2024年中考物理专项复习11：功和机械能

功和机械能 知识点1：功 方法技巧 1.判断力是否做功的方法： （1）判断了是否做功的两个必要因素（作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离）是否同时存在； （2）看是否符合三种不做功的情况，即有距离无力、有力无距离、有力有距离但力的方向与物体移动的方向垂直。 2. 对公式W=Fs理解 （1）公式中的三个物理量必须是同一物体上的物理量。根据题目设定的内容需要认真判断。 （2）公式中F是使物体沿着力的方向移动距离s过程中（同时），作用在物体上的力； （3）若物体在运动过程中力是变化的，应分过程计算力的功。 （4）公式中F是作用在物体上的力，s是物体在力的方向上移动的距离，有时不能看作物体实际移动的距离。 【母题1】小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则　　 A．①中小华对这筐玉米做了功 B．②中小华对这筐玉米做了功 C．③中他们对这筐玉米做了功 D．④中他们对手推车没有做功 【母题2】下列有关功的说法正确的是　　 A.用力推车没有推动，人对车也做了功 B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功 D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功 【母题3】在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”，如图是课本上的原图，针对图中情境增加条件拓展科学思维：小强用的力斜向上拉着总重为的小车使小车在水平路面上匀速前进了用了。下列说法中正确的是　　 A．这一过程中地面对小车的摩擦力一定是 B．这一过程中的拉力对小车做的功一定是 C．这一过程中小车的速度为 D．这一过程中小车对地面的压力一定等于 知识点2：功率 方法技巧 1.定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功。 2.功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。 3.公式。 4.单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。常用单位还有千瓦（kW）、马力。 换算关系：1kW=103W 1马力=735W 5.功率公式的解释： （1）物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即。 （2）利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。 【母题4】2023年5月23日12时30分许，我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰，巍巍珠峰再次见证历史！如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中，体重（含装备）越大的队员一定　　 A．做功越多 B．功率越大 C．做功越快 D．功率越小 【母题5】如图所示是运动员在冬奥会跳台滑雪空中下落的情景，在下落过程中，运动员的重力势能逐渐 　 　 （选填“减小”“不变”或“增大” ；若某运动员质量为，在空中经下落的竖直高度为，则这段时间内该运动员的重力的功率是 　　 。取 【母题6】如图，斜面长，高。小华用平行于斜面向上的拉力，用将重为的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，物体沿斜面匀速向上运动时所受摩擦阻力恒为。则拉力所做的功为 　 　 ，拉力的功率为 　　 。 知识点3：机械能 方法技巧 1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2.动能与势能的相互转化 （1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。 （2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 （3）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 （4）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。 【母题7】“神舟十五号”载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在着陆预定区域。在此过程中返回舱　　 A．动能减小，重力势能减小，机械能不变 B．动能不变，重力势能减小，机械能减小 C．动能减小，重力势能增加，机械能不变 D．动能减小，重力势能减小，机械能减小 【母题8】掷实心球是通辽中考体育测试项目之一，如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹，点是实心球刚离开手的位置，点是实心球运动到最高点的位置，点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力，下列说法正确的是　　 A．实心球在最高点时，动能为零 B．实心球从点运动到点时，动能转化为重力势能 C．实心球从点运动到点的动能先增大后减小 D．实心球在点的机械能大于在点的机械能 【母题9】如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的　　 A．重力势能减小，机械能减小 B．动能不变，机械能不变 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能不变，机械能减小 课堂练习： 1．如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面由、匀速提升到时，如若沿斜面的拉力分别为、，各个过程拉力做功为、，则它们的大小关系正确的是　　 A．， B．， C．， D．， 2．下列实例中物体机械能增大的是　　 A．汽车紧急刹车后停下 B．运载火箭加速升空 C．货物沿倾斜木板缓慢滑下 D．飞机在空中水平匀速飞行 3．飞机在农田上空喷洒农药，当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，飞机的　　 A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能不变 D．动能减小，重力势能减小 4．如图所示，运动中物体的弹性势能转化为动能的是　　 A．子弹射出枪膛 B．发条带动指针 C．流星从天而降 D．秋千荡向高处 5．2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号遥十四运载火箭发射取得圆满成功，在神舟十四号加速上升过程中　　 A．动能减小 B．重力势能增大 C．机械能不变 D．机械能减小 6．在水平拉力作用下，、两物体分别在光滑和粗糙的水平面运动，拉力、的功与路程的关系如图所示，比较拉力、的大小　　 A． B． C． D．无法确定 7．如图所示是2023年2月23日19时49分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将中星26号卫星发射升空。长征三号乙运载火箭在加速升空过程中，卫星的机械能的变化，下列说法正确的是　　 A．动能不变，重力势能增加，机械能增加 B．动能减少，重力势能减少，机械能减少 C．动能增加，重力势能增加，机械能增加 D．动能增加，重力势能减少，机械能不变 8．消防直升机是森林火灾救援的中坚力量，一次可携带数吨水。图是直升机吊桶取水灭火的场景，下列说法正确的是　　 A．图中桶受到的重力和绳子对桶的拉力是一对平衡力 B．直升机下降过程中，其重力不做功 C．直升机取水前后经过同一位置时，整体的重力势能不变 D．直升机洒水后整体的惯性变小 9．如图所示在水平台面上，一根弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到位置，释放滑块，是滑块能到达的最右端，，滑块从位置滑到位置的过程中（滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方，不计空气阻力），下列说法正确的是　　 ①速度最快的位置在之间 ②弹簧对滑块弹力最大的位置在点 ③滑块在从位置滑到位置的过程中机械能不变 ④滑块最终可能停在点的右侧 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 10．图甲中过山车从点出发，先后经过、、、点。图乙是过山车在、、、点的动能和重力势能大小的示意图，则下列说法错误的是　　 A．过山车在整个过程中机械能守恒 B．过山车在点动能最大 C．过山车在点的重力势能最大 D．过山车从点运动到点的过程中重力势能主要转化为动能 11．如下图的三种场景中，拉力、、大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为、、，下列关于它们大小关系的判断中正确的是　　 A． B． C． D． 12．如图所示，用大小相等的拉力，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离，比较两种情况下拉力所做的功及其功率　　 A． 段做的功较多 B． 段做的功较多 C． 段与 段做的功一样多 D． 段的功率比 段的功率大 13．如图所示，光滑斜面，沿斜面和分别将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部，所用时间相同，所需拉力分别为和，所做的功分别为和，所做功的功率分别为和，则　　 A．， B．， C．， D．， 课后练习： 一．选择题 1．开明中学大课间举行2分钟跳绳活动，同学们每天坚持练习，试估测一位同学每一次跳绳时克服重力做的功为　　 A． B． C． D． 2．11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的运载火箭成功发射。如图所示，火箭在加速升空过程中，神舟十五号飞船的　　 A．动能不变，势能变大 B．动能变小，势能变小 C．动能变大，势能变大 D．动能变小，势能变大 3．小明在体育测试中30秒内做了10个引体向上，估算做引体向上时的功率约是　　 A． B． C． D． 4．在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量相同的小车从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法错误的是　　 A．小车在光滑斜面上往下滑，重力势能减小，动能增大 B．小车在斜面上自由释放时位置越高，到达水平面时初速度越快 C．该实验的目的是探究小车的动能大小与高度的关系 D．木块被撞击后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力相同 5．如图所示，已知物体和质量相等，在粗糙的水平地面，在光滑的斜面。现它们分别在同样大小的力作用下沿的方向分别移动了距离，则对物体做的功　　 A．对做的功多 B．对和做的功一样多 C．对做的功多 D．条件不足，无法确定 6．现代农业用无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机正在农田上方沿水平方向匀速飞行并喷洒农药，下列关于无人机的说法，正确的是　　 A．动能与重力势能均不变 B．动能与重力势能均减小 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变 7．如图所示，质量为的小球从某一高度处静止下落，竖直落到直立于地面的轻弹簧上，在点小球开始与弹簧接触，到点时小球受到的重力与弹簧的弹力大小相等，点是小球到达的最低点（不计空气阻力）下列说法正确的是　　 A．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能不守恒 B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒 C．到达点时，小球的动能为零，受到的重力等于弹簧的弹力 D．从到，小球重力势能减小、动能先增大后减小，弹簧的势能一直增大 8．某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处点开始下落，点是弹性绳的自由长度，在点运动员所受弹力恰好等于重力，点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力的大小随时间变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断错误的是　　 A．运动员在点的动能大于在点动能 B．从点到点绳的弹性势能增大 C．运动员重力大小大于 D．时刻运动员动能为0 9．在体育课上，小明用频闪照相机记录了质量为的足球沿斜坡向下运动的过程。频闪照相机每隔拍一张照片，照片记录了足球在不同时刻的位置如图所示。由图可估算该足球从位置到位置的过程中，足球的重力做功的功率最接近于　　 A． B． C． D． 10．如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是　　 A．返回舱的动能不变 B．返回舱的重力势能不变 C．返回舱的机械能不变 D．返回舱的机械能变大 11．小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，、两点处于同一高度。则下列判断中正确的是　　 A．皮球由到时，动能逐渐增大 B．皮球在点时的机械能最大 C．皮球由到时，机械能一直减小 D．皮球在、两点时动能相等 12．如图所示，已知人造地球卫星在大气层外环绕地球运行（不受空气阻力），则人造地球卫星　　 A．运行过程中运动状态不变，受力平衡 B．从远地点向近地点运行过程中，动能减小 C．从远地点向近地点运行过程中，机械能不变 D．与地球相距较远，不具有惯性 13．掷实心球是我市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面点处（不计空气阻力）．则实心球　　 A．在、、三处机械能相等 B．在处动能为零 C．在处重力势能最小 D．在处动能为零 14．4月16日，“神舟十三号”载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在着陆预定区域。在此过程中，对于返回舱能量变化描述正确的是　　 A．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能不变 B．返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小 C．返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变 D．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小 15．如图甲是北京冬奥会中翻跃大跳台的情景。运动员不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体等技术动作后落地。图乙中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，下列说法正确的是　　 A．在、、、四点中，运动员在点时的重力势能最大 B．从点到点的过程中，运动员的动能在增加 C．从点到点的过程中，运动员的机械能变小 D．点和点都是最高点，运动员分别在该两点时的动能都为零 16．在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图甲、乙、丙所示的三个实验，质量为和的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与水平面上静止在点的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法中错误的是　　 A．由甲、丙两图可知，物体的动能大小与物体的质量大小有关 B．由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关 C．实验中所探究的“物体动能”是指小球的动能 D．此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的 17．体育课上，小明同学进行传接篮球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示。、、、为轨迹上的点，其中、两点高度相同，不计空气阻力，则下列说法中正确的是　　 A．篮球点动能比点动能大 B．篮球在、两点的动能相等 C．篮球在点的机械能比点机械能大 D．篮球离手后能继续运动是因为受到惯性的作用 18．小球从点静止释放沿着轨道经过点运动到点，然后离开轨道，在空中运动的轨迹如图所示；最高点为点。已知小球在点的速度大于点，不计空气阻力。下列说法正确的是　　 A．小球在、两点动能相等 B．小球在、两点机械能相等 C．小球在、两点动能相等 D．小球在、两点机械能相等 19．如图所示，将一小球从点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过点到达最高点时速度为零。图中，下列判断正确的是　　 A．小球在段克服重力所做的功等于在段克服重力所做的功 B．小球从运动到的时间等于它从运动到的时间 C．小球抛出后向上运动是由于一直受到向上的力 D．小球运动到最高点时所受的合力为零 二．填空题 20．一个重的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为，如图所示，物体沿斜面移动的距离，上升的高度，则人对物体做的有用功是 　　 ，斜面与物体之间的摩擦力是　　 。 21．《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。 （1）从能量转化的角度，筒车的工作原理可以理解为将 　　 能转化为 　　 能； （2）若接水槽离取水处高，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水，筒车转一圈对进入接水槽的水所做的功为 　　 （接水槽离倒水处的高度忽略不计）。 22．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受 　　 个力的作用，球的机械能 　　 （选填“增大”“减小”或“不变” ，在最高点时，球的动能 　　 （选填“大于”或“等于” 。 23．成年人静息时，心脏做功的功率约为，如果一个人的心脏一直以这个功率做功，8小时做的功是 　　 ，这些功可以把质量为的中学生匀速提升 　　 。取 24．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。段返回器的动能 　　 （选填“变大”“不变”或“变小” ；段返回器的机械能 　　 （选填“变大”“不变”或“变小” ，段返回器动能增加量 　　 （选填“大于”“等于”或“小于” 重力势能的减小量。 三．解答题 25．下面是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验，实验中让铁球从斜面上自由滚下，去撞击水平面上的木块，请补全下面的实验过程： （1）在探究动能大小与物体质量关系时，应使小球的质量　　 （选填“相同”或“不同” ，到达斜面底端时的　　 相同。 （2）如图甲、乙所示，质量为的小球与质量为的大球，从同一斜面的同一高度由静止释放，该实验是通过观察　　 来比较铁球动能的大小。实验得到的结论是：　　 。 （3）在探究动能大小与物体运动速度的关系时，应将　　 两图比较，其中　　 图中木块被推动的距离较远。 （4）若水平面绝对光滑，本实验　　 （选填“能”或“不能” 达到探究目的。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$