专题05 功与机械能（练习）2025年中考物理冲刺培优【教培精选】

专题05 功与机械能（练习）（解析版） 2025年中考物理冲刺培优【教培精选】 本专题考题常考题型有：选择题、填空题、实验探究题和综合计算题四种类型。 一、选择题 选择题是本部分考题中的常考题型。选择题常见考向主要有：功与功率的概念与简单计算，动能、势能和机械能的概念，机械能之间的转化等。 ★典例一：（2024·山西·模拟预测）2024年5月 8日，嫦娥六号探测器飞临月球附近时，实施“刹车”制动，顺利进入环月轨道，实现绕月飞行。下列分析正确的是（　　） A．探测器绕月飞行时，相对于月球是静止的 B．探测器“刹车”制动时，不受惯性作用 C．探测器“刹车”制动时，运动状态发生改变 D．探测器“刹车”制动过程中，动能不变 ★典例二：（24-25九年级上·甘肃·阶段练习）如图所示的光滑轨道AOB，A点的高度H大于B点的高度h，现让小球从A点由静止开始自由滑下沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。下列关于小球离开B点后的运动的分析正确的是（ ） A．不可能做匀速直线运动 B．如果离开B点的瞬间突然不受外力，将竖直下落 C．做抛物线运动，最高点与A点同高 D．运动过程中机械能越来越大 ★典例三：（24-25九年级上·海南儋州·期中）骑自行车上坡前，往往要加紧用力蹬几下，这样做是为了（　　） A．增大势能 B．增大动能 C．增大惯性 D．减小阻力 训练1（2024九年级·全国·专题练习）草原风情节上，观光热气球匀速上升的过程中，热气球的（　　） A．动能增大 B．重力势能增大 C．机械能不变 D．重力势能减小 训练2（24-25八年级上·河北保定·期中）我们生活在能量的世界里。下列常见的物体中具有机械能的是（　　） A．流动的河水 B．地面上堆放的煤炭 C．空中耀眼的闪电 D．炼钢炉中炽热的铁水 二、填空题 选择题同样是本部分考题中的常考题型。填空题常见考向主要有：功与功率的概念与简单计算，动能、势能和机械能的概念，机械能之间的转化等。 ★典例四：（24-25九年级上·广西·期中）动滑轮将重800N的木箱匀速向上提升2m，所用的拉力（如图所示），则这一提升过程中，木箱的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；动滑轮的机械效率是 %。 ★典例五：（24-25九年级上·安徽淮南·期末）某消防队员在应急训练时，在30s内爬到15m高的楼房，若该队员的质量为60kg，则他在此过程中克服重力做功的平均功率是 。 ★典例六：（24-25八年级下·河南·课后作业）天舟五号货运飞船成功与空间站组合体完成对接。与在地面相比，飞船上某件货物的惯性 ；与完成对接前相比，空间站组合体的惯性 。（均选填“变大”“不变”或“变小”） 训练1（24-25九年级上·江西九江·阶段练习）飞机把救灾物资运往地震灾区，到达灾区后飞机做水平匀速飞行，在物资空投的过程中，飞机的动能将 ，飞机的重力势能将 。（均选填“增大”、“不变”或“减小”） 训练2（24-25九年级上·广东清远·期中）在水平地面上，小明用20N的水平推力推动重300N的箱子，10s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱 （选填“有”或“没有”）做功，小明对木箱做功为 J，小明做功的功率大小为 W。 三、实验探究题 实验探究题主要考查影响动能大小的因素，这一内容也是常考热点；对于影响重力势能大小的因素的使用探究也有出现，但不属于常考热点问题。 ★典例七：（24-25九年级上·安徽六安·期中）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球由静止开始沿斜槽向下运动去撞击水平面上的木块，实验步骤如图甲、乙、丙所示。 (1)实验中通过观察比较 反映小球动能的大小，这种物理学研究问题的方法叫做 。 (2)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的小球，从同一斜槽 （选填“相同高度”“不同高度”）由静止滚下。由图示可得出的结论是： 。 (3)通过比较乙、丙两次实验，可以得出的结论是：动能大小还与物体的 有关。 ★典例八：（24-25九年级上·广东汕尾·阶段练习）如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，A、B、C三个小球的大小相同，质量关系为。现让三个小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)由图可知，小球 （选填“A”“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较小球 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：物体质量一定时， ，重力势能越大； (3)小球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学用海绵代替沙子，你认为更合适的方案是 （选填“甲”或“乙”）。 训练1 （24-25九年级上·安徽六安·阶段练习）如图所示是“探究重力势能大小影响因素”的实验。实验器材有体积较大的容器、A的质量比B的质量小的实心铁块、小方桌、橡皮泥。 (1)根据小方桌陷入橡皮泥的深度来判断铁块重力势能的大小，在物理学中，这种方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）； (2)从高楼上向下抛丢垃圾，物体越高，破坏性越大，这是一种不文明行为。可以解释这一现象的是 两次实验。 训练2（24-25九年级上·广东肇庆·阶段练习）如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。 (1)实验中研究的是 （选填“小球”或“木块”）的动能大小； (2)如图中实验可得结论：质量一定时， 越大，其动能就越大； (3)实验后，同学们联想到造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，用该图所示的实验可以探究 （选填“超载”或“超速”）的安全隐患。（选填“超载”或“超速”）的安全隐患 三、综合计算题 本专题综合计算题常考内容有：功与功率的计算，涉及功或功率的计算问题的考题，经常会和滑轮组和其他考点结合在一起。 ★典例九：一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.0L。汽车匀速行驶时受到的牵引力，已知汽油密度，汽油热值。求： (1)消耗的汽油完全燃烧可放出的热量； (2)这段时间内汽车的牵引力做功的功率。 训练1（24-25九年级上·江苏南京·期末）用的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动，内小车前进了，则在这段时间内： (1)推力做功是多少？ (2)推力的功率是多大？ 训练2（2024·湖南衡阳·模拟预测）新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量：当需要高速行驶或蓄电池电量过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。在某次测试中，汽车受到的阻力为4000N，汽车以的速度匀速行驶了0.5h，消耗汽油10kg（汽油热值为）。求： (1)测试中汽车行驶 m的路程；牵引力做功 J； (2)测试中消耗的汽油完全燃烧放出的热量； (3)若该次测试中蓄电池增加的电能为，则此过程中内燃机的效率为多少？ ★考点一：功、功率及其计算 1.如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。功是物理学中表示力对距离的累积的物理量；公式：W=Fs；在国际单位制中力F的单位是（N），距离s的单位是（m），功的单位就是牛·米（N·m）。功的单位有一个专门的名称—焦耳，简称焦，用字母（J）表示。 2.即使存在力，也可能没有做功。例如，在水平地面上拉动重物，水平拉力做了功，但重力没有做功，因为在重力方向上没有产生路程；同样，桌上的一本书，尽管桌对书有支持力，但因没有位移而没有做功。 3.对于“功”，主要考查学生对概念的理解和掌握程度，主要内容有：功概念的认识以及简单计算，能解释生活中做功例子等。涉及功的考题，常见题型是选择题和计算型填空题，均属于基础题型，试题难度以中等为主；难度较高主要是涉及功的大型计算题，这类题型属于综合计算题，考查学生计算题能力和综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。 4.功与做功所用时间之比称为功率，它在数值上等于单位时间内所做的功，用P表示。功率表示力做功快慢程度。 5.在国际单位制中，规律单位是瓦特（W）。常用单位还有千瓦（kW），1kW=1×103W；马力，1马力=735W。 6.对“功率”的考查主要有对功率概念的理解和掌握程度，主要内容有：功率概念的认识以及简单计算，能进行功率的计算并利用功率解释生活中例子等。 功率在中考中出现概率很高并经常与功的概念结合出现。考题主要题型以填空题、选择题和计算题为主，常见题型是选择题和计算型填空题，均属于基础题型，试题难度以中等为主；难度较高主要集中在判断物体（力）做功功率并与效率结合在一起的题目，通过对功率的计算考查学生对功率概念的理解程度。 ★典例一：（24-25九年级上·山西长治·期中）2024年8月6日，巴黎奥运会跳水项目女子跳台决赛，全红婵以惊人的表现再次震撼了世界。全红婵在跳台跳水时重力做功最接近（　　） A． B． C． D． 训练1（24-25九年级上·江苏苏州·期中）以下有关物理量的估测，符合生活实际的是（ ） A．教室里一盏荧光灯正常发光的电流约为2.5A B．小明把一本物理课本从地面捡起并举过头顶对书做的功约为1J C．小华在中考体育跳绳时平均功率约为75W D．机械改进后，机械效率可以达到100% 训练2（24-25九年级上·江西九江·期中）估测是一种重要的物理方法，下列估计值不合理的是（ ） A．人体安全电压不高于36V B．将2个鸡蛋匀速举起1m，做功约1J C．一节干电池提供的电压约为1.5V D．砂石的比热容约为9.2×103J/（kg·℃） ★典例二：（24-25九年级上·江苏徐州·期中）小明用30N的水平推力，0.5min将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了20m，在此过程中，支持力对购物车做功 J，推力对购物车做功 J，推力的功率为 W。 训练1（24-25九年级上·江苏无锡·期中）小明用20N的水平推力使超市的购物车在水平路面上前进了15m，用时30s，在此过程中，小明做了 J的功，功率是 W。 训练2 （24-25九年级上·广东东莞·期中）一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车在洒水的过程中，机械能 。（选填“增大”“减小”或“不变”）。另有一辆重800N的小车在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m用时5s，小车受到的阻力为车重的0.3倍，则拉力对小车做功为 J，功率为 W。 ★典例三：（24-25八年级上·福建南平·期中）暑假期间，小建从建瓯乘“复兴号”列车去上海，列车长为400m，途中列车以270km/h的速度匀速穿过一条隧道时，小建测出火车通过该隧道的时间为40s，该隧道的长度是 km。 训练1（24-25八年级上·山东淄博·期中）由北京南站到上海虹桥站的某次高速列车运行信息如下表所示，列车由北京南站运行到南京南站的平均速度是 km/h（保留整数）。若按此速度运行15min，列车运行的路程是 km。若列车长200m，列车匀速穿越长度为1600m的隧道用时24s，则列车穿越隧道的速度 km/h。 站次 站名 到达时间 开车时间 里程 1 北京南 始发站 12：00 0 2 济南西 13：33 13：35 406km 3 南京南 15：33 15：35 1023km 4 上海虹桥 16：38 终点站 1318km 训练2（24-25八年级上·湖北省直辖县级单位·阶段练习）“十一”假日，爸爸驾车带小明全家外出旅游，如果汽车以72km/h合 m/s的速度匀速行驶了2h，则汽车行驶了 m，行驶途中小辉看到路两旁的树木都向后退，这是因为他选择了 为参照物。 一辆小轿车在高速公路上行驶时的速度为1.8km/min 按照这个速度走完54km的路程需要的时间为 h 。 ★典例四：（24-25九年级上·江苏连云港·阶段练习）在“再探动滑轮”的实验中，小明用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动滑轮，使挂在它下面重为3N的钩码缓缓上升0.2m，钩码上升的时间为4s。绳受到的拉力为2N，拉力的功率为 W，动滑轮的机械效率为 。 训练1（24-25九年级上·安徽亳州·期中）国产雪龙2号极地科考破冰船配备总动力，能以2～3节的航速在冰厚1.5米的条件下连续破冰航行。2019年11月23日，雪龙2号完成了南极中山站附近的航道破冰任务。若此次破冰所用功率为，向前破冰行驶速度是，则破冰船产生的向前推力大约是 N。 训练2（24-25九年级上·安徽马鞍山·期中）某轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图所示。则该车在15~25s时间内，发动机做的功为 J，在第5s末受到的阻力大小是 N。 ★典例五：（24-25八年级上·新疆喀什·期末）关于甲、乙两图，下列说法正确的是（　　） A．如图甲物体保持静止状态 B．如图乙物体保持静止状态 C．甲、乙两图中物体运动的路程与所用时间都成正比例 D．甲图中物体的速度大于乙图中物体的速度 训练1（24-25八年级上·全国·课后作业）如图是一辆汽车在0~10s内的图像，由图像可知，在0~4s内，汽车的速度 （选填“增大”“减小”或“不变”）；时汽车的速度为 m/s；汽车在4~6s内通过的路程是 m。 训练2（24-25八年级上·新疆阿克苏·期中）甲、乙、丙三辆小车同时、同地向东开始运动，它们的运动图像如图所示，由图像可知： (1)甲车的运动状态是 ，车的速度为 。 (2)甲、乙、丙三车运动速度最大的是 ，若以甲车为参照物，则丙车 （填“静止”“向东运动”或“向西运动”）。 ★典例六：（24-25八年级上·江苏连云港·期末）小明取两张等大的圆形纸，并分别剪出大小不等的扇形缺口，如图甲。将它们做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥，用它们来做实验。 (1)为了便于比较纸锥下落的快慢，应将纸锥按如图乙中的 （选填“A”或“B”）所示的位置释放。 (2)比较纸锥下落的快慢，可以用以下方法： A．比较两个纸锥哪个先着地，先着地的纸锥运动快 B．拍摄纸锥下落过程的照片，哪个纸锥在下方，哪个纸锥下落得快 C．测量出纸锥下落的高度和时间，算出下落的速度，速度大的运动快 以上方法中利用相同路程比较时间的是 （选填序号“A”“B”或“C”）。 (3)在“测量纸锥下落的速度”实验中，实验原理是 ；为使下落时间的测量更加精确，两个纸锥的起点位置应适当放置的较 （选填“高”或“低”）。小明发现有时纸锥不能竖直下落，这会导致他们测量的速度值 （选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 训练1（24-25八年级上·江苏南京·期末）我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统可提供高精度的定位、导航和授时服务，手机“高德地图”就采用了该导航系统，为日常出行提供服务。节假日，小明和小华外出游玩，他们从宝船遗址公园公交站出发前往江苏科技馆，小明通过“高德地图”搜索了出行方案： 方案一（公共交通） 47路公交车4站6分钟 步行420米7分钟 方案二（骑行） 12分钟千米 两人商量后，小明选择方案一，小华选择方案二。上午9∶30，小明和小华同时出发。 (1)小华实际到达科技馆的时间为9∶40，则骑行时的平均速度为多少？ (2)小明下车后，9∶37开始步行，若按照的速度步行1分钟后开始慢跑，最终和小华同时达到科技馆，则慢跑阶段的平均速度为多少？ 训练2（24-25八年级上·广西南宁·阶段练习）小明从家中走路上学，后面发现快迟到了，改为骑共享自行车，以4m/s的速度骑车去到学校，其运动的图像如图所示。求： (1)小明步行的速度； (2)小明家到学校的距离。 ★考点二：动能、势能 1.物体由于运动而具有的能量叫动能。质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，具有的动能就越大。 2.“动能”主要考查物体是否具有动能、动能大小比较以及影响物体动能大小的因素。 3.探究动能大小与那些因素有关 猜想：质量（m），速度（v） 实验方法： （1） 控制变量法， （2） 转换法。 观察方法：通过观察木块被小车推动的距离的远近来比较小车动能的大小。 实验过程： （1）控制小车质量，而通过改变小车在斜面上不同高度，从而改变小车运动到水平面上时的速度。 （2）通过控制小车在斜坡上同一高度下滑从而使不同质量小车到水平面时速度相同。 实验结论：物体质量相同时，物体运动速度越快，动能越大。 4.重力势能：对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越多。 判断一个物体是否具有重力势能，关键看此物体相对某一个位置有没有被举高，即相对此位置有没有一定的高度。若有，则物体具有重力势能，若没有，则物体不具有重力势能。 5.弹性势能：由于物体发生形变而具有的能量。确定弹性势能的大小需选取零势能的状态，一般选取弹簧未发生任何形变，而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。 6.本考点主要考查物体是否具有势能，势能大小比较以及影响势能大小的因素（势能分为重力势能和弹性势能）。动能和势能考题中，注意联系生活实际，把所学知识与生活相结合。 ★典例一：（24-25九年级上·辽宁锦州·阶段练习）为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有三个铁钉的小圆桌、沙子、质量不同的重物设计并进行了如图甲所示的实验。 (1)实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小； (2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图甲中 （填序号）两次实验进行分析比较； (3)对比②、③两次实验现象可得出的实验结论是： ； (4)为了更好地显示并比较重力势能的大小，甲同学想用橡皮泥代替沙子，乙同学想用海绵代替沙子，你认为更合适是 （填“甲”或“乙”）的方法； (5)若不计空气阻力，将一小石块从某一高度由静止开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能随时间的变化图像可能是如图乙中的 。 训练1（23-24八年级下·全国·课堂例题）如图所示是“探究影响重力势能大小因素”的实验，装置：由沙子，铁块，铁钉组成（mA＝mC＜mB，hA＝hB＜hC），下面是猜想： 猜想一：重力势能大小与物体质量有关 猜想二：重力势能大小与物体所处高度有关 猜想三：重力势能大小与物体密度有关 （1）物体重力势能大小通过 反映； （2）验证猜想二可选择 两幅图，得出的结论是 ； （3）实验室还提供了与A，C质量相同的铜块和铝块：通过实验得出的结论是 。 训练2（23-24九年级上·安徽亳州·期中）如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球 A、铁球 B 和塑料球 C， 球 A、C 离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 A． B． C． D． （1）根据 A、B、C 三个小球在沙地中下陷的深度可以判断出释放前小球 的做功本领最大； （2）比较球 A、C 可得出重力势能大小与 的关系； （3）小球在下落过程中，重力会对小球做功，则重力对小球做功大小与时间关系图应是 。 ★典例二：（23-24八年级下·河南郑州·期末）2024年4月25日20时59分，酒泉卫星发射中心，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号运载火箭加速升空直冲云霄，神舟十八号载人飞船的动能 ，机械能 （均选填“增大”、“减小”或“不变），约10分钟后，飞船和火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。 训练1（23-24九年级上·安徽六安·阶段练习）我国“天宫”空间站从远地点向近地点运动过程中，其动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 训练2（2024·新疆乌鲁木齐·一模）人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中（ ） A．速度减小，势能减小 B．速度减小，势能增大 C．速度增大，势能减小 D．速度增大，势能增大 ★典例三：（24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习）用如图的装置来验证影响物体动能大小的因素． (1)在此实验中是通过比较 来比较小球动能的大小； (2)若要研究超载安全隐患，需要添加的一个器材 ； (3)小球从斜面的同一高度由静止释放，其目的是 ； (4)该实验中物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能，该动能是由 能转化而来的。 训练1 （24-25九年级上·陕西咸阳·阶段练习）如图是探究“物体的动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图。    (1)该实验物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能。 (2)该实验物体动能的大小是通过 来反映的。 (3)该实验要探究的是物体 （选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的动能，如图让物体A从同一斜面由不同高度自由滚下，看物体B哪一次被推的比较远，是为了探究动能大小与物体 的关系。 训练2（24-25九年级上·陕西榆林·阶段练习）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让斜面上由静止释放的小球钻入水平面上的纸盒。 (1)小球进入水平面时的动能是由 能转化来的，实验时通过 来比较动能大小。 (2)将同一小球从斜面不同高度由静止释放，如图甲、乙所示，是探究动能大小与速度的关系，得出的结论是：当物体质量一定时，物体速度越大，动能越 。 ★典例四：（24-25九年级上·安徽芜湖·期中）探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图所示，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。请回答下列问题： (1)该实验探究的问题是 （选填“铁球”或“木块”）的动能大小与速度的关系； (2)若水平面绝对光滑且足够长，木块被撞后将做 。 训练1（24-25九年级上·河南新乡·期中）“探究影响动能大小因素”的实验装置如图所示，实验记录的数据如下表。 实验次数 1 2 3 钢球质量m/g 100 200 300 钢球在斜面下降的高度h/cm 5 5 10 木块滑行的距离s/cm 10 20 30 (1)实验中通过观察 来比较钢球动能的大小。 (2)第1、2次实验时，让不同质量的钢球从斜面的同一位置自由滑下，这是为了控制钢球撞击木块时的 相同。 (3)分析比较第 两次实验数据可知：钢球的质量相同时，速度越大，动能越大。 (4)根据本次实验得出的结论，请你给汽车驾驶员提出一条安全驾驶的要求： （合理即可）。 训练2（23-24八年级下·福建厦门·期末）合理使用各种交通工具为我们生活带来便利，但如果超载和超速将带来安全隐患，小张同学设计了如图所示的实验模拟探究超载和超速的危害：将A、B、C三辆小车分别从同一斜面的三个位置由静止释放，已知mA=mB<mC，hA=hC>hB。 (1)实验中超载、超速带来的危害程度是通过木块 来体现的，这种研究方法叫 法； (2)在甲、丙两图所示的实验中，A、C两车到达水平面时的速度vA vC； (3)研究超速带来的安全隐患时，应选用图甲和图 进行实验。在质量相同的情况下，汽车的 越大，其动能就越大，发生交通事故时造成的伤害就越大。 ★考点三：机械能的转化与守恒 1.物体由于做机械运动所具有的能量，叫机械能。机械能包括动能、势能两种，势能又包括重力势能和弹性势能。 2.动能和势能是可以相互转化的 在滚摆实验中可以看到，滚摆旋转着下降，越转越快。到最低点时，滚摆转而上升，上升中它越转越慢，直到差不多回到原来的位置。然后它又下降、上升，重复原来的运动。滚摆下降时，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能。滚摆上升时，它的动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能。 3.机械能守恒：如果物体只有重力或弹力做功，则物体运动过程中动能和势能可以相互转换，但他们的总和（即总机械能）保持不变。 4.本考点主要涉及到动能和势能之间的转化以及机械能守恒；当物体只受重力作用时，物体的动能和重力势能之和不变，这就是机械能守恒。在机械能转化和守恒考题中，注意把物体的实际运动与生活实际，把所学知识与生活相结合。 5.典例 ★典例一：（23-24八年级下·四川遂宁·期末）2024年4月30日，太空“出差”半年的神舟十七号乘组汤洪波、唐胜杰、江新林成功返回地球家园。返回舱在减速降落过程中，表面温度高达到3000℃以上，返回舱所受合力的方向是向 的，机械能 （选填“增大”、“减小”、“不变”）。 训练1（24-25九年级上·江苏常州·期中）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列关于小球的运动（忽略空气阻力），描述正确的是（　　） A．小球反弹经过D点时动能为零 B．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少 C．小球从D点运动到E点的过程中机械能不断减少 D．小球经过G点时的机械能小于经过E点时的机械能 训练2（24-25九年级上·广东东莞·阶段练习）我国北斗三号卫星在加速上升的过程中，对于其能量的变化，下列说法正确的是（ ） A．动能增大，势能不变，机械能增大 B．动能增大，势能增大，机械能增大 C．动能增大，势能增大，机械能不变 D．动能减小，势能增大，机械能不变 ★典例二：（24-25九年级上·江苏苏州·期中）如图用绳子（不计绳子重力，绳子不可形变）系着重为G的小球A，小球由C点静止释放，经过最低点O到达B点（不计阻力），则由C点到B点，下列说法正确的是（　　） A．小球的重力对小球做功了 B．小球的机械能不守恒 C．点C到点O过程中，小球的动能转化为重力势能 D．点O到点B过程中，小球的重力势能转化为动能 训练1（24-25九年级上·江苏扬州·期中）如图所示，铅球从出手（a点）到将要落地（c点）的过程中，不计空气阻力。关于铅球离开手后的运动过程，下列说法中正确的是（ ） A．铅球上升（a→b）过程中，运动员对铅球做功 B．a、b、c三点中，出手时a点速度大于c点的速度 C．铅球运动到最高点（b点）时，其动能为零 D．铅球下落过程中，重力势能转化为动能 训练2 （24-25九年级上·江苏泰州·期中）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A位置，释放滑块，B是滑块能到达的最右端，AO>OB，滑块从A位置滑到B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AO之间 ②弹簧对滑块弹力最大的位置在A点 ③滑块从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 ④滑块最终可能停在O点的右侧 A．①② B．②④ C．①②④ D．①②③④ ★典例三：（24-25九年级上·陕西宝鸡·期中）2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，准确落入预定海域。中方提前向有关国家作了通报。此次导弹发射符合国际法和国际惯例，不针对任何特定国家和目标。下列有关说法正确的是（ ） A．导弹发射后机械能增大 B．导弹飞行到下降段时机械能不变 C．导弹落地前动能最小 D．导弹飞行到最高点时重力势能最小 训练1（24-25九年级上·北京·期中）如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．小球在A处的动能等于在D处的动能 B．小球在D处的机械能大于在A处的机械能 C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能 训练2（23-24九年级上·陕西咸阳·阶段练习）如图所示是某运动员在自由式滑雪比赛过程中的运动轨迹，如果不计空气阻力从a点向b点运动过程中，他的重力势能 ，动能 （以上两空均填“增大”、“减小”或“不变”）；在a点和c点他的速度都为零，他在a点处的机械能 （填“大于”于”或“等于”）他在c点处的机械能。 ★典例四：（24-25九年级上·江苏宿迁·期中）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　） A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同 C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同 训练1（24-25九年级上·安徽滁州·阶段练习）如图所示，是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达E点后返回，摆球荡起的高度会越来越低，这一过程摆球 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 训练2（23-24八年级下·河北唐山·期末）(多选）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是（　　） A．滚摆下降时，重力势能减小，动能增大 B．滚摆整个运动过程中，机械能总量保持不变 C．滚摆从最低点上升时，重力势能增大动能减小 D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 功与机械能（练习）（解析版） 2025年中考物理冲刺培优【教培精选】 本专题考题常考题型有：选择题、填空题、实验探究题和综合计算题四种类型。 一、选择题 选择题是本部分考题中的常考题型。选择题常见考向主要有：功与功率的概念与简单计算，动能、势能和机械能的概念，机械能之间的转化等。 ★典例一：（2024·山西·模拟预测）2024年5月 8日，嫦娥六号探测器飞临月球附近时，实施“刹车”制动，顺利进入环月轨道，实现绕月飞行。下列分析正确的是（　　） A．探测器绕月飞行时，相对于月球是静止的 B．探测器“刹车”制动时，不受惯性作用 C．探测器“刹车”制动时，运动状态发生改变 D．探测器“刹车”制动过程中，动能不变 【答案】C 【详解】A．探测器绕月飞行时，相对于月球位置发生变化，是运动的，故A错误； B．探测器“刹车”制动时，也有惯性，但惯性不能说受到，故B错误； C．探测器“刹车”制动时，速度发生变化，运动状态发生改变，故C正确； D．探测器“刹车”制动过程中，速度减小，动能减小，故D错误。 故选C。 ★典例二：（24-25九年级上·甘肃·阶段练习）如图所示的光滑轨道AOB，A点的高度H大于B点的高度h，现让小球从A点由静止开始自由滑下沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。下列关于小球离开B点后的运动的分析正确的是（ ） A．不可能做匀速直线运动 B．如果离开B点的瞬间突然不受外力，将竖直下落 C．做抛物线运动，最高点与A点同高 D．运动过程中机械能越来越大 【答案】A 【详解】ACD．由题意可知，小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中，轨道光滑，不计空气阻力，机械能守恒。小球到达B点后离开轨道后，由于惯性且在重力的作用下做抛物线运动，最高点比A点略低。故A正确，CD错误； B．若小球离开B点的瞬间所受的外力全部消失，由于惯性，小球将沿OB方向做匀速直线运动。故B错误。 故选A。 ★典例三：（24-25九年级上·海南儋州·期中）骑自行车上坡前，往往要加紧用力蹬几下，这样做是为了（　　） A．增大势能 B．增大动能 C．增大惯性 D．减小阻力 【答案】B 【详解】骑自行车上坡前，往往要用力加紧蹬几下，这样车的速度增大，车的动能增大，上坡时就会有更多的动能转化为重力势能，这样自行车就会爬得更高，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 训练1（2024九年级·全国·专题练习）草原风情节上，观光热气球匀速上升的过程中，热气球的（　　） A．动能增大 B．重力势能增大 C．机械能不变 D．重力势能减小 【答案】B 【详解】热气球在匀速上升的过程中，质量不变、速度不变，动能不变;质量不变、高度越来越大，重力势能越来越大，机械能增大。 训练2（24-25八年级上·河北保定·期中）我们生活在能量的世界里。下列常见的物体中具有机械能的是（　　） A．流动的河水 B．地面上堆放的煤炭 C．空中耀眼的闪电 D．炼钢炉中炽热的铁水 【答案】A 【详解】A．流动的河水有质量和速度，有动能，具有机械能，故A符合题意； B．地面上堆放的煤炭没有速度，也没有高度，不具有机械能，故B不符合题意； C．空中耀眼的闪电属于光能，不是机械能，故C不符合题意； D．炼钢炉中炽热的铁水没有速度，也没有高度，不具有机械能，故D不符合题意。 故选A。 二、填空题 选择题同样是本部分考题中的常考题型。填空题常见考向主要有：功与功率的概念与简单计算，动能、势能和机械能的概念，机械能之间的转化等。 ★典例四：（24-25九年级上·广西·期中）动滑轮将重800N的木箱匀速向上提升2m，所用的拉力（如图所示），则这一提升过程中，木箱的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；动滑轮的机械效率是 %。 【答案】 增大 80 【详解】[1]将木箱匀速提升过程中，木箱的质量不变，高度增大，则木箱的重力势能增大，速度不变，动能不变，所以机械能增大。 [2]工人所用的拉力为500N，木箱匀速向上提升2m，动滑轮上有2股绳，所以拉力做功 W=Fs=500N×2×2m=2000J 动滑轮的机械效率 ★典例五：（24-25九年级上·安徽淮南·期末）某消防队员在应急训练时，在30s内爬到15m高的楼房，若该队员的质量为60kg，则他在此过程中克服重力做功的平均功率是 。 【答案】 【详解】他在此过程中克服重力做功W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×15m=9000J 他在此过程中克服重力做功的平均功率 ★典例六：（24-25八年级下·河南·课后作业）天舟五号货运飞船成功与空间站组合体完成对接。与在地面相比，飞船上某件货物的惯性 ；与完成对接前相比，空间站组合体的惯性 。（均选填“变大”“不变”或“变小”） 【答案】 不变 变大 【详解】[1][2]惯性是由物体的质量决定的，而质量与物体所处的位置无关，因此，不论货物是在地面上还是在飞船上，其惯性都不变。而空间站组合体完成对接后，整体的质量增加，因此惯性变大。 训练1（24-25九年级上·江西九江·阶段练习）飞机把救灾物资运往地震灾区，到达灾区后飞机做水平匀速飞行，在物资空投的过程中，飞机的动能将 ，飞机的重力势能将 。（均选填“增大”、“不变”或“减小”） 【答案】 减小 减小 【详解】[1][2]动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的高度、质量有关。飞机做水平匀速飞行，其速度、高度不变，在物资空投的过程中，飞机的质量减小，因此飞机的动能减小，重力势能也减小。 训练2（24-25九年级上·广东清远·期中）在水平地面上，小明用20N的水平推力推动重300N的箱子，10s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱 （选填“有”或“没有”）做功，小明对木箱做功为 J，小明做功的功率大小为 W。 【答案】 没有 120 12 【详解】[1]小明用20N的水平推力推动重300N的箱子，10s内前进了6m，因重力的方向竖直向下，而箱子水平移动的方向与重力方向垂直，故在这个过程中，木箱所受重力对木箱没有做功。 [2][3]小明对木箱做功为W=Fs=20N×6m=120J 小明做功的功率大小为 三、实验探究题 实验探究题主要考查影响动能大小的因素，这一内容也是常考热点；对于影响重力势能大小的因素的使用探究也有出现，但不属于常考热点问题。 ★典例七：（24-25九年级上·安徽六安·期中）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球由静止开始沿斜槽向下运动去撞击水平面上的木块，实验步骤如图甲、乙、丙所示。 (1)实验中通过观察比较 反映小球动能的大小，这种物理学研究问题的方法叫做 。 (2)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的小球，从同一斜槽 （选填“相同高度”“不同高度”）由静止滚下。由图示可得出的结论是： 。 (3)通过比较乙、丙两次实验，可以得出的结论是：动能大小还与物体的 有关。 【答案】(1) 木块被推动的距离 转换法 (2) 不同高度 当质量一定时，速度越大，动能越大 (3)质量 【详解】（1）[1]通过观察比较木块被推动的距离的远近来反映小球动能的大小，木块被推动的距离越远，表明小球进入水平面时的动能越大。 [2]把动能这个不便于测量的物理量转换为距离这个便于测量的物理量，这种物理学研究问题的方法叫做转换法。 （2）[1]实验中为了探究动能大小与速度的关系，应控制小球的质量相同，改变小球进入水平面时的速度，所以，应让质量相同的小球，从同一斜槽不同高度由静止滚下。 [2]分析甲、乙两次实验，小球质量相同，乙实验中小球滚下时高度较大，小球进入水平面时的速度越大，木块移动距离较大，表明乙实验中小球的动能较大，由此可得出的结论是：当质量一定时，速度越大，动能越大。 （3）分析乙、丙两次实验，小球高度相同，乙实验中小球质量较小，木块移动距离较小，表明乙实验中小球的动能较小，丙实验中小球质量较大，木块移动距离较大，表明丙实验中小球的动能较大，由此可得出的结论是：当速度一定时，质量越大，动能越大。 ★典例八：（24-25九年级上·广东汕尾·阶段练习）如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，A、B、C三个小球的大小相同，质量关系为。现让三个小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)由图可知，小球 （选填“A”“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较小球 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：物体质量一定时， ，重力势能越大； (3)小球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学用海绵代替沙子，你认为更合适的方案是 （选填“甲”或“乙”）。 【答案】(1)A (2) A、B 高度越高 (3)动能 (4)甲 【详解】（1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深，图中小球A陷入沙中的深度最大，说明小球A的重力势能最大。 （2）[1][2]若要判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，根据控制变量法可知，控制小球的质量相同，小球所处的高度不同，所以，可比较小球A、B；由题意和题图可知，小球A、B质量相同，所处的高度不同，小球A所处的高度较大，小球A陷入沙中的深度较大，说明小球A的重力势能较大，由此可得：物体质量一定时，高度越高，重力势能越大。 （3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能减少，动能增大，重力势能主要转化为动能。 （4）本实验是通过观察小球陷入沙中的深浅来判断影响小球的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲同学的方法。 训练1 （24-25九年级上·安徽六安·阶段练习）如图所示是“探究重力势能大小影响因素”的实验。实验器材有体积较大的容器、A的质量比B的质量小的实心铁块、小方桌、橡皮泥。 (1)根据小方桌陷入橡皮泥的深度来判断铁块重力势能的大小，在物理学中，这种方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）； (2)从高楼上向下抛丢垃圾，物体越高，破坏性越大，这是一种不文明行为。可以解释这一现象的是 两次实验。 【答案】(1)转换法 (2)甲乙 【详解】（1）实验中根据小方桌陷入橡皮泥的深度来判断铁块重力势能的大小，采用了转换法。 （2）物体的重力势能与质量、高度有关，“高空抛物”出现的危害，主要是物体质量一定，所在高度高，重力势能大导致，应采用甲乙两次实验解释。 训练2（24-25九年级上·广东肇庆·阶段练习）如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。 (1)实验中研究的是 （选填“小球”或“木块”）的动能大小； (2)如图中实验可得结论：质量一定时， 越大，其动能就越大； (3)实验后，同学们联想到造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，用该图所示的实验可以探究 （选填“超载”或“超速”）的安全隐患。（选填“超载”或“超速”）的安全隐患 【答案】(1)小球 (2)速度 (3)超速 【详解】（1）实验中，动能大小很难用肉眼进行判断，因此根据转换法可知，可通过木块被小球撞击后滑行的距离来判断小球的动能，因此该实验是研究小球在碰撞时的动能。 （2）木块被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法的思想；本实验中，同一小球在斜面的不同高度滑下，高度越大，小球滚到斜面时速度越大，具有的动能越大，木块被撞滑行的距离越大，可以得出的结论是：当质量一定时，速度越大，动能越大。 （3）图中所示小球的质量相等，该实验是控制质量相等，探究的是速度与动能的关系，因此该实验可以探究超速的安全隐患。 三、综合计算题 本专题综合计算题常考内容有：功与功率的计算，涉及功或功率的计算问题的考题，经常会和滑轮组和其他考点结合在一起。 ★典例九：一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.0L。汽车匀速行驶时受到的牵引力，已知汽油密度，汽油热值。求： (1)消耗的汽油完全燃烧可放出的热量； (2)这段时间内汽车的牵引力做功的功率。 【答案】(1)3.45×107J (2)1.2×104W 【详解】（1）消耗汽油的体积 V=1.0L=1.0dm3=0.001m3由可得汽油的质量 m=ρV=0.75×103kg/m3×0.001m3=0.75kg汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=0.75kg×4.6×107J/kg=3.45×107J （2）汽车的速度 v=72km/h=20m/s行驶时间 t=10min=600s由可得汽车行驶的路程 s=vt=20m/s×600s=1.2×104m牵引力做的功 W=Fs=600N×1.2×104m=7.2×106J牵引力做功的功率 训练1（24-25九年级上·江苏南京·期末）用的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动，内小车前进了，则在这段时间内： (1)推力做功是多少？ (2)推力的功率是多大？ 【答案】(1)1000J； (2)200W 【详解】（1）推力做功为 （2）推力的功率为 训练2（2024·湖南衡阳·模拟预测）新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量：当需要高速行驶或蓄电池电量过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。在某次测试中，汽车受到的阻力为4000N，汽车以的速度匀速行驶了0.5h，消耗汽油10kg（汽油热值为）。求： (1)测试中汽车行驶 m的路程；牵引力做功 J； (2)测试中消耗的汽油完全燃烧放出的热量； (3)若该次测试中蓄电池增加的电能为，则此过程中内燃机的效率为多少？ 【答案】(1) 3.0×104 1.2×108 (2)4.5×108J (3)40% 【详解】（1）[1]汽车行驶的路程为 s=vt=60km/h×0.5h=30km=3.0×104m[2]由题意可知，汽车受到的阻力为4000N，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=4000N牵引力做功 W=Fs=4000N×3.0×104m=1.2×108J （2）燃料完全燃烧放出的热量 Q放=mq=10kg×4.5×107J/kg=4.5×108J （3）内燃机燃烧转换的有用功为 内燃机的效率 学科网（北京）股份有限公司 $$