zhuǎn)化：（2024·新疆）羽毛球競賽中，空中飛行的羽毛球先后經(jīng)過A、B兩點時的動能相等，相比A點，羽毛球在B點時（）。A.機械能較小，重力勢能較大 B.機械能較大，重力勢能較大C.機械能較小，重力勢能較小 D.機械能較大，重力勢能較小【答案】C?！窘馕觥坑鹈蛟诳罩袕腁到B飛行的過程中，由于空氣阻力的存在，機械能不守恒，故機械能減小。又因為羽毛球先后經(jīng)過A、B兩點時的動能相等，故重力勢能減小，故ABD不符合題意；C符合題意。故選C。示例九：機械能守恒：（2024·安徽）一人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運行，我們把衛(wèi)星運行過程中離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點（如圖所示）。已知衛(wèi)星在運行過程中機械能保持不變，那么（）。A.衛(wèi)星在遠地點的勢能最大，動能為零；B.衛(wèi)星在近地點的動能最大，勢能為零；C.衛(wèi)星從近地點向遠地點運動過程中，勢能增大，動能減小；D.衛(wèi)星從近地點向遠地點運動過程中，動能增大，勢能減小【答案】C?！窘馕觥啃l(wèi)星在太空運行過程中，機械能守恒：A.衛(wèi)星在遠地點的勢能最大，動能最小，但是速度不為零，所以動能不為零，故A選項錯誤；B.衛(wèi)星在近地點的動能最大，勢能最小，但是勢能不為零，故B選項錯誤；C、D.依據(jù)上述分析可知，衛(wèi)星從遠地點向近地點運動的過程中，勢能減小、動能增大；衛(wèi)星從近地點向遠地點運動的過程中，勢能增大、動能減小，故C正確、D錯誤。綜上所述，故選C。以近三年各地中考試題和模擬題為選材，以?？紵狳c為突破點進行提升訓(xùn)練一、選擇題1.（2024·山東濱州）如圖所示，重的物體在水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面對左勻速直線運動了，滑輪組的機械效率為60%。在此過程中，下列說法正確的是（）。A.拉力F做的功為；B.物體與地面間的滑動摩擦力為；C.額外功的功率為；D.若物體的重力和運動速度不變，只增大水平地面的粗糙程度，則滑輪組的機械效率會降低【答案】BC。【解析】A．物體移動距離：s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離：s=3s物=3×2m=6m拉力F做的功：W總=Fs=100N×6m=600J，故A錯誤；B．有用功：W有=物體與地面間的滑動摩擦力：f==180N，故B正確；C．額外功：W額=W總-W有=600J-360J=240J額外功的功率：P==12W；故C正確；D．若物體的重力和運動速度不變，只增大水平地面的粗糙程度，故增大了有用功，所以在額外功不變的狀況下，滑輪組的機械效率變大，故D錯誤。故選BC。2．（2024·衡陽）2024年6月23日，最終一顆北斗衛(wèi)星在西昌順當(dāng)放射升空，標(biāo)記我國自主研發(fā)、組建的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)勝利組網(wǎng)。下列說法中錯誤的是（）。A．其中的地球“同步”衛(wèi)星相對于地球是靜止的；B．其中沿橢圓軌道繞地球運行的衛(wèi)星在遠地點時，重力勢能最大，動能為0；C．衛(wèi)星與地面設(shè)備之間是利用電磁波傳遞信息；D．衛(wèi)星的太陽能電池板工作時將太陽能轉(zhuǎn)化成電能【答案】B?！窘馕觥緼、因為同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動和地球的轉(zhuǎn)動是同步的，它相對地球的位置沒有發(fā)生變更，所以地球同步通訊衛(wèi)星相對于地球是靜止的，故A正確；B、衛(wèi)星運行到遠地點時，速度最小，距離地球的高度最大，此時衛(wèi)星的重力勢能最大，動能最小，故B錯誤；C、電磁波傳播不須要介質(zhì)，衛(wèi)星與地面設(shè)備之間是利用電磁波傳遞信息，故C正確；D、衛(wèi)星上的太陽能電池板工作時，將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，故D正確。故選：B。3．（2024·衡陽）將不同質(zhì)量的鋼球從如圖所示光滑軌道ABCD上的A點釋放，通過水平面BC，運動到斜面CD上的過程中，下列相關(guān)說明中正確的有（）。A．從A運動到B的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；B．鋼球在水平面BC上由于受到慣性，所以能接著向前運動；C．鋼球在斜面CD上受到的重力和支持力不是一對平衡力；D．鋼球的質(zhì)量越大，到達B點時的速度越大【答案】AC。【解析】A、從A運動到B的過程中，高度減小，速度變大，重力勢能減小，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故A正確；B、鋼球在水平面BC上由于具有慣性，所以能接著向前運動，慣性是一種性質(zhì)，不能說受到慣性，故B錯誤；C、鋼球在斜面CD上受到的重力和支持力沒有在同一條直線上，不是一對平衡力，故C正確；D、從A點滑下，到達B點時，由于下降的高度相同，則速度相同，速度大小與質(zhì)量無關(guān)，故D錯誤。故選：AC。4.（2024·山東濱州）以下四圖節(jié)選自我國古代科技著作《天工開物》，其中說法正確的是（）。A.圖甲“沒水采珠”中，水面下采珠人下潛的越深受到水的壓力越小；B.圖乙“竹笆沉底”中，船上裝載的竹笆越多，船受到的浮力保持不變；C.圖丙“河池山錫”中，水由高處流下，水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；D.圖丁“六槳客船”中，劃水的船槳屬于省力杠桿【答案】C?！窘馕觥緼．同種液體，深度越深，壓強越大，水面下采珠人下潛的越深受到水的壓強越大，由F=pS可知受到水的壓力越大，故A錯誤；B．船上裝載的竹笆越多，船的總重力越大，船處于漂移狀態(tài)，受到的浮力等于重力，所以船受到的浮力變大，故B錯誤；C．水由高處流下，水的高度降低，速度增大，重力勢能減小，動能增大，水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故C正確；D．劃水船槳的動力臂小于阻力臂，屬于費勁杠桿，故D錯誤。故選C。5.（2024·濰坊）無人機已被應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如圖所示是一款四翼無人機。在無人機勻速上升過程中，對其分析正確的是（）。A．質(zhì)量增加B．動能增加C．重力勢能增加D．機械能不變【答案】C。【解析】無人機勻速上升過程中，無人機的質(zhì)量不變，高度增大，重力勢能增大；速度不變，質(zhì)量不變，其動能不變；無人機上升過程中，沒有發(fā)生彈性形變，不具有彈性勢能，所以機械能等于重力勢能與動能的總和，重力勢能增大，動能不變，其機械能增大。故選C。6．（2024?淄博）如圖所示，AC＞BC，在相同時間內(nèi)把同一物體分別沿斜面AC、BC勻速推上頂端，推力分別為F1、F2，功率分別為P1、P2，在不考慮摩擦的狀況下（）。A．F1＜F2，P1=P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1=F2，P1=P2 D．F1＜F2，P1＜P2【答案】A?！窘馕觥浚?）不計摩擦，斜面AC傾斜角度小于BC，則AC＞BC，所以物體沿AB運動時拉力較小，即F1＜F2；（2）不計摩擦，運用光滑的斜面沒有額外功，拉力在兩斜面上做功相同（等于克服物體重力所做的功），即W1=W2；拉力做功相同，所用時間相同，依據(jù)P=可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。故選：A。7．（2024?煙臺）如圖所描述的情景中，沒有發(fā)生動能轉(zhuǎn)化為勢能的是（）。【答案】A?！窘獯稹拷猓篈、滑滑梯時，人的高度降低，速度變大，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，沒有發(fā)生動能轉(zhuǎn)化為勢能，故A符合題意；B、蕩秋千時，在從低處向高處運動時，人與秋千的速度減小，高度增加，是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B不合題意；C、在跳水競賽中，人向上彈起的過程中，高度增大，速度減小，是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故C不合題意；D、在單杠上翻轉(zhuǎn)時，若人由下向上運動，人的速度減小，高度增加，是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故D不合題意。故選：A。8．（2024·臨沂）如圖所示，單擺中的小球在ABC間不停地往復(fù)運動，假如不考慮阻力的影響，以下說法錯誤的是（）。A．小球在A、C處的勢能最大；B．小球在B處只受重力作用；C．小球由A到B過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；D．小球運動到C處時，假如受到的外力全部消逝，將保持靜止【答案】B。【解析】A、小球的質(zhì)量不變，在A、C處的高度最高，重力勢能最大，故A正確；B、小球在B處受到重力和繩子的拉力的共同作用，故B錯誤；C、小球由A到B過程中，不計阻力，機械能守恒，高度減小，速度增加，重力勢能減小，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故C正確；D、小球運動到C處時，處于靜止?fàn)顟B(tài)，假如受到的外力全部消逝，小球仍舊會靜止，故D正確。故選：B。二、填空題9.（2024·安徽）如圖所示，工人沿斜面用肯定大小的力F把一重為600N的物體從斜面底部勻速推到頂端（不考慮物體的大?。Ｒ阎泵骈LL=3m，高h=1.5m.若該過程中斜面的效率為60%，則力F所做的功為________J。【答案】1500。【解析】有用功：W有=Gh=600N×1.5m=900J；依據(jù)：得。10.（2024·天津）小明在超市購物時，用10N的力沿水平方向推著購物車在水平地面上前進10m，用時10s，則推力做的功等于______J，推力的功率等于______W?【答案】（1）100；（2）10。【解析】推力做的功：W=Fs=10N×10m=100J；推力的功率：。11.（2024·貴州黔南）2024年5月5日18時00分，長征五號B運載火箭，搭載新一代載人飛船試驗船，在我國文昌航天放射場點火升空，然后進入預(yù)定軌道。5月8日13時49分，載人飛船試驗船的返回艙勝利著陸在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域。新飛船試驗船飛行試驗任務(wù)取得圓滿勝利。在火箭加速升空過程中，對于火箭搭載的載人飛船試驗船的動能_______（選填“不變”“增大”“削減”）。在返回艙返回地面的過程中會與大氣摩擦，返回艙的部分機械能轉(zhuǎn)化為______能?！敬鸢浮浚?）增大；（2）內(nèi)。【解析】在火箭加速升空過程中，載人飛船試驗船質(zhì)量不變，速度增大，因此動能增大。在返回艙返回地面的過程中會與大氣摩擦，克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。12.（2024·湖南常德）抗疫防控期間，常德市防疫部門利用霧炮車對城區(qū)街道噴灑消毒劑進行消毒和除塵，霧炮車在水平路面勻速前進噴灑消毒液的過程中，霧炮車的動能________（選填“變大”、“不變”或“變小”），噴灑時離得較遠的環(huán)衛(wèi)工人也能聞到消毒液的氣味，這是_______現(xiàn)象?！敬鸢浮浚?）變小；（2）擴散?！窘馕觥快F炮車在勻速噴灑消毒液的過程中，車的速度不變，但隨著消毒液的減小，車的總質(zhì)量減小，所以車的動能變小。噴灑消毒液時，能聞到其氣味，是其分子在不停地作無規(guī)則的運動，即為擴散現(xiàn)象。13.（2024·黑龍江龍東）燥熱的夏天，一輛正在噴灑消毒液的汽車勻速行駛在水平馬路上，汽車的動能；慣性（變大、變小或不變）。【答案】變?。蛔冃?。【解析】物體動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)；正在噴灑消毒液勻速行駛的汽車質(zhì)量不斷減小，慣性減小，速度不變，故動能減小。14.（2024·江蘇連云港）在水平地面上鋪一張紙將兩個彈性相同。質(zhì)量分別為mA和mB的皮球A和B表面涂黑，讓它們從相同高度由靜止下落，在紙上留下黑色圓斑如圖所示，分析圖中兩個圓斑大小，可推斷mA______mB（選填“大于”、“小于”或“等于”）。皮球落地后反彈高度比原來下落時高度低，由此推斷，皮球的機械能總量______（選填“不變”、“削減”或“增大”）?！敬鸢浮浚?）小于；（2）削減?！窘馕觥繌膱D中A、B的印跡看出，B球的形變大，說明它原有的重力勢能大，由于高度相同，所以質(zhì)量為mB的皮球的質(zhì)量較大，即mA＜mB皮球落地后反彈高度比原來下落時高度低，皮球的一部分機械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，所以在整個運動過程中的機械能削減。15.（2024·自貢）如圖所示，小摯友在玩蕩秋千時，當(dāng)從最高位置向下蕩的過程中，小摯友的______能轉(zhuǎn)化為______能?！敬鸢浮浚?）重力勢；（2）動?！窘馕觥慨?dāng)從最高位置向下蕩的過程中，高度減小，質(zhì)量不變，重力勢能削減；質(zhì)量不變、速度增大，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。16.（2024·遂寧）如圖是老師設(shè)計的探究機械能轉(zhuǎn)化的試驗裝置，將一彈簧下端固定于帶槽的斜面底端，彈簧上端處于斜面A點處；將一小球從斜面頂端釋放，小球經(jīng)過斜面A點后壓縮彈簧，在斜面C點停止；然后在彈力的作用下小球再向上運動到斜面的D點，接看再向下運動；如此往復(fù)幾次后小球在斜面的B點靜止，那么小球第一次下降經(jīng)過斜面的______（選填“A““B““C”“D”“O”）點時動能最大；小球上升時不能再回到O點的緣由主要是小球克服摩擦做功，將部分機械能轉(zhuǎn)化成了______?！敬鸢浮緽；內(nèi)能。【解析】（1）從O到A的過程中，小球沿斜面對下重力的分力大于沿斜面對上的摩擦力，合力沿斜面對下，小球做勻加速直線運動；由題意可知，小球最終在斜面的B點靜止，小球在該點受到的合力為零，則從A到B的過程中，小球沿斜面對下重力的分力大于沿斜面對上的摩擦力與彈力之和，合力沿斜面對下，小球做變加速直線運動；從B到C的過程中，小球沿斜面對下重力的分力小于沿斜面對上的摩擦力與彈力之和，合力沿斜面對上，小球做變減速直線運動，直至在C點瞬時靜止，綜上可知，小球第一次下降經(jīng)過斜面的B點時速度最大，動能最大；（2）小球上升時不能再回到O點的緣由主要是小球克服摩擦做功，將部分機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。故答案為：B；內(nèi)能。17．（2024?南京）2024年5月21日凌晨，“鵲橋”號中繼星在我國西昌衛(wèi)星放射中心勝利放射升空（如圖所示）。“鵲橋”號中繼星在隨火箭加速上升過程中，重力勢能（選填“變大”、“變小”或“不變”，下同），動能。【答案】變大；變大。【解析】衛(wèi)星加速上升過程中，質(zhì)量不變、速度增大，動能變大；同時，質(zhì)量不變、高度增加，所以重力勢能變大；由于火箭對衛(wèi)星做功，故使得其機械能不斷增加。故答案為：變大；變大。18.（2024·德陽）如圖所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上,當(dāng)他在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運動,則鐵塊受到的摩擦力為___N。鐵塊此時速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示,4s內(nèi)拉力F做的功是___J。【答案】2；4.8?！窘馕觥浚?）由乙圖可見，鐵塊在豎直方向上運動時，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運動，鐵塊受到平衡力的作用。在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F，依據(jù)平衡力的特點，故鐵塊受到摩擦力大小f=F-G=6N-4N=2N。鐵塊在4s內(nèi)上升的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m，因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。故答案為：2；4.8。三、計算題19.（2024·四川雅安）一輛汽車以恒定的功率在平直的馬路上做直線運動，其v-t圖像如圖所示，在第10s時速度達到15m/s，通過的路程為80m。求∶(1)在0~10s內(nèi)汽車的平均速度；(2)設(shè)汽車在勻速行駛過程中所受阻力不變，大小為f=4000N，則汽車勻速行駛時的功率；(3)在0~10s內(nèi)汽車發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力所做的功。【答案】(1)8m/s；(2)；(3)?！窘馕觥?1)由題知，在0~10s內(nèi)汽車通過的路程s=80m，則在0~10s內(nèi)汽車的平均速度：(2)由圖可知，10s后汽車做勻速直線運動，速度v=15m/s，此時汽車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，則牽引力：F=f=4000N汽車行駛時的功率為：(3)因為汽車的功率不變，所以在0~10s內(nèi)汽車發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力所做的功答：(1)在0~10s內(nèi)汽車的平均速度為8m/s；(2)汽車行駛時的功率為；(3)在0~10s內(nèi)汽車發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力所做的功是。20.（2024·廣東）某轎車在平直馬路上行駛的45s內(nèi)，其速度v與時間t、動力F與時間t的關(guān)系圖像分別如圖甲、乙所示。已知前10s轎車運動的路程為100m。求：(1)前10s轎車運動的平均速度；(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程；(3)動力F做的總功。【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J。【解析】(1)前10s轎車運動的平均速度：(2)依據(jù)可知，轎車在勻速直線運動階段通過的路程：(3)動力F做的總功：答：(1)前10s轎車運動的平均速度是10m/s；(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程是700m；(3)動力F做的總功為1.1×106J。21.（2024·貴州黔東南）為削減新型冠狀病毒的滋生擴散，武漢市城管部門在夜間對城區(qū)道路集中開展了霧炮車噴灑消毒作業(yè)（如圖所示）。某型號霧炮車空載時的質(zhì)量為10t，它配備了一個體積為10m3的水箱。為了便利清洗，水箱底部有一個排水孔，排水孔蓋子面積約為100cm2：(1)霧炮車勻速前進噴灑過程中，在2.4km的路段上用時20min，則霧炮車的速度是多少？(2)消毒液噴灑完后空載勻速返回時，若霧炮車在水平地面上勻速行駛時受到的阻力為車重的0.05倍，則行駛2.4km的水平路面上，牽引力所做的功為多大？（g取10N/kg）(3)當(dāng)水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓力約為多大？（消毒液的密度為0.8×103kg/m3）【答案】(1)2m/s；(2)；(3)80N。【解析】(1)在2.4km的路段上用時20min，則霧炮車的速度：(2)霧炮車空載時在水平地面上勻速行駛時受到的阻力與牽引力是一對大小相等的平衡力，且受到的阻力為車重的0.05倍，則牽引力：則牽引力所做的功：(3)當(dāng)水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓強：排水孔蓋子面積約為100cm2，依據(jù)可得排水孔蓋子受到消毒液的壓力：答：(1)霧炮車的速度是2m/s；(2)牽引力所做的功是；(3)當(dāng)水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓力是80N。22.（2024·貴州黔南）小聰?shù)捏w重是500N，家住19樓（樓的層高為3m），家里用燃氣灶燒水、做飯。假如他從1樓步行上樓到家里（走了18層樓），用時3min。已知自然氣的熱值3.0×107J/m3，水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃）。問：(1)他上樓克服重力做的功是多少？做功的功率是多少？(2)完全燃燒多少立方米自然氣放出的熱量與小聰做的功相等？假如這些熱量有35%被水汲取，能使0.5kg水的溫度上升多少？【答案】(1)2.7×104J；150W；(2)0.0009m3；4.5℃。【解析】(1)上樓的高度為：上樓克服重力做的功是：做功的功率是：。(2)由題可知，Q放=W=2.7×104J依據(jù)Q放=Vq，水汲取熱量：依據(jù)，。答：(1)他上樓克服重力做的功是2.7×104J。做功的功率是150W。(2)完全燃燒0.0009m3自然氣放出的熱量與小聰做的功相等。假如