专题06 功和机械能（讲义）-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测（北京专用）

专题06 功和机械能（1~5分） 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03考点突破·考法探究 考点一 功和功率 考点二 动能和势能 实验01 探究动能、重力势能大小的影响因素 考点三 机械能及其转化 04题型精研·考向洞悉 题型一 功和功率 ►考向01 做功的必要因素 ►考向02 功和功率的计算 题型二 动能和势能 ►考向01 动能和势能的大小 ►考向02 探究动能、重力势能大小的影响因素 题型三 机械能及其转化 ►考向01 动能和势能之间的转化 ►考向02 机械能守恒 05分层训练·巩固提升 基础巩固 能力提升 考点要求 课标要求 考查频次或分值 命题预测 功的概念及判断力对物体是否做功 · 结合实例，认识功的概念。用生活中的实例说明功和功率的含义。 · 1~ 5分 功和机械能是力学的重点内容，也是必考内容。常考题型有：选择题、填空题、实验探究题、计算题和综合题等。 主要命题点有：功的概念、功的简单计算、功率及其计算、动能和势能、动能和势能之间的转化、机械能守恒等。 功和功率的计算 · 可利用公式计算功和功率 动能和势能 · 知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。了解动能、势能和机械能概念和影响因素。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化 机械能及其转化 · 考点一 功和功率 一、功 1、功的概念 如果有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 2、做功的两个必要因素 （1）有作用在物体上的力； （2）物体在这个力的方向上移动了距离。 【注意】两者缺一不可。 3、三种不做功的情况 （1）有距离无力（不劳无功）：运动员踢出去的足球在草坪上滚动。 （2）有力无距离（劳而无功）：用力抬石头，但是没有抬动。 （3）力与移动方向垂直（垂直无功）：背包在水平路上行走。 4、功的计算 （1）公式：。W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离。 （2）功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。 【注意】应用公式计算时，力的大小和方向应是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算。 二、功率 1、功率的概念 功与做功时间之比叫功率。它在数值上等于单位时间内所做的功。 2、功率的物理意义 （1）功率是物体做功快慢的物理量。功率越大，物体做功越快；功率越小，物体做功越慢； （2）功率的大小表示物体单位时间内做功的多少。 3、功率的计算 （1）功率的定义式 （2）功率的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳（J），时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s。 （3）功率推导式 当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为 ，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。 三、功和功率的比较 功 功率 概念 力与物体在力的方向上移动的距离乘积 功与做功所用时间之比 物理意义 表示物体做功的多少 表示物体做功的快慢 符号 W P 计算公式 决定因素 力F、物体在力F方向上移动的距离s 功W、做功所用时间t 单位 焦耳（J） 瓦特（W） 联系 做功“多少”与“快慢”的意义不同，做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大。所以，描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少，一般描述为单位时间内（或相同时间内），物体做功越多，功率越大。 1．[2020·北京·中考真题]如图所示的情境中，人对物体做功的是（    ） A． 用力搬石头没有搬动 B． 人将重物从地面拉到高处 C． 人推一块大石头没推动 D． 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动 2．[2024·北京东城·一模]小东在排球垫球训练时，用手臂将排球竖直向上垫起，排球脱离手臂后减速上升至最高点，然后下落且速度越来越大。下列说法正确的是（　　） A．手臂垫球时，手臂对排球的力大于排球对手臂的力 B．排球离开手臂竖直上升过程中，受到重力、空气阻力和手臂对它向上的力 C．排球下落过程中，重力势能越来越大 D．排球下落过程中，重力做功越来越快 考点二 动能和势能 一、能量 1、能做功的物体具有能量 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 2、对能的理解 （1）能量是表示物体做功本领的物理量。 （2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 二、动能 1、动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 2、动能的影响因素 （1）质量：运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 （2）速度：质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。 3、理解动能大小时应注意的问题 一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析两个因素。 例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，例如当火车的速度为零时，其动能一定比飞行的子弹小。 三、势能 1、重力势能：位于高处的物体具有能量。 （1）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 （2）重力势能的影响因素： ①质量：同一高度，物体的质量越大，重力势能越大。 ②高度：同一质量物体，高度越大，物体的重力势能越大。 2、弹性势能 （1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 动能和势能的异同点 概念 特点 决定因素 动能 物体由于运动而具有的能 一切运动的物体都具有动能 质量、速度 势能 重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 一切受到重力且位于高处的物体都具有重力势能 质量、高度 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能 弹性形变程度、材料 实验01 探究动能、重力势能大小的影响因素 一、实验探究：物体的动能跟哪些因素有关 提出问题 物体的动能跟哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体运动的速度有关； （2）同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远近来反映（转换法），木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。 进行实验 （1）让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图甲、乙所示。 甲 乙 （2）换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙、丁所示。 丙 丁 分析与论证 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关； （2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关。 实验结论 物体动能与物体的质量和运动的速度有关。质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 二、实验探究：影响重力势能大小的因素 提出问题 重力势能的大小与哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）生活中手机从几厘米高处跌落一般不会损坏，但从几米高处跌落，一般会造成较严重的损坏，由此猜想，重力势能的大小可能与高度有关； （2）下冰雹时，重冰雹比轻冰雹造成的危害大得多，由此猜想，重力势能的大小可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 将小方桌放置在沙箱中铺平的沙面上，让物体从某一高度自由下落撞击小方桌，小方桌下陷越深，说明下落的物体能够做的功越多（转换法），即物体具有的重力势能越大。改变同一物体下落的高度，或从同一高度释放不同质量的物体，比较物体对小方桌做功的多少。 进行实验 （1）让同一物体从不同高度处自由下落撞击小方桌，如图（b）、（c）所示。 （2）让不同物体从同一高度处自由下落撞击小方桌，如图（c）、（d）所示。 实验现象 （1）同一物体下落时的高度越高，小方桌下陷得越深。 （2）从同一高度下落时，质量大的物体比质量小的物体使小方桌下陷得更深。 分析与论证 （1）质量相等时，较高处物体使小方桌下陷的深度大，说明质量相等时，高度大的物体重力势能大； （2）高度相等时，质量大的物体使小方桌下陷的深度大，说明同一高度，质量大物体的重力势能大。 实验结论 同一高度，物体的质量越大，重力势能越大；同一质量物体，高度越大，物体的重力势能越大。 1．[2021·北京·中考真题]在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（　　） A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性 B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力 C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小 D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小 2．[2024·北京·一模]如图所示，是小东探究动能大小影响因素的实验过程。三次实验均让小球由静止滚下，。 （1）实验中小球的动能大小是通过 来反映的； （2）甲、乙两次实验探究的是小球的动能大小与 是否有关； （3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是： （选填“<”“>”或“=”）。为了实验安全，小东想在丙图实验中的水平木板上铺毛巾，你认为这样的做法 。（选填“可行”或“不可行”） 考点三 机械能及其转化 一、机械能及其转化 1、机械能 （1）定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。机械能是和物体运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。 （2）对机械能的理解：一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以既有动能又有势能，都称为物体具有机械能。 2、动能和势能的转化 （1）动能和势能的相互转化：在一定条件下，动能和重力势能可以互相转化。 （2）动能和弹性势能的相互转化：在一定条件下，动能和弹性势能可以互相转化。 二、机械能守恒 1、机械能守恒：大量研究结果证明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 2、判断机械能如何变化 （1）当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。 示例（忽略空气阻力和摩擦导致的机械能损失） 判断依据 能的转化 速度 高度 形变 滚摆上升时 减小 增大 —— 动能转化为重力势能 过山车下降时 增大 减少 —— 重力势能转化为动能 运动的小球压缩弹簧时 减小 —— 增大 动能转化为弹性势能 弯弓射箭时 增大 —— 减小 弹性势能转化为动能 （2）物体受外力作用机械能不守恒时，可先分析动能和势能的变化情况，再结合“机械能=动能+势能”。 示例 动能变化 势能变化 机械能 水平路面上加速运动的小车 增大 不变 增大 水平路面上减速运动的小车 减小 不变 减小 匀速上升的热气球 不变 增大 增大 匀速下降的热气球 不变 减小 减小 斜面上减速下滑的滑块 减小 减小 减小 汽车加速冲上斜面 增大 增大 增大 （3）人造卫星运行时的机械能转化 人造卫星绕地球椭圆轨道运行过程中，不受空气阻力，只有动能与势能的相互转化，故卫星的机械能守恒。 动能和弹性势能的之间的转化，可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。例如，由高处落下的篮球在撞击地面发生了弹性形变过程中，球的动能转化为自身的弹性势能；球在恢复原状的过程中，球的弹性势能转化为自身的动能，动能和弹性势能在一个物体上相互转化。运动员进行蹦床表演时，运动员的动能和蹦床的弹性势能在两个物体间相互转化。 1．[2022·北京·中考真题]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．返回舱所受重力不做功 2．[2024·北京平谷·二模]如图所示，一小球从A点沿轨道滑下，小球在滑行过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球在A点时不具有机械能 B．小球从A点加速下滑是由于受到惯性的作用 C．小球在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度 D．从A点到C点的过程中，机械能保持不变 题型一 功和功率 ►考向01 做功的必要因素 1．（2019·北京·中考真题）图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是 A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 2．（2024·北京石景山·二模）下列情境中，人施加在物体上的力对物体做功的是（    ） A．人用力推车，车没动 B．运动员举着杠铃不动 C．人将地上的货箱搬到桌上 D．人背着书包静止不动 3．（2024·北京大兴·二模）图所示为某人推着购物车在水平地面上匀速运动的情境。下列关于做功的判断中正确的是（　　） A．地面的支持力对购物车做了功 B．重力对购物车做了功 C．人的推力对购物车做了功 D．购物车对地面的压力对购物车做了功 ►考向02 功和功率的计算 4．（23-24八年级下·北京通州·期末）如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（　　） A．W=4500J；P=75W B．W=4500J；P=7.5W C．W=3600J；P=60W D．W=360J；P=6W 5．（多选）（2023·北京平谷·一模）一长方体木块，各面粗糙程度均相同。把它平放在水平桌面上，在水平拉力F1的作用下，木块以0.2m/s的速度做匀速直线运动，如图甲所示；再把木块竖直放在水平桌面上，在水平拉力F2的作用下，木块以0.1m/s的速度做匀速直线运动，如图乙所示。则下列说法正确的是 （　　） A．两次拉力F1=F2 B．拉力F1比F2做功多 C．拉力F1比F2做功快 D．木块水平和竖直放置时，对桌面的压强相等 题型二 动能和势能 ►考向01 动能和势能的大小 6．（2024·北京朝阳·一模）第十四届全国冬季运动会于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪U 型场地上进行训练时，由A点运动到C点过程中频闪摄影的照片，下列说法正确的是（    ） A．运动员在C 点时的动能最大 B．运动员从A 点运动到B点的过程中，所受重力不做功 C．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能增加 D．运动员从A 点运动到B 点的过程中，动能转化为重力势能 7．（多选）（2023·北京海淀·二模）如图所示为小明在练习投篮时，篮球离手后在空中运动的情景，篮球运动过程中先后通过曲线上的A、B、C三点，最后落到地面。下列说法正确的是（　　） A．篮球由A运动到B的过程中，手对篮球的推力做功 B．篮球由A运动到B的过程中，篮球的动能减小 C．篮球由B运动到C的过程中，篮球的机械能增大 D．篮球由C落到地面的过程中，篮球的重力势能减小 ►考向02 探究动能、重力势能大小的影响因素 8．（2024·北京·模拟预测）实验桌上有：质量为20g的钢球A、质量为30g的钢球B、物块C、一把刻度尺，以及如图所示的装置。装置中斜槽末端跟水平面平滑连接，钢球从斜槽上某位置由静止滚下后在水平面上运动。运动的钢球碰上静止在水平面上的物块后，能将其推动一段距离s，这说明钢球对物块做了功。可以将钢球动能的测量转化为对 的测量。已知钢球运动到斜槽底端时的速度大小跟钢球的质量无关，且随释放的高度增大而增大。利用上述装置及器材探究钢球的动能跟钢球的质量是否有关。 （1）请你将实验步骤补充完整 ①将物块C放在水平面P点处，将钢球A从斜槽M点处由静止释放，用刻度尺测出物块C被推动的距离s，将钢球A的质量m和物块C被推动的距离s的数值记录到表格中。 ②将物块C仍放在水平面P点处， ，仿照步骤①再次实验，记录对应数据； （2）画出记录实验数据的表格 。 9．（2024·北京·模拟预测）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关时，选用的实验装置如图所示。质量为m的小球在斜面上高度为h处由静止释放，到达水平面后撞击一个木块，木块在水平面上移动一段距离s后静止。 （1）实验中，改变小球在斜面上的高度h，是为了改变 ； （2）在探究物体的动能跟它的质量是否有关的实验中，操作是 。 10．（2023·北京·二模）如图所示，小雨利用透明的箱子、沙子、小桌、重物进行实验探究。 （1）小雨做甲、乙两次实验，让重物由静止下落，他探究的是重力势能的大小与 是否有关； （2）小雨想做一个实验，将实验结果与甲图对比，就能探究重力势能与物体质量是否有关，他的具体做法是 ； （3）小雨做丙、丁两次实验，探究压力的作用效果与压力大小是否有关，指出他实验中存在的问题 。 题型三 机械能及其转化 ►考向01 动能和势能之间的转化 11．（多选）（2024·北京顺义·二模）图中小球从a点由静止开始运动，加速运动到c点后与小木块碰撞，并与小木块一起沿水平方向运动到d点停下。对于此过程，下列判断正确的是（　　） A．从a到b，小球加速运动是由于受到惯性的作用 B．小球与小木块碰撞前后，小球的运动状态改变 C．小球运动到c点时，其重力势能最小，动能最大 D．运动到d点，小球的动能为零，小木块的动能最大 12．（2023·北京·中考真题）如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列说法正确的是（　　） A．水的机械能不变 B．水的重力势能增大，动能减小 C．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能 D．上游水位越高，能够发出的电能越多 ►考向02 机械能守恒 13．（2024·北京海淀·二模）如图是跳水运动员跳水过程的示意图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．起跳时，运动员对跳台的压力大于跳台对运动员的支持力 B．运动员离开跳台向上运动的过程中，重力势能转化为动能 C．从最高点到入水前的过程中，运动员所受的重力做功 D．从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能守恒 14．（2021·北京·二模）如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点由静止释放，从A点到最低点B的过程中，小球的重力势能 ，最高点C比A的位置低，说明此过程中机械能 （均选填“增大”或“减小”）。 基础巩固 1．在图所示的事例中，人施加在物体上的力对物体做功的是（　　） A．带着杠铃原地不动 B．沿水平地面动小车 C．抱着书不动 D．推石头没有动 2．如图所示的过程中，关于力对物体做功的叙述正确的是（　　） A．飞艇悬停在空中，飞艇所受到的重力对飞艇做了功 B．马拉车在水平路面上匀速前进，马的拉力对车做了功 C．足球在空中飞行过程中，脚对足球的踢力对足球做了功 D．起重机吊着重物沿水平方向匀速移动，竖直向上的拉力对重物做了功 3．（多选）物体受到恒力F作用，在水平地面上做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1； 当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2；当物体运动的速度和时间图像如图丙时，受到的水平推力为F3；三次运动时的速度分别为v1、v2、v3； 则下列说法正确的是（　　） A．0~2s 内， 物体受到的水平推力 B．2s末， 物体的速度 C．0~2s内，推力F1所做的功W1小于推力F2所做的功W2 D．2s末，推力F2做功的功率P2等于推力F3做功的功率P3 4．举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（　　） A．W1=W2，P1=P2 B．W1>W2，P1>P2 C．W1>W2，P1=P2 D．W1<W2，P1<P2 5．双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一，它的动作过程为：双手分别握杠，两臂支撑在双杠上，肘关节慢慢弯屈，同时肩关节伸屈，使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻，两臂用力撑起至还原。若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸，如图所示该学生一次屈臂伸过程克服重力做功的功率最接近于（    ） A．10W B．60W C．180W D．400W 6．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明设计了如图所示的实验。斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量不同的两个小球A、B，分别从同一斜轨道上某位置由静止释放（已知），小球与放在水平木板上的木块撞击后一起向前运动，分别测出三次实验中小球与木块一起运动的距离s甲、s乙和s丙。 （1）图甲、乙所示的实验中，小球都从高度h1处由静止释放，是为了使两次实验中小球运动到斜轨道底端时的 相同； （2）比较图乙、丙所示的实验，你可以得到的结论是： 。 7．（多选）跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是（　　） A．运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能增大 B．运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能逐渐减小 C．运动员离开跳板向上运动的过程中，机械能逐渐增大 D．运动员从最高点下落的过程中，动能逐渐增大 8．小明用玻璃罐、金属丝、橡皮筋和配重螺母制作了如图所示的滚筒。在水平地板上向前推一下滚筒，吊着配重螺母的橡皮筋在滚筒运动过程中会不断地扭紧。滚筒滚动一会儿就会停下来，接着自己还会滚动回来，然后滚筒又滚动出去。滚筒经过几次反复滚动后，最终会停下来．对于滚筒第一次滚动回来的过程中，下列说法正确的是（　　） A．橡皮筋的弹性势能一直减小 B．橡皮筋的弹性势能一直增大 C．橡皮筋的弹性势能先减小后增大 D．橡皮筋的弹性势能先增大后减小 9．小京同学在体育课上练习垫球，当他把排球竖直向上抛出后（空气阻力不可忽略），关于排球的能量，下列说法正确的是（　　） A．排球的动能增加，重力势能减少，机械能不变 B．排球的动能减少，重力势能增加，机械能减少 C．排球的动能增加，重力势能减少，机械能减少 D．排球的动能减少，重力势能增加，机械能不变 10．（多选）如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，忽略空气阻力，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（ 　　 ） A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员对球做了功 B．图甲中足球在A点移动至B点的过程中，动能转化为重力势能 C．图乙中A、B两点为同一高度，该足球在A点的动能大于在B点的动能 D．图乙中足球在最高点D点的动能为零 能力提升 1．如图所示，掷实心球是中考体测项目之一。若不计空气阻力，则投掷后的实心球在碰地之前的运动过程中，下列说法正确的是（   ） A．上升过程中，动能变大，重力势能变大 B．上升过程中，动能变小，重力势能变大 C．下落过程中，重力势能变小，机械能变小 D．下落过程中，动能变大，机械能变大 2．如图所示，小球从A点出发，先后经过粗糙轨道上的B、C、D、E各点。下列说法中正确的是（   ） A．小球在B点的机械能大于它在D点的机械能 B．从B点到E点的过程中，小球的机械能不变 C．到D点时，若小球所受的力全部消失，它将保持静止 D．从D点到E点的过程中，小球的动能增大，重力势能减小，机械能保持不变 3．下列关于机械说法中正确的是（   ） A．机械效率越高，机械做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率一定越高 C．功率越大的机械做功一定越多 D．做功越快的机械，功率一定越大 4．小明学了力学知识后，做了如下实验．他用方向不变的水平拉力F拉动放在水平地面上的物体，如图甲，并测出了物体的速度大小，绘制了图中的乙丙两图，乙图表示拉力F与时间t的关系，丙图表示物体的运动速度v与时间t的关系，结合已知条件及两图像可知，下列判断正确的是 A．当t=2s时，物体受平衡力 B．当t=2s时，物体受到的摩擦力为3N C．当t=3.5s时，物体受到的摩擦力为2N D．物体匀速运动时，拉力的功率是9W 5．图甲中过山车从A 点出发，先后经过B、C、D、E 点。图乙是过山车在B、C、D、E 点的动能和重力势能大小的示意图，则下列对于过山车的能量描述中，正确的是（　　） A．当过山车运动到E 点时，它的动能最大 B．在 B 点时的重力势能与E 点的动能相等 C．在 BC之间，重力势能完全转化为动能 D．在整个过程中，过山车的机械能都守恒 6．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧，原长在O点。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。忽略空气阻力。下列说法中正确的是（　　） ①图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力 ②因为筒壁光滑，小球从B点向上运动的过程中，小球的机械能守恒 ③图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为受到惯性 ④对比图甲和图乙，说明力可以使物体发生形变 ⑤图丙中释放小球后，在小球上升过程中，小球所受重力做功先变快后变慢 A．①②③ B．①和④ C．④和⑤ D．只有④ 7．小京为探究物体的动能大小跟哪些因素有关，由“十次车祸九次快”提出猜想一：动能的大小可能与速度有关；由“安全驾驶莫超载”提出猜想二：动能的大小可能与质量有关。 为了检验猜想是否正确，他利用如图所示的装置进行了甲、乙、丙实验，其中A、B为两个质量不相同的小球。 （1）实验中，小球到水平面时的动能是由 能转化而来的。 （2）实验中，小球到达水平面的动能大小是通过木块被推动的距离来反映的。木块被推动的距离越远，反映小球的动能越 。（选填“大”或“小”） （3）为了检验猜想一，选用甲、乙两图进行实验，由图中的实验现象，可以得到的结论是 。 （4）为了检验猜想二，在完成图甲实验的基础上，进行了图丙的实验，但发现木块被撞后滑出了木板，为完成对比实验，在不改变木板长度的前提下，可以采用下列方法中的 （选填选项前的字母）进行调整。 A．换比A质量小的球    B．给木板上铺毛巾 C．适当降低小球的高度    D．换较重的木块 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 / 9 ( zxxk.com )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$null 专题07 功和机械能（1~5分） 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03考点突破·考法探究 考点一 功和功率 考点二 动能和势能 实验01 探究动能、重力势能大小的影响因素 考点三 机械能及其转化 04题型精研·考向洞悉 题型一 功和功率 ►考向01 做功的必要因素 ►考向02 功和功率的计算 题型二 动能和势能 ►考向01 动能和势能的大小 ►考向02 探究动能、重力势能大小的影响因素 题型三 机械能及其转化 ►考向01 动能和势能之间的转化 ►考向02 机械能守恒 05分层训练·巩固提升 基础巩固 能力提升 考点要求 课标要求 考查频次或分值 命题预测 功的概念及判断力对物体是否做功 · 结合实例，认识功的概念。用生活中的实例说明功和功率的含义。 · 1~ 5分 功和机械能是力学的重点内容，也是必考内容。常考题型有：选择题、填空题、实验探究题、计算题和综合题等。 主要命题点有：功的概念、功的简单计算、功率及其计算、动能和势能、动能和势能之间的转化、机械能守恒等。 功和功率的计算 · 可利用公式计算功和功率 动能和势能 · 知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。了解动能、势能和机械能概念和影响因素。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化 机械能及其转化 · 考点一 功和功率 一、功 1、功的概念 如果有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 2、做功的两个必要因素 （1）有作用在物体上的力； （2）物体在这个力的方向上移动了距离。 【注意】两者缺一不可。 3、三种不做功的情况 （1）有距离无力（不劳无功）：运动员踢出去的足球在草坪上滚动。 （2）有力无距离（劳而无功）：用力抬石头，但是没有抬动。 （3）力与移动方向垂直（垂直无功）：背包在水平路上行走。 4、功的计算 （1）公式：。W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离。 （2）功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。 【注意】应用公式计算时，力的大小和方向应是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算。 二、功率 1、功率的概念 功与做功时间之比叫功率。它在数值上等于单位时间内所做的功。 2、功率的物理意义 （1）功率是物体做功快慢的物理量。功率越大，物体做功越快；功率越小，物体做功越慢； （2）功率的大小表示物体单位时间内做功的多少。 3、功率的计算 （1）功率的定义式 （2）功率的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳（J），时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s。 （3）功率推导式 当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为 ，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。 三、功和功率的比较 功 功率 概念 力与物体在力的方向上移动的距离乘积 功与做功所用时间之比 物理意义 表示物体做功的多少 表示物体做功的快慢 符号 W P 计算公式 决定因素 力F、物体在力F方向上移动的距离s 功W、做功所用时间t 单位 焦耳（J） 瓦特（W） 联系 做功“多少”与“快慢”的意义不同，做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大。所以，描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少，一般描述为单位时间内（或相同时间内），物体做功越多，功率越大。 1．[2020·北京·中考真题]如图所示的情境中，人对物体做功的是（    ） A． 用力搬石头没有搬动 B． 人将重物从地面拉到高处 C． 人推一块大石头没推动 D． 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动 【答案】B 【解析】A．人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意； B．人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意； C．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意； D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。 故选B。 2．[2024·北京东城·一模]小东在排球垫球训练时，用手臂将排球竖直向上垫起，排球脱离手臂后减速上升至最高点，然后下落且速度越来越大。下列说法正确的是（　　） A．手臂垫球时，手臂对排球的力大于排球对手臂的力 B．排球离开手臂竖直上升过程中，受到重力、空气阻力和手臂对它向上的力 C．排球下落过程中，重力势能越来越大 D．排球下落过程中，重力做功越来越快 【答案】D 【解析】A．垫球时排球对手臂的作用力与手臂对排球的作用力是一对相互作用力，大小相等，故A错误； B．排球离开手臂竖直上升过程中，受到重力、空气阻力作用，上升过程中与手臂不接触，没有手臂对它向上的力，故B错误； C．排球下落过程中，高度越来越低，质量不变，重力势能越来越小，故C错误； D．排球下落过程中，速度越来越快，通过相同的距离时间变短，由可知，重力做功越来越快，故D正确。 故选D。 考点二 动能和势能 一、能量 1、能做功的物体具有能量 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 2、对能的理解 （1）能量是表示物体做功本领的物理量。 （2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 二、动能 1、动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 2、动能的影响因素 （1）质量：运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 （2）速度：质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。 3、理解动能大小时应注意的问题 一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析两个因素。 例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，例如当火车的速度为零时，其动能一定比飞行的子弹小。 三、势能 1、重力势能：位于高处的物体具有能量。 （1）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 （2）重力势能的影响因素： ①质量：同一高度，物体的质量越大，重力势能越大。 ②高度：同一质量物体，高度越大，物体的重力势能越大。 2、弹性势能 （1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 动能和势能的异同点 概念 特点 决定因素 动能 物体由于运动而具有的能 一切运动的物体都具有动能 质量、速度 势能 重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 一切受到重力且位于高处的物体都具有重力势能 质量、高度 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能 弹性形变程度、材料 实验01 探究动能、重力势能大小的影响因素 一、实验探究：物体的动能跟哪些因素有关 提出问题 物体的动能跟哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体运动的速度有关； （2）同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远近来反映（转换法），木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。 进行实验 （1）让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图甲、乙所示。 甲 乙 （2）换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙、丁所示。 丙 丁 分析与论证 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关； （2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关。 实验结论 物体动能与物体的质量和运动的速度有关。质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 二、实验探究：影响重力势能大小的因素 提出问题 重力势能的大小与哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）生活中手机从几厘米高处跌落一般不会损坏，但从几米高处跌落，一般会造成较严重的损坏，由此猜想，重力势能的大小可能与高度有关； （2）下冰雹时，重冰雹比轻冰雹造成的危害大得多，由此猜想，重力势能的大小可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 将小方桌放置在沙箱中铺平的沙面上，让物体从某一高度自由下落撞击小方桌，小方桌下陷越深，说明下落的物体能够做的功越多（转换法），即物体具有的重力势能越大。改变同一物体下落的高度，或从同一高度释放不同质量的物体，比较物体对小方桌做功的多少。 进行实验 （1）让同一物体从不同高度处自由下落撞击小方桌，如图（b）、（c）所示。 （2）让不同物体从同一高度处自由下落撞击小方桌，如图（c）、（d）所示。 实验现象 （1）同一物体下落时的高度越高，小方桌下陷得越深。 （2）从同一高度下落时，质量大的物体比质量小的物体使小方桌下陷得更深。 分析与论证 （1）质量相等时，较高处物体使小方桌下陷的深度大，说明质量相等时，高度大的物体重力势能大； （2）高度相等时，质量大的物体使小方桌下陷的深度大，说明同一高度，质量大物体的重力势能大。 实验结论 同一高度，物体的质量越大，重力势能越大；同一质量物体，高度越大，物体的重力势能越大。 1．[2021·北京·中考真题]在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（　　） A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性 B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力 C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小 D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小 【答案】D 【解析】A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误； B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误； C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误； D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。 故选D。 2．[2024·北京·一模]如图所示，是小东探究动能大小影响因素的实验过程。三次实验均让小球由静止滚下，。 （1）实验中小球的动能大小是通过 来反映的； （2）甲、乙两次实验探究的是小球的动能大小与 是否有关； （3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是： （选填“<”“>”或“=”）。为了实验安全，小东想在丙图实验中的水平木板上铺毛巾，你认为这样的做法 。（选填“可行”或“不可行”） 【答案】木块移动的距离 速度大小 < 不可行 【解析】（1）[1]实验中，小球和木块碰撞，推动木块向前运动，小球的动能大小是通过观察木块移动的距离来反映的，这是转换法的应用。 （2）[2]由甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，下滑的高度不同，到达水平面时速度不同，与木块撞击后，木块移动的距离不同，故甲、乙两次实验探究的是动能与速度的关系。 （3）[3]由图乙和图丙可知，小球滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，说明丙图中B球的动能较大，即B球的质量较大，即。 [4]给水平木板铺上毛巾，不能与乙控制相同的接触面，木块与接触面的摩擦力不同，不能确定木块克服摩擦做功的多少，也就无法比较小球动能的大小，这样的做法不可行。 考点三 机械能及其转化 一、机械能及其转化 1、机械能 （1）定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。机械能是和物体运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。 （2）对机械能的理解：一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以既有动能又有势能，都称为物体具有机械能。 2、动能和势能的转化 （1）动能和势能的相互转化：在一定条件下，动能和重力势能可以互相转化。 （2）动能和弹性势能的相互转化：在一定条件下，动能和弹性势能可以互相转化。 二、机械能守恒 1、机械能守恒：大量研究结果证明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 2、判断机械能如何变化 （1）当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。 示例（忽略空气阻力和摩擦导致的机械能损失） 判断依据 能的转化 速度 高度 形变 滚摆上升时 减小 增大 —— 动能转化为重力势能 过山车下降时 增大 减少 —— 重力势能转化为动能 运动的小球压缩弹簧时 减小 —— 增大 动能转化为弹性势能 弯弓射箭时 增大 —— 减小 弹性势能转化为动能 （2）物体受外力作用机械能不守恒时，可先分析动能和势能的变化情况，再结合“机械能=动能+势能”。 示例 动能变化 势能变化 机械能 水平路面上加速运动的小车 增大 不变 增大 水平路面上减速运动的小车 减小 不变 减小 匀速上升的热气球 不变 增大 增大 匀速下降的热气球 不变 减小 减小 斜面上减速下滑的滑块 减小 减小 减小 汽车加速冲上斜面 增大 增大 增大 （3）人造卫星运行时的机械能转化 人造卫星绕地球椭圆轨道运行过程中，不受空气阻力，只有动能与势能的相互转化，故卫星的机械能守恒。 动能和弹性势能的之间的转化，可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。例如，由高处落下的篮球在撞击地面发生了弹性形变过程中，球的动能转化为自身的弹性势能；球在恢复原状的过程中，球的弹性势能转化为自身的动能，动能和弹性势能在一个物体上相互转化。运动员进行蹦床表演时，运动员的动能和蹦床的弹性势能在两个物体间相互转化。 1．[2022·北京·中考真题]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．返回舱所受重力不做功 【答案】A 【解析】A．因为返回舱是匀速运动，且质量未改变，所以返回舱的动能不变，故A正确； B．返回舱的质量未变，但其高度在不断减小，所以返回舱的重力势能变小，故B错误； C．机械能等于动能和势能之和，动能不变，势能减小，所以机械能减小，故C错误； D．重力竖直向下，返回舱在重力的方向上移动了距离，所以返回舱所受重力做功，故D错误。 故选A。 2．[2024·北京平谷·二模]如图所示，一小球从A点沿轨道滑下，小球在滑行过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球在A点时不具有机械能 B．小球从A点加速下滑是由于受到惯性的作用 C．小球在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度 D．从A点到C点的过程中，机械能保持不变 【答案】C 【解析】A．因为机械能是动能和势能的统称，小球在A点时，有一定的高度，所以具有重力势能，也就有机械能，故A错误； B．小球从A点加速下滑是由于受到重力的作用，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故B错误； C．小球从A点沿轨道滑下，小球的质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能，但小球在下滑过程中，要克服摩擦做功，机械能减小，所以小球在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度，故C正确； D．小球从A点到C点的过程中，要克服摩擦做功，机械能减小，故D错误。 故选C。 题型一 功和功率 ►考向01 做功的必要因素 1．（2019·北京·中考真题）图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是 A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 【答案】D 【解析】ABC．从发力到上拉的过程中，从上拉到翻站的过程中，从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃的作用力向上，杠铃在作用力的方向上也有距离，所以运动员对杠铃做功，故ABC错误； D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃有力的作用，但是杠铃在作用力的方向上没有发生距离，所以运动员对杠铃不做功，故正确． 2．（2024·北京石景山·二模）下列情境中，人施加在物体上的力对物体做功的是（    ） A．人用力推车，车没动 B．运动员举着杠铃不动 C．人将地上的货箱搬到桌上 D．人背着书包静止不动 【答案】C 【解析】A．用力推车，但没有推动，有力但没有距离，所以不做功，故A不符合题意； B．举着杠铃原地不动，有力但没有距离，所以不做功，故B不符合题意； C．将地上的货箱搬到桌上，有力也有距离，具备做功的两个必要因素，有做功，故C符合题意； D．背着书包静止不动，有力但没有距离，所以不做功，故D不符合题意。 故选C。 3．（2024·北京大兴·二模）图所示为某人推着购物车在水平地面上匀速运动的情境。下列关于做功的判断中正确的是（　　） A．地面的支持力对购物车做了功 B．重力对购物车做了功 C．人的推力对购物车做了功 D．购物车对地面的压力对购物车做了功 【答案】C 【解析】A．购物车没有在地面的支持力的方向上移动距离，所以地面的支持力没有对购物车做功，故A错误； B．购物车没有在重力的方向上移动距离，所以重力没有对购物车做功，故B错误； C．购物车在推力的方向上移动了距离，所以人的推力对购物车做了功，故C正确； D．购物车没有在压力方向上移动距离，所以购物车对地面的压力没有对购物车做功，故D错误。 故选C。 ►考向02 功和功率的计算 4．（23-24八年级下·北京通州·期末）如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（　　） A．W=4500J；P=75W B．W=4500J；P=7.5W C．W=3600J；P=60W D．W=360J；P=6W 【答案】A 【解析】每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他每一次克服重力做的功为 他在1min内做了50个仰卧起坐，则1分钟内克服重力所做的功为 W总=50W=50×90J=4500J 相应的功率约为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．（多选）（2023·北京平谷·一模）一长方体木块，各面粗糙程度均相同。把它平放在水平桌面上，在水平拉力F1的作用下，木块以0.2m/s的速度做匀速直线运动，如图甲所示；再把木块竖直放在水平桌面上，在水平拉力F2的作用下，木块以0.1m/s的速度做匀速直线运动，如图乙所示。则下列说法正确的是 （　　） A．两次拉力F1=F2 B．拉力F1比F2做功多 C．拉力F1比F2做功快 D．木块水平和竖直放置时，对桌面的压强相等 【答案】AC 【解析】A．由题意可知，一长方体木块，各面粗糙程度均相同，压力相同，故木块受到的摩擦力相同，由于木块都做匀速直线运动，所受摩擦力和拉力是平衡力，大小相等，所以，木块受到的拉力F1=F2，故A正确； B．根据可知，由于不知道两次运动的距离，故无法比较做功的多少，故B错误； C．根据 可知，由于木块受到受到的拉力相等，则运动的速度越大，其功率也越大，则拉力F1比F2做功快，故C正确； D．根据可知，由于两次放置，木块对桌面的压力相等，但由于平放和竖直放时，木块与桌面的接触面积不一样，所以对桌面的压强不相等，故D错误。 故选AC。 题型二 动能和势能 ►考向01 动能和势能的大小 6．（2024·北京朝阳·一模）第十四届全国冬季运动会于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪U 型场地上进行训练时，由A点运动到C点过程中频闪摄影的照片，下列说法正确的是（    ） A．运动员在C 点时的动能最大 B．运动员从A 点运动到B点的过程中，所受重力不做功 C．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能增加 D．运动员从A 点运动到B 点的过程中，动能转化为重力势能 【答案】C 【解析】A．在C点时，运动员速度为零，动能最小，故A错误； B．运动员从A 点运动到B点的过程中，运动员高度减小，重力势能减小，故B错误； C．运动员从B点运动到C点的过程中，运动员位置升高，重力势能增加，故C正确； D．运动员从A 点运动到B 点的过程中，重力势能转化为动能，故D错误。 故选C。 7．（多选）（2023·北京海淀·二模）如图所示为小明在练习投篮时，篮球离手后在空中运动的情景，篮球运动过程中先后通过曲线上的A、B、C三点，最后落到地面。下列说法正确的是（　　） A．篮球由A运动到B的过程中，手对篮球的推力做功 B．篮球由A运动到B的过程中，篮球的动能减小 C．篮球由B运动到C的过程中，篮球的机械能增大 D．篮球由C落到地面的过程中，篮球的重力势能减小 【答案】BD 【解析】A．由题意可知，篮球离手后在空中的运动轨迹如图所示，所以篮球由A运动到B的过程中，篮球不受推力，所以推力不做功，故A错误； B．由图可知，B点比A点高，所以B点的重力势能大，篮球由A运动到B的过程中，动能转化为重力势能，所以动能减小，故B正确； C．由于空气阻力的存在，篮球由B运动到C的过程中，要克服空气阻力做功，所以机械能减小，故C错误； D．篮球由C落到地面的过程中，高度减小，质量不变，所以重力势能减小，故D正确。 故选BD。 ►考向02 探究动能、重力势能大小的影响因素 8．（2024·北京·模拟预测）实验桌上有：质量为20g的钢球A、质量为30g的钢球B、物块C、一把刻度尺，以及如图所示的装置。装置中斜槽末端跟水平面平滑连接，钢球从斜槽上某位置由静止滚下后在水平面上运动。运动的钢球碰上静止在水平面上的物块后，能将其推动一段距离s，这说明钢球对物块做了功。可以将钢球动能的测量转化为对 的测量。已知钢球运动到斜槽底端时的速度大小跟钢球的质量无关，且随释放的高度增大而增大。利用上述装置及器材探究钢球的动能跟钢球的质量是否有关。 （1）请你将实验步骤补充完整 ①将物块C放在水平面P点处，将钢球A从斜槽M点处由静止释放，用刻度尺测出物块C被推动的距离s，将钢球A的质量m和物块C被推动的距离s的数值记录到表格中。 ②将物块C仍放在水平面P点处， ，仿照步骤①再次实验，记录对应数据； （2）画出记录实验数据的表格 。 【答案】物块被推动的距离s 将钢球B从斜槽M点处由静止释放 表见解析 【解析】[1]利用转换法，通过物块被推动的距离s来反映钢球动能的大小。 （1）[2]本实验采用控制变量法，探究动能大小与质量的关系，改变小球的质量，控制小球到达水平面的速度相同，所以应将不同的小球从同一位置由静止释放，故应将物块C仍放在水平面P点处，将钢球B从斜槽M点处由静止释放，仿照步骤①再次实验，记录对应数据。 （2）[3]根据实验数据可画出数据表格，如图所示： 实验次数 小球的质量m/g 物体移动的距离s/m 9．（2024·北京·模拟预测）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关时，选用的实验装置如图所示。质量为m的小球在斜面上高度为h处由静止释放，到达水平面后撞击一个木块，木块在水平面上移动一段距离s后静止。 （1）实验中，改变小球在斜面上的高度h，是为了改变 ； （2）在探究物体的动能跟它的质量是否有关的实验中，操作是 。 【答案】小球进入水平面时的速度 让质量不同的小球从同一斜面的相同高度自由滚下 【解析】（1）[1]小球从斜面的越高处滚下，进入水平面时的速度越大，实验中，改变小球在斜面上的高度h，是为了改变小球进入水平面时的速度。 （2）[2]在探究物体的动能跟它的质量是否有关的实验中，应控制小球进入水平面时的速度相同，改变小球的质量，所以，操作是，让质量不同的小球从同一斜面的相同高度自由滚下。 10．（2023·北京·二模）如图所示，小雨利用透明的箱子、沙子、小桌、重物进行实验探究。 （1）小雨做甲、乙两次实验，让重物由静止下落，他探究的是重力势能的大小与 是否有关； （2）小雨想做一个实验，将实验结果与甲图对比，就能探究重力势能与物体质量是否有关，他的具体做法是 ； （3）小雨做丙、丁两次实验，探究压力的作用效果与压力大小是否有关，指出他实验中存在的问题 。 【答案】高度 换用质量不同的物体，让其与甲图中物体同样高度处下落 没有控制受力面积相等 【解析】（1）[1]实验中，重物从高处落下撞击小桌，通过小桌下陷的深度判定重物重力势能的大小；同一个重物的质量不变，从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，小桌下陷的深度越大，说明它的重力势能越大。 （2）[2]要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让其与甲图中物体同样高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。 （3）[3]在分析压力作用效果与压力大小的关系时，根据控制变量法可知，实验中需要控制受力面积相同，改变压力的大小；小雨选择丙、丁两次实验实验进行比较，丙、丁的压力不同，受力面积不同，所以不能得出正确的结论。 题型三 机械能及其转化 ►考向01 动能和势能之间的转化 11．（多选）（2024·北京顺义·二模）图中小球从a点由静止开始运动，加速运动到c点后与小木块碰撞，并与小木块一起沿水平方向运动到d点停下。对于此过程，下列判断正确的是（　　） A．从a到b，小球加速运动是由于受到惯性的作用 B．小球与小木块碰撞前后，小球的运动状态改变 C．小球运动到c点时，其重力势能最小，动能最大 D．运动到d点，小球的动能为零，小木块的动能最大 【答案】BC 【解析】A．从a到b，小球加速运动是由于受到竖直向下的重力作用，故A错误； B．小球与小木块碰撞时，受到了小木块对它的作用力，力是改变物体运动状态的原因，小球与小木块碰撞前后，小球的运动状态改变，故B正确； C．小球运动到c点时，其高度最小，其重力势能最小；小球从斜面滚下时，速度越来越大，动能越来越大，此后小球在水平面上运动时受到水平面对它的摩擦力和小木块对它的阻力，速度变小，动能变小，所以此时它的动能最大，故C正确； D．运动到d点，小球的动能为零，小木块也处于静止状态，动能为零，故D错误。 故选BC。 12．（2023·北京·中考真题）如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列说法正确的是（　　） A．水的机械能不变 B．水的重力势能增大，动能减小 C．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能 D．上游水位越高，能够发出的电能越多 【答案】D 【解析】AC．上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，在水轮机处带动发电机发电。将水的机械能转化为电能，因此水的机械能减小，故AC错误； B．上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，水的质量不变，高度降低，重力势能减小，转化为水的动能，则水的动能增加，故B错误； D．水电站发电时，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能够转化的动能就越多，带动水轮机发出的电能就越多，故D正确。 故选D。 ►考向02 机械能守恒 13．（2024·北京海淀·二模）如图是跳水运动员跳水过程的示意图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．起跳时，运动员对跳台的压力大于跳台对运动员的支持力 B．运动员离开跳台向上运动的过程中，重力势能转化为动能 C．从最高点到入水前的过程中，运动员所受的重力做功 D．从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能守恒 【答案】C 【解析】A．起跳时，运动员对跳台的压力与跳台对运动员的支持力是一对相互作用力，二者大小相等，故A错误； B．运动员离开跳台向上运动的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度增高，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B错误； C．重力的方向竖直向下，从最高点到入水前的过程中，运动员受到重力的作用，且在重力的方向上移动了距离，运动员所受的重力做功，故C正确； D．从起跳到入水前的过程，重力势能转化为动能，若不计空气阻力，则机械能守恒，从开始入水到完全入水的过程，运动员克服水的阻力做功，机械能减小，因此从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能不守恒，故D错误。 故选C。 14．（2021·北京·二模）如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点由静止释放，从A点到最低点B的过程中，小球的重力势能 ，最高点C比A的位置低，说明此过程中机械能 （均选填“增大”或“减小”）。 【答案】减小 减小 【解析】[1]从A点到最低点B的过程中，高度降低，重力势能减小。 [2]最高点C比A的位置低，说明机械能不守恒，小球需要克服阻力做功，所以机械能变小。 基础巩固 1．在图所示的事例中，人施加在物体上的力对物体做功的是（　　） A．带着杠铃原地不动 B．沿水平地面动小车 C．抱着书不动 D．推石头没有动 【答案】B 【解析】A．人给杠铃一个向上的力，但杠铃并没有在力的方向上（即竖直向上）移动距离，所以人对杠铃没有做功。故A不符合题意； B．人给小车一个水平向前的力，同时小车在力的方向上（即水平向前）移动了距离，所以人对小车做了功。故B符合题意； C．人给书一个向上的力，但书并没有在力的方向上（即竖直向上）移动距离，所以人对书没有做功。故C不符合题意； D．人给石头一个向前的推力，但石头并没有在力的方向上（即向前）移动距离，所以人对石头没有做功。尽管人用了力，但石头没有动，所以力没有做功。故D符合题意。 故选B。 2．如图所示的过程中，关于力对物体做功的叙述正确的是（　　） A．飞艇悬停在空中，飞艇所受到的重力对飞艇做了功 B．马拉车在水平路面上匀速前进，马的拉力对车做了功 C．足球在空中飞行过程中，脚对足球的踢力对足球做了功 D．起重机吊着重物沿水平方向匀速移动，竖直向上的拉力对重物做了功 【答案】B 【解析】A．飞艇悬停在空中，飞艇静止，没有在重力的方向上移动距离，所以飞艇所受到的重力没有对飞艇做功，故A错误； B．马拉车时对车有向前的作用力，在这个力的作用下车在水平路面上匀速前进一定的距离，所以马的拉力对车做了功，故B正确； C．足球在空中飞行过程中，脚对足球的没有力的作用，所以脚对足球的踢力没有做功。故C错误； D．起重机吊着货物沿水平方向匀速移动了一段距离，钢丝绳对重物有向上的拉力，在拉力的方向上没有移动了距离，所以拉力没有做功，故D错误。 故选B。 3．（多选）物体受到恒力F作用，在水平地面上做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1； 当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2；当物体运动的速度和时间图像如图丙时，受到的水平推力为F3；三次运动时的速度分别为v1、v2、v3； 则下列说法正确的是（　　） A．0~2s 内， 物体受到的水平推力 B．2s末， 物体的速度 C．0~2s内，推力F1所做的功W1小于推力F2所做的功W2 D．2s末，推力F2做功的功率P2等于推力F3做功的功率P3 【答案】AC 【解析】A．如图所示，甲和乙中图像表示物体做匀速运动，根据二力平衡知识可知，物体在水平地面做匀速直线运动时，受到的推力等于摩擦力，因为物体在水平地面滑动时受到的摩擦力不变，所以物体在甲中和乙中受到的水平推力相等；丙中图像表示物体做加速运动，说明物体在丙中受到的水平推力大于其受到的摩擦力，所以物体在丙中受到的水平推力大于物体在甲中和乙中受到的水平推力；即，故A正确； B．如图所示，在2s末甲中物体运动的速度为 在2s末时，乙中和丙中物体运动的速度都是，故B错误； C．如图甲乙所示，因为推力，在0~2s内，甲中物体运动的距离是4m，乙中物体运动的距离是 根据可知，当推力相等时，物体运动的距离越大，推力做的功越多；甲中物体运动的距离较小，则甲中物体受到的推力做功较小，即推力F1所做的功W1小于推力F2所做的功W2，故C正确； D．如图乙丙所示，在2s末时，乙中和丙中物体运动的速度都是，但物体在丙中受到的水平推力大于物体在乙中受到的水平推力；根据可知，当物体运动速度相同时，推力越大，则功率越大；即2s末，推力F2做功的功率P2小于推力F3做功的功率P3，故D错误。 故选AC。 4．举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（　　） A．W1=W2，P1=P2 B．W1>W2，P1>P2 C．W1>W2，P1=P2 D．W1<W2，P1<P2 【答案】B 【解析】举重时，杠铃的重一定，身高较高的举重运动员将杠铃举起的高度大，根据W=Fs=Gh可知，身高较高的举重运动员对杠铃做功较大，即W1>W2；举起所用时间相同，根据可知，身高较高的举重运动员对杠铃做的功的功率大，即P1>P2。 故选B。 5．双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一，它的动作过程为：双手分别握杠，两臂支撑在双杠上，肘关节慢慢弯屈，同时肩关节伸屈，使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻，两臂用力撑起至还原。若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸，如图所示该学生一次屈臂伸过程克服重力做功的功率最接近于（    ） A．10W B．60W C．180W D．400W 【答案】B 【解析】中学生重力约为500N，如图所示，该学生一次屈臂伸身体上升高度约为30cm，则该学生一次屈臂伸过程克服重力做功约为 在30s内完成12次屈臂伸的总功为 则功率最接近 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明设计了如图所示的实验。斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量不同的两个小球A、B，分别从同一斜轨道上某位置由静止释放（已知），小球与放在水平木板上的木块撞击后一起向前运动，分别测出三次实验中小球与木块一起运动的距离s甲、s乙和s丙。 （1）图甲、乙所示的实验中，小球都从高度h1处由静止释放，是为了使两次实验中小球运动到斜轨道底端时的 相同； （2）比较图乙、丙所示的实验，你可以得到的结论是： 。 【答案】（1）速度 （2）当物体的质量相同时，速度越大，动能越大 【解析】（1）如图甲、乙所示，小球A和B的质量不同，让小球从同一高度下落的目的是保证小球到达水平面的速度相同，探究动能的大小和质量的关系。 （2）如图乙、丙所示，让同一小球从斜面的不同高度下落，使得小球到达水平面的速度不同；乙图中小球撞击木块后木块在水平面上移动的距离大于丙图中小球撞击木块后木块在水平面上移动的距离，说明乙图中小球到斜面底端时的动能更大。可以得到结论：当物体的质量相同时，速度越大，动能越大。 7．（多选）跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是（　　） A．运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能增大 B．运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能逐渐减小 C．运动员离开跳板向上运动的过程中，机械能逐渐增大 D．运动员从最高点下落的过程中，动能逐渐增大 【答案】AD 【解析】A．运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性形变程度变大，弹性势能增大，故A正确； B．运动员被跳板向上弹起的过程中，运动员的质量不变，高度变大，重力势能增大，故B错误； C．运动员离开跳板向上运动的过程中，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，则机械能减小，故C错误； D．运动员从最高点下落的过程中，质量不变，速度变大，则动能变大，故D正确。 故选AD。 8．小明用玻璃罐、金属丝、橡皮筋和配重螺母制作了如图所示的滚筒。在水平地板上向前推一下滚筒，吊着配重螺母的橡皮筋在滚筒运动过程中会不断地扭紧。滚筒滚动一会儿就会停下来，接着自己还会滚动回来，然后滚筒又滚动出去。滚筒经过几次反复滚动后，最终会停下来．对于滚筒第一次滚动回来的过程中，下列说法正确的是（　　） A．橡皮筋的弹性势能一直减小 B．橡皮筋的弹性势能一直增大 C．橡皮筋的弹性势能先减小后增大 D．橡皮筋的弹性势能先增大后减小 【答案】C 【解析】滚筒第一次滚动回来的过程中，弹性势能先转化为滚筒的动能，当橡皮筋不在具有弹性势能时，滚筒的速度最大，后由于滚筒内部使橡皮筋再次发生弹性形变，滚筒逐渐减速，将动能转化为橡皮筋的弹性势能，而后停下再次向相反的方向运动，故C正确，ABD错误。 故选C。 9．小京同学在体育课上练习垫球，当他把排球竖直向上抛出后（空气阻力不可忽略），关于排球的能量，下列说法正确的是（　　） A．排球的动能增加，重力势能减少，机械能不变 B．排球的动能减少，重力势能增加，机械能减少 C．排球的动能增加，重力势能减少，机械能减少 D．排球的动能减少，重力势能增加，机械能不变 【答案】B 【解析】当他把排球竖直向上抛出后，排球的质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，由于空气阻力不可忽略，排球克服阻力做功，它的机械能减小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．（多选）如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，忽略空气阻力，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（ 　　 ） A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员对球做了功 B．图甲中足球在A点移动至B点的过程中，动能转化为重力势能 C．图乙中A、B两点为同一高度，该足球在A点的动能大于在B点的动能 D．图乙中足球在最高点D点的动能为零 【答案】BC 【解析】A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员没有对球施加力，所以对球不做功，故A错误； B．图甲中足球在A点的高度小于B点的高度，足球的质量不变，所以图甲中足球在A点的重力势能小于B点的重力势能，从A点到B点的过程中，速度减小，将动能转化为重力势能，故B正确； C．由图乙可知，足球跳起的高度逐渐变小，这说明足球的机械能是逐渐变小的，该足球在A、B两点的高度相等，重力势能相等，足球在A点的动能大于在B点的动能，故C正确； D．图乙中足球在从D点向后的过程中继续水平方向运动，说明D水平方向的速度不为0，故最高点D点的动能不为零，故D错误。 故选B。 能力提升 1．如图所示，掷实心球是中考体测项目之一。若不计空气阻力，则投掷后的实心球在碰地之前的运动过程中，下列说法正确的是（   ） A．上升过程中，动能变大，重力势能变大 B．上升过程中，动能变小，重力势能变大 C．下落过程中，重力势能变小，机械能变小 D．下落过程中，动能变大，机械能变大 【答案】B 【解析】AB．实心球上升过程中，速度变小，高度变高，故动能变小，重力势能变大，故A错误，B正确； CD．下落过程中，速度变大，高度变低，动能变大，重力势能变小，因不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，即机械能保持不变，故CD错误。 故选B。 2．如图所示，小球从A点出发，先后经过粗糙轨道上的B、C、D、E各点。下列说法中正确的是（   ） A．小球在B点的机械能大于它在D点的机械能 B．从B点到E点的过程中，小球的机械能不变 C．到D点时，若小球所受的力全部消失，它将保持静止 D．从D点到E点的过程中，小球的动能增大，重力势能减小，机械能保持不变 【答案】A 【解析】A．由于轨道粗糙，存在摩擦，小球在沿轨道运动过程中，部分机械能转化为内能，则从B点到E点的过程中，小球的机械能逐渐减小，小球在B点的机械能大于它在D点的机械能，故A正确，B错误； C．到D点时，小球具有速度，若小球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动，故C错误； D．从D点到E点的过程中，小球的质量不变，小球的速度增大，高度减小，小球的动能增大，重力势能减小，机械能减小，故D错误。 故选A。 3．下列关于机械说法中正确的是（   ） A．机械效率越高，机械做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率一定越高 C．功率越大的机械做功一定越多 D．做功越快的机械，功率一定越大 【答案】D 【解析】A．机械效率是指有用功与总功的比值，功率反应物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故A错误； B．机械效率是指有用功与总功的比值，做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故B错误； C．功率是功与时间的比值，功率越大的机械，做功快，因为时间不确定，所以做功多少不能确定，故C错误； D．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，故D正确。 故选D。 4．小明学了力学知识后，做了如下实验．他用方向不变的水平拉力F拉动放在水平地面上的物体，如图甲，并测出了物体的速度大小，绘制了图中的乙丙两图，乙图表示拉力F与时间t的关系，丙图表示物体的运动速度v与时间t的关系，结合已知条件及两图像可知，下列判断正确的是 A．当t=2s时，物体受平衡力 B．当t=2s时，物体受到的摩擦力为3N C．当t=3.5s时，物体受到的摩擦力为2N D．物体匀速运动时，拉力的功率是9W 【答案】C 【解析】C．由v-t图象可知，3～4s内物体处于匀速直线运动状态，由二力平衡条件可知，物体所受到的摩擦力应与拉力F的大小相等；由F-t图象可知，t=3.5s时，拉力F=2N，所以此时物体受到的摩擦力大小也是2N；故C正确； A．由v-t图象可知，1～3s内物体做加速直线运动，受到非平衡力的作用，即t=2s时，物体受非平衡力的作用；故A错误； B．因滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体运动的速度无关，所以，1～3s内物体所受到的摩擦力大小也是2N；故B错误； D．由图丙知当t=3.5s时，物体做匀速直线运动，速度为3m/s；由乙图知t=3.5s时，拉力为2N；则拉力的功率P=Fv=2N×3m/s=6W，故D错误． 5．图甲中过山车从A 点出发，先后经过B、C、D、E 点。图乙是过山车在B、C、D、E 点的动能和重力势能大小的示意图，则下列对于过山车的能量描述中，正确的是（　　） A．当过山车运动到E 点时，它的动能最大 B．在 B 点时的重力势能与E 点的动能相等 C．在 BC之间，重力势能完全转化为动能 D．在整个过程中，过山车的机械能都守恒 【答案】B 【解析】A．由图乙知，过山车在E点的动能比C点的小，C点的动能最大，故A错误； B．同图乙知，过山车在B点的重力势能与E点的动能相等，故B正确； CD．B点的重力势能与E点的动能相等，而B点的动能不为0，E点的重力势能为0，则B点的机械能大于E点的机械能，所以整个过程中，机械能不守恒，由B到C点，过山车的质量不变，速度增大，高度减小，动能增大，重力势能减小，但由于机械能不守恒，所以减小的重力势能部分转化为动能，另一部分转化为内能，故CD错误。 故选B。 6．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧，原长在O点。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。忽略空气阻力。下列说法中正确的是（　　） ①图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力 ②因为筒壁光滑，小球从B点向上运动的过程中，小球的机械能守恒 ③图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为受到惯性 ④对比图甲和图乙，说明力可以使物体发生形变 ⑤图丙中释放小球后，在小球上升过程中，小球所受重力做功先变快后变慢 A．①②③ B．①和④ C．④和⑤ D．只有④ 【答案】C 【解析】图乙和丙中，圆筒对桌面的压力等于容器、弹簧和小球的总重力，所以两图中，圆筒对桌面的压力相等，故①错误；图乙中，小球在A点所受的弹力等于重力，那么图丙中，小球在B点所受的弹力大于重力，从B点向上运动的过程中所受的弹力减小，在弹力等于重力前，速度增大，高度增大，质量不变，则动能及重力势能都增大，所以小球的机械能不守恒，故②错误；图丙中，小球脱离弹簧后，由于惯性，要保持原来的运动状态不变，所以向上升，但惯性是物体的一种属性，不能表达为受到惯性，故③错误；图甲和乙中，乙中弹簧受到压力作用，发生了形变，甲中弹簧不受到力的作用，保持原形，所以可说明力使物体发生形变，故④正确；图丙中，释放小球后，开始时，弹力大于重力，合力向上，做加速运动，则在相同时间内通过的距离增大，而重力不变，据W=Gh及知，此过程重力做功变快；上升到A点高度时，重力与弹力相同，过了A点，重力大于弹力，合力向下，做减速运动，则在相同时间内通过的距离减小，而重力不变，同理，此过程重力做功变慢；弹簧恢复原长后，小球脱离弹簧继续向上升，忽略空气阻力时，只受到重力的作用，继续减速运动，重力做功减慢，故⑤正确。故ABD错误，C正确。 故选C。 7．小京为探究物体的动能大小跟哪些因素有关，由“十次车祸九次快”提出猜想一：动能的大小可能与速度有关；由“安全驾驶莫超载”提出猜想二：动能的大小可能与质量有关。 为了检验猜想是否正确，他利用如图所示的装置进行了甲、乙、丙实验，其中A、B为两个质量不相同的小球。 （1）实验中，小球到水平面时的动能是由 能转化而来的。 （2）实验中，小球到达水平面的动能大小是通过木块被推动的距离来反映的。木块被推动的距离越远，反映小球的动能越 。（选填“大”或“小”） （3）为了检验猜想一，选用甲、乙两图进行实验，由图中的实验现象，可以得到的结论是 。 （4）为了检验猜想二，在完成图甲实验的基础上，进行了图丙的实验，但发现木块被撞后滑出了木板，为完成对比实验，在不改变木板长度的前提下，可以采用下列方法中的 （选填选项前的字母）进行调整。 A．换比A质量小的球    B．给木板上铺毛巾 C．适当降低小球的高度    D．换较重的木块 【答案】重力势 大 动能大小和速度有关 A 【解析】（1）[1]本实验中，小球由高处静止下滑，故小球的动能是由小球的重力势能转化而来的。 （2）[2]本实验中，小球到达水平面的动能大小是通过木块被推动的距离来反映的，采用了转换法。木块被推动的距离越远，说明小球的动能越大。 （3）[3]从甲乙两个实验可知小球质量相同，在斜面所处高度不同，即到达水平面的速度不同，水平面木块被撞击后移动的距离不同，故可得到结论：物体的质量相同时，动能的大小与速度有关。 （4）[4]完成图甲的实验的后，进行了图丙的实验，发现木块被撞后滑出了木板，说明小球的动能过大，为完成对比实验，在不改变木板长度的前提下，可以适当减小小球质量，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 / 9 ( zxxk.com )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$