专题09 功和机械能（七大攻略）--2025年中考物理二轮热点题型归纳与变式演练（全国通用）

专题09 功和机械能 目 录 01题型综述 1 02 解题攻略 1 攻略一：怎样解判断力是否对物体做功问题 1 攻略二：怎样解功的计算问题 2 攻略三：怎样解功率的计算问题 4 攻略四：怎样解判断动能与势能的大小和变化问题 5 攻略五：怎样解机械能的转化及守恒问题 6 攻略六：怎样解影响动能大小因素的探究 7 攻略七：怎样解影响重力势能大小因素的探究问题 9 03 中考练场 10 功和机械能作为中考物理的重要部分，分值占比通常较高，约为10至15分左右。这部分内容主要出现在选择题、填空题、计算题和综合应用题中。 功的题型可能涉及功的定义、计算以及功与能的关系等。机械能部分则可能考查动能、势能的概念，机械能守恒定律的应用，以及能量转化和守恒的原理。其中，功的计算、机械能守恒定律的应用是考查的重点，也是学生需要花费较多时间进行复习和练习的部分。 攻略一：怎样解判断力是否对物体做功问题 【提分秘籍】 紧扣做功的两个必要因素进行判断：(1)必须有力作用在物体 上；(2)物体在这个力的方向上移动了距离。同时要注意以下三种不做功的情况： 有距离无力 有力无距离 “力”“距”垂直 物体在某个方向不受力，但由于惯性而运 动一段距离 物体受力但保持静止状态 物体受到的力与运动 方向始终垂直，物体 在力的方向上没有移 动距离 【特别提示】如果物体沿着力的相反方向移动了一段距离，我们通常说，物体克服这个力做了功。例如:竖直向上抛出一个物体，物体受到了竖直向下的重力G的作用，当物体竖直向上运动时，在竖直方向移动了距离h，我们就说该物体克服重力做了功，做的功为W=Gh。 【典例剖析】 【典例1】（2024·江苏常州·中考真题）起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是（    ） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 【变式演练】 【变式1-1】（2025·江西·一模）小明喜爱踢足球，并加入了学校的足球队，如图所示的是他某次传球时的情景。足球离开脚后，继续向前滚动，小明对足球 （选填“做”或“不做”）功。在滚动过程中，若所有外力全部消失，足球将保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态。 【变式1-2】（2024·江西鹰潭·一模）如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶向前滑动过程中，冰壶的运动状态 （选填“改变”或“不变”），水平冰面对冰壶的支持力 （选填“做功”或“不做功”）。 攻略二：怎样解功的计算问题 【提分秘籍】 功的计算问题必须先弄清是求哪个力做功，只要找出这个力的大小以及物体在这个力的方向上移动的距离，运用公式W=Fs即可求解，注意公式中“F”和“S”的同体性、同时性和同向性. 【典例剖析】 【典例2】（2024·四川乐山·中考真题）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动中（　　） A．推力对冰壶做功为270J B．推力对冰壶做功为324J C．冰壶克服阻力做功为54J D．冰壶克服阻力做功为45J 【变式演练】 【变式2-1】（2024·河北石家庄·模拟预测）如图（甲）所示，A、B是两个完全相同的物体，小明同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图11（乙）所示，则对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。拉B物体的斜面的机械效率为 。 [3]根据求拉B物体的斜面的机械效率为 【变式2-2】（2024·江苏苏州·二模）如图甲所示，一磁性板擦静止吸附在黑板上，后对其施加方向始终向上的拉力F，板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力 f和板擦移动距离s与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A．板擦的重力为1.5N B．整个过程中拉力F一直增大 C．板擦所受滑动摩擦力的大小为2.5N D．整个过程中拉力F做的功为0.75J 攻略三：怎样解功率的计算问题 【提分秘籍】 (1)计算功率时，首先要明确是计算哪个力做功的功率，然后根据公式，进行计算。 (2)根据功率的计算公式 及功的计算公式W=Fs 可得P=Fv，解题时应灵活应用公式进行变换。 【典例剖析】 【典例3】（2024·内蒙古赤峰·中考真题）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是 m/s；起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 【变式演练】 【变式3-1】（2025·上海嘉定·一模）如图所示，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65米，某次测试中该机器人用100牛竖直向上的力将箱子在2秒内匀速抬高1米。求： (1)箱子所受的重力G； (2)机器人对箱子做功的功率P。 【变式3-2】（2024·甘肃定西·模拟预测）如图甲所示是科技活动上的一款遥控汽车。小明遥控其运动的s-t图像如图乙所示，由图乙可知，遥控汽车在0~20 s做 （选填“匀速”或“变速”）直线运动；若40~50 s时遥控汽车牵引力做功的功率为10 W，则遥控汽车的牵引力为 N。 攻略四：怎样解判断动能与势能的大小和变化问题 【提分秘籍】 比较动能和势能的大小或判断它们的变化，关键是全面考虑决定它们大小的因素，不能只注意一个因素而忽视其他的因素。动能只与物体的质量和速度有关；重力势能只与物体的质量和高度有关；弹性势能与物体的弹性及弹性形变的大小有关。 【典例剖析】 【典例4】（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（    ） A．火箭受到推力的施力物体是空气 B．AB段的推力小于BC段的推力 C．AB段重力做功的功率大于BC段 D．AB段火箭的重力势能转化为动能 【变式演练】 【变式4-1】（2024·河北石家庄·模拟预测）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（   ） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．形成圆斑B时皮球是从较低处下落的 C．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 D．皮球落地发生形变的过程中重力势能转化为弹性势能 【变式4-2】（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）如图所示是撑杆跳高运动员在比赛时的情景。运动员起跳时，笔直的撑杆变得弯曲，此过程中撑杆的 能增大，若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，则此过程运动员的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）；当运动员上升至最高点时，运动员的动能 （选填“为”或“不为”）零。 攻略五：怎样解机械能的转化及守恒问题 【提分秘籍】 (1)正确分析动能和势能的相互转化，可按以下几步进行： ①明确研究对象和所要研究的过程； ②物体在起始位置所具有的动能、势能； ③在运动过程中，物体的位置、形状、速度是否发生变化，如何变化?物体的重力势能、弹性势能、动能是否变化? ④得出结论：减小的一种形式能必定转化为另一种形式能。 (2)在只有动能和势能的相互转化过程中，不考虑空气阻力等 因素，则机械能的总量保持不变，否则机械能的总量会减少。 【典例剖析】 【典例5】（2024·内蒙古通辽·中考真题）小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，如图。下列关于她的机械能说法正确的是（　　） A．动能增大，机械能增大 B．重力势能增大，机械能增大 C．动能减小，机械能不变 D．重力势能减小，机械能增大 【变式演练】 【变式5-1】（2025·江苏宿迁·一模）无人驾驶扫地车在平直路面上匀速前进， 并将地面上的垃圾吸入车内，此过程中， 扫地车整体的动能 ，机械能 （两空均选填“变大”“不变”或“变小”） 【变式5-2】（多选）（2025·广西柳州·模拟预测）小柳在打羽毛球时练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示，其中段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是（　　） A．羽毛球拍击打球发生形变时，球拍具有弹性势能 B．羽毛球上升过程中，有部分动能转化成了重力势能 C．在下落的过程段中，羽毛球动能不变 D．羽毛球飞行的整个过程中，机械能总量保持不变 攻略六：怎样解影响动能大小因素的探究 【提分秘籍】 (1)明确影响动能大小的因素：物体的质量和物体运动的速度。 (2)在实验中，让不同的小球在同一位置由静止释放的目的是控制不同的小球在撞击木块时速度相同，即研究动能与质量的关系时，保持速度相同。 (3)在实验中，让同一个小球在不同的位置由静止释放的目的是控制同一小球在撞击木块时速度不同，即研究动能与速度的关系时，保持质量相同。 (4)实验中动能的大小无法测量，我们采用了动能产生的效果——对外做功的多少来反映动能大小，这是一种运用转换法进行实验设计的思想。 【典例剖析】 【典例6】（2024·山东泰安·中考真题）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 【变式演练】 【变式6-1】（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 。 【变式6-2】（2024·云南昭通·一模）斜面在物理实验探究中应用广泛。 实验一：在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布。让小车从斜面顶端由静止滑下，如图所示，观察和比较小车在毛巾表面，棉布表面和木板表面滑行的距离。 (1)实验中发现：接触面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越 。 (2)推理：本实验中，如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零，它将做 。 实验二：“探究动能的大小与什么因素有关”。用质量不同的A、B两个小球（）碰撞静止在同一水平面上的纸盒。 (3)将甲与乙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的 有关。将甲与丙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的 有关。 攻略七：怎样解影响重力势能大小因素的探究问题 【提分秘籍】 （1）重力势能的大小与质量和被举高的高度有关，探究时运用控制变量法设计实验：控制质量不变，改变重物的高度，研究重力势能的大小与高度的关系；控制高度不变，改变重物的质量，研究重力势能的大小与质量的关系。 (2)运用转换法判断物体重力势能的大小：通过物体陷入沙中的深度来显示重力势能的大小，物体陷入沙中越深，重力势能越大。 【典例剖析】 【典例7】（2022·天津·中考真题）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关 （1）做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”）； （2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关； （3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论 。 【变式演练】 【变式7-1】（2024·山西吕梁·三模）小明和同桌利用一块面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究： 问题一：压力的作用效果与哪些因素有关； 问题二：重力势能的大小与哪些因素有关。 (1)实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”）。 (2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关。 (3)《民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品。”“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验 得出的结论来解释。 【变式7-2】（2024·江苏无锡·一模）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA=mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（    ） A．重物下落时，重物的重力势能转化为动能 B．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 C．比较A、C可知，重物下落的高度越高，重力势能越大 D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则mB<mC 一、单选题 1．（2024·湖北武汉·中考真题）如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球从A点静止释放，小球会在A、C两点之间来回摆动，最终静止下来。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点摆动到B点，动能转化为重力势能 B．小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性 C．小球每次经过B点，其动能都比上一次小 D．小球最终静止在A点 2．（2024·黑龙江绥化·中考真题）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的，当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（    ） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 3．（2024·四川广元·中考真题）2024年5月23日至24日，东部战区在我国台湾省周边开展“联合利剑—2024A”军事演习，震慑台独分裂势力，坚决捍卫国家主权和领土完整。参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则该战机（　　） A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减少 D．动能增大，重力势能增大 4．（2024·内蒙古·中考真题）如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球在C点和F点的机械能相等 B．小球在C点和F点的动能相等 C．小球从E点到F点的过程中，机械能变小 D．小球在E点的动能不为零 5．（2024·山东济南·中考真题）2024年2月，国内首颗X波段合成孔径雷达卫星“济高科创号”发射成功。如图所示，“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中（　　） A．动能减小，重力势能减小，机械能减小 B．动能减小，重力势能增大，机械能不变 C．动能增大，重力势能增大，机械能增大 D．动能增大，重力势能减小，机械能不变 6．（2024·山东日照·中考真题）运动员正在垫起排球，如图所示。不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　） A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的 B．垫球时手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力是一对平衡力 C．排球在上升的过程中速度不断减小，是因为受到惯性的作用 D．排球在下落的过程中速度不断变大，机械能也在不断变大 7．（2024·山东淄博·中考真题）避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（    ） A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦 B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下 C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用 D．失控车辆冲入陡坡后动能不变 8．（2024·山东淄博·中考真题）2024年4月30日16时56分，北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令，“神舟十七号”载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。之后，返回舱的反推发动机启动，向下推动空气，减速“刹车”，最终成功着陆。下列说法错误的是（    ） A．控制中心发出的返回指令是通过电磁波传递的 B．向下推动空气，返回舱减速，表明物体间力的作用是相互的 C．返回舱减速下落的过程中，重力势能减小 D．返回舱减速下落的过程中，机械能保持不变 9．（2024·青海西宁·中考真题）小宁同学两次水平拉动同一物体，使它们在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s－t图像如图所示。下列说法正确的是（   ） A．物体第一次运动速度为1m/s，第二次运动速度为2m/s B．物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力 C．0~8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍 D．0~8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍 10．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）如图所示，海天同学将小球由a点静止释放，小球在管道内沿abcd运动，ab段和bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，b点与d点等高。下列说法正确的是（    ） A．从a到c的过程中，小球重力势能不变 B．小球在c、d两点的动能可能相等 C．从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大 D．从a到d的过程中，小球机械能守恒 二、填空题 11．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是 m/s；起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 [2]起重机对施工材料做的功 W=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J[3]起重机做功的功率 12．（2024·山东济宁·中考真题）小球在摆动过程中（如图所示），由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为 ，这部分能量不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，能量的转化与转移具有 性。 13．（2024·山东东营·中考真题）我国自行研制的C919客机已投入商业运营。如图所示，飞机减速着陆时，机械能 （选填“增大”或“减小”）；以航站楼为参照物，它是 （选填“静止”或“运动”）的。 14．（2024·江苏无锡·中考真题）如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的过程中， 能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小 （选填“不变”或“减小”）。 15．（2024·江苏常州·中考真题）2023年11月9日，甘肃省消防队举行高楼灭火演习．如图甲所示，电动灭火无人机悬停在空中．如图乙所示，当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时，原本悬停的无人机水平向左飘移，这说明力的作用是 的。使原本悬停的无人机发生飘移的是 对 施加的力；喷射干粉过程中，灭火无人机的重力势能 。 16．（2024·海南·中考真题）火箭搭载探测器加速升空过程中，探测器的动能 ，重力势能 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 17．（2024·山东淄博·中考真题）在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 m，牵引力做功的功率是 W，重力做功是 J。 三、实验题 18．（2023·湖南郴州·中考真题）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是 的。（选填“相同”或“不同”）。    （1）实验1将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。 （2）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 （选填“短”、“长”或“相等”）由上述实验现象，我们可以得出结论；同一物体， ，动能越大。 （3）实验3将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为和，则 （选填“>”、“=”或“<”）。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 。 A．沿a轨迹运动　　B．沿b轨迹运动 C．沿c轨迹运动　　D．保持静止    19．（2024·贵州·中考真题）小明观察到如图甲所示的组合式滑梯，各个滑梯的高度都有所不同，小朋友从不同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同，速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小明的思考：人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢？ 他猜想：与人开始下滑的起点高度有关。 小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验，如图乙所示。纸板一端置于垫块上，另一端置于水平桌面上模拟滑梯，用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人，通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小，距离越长表明速度越大。 请你回答下列问题： （1）若释放后木块保持静止，是因为木块受到沿纸板向 的摩擦力，若要让木块下滑，写出一种操作方法： ； （2）解决上述问题后继续探究。如图丙①所示，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上的M点；如图丙②所示，从纸板中部释放木块，木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动距离，可以得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高， ； （3）根据上述探究，小明认为，要保证人不因速度过大冲出滑梯，设计时可以考虑在滑梯底端再连接一段 方向放置的滑梯，结合上述实验现象和所学物理知识说明这样设计的必要性；( ) （4）结合你坐滑梯的经历，谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢？（写出两个因素即可）( ) 四、计算题 20．（2024·广西·中考真题）一艘货轮在长江某河段行驶，50s内匀速通过200m的路程，其牵引力为5×105N，求： （1）货轮行驶的速度； （2）牵引力做的功； （3）牵引力的功率。 21．（2023·四川雅安·中考真题）为加快川藏铁路建设进度，建设者节假日依然奋战在一线。工地上工人师傅用叉车将质量为1000kg的货物匀速提高1.5m用时5s（g取10N/kg）。求： （1）货物的重力； （2）货物上升的速度； （3）叉车提升货物的功率。 22．（2023·四川资阳·中考真题）目前倡导“绿色出行，低碳生活”，油电混合动力汽车具有环保、节能、高效等诸多优势，正逐步取代传统燃油车。如图所示，某油电混合动力汽车（含驾驶员）质量，电池最大储能能量，当电能剩余时必须重新充电才能继续行驶；若汽车在某次性能测试中，沿水平道路行驶时所受阻力f为车重的倍，电动机能量转化效率，燃油发动机能量转化效率，汽油热值，g取10N/kg。求： （1）该汽车充满电后，在纯电模式下沿该道路行驶的最大里程； （2）若换用燃油模式，要完成与（1）相同的行驶过程需要燃烧的汽油质量（不考虑燃油燃烧对汽车质量的影响，结果保留2位小数）。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 功和机械能 目 录 01题型综述 1 02 解题攻略 1 攻略一：怎样解判断力是否对物体做功问题 1 攻略二：怎样解功的计算问题 3 攻略三：怎样解功率的计算问题 5 攻略四：怎样解判断动能与势能的大小和变化问题 6 攻略五：怎样解机械能的转化及守恒问题 9 攻略六：怎样解影响动能大小因素的探究 10 攻略七：怎样解影响重力势能大小因素的探究问题 13 03 中考练场 15 功和机械能作为中考物理的重要部分，分值占比通常较高，约为10至15分左右。这部分内容主要出现在选择题、填空题、计算题和综合应用题中。 功的题型可能涉及功的定义、计算以及功与能的关系等。机械能部分则可能考查动能、势能的概念，机械能守恒定律的应用，以及能量转化和守恒的原理。其中，功的计算、机械能守恒定律的应用是考查的重点，也是学生需要花费较多时间进行复习和练习的部分。 攻略一：怎样解判断力是否对物体做功问题 【提分秘籍】 紧扣做功的两个必要因素进行判断：(1)必须有力作用在物体 上；(2)物体在这个力的方向上移动了距离。同时要注意以下三种不做功的情况： 有距离无力 有力无距离 “力”“距”垂直 物体在某个方向不受力，但由于惯性而运 动一段距离 物体受力但保持静止状态 物体受到的力与运动 方向始终垂直，物体 在力的方向上没有移 动距离 【特别提示】如果物体沿着力的相反方向移动了一段距离，我们通常说，物体克服这个力做了功。例如:竖直向上抛出一个物体，物体受到了竖直向下的重力G的作用，当物体竖直向上运动时，在竖直方向移动了距离h，我们就说该物体克服重力做了功，做的功为W=Gh。 【典例剖析】 【典例1】（2024·江苏常州·中考真题）起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是（    ） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 【答案】D 【详解】做功的两个必要条件：1．有力作用在物体上，2．物体在力的方向上通过一段距离。故起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m过程中，起重机对物体做功，再悬停6s过程中，有力作用在物体上,物体在力的方向上没有通过一段距离，故起重机对重物不做功，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D 【变式演练】 【变式1-1】（2025·江西·一模）小明喜爱踢足球，并加入了学校的足球队，如图所示的是他某次传球时的情景。足球离开脚后，继续向前滚动，小明对足球 （选填“做”或“不做”）功。在滚动过程中，若所有外力全部消失，足球将保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态。 【答案】 不做 匀速直线运动 【详解】[1]足球离开脚后，继续向前滚动是因为足球具有惯性，此时小明没有力作用在足球上，因此小明对足球不做功。 [2]由牛顿第一定律可知，足球向前滚动的过程中，若外力全部消失，足球将做匀速直线运动。 【变式1-2】（2024·江西鹰潭·一模）如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶向前滑动过程中，冰壶的运动状态 （选填“改变”或“不变”），水平冰面对冰壶的支持力 （选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 改变 不做功 【详解】[1]在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶向前滑动过程中会受到阻力，冰壶的运动状态改变。 [2]冰壶在水平冰面上滑行过程中，冰壶受到水平冰面的支持力的方向竖直向上，冰壶在力的方向上没有移动距离，不满足做功的条件，支持力不做功。 攻略二：怎样解功的计算问题 【提分秘籍】 功的计算问题必须先弄清是求哪个力做功，只要找出这个力的大小以及物体在这个力的方向上移动的距离，运用公式W=Fs即可求解，注意公式中“F”和“S”的同体性、同时性和同向性. 【典例剖析】 【典例2】（2024·四川乐山·中考真题）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动中（　　） A．推力对冰壶做功为270J B．推力对冰壶做功为324J C．冰壶克服阻力做功为54J D．冰壶克服阻力做功为45J 【答案】C 【详解】AB．冰壶从A点运动6m到达B点的过程中受到推力，则推力对冰壶做功为 故AB不符合题意； CD．冰壶全程都受到阻力，则冰壶克服阻力做功为 故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 【变式演练】 【变式2-1】（2024·河北石家庄·模拟预测）如图（甲）所示，A、B是两个完全相同的物体，小明同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图11（乙）所示，则对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。拉B物体的斜面的机械效率为 。 【答案】 2 0.5 80% 【详解】[1]有用功与额外功的和叫总功。由乙图知对物体A做的有用功是 [2]如图甲，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，做的有用功相等，对物体B做的额外功是 [3]根据求拉B物体的斜面的机械效率为 【变式2-2】（2024·江苏苏州·二模）如图甲所示，一磁性板擦静止吸附在黑板上，后对其施加方向始终向上的拉力F，板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力 f和板擦移动距离s与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A．板擦的重力为1.5N B．整个过程中拉力F一直增大 C．板擦所受滑动摩擦力的大小为2.5N D．整个过程中拉力F做的功为0.75J 【答案】D 【详解】A．由乙图可知：当t=0s时，F=0N，f=1N，板擦受到重力和摩擦力是一对平衡力，板擦的重力为1N，故A错误； BC．由丙图可知：4~6s板擦做匀速直线运动，受到向下的摩擦力、重力及向上的拉力作用，处于平衡状态，受平衡力作用，拉力大小不变，则 F=G+f=1N+1.5N=2.5N 故BC错误； D．由丙图可知：0~4s板擦静止，不做功，4~6s板擦做匀速直线运动，运动的距离为0.3m，拉力所做的功为 W=Fs=2.5N×0.3m=0.75J 故D正确。 故选D。 攻略三：怎样解功率的计算问题 【提分秘籍】 (1)计算功率时，首先要明确是计算哪个力做功的功率，然后根据公式，进行计算。 (2)根据功率的计算公式 及功的计算公式W=Fs 可得P=Fv，解题时应灵活应用公式进行变换。 【典例剖析】 【典例3】（2024·内蒙古赤峰·中考真题）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是 m/s；起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 【答案】 0.6 7.2×104 7.2×103 【详解】[1]施工材料上升的速度 [2]起重机对施工材料做的功W=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J [3]起重机做功的功率 【变式演练】 【变式3-1】（2025·上海嘉定·一模）如图所示，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65米，某次测试中该机器人用100牛竖直向上的力将箱子在2秒内匀速抬高1米。求： (1)箱子所受的重力G； (2)机器人对箱子做功的功率P。 【答案】(1)100N；(2)50W 【详解】（1）用100牛的力将箱子匀速向上抬高，此时箱子处于平衡状态，箱子受到的重力和向上的提力是一对平衡力大小相等，则箱子所受的重力为 （2）机器人对箱子做的功为 机器人对箱子做功的功率为 【变式3-2】（2024·甘肃定西·模拟预测）如图甲所示是科技活动上的一款遥控汽车。小明遥控其运动的s-t图像如图乙所示，由图乙可知，遥控汽车在0~20 s做 （选填“匀速”或“变速”）直线运动；若40~50 s时遥控汽车牵引力做功的功率为10 W，则遥控汽车的牵引力为 N。 【答案】 匀速 5 【详解】[1]由图乙可知，遥控汽车在0~20 s路程和时间成正比，做匀速直线运动。 [2]40~50 s时遥控汽车运动了20m，速度为 则则遥控汽车的牵引力为 攻略四：怎样解判断动能与势能的大小和变化问题 【提分秘籍】 比较动能和势能的大小或判断它们的变化，关键是全面考虑决定它们大小的因素，不能只注意一个因素而忽视其他的因素。动能只与物体的质量和速度有关；重力势能只与物体的质量和高度有关；弹性势能与物体的弹性及弹性形变的大小有关。 【典例剖析】 【典例4】（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（    ） A．火箭受到推力的施力物体是空气 B．AB段的推力小于BC段的推力 C．AB段重力做功的功率大于BC段 D．AB段火箭的重力势能转化为动能 【答案】C 【详解】A．火箭的运动方向是向下，火箭受到竖直向下的重力，推力的方向是向上，火箭受到推力的施力物体是火箭发动机向下喷出的气体，故A不符合题意； B．火箭的运动方向是向下，忽略火箭质量的变化，则火箭的重力不变，AB段做减速运动，推力大于重力；BC段匀速运动，推力等于重力，所以AB段的推力大于BC段的推力，故B不符合题意； C．AB段，火箭的质量不变，重力不变，高度变低且，重力做功相同，但AB段所用的时间小于BC段，根据可知，AB段重力做功的功率大于BC段，故C符合题意； D．AB段，火箭的质量不变，高度变低，速度变低，重力势能变小、动能也变小，因此重力势能没有转化为动能。故D不符合题意。 故选C。 【变式演练】 【变式4-1】（2024·河北石家庄·模拟预测）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（   ） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．形成圆斑B时皮球是从较低处下落的 C．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 D．皮球落地发生形变的过程中重力势能转化为弹性势能 【答案】B 【详解】A．球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误； BC．球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，即从更高处下落的，同理可知，形成圆斑B时皮球是从较低处下落的。故B正确，C错误； D．当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故D错误。 故选 B。 【变式4-2】（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）如图所示是撑杆跳高运动员在比赛时的情景。运动员起跳时，笔直的撑杆变得弯曲，此过程中撑杆的 能增大，若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，则此过程运动员的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）；当运动员上升至最高点时，运动员的动能 （选填“为”或“不为”）零。 【答案】 弹性势 变大 不为 【详解】[1]运动员起跳时，笔直的撑杆变得弯曲，撑杆发生弹性形变，弹性形变程度变大，此过程中撑杆的弹性势能增大。 [2]运动员的机械能等于动能和重力势能之和，动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，运动员质量和速度不变，则动能不变，高度变大，则重力势能变大，所以，机械能变大。 [3]当运动员上升至最高点时，竖直方向速度为0，水平方向仍然有速度，因此运动员的动能不为0。 攻略五：怎样解机械能的转化及守恒问题 【提分秘籍】 (1)正确分析动能和势能的相互转化，可按以下几步进行： ①明确研究对象和所要研究的过程； ②物体在起始位置所具有的动能、势能； ③在运动过程中，物体的位置、形状、速度是否发生变化，如何变化?物体的重力势能、弹性势能、动能是否变化? ④得出结论：减小的一种形式能必定转化为另一种形式能。 (2)在只有动能和势能的相互转化过程中，不考虑空气阻力等 因素，则机械能的总量保持不变，否则机械能的总量会减少。 【典例剖析】 【典例5】（2024·内蒙古通辽·中考真题）小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，如图。下列关于她的机械能说法正确的是（　　） A．动能增大，机械能增大 B．重力势能增大，机械能增大 C．动能减小，机械能不变 D．重力势能减小，机械能增大 【答案】B 【详解】小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，质量不变，速度不变，则动能不变；高度升高，则重力势能增大；由于机械能为动能与势能之和，所以机械能增大，故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式演练】 【变式5-1】（2025·江苏宿迁·一模）无人驾驶扫地车在平直路面上匀速前进， 并将地面上的垃圾吸入车内，此过程中， 扫地车整体的动能 ，机械能 （两空均选填“变大”“不变”或“变小”） 【答案】 变大 变大 【详解】[1][2]电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的垃圾吸入车内，此过程中，扫地车的总质量变大，速度不变，则动能变大；随着垃圾的吸入扫地车的质量增大，因此扫地车的重力势能变大；机械能是动能和势能的总和，所以扫地车整体的机械能变大。 【变式5-2】（多选）（2025·广西柳州·模拟预测）小柳在打羽毛球时练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示，其中段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是（　　） A．羽毛球拍击打球发生形变时，球拍具有弹性势能 B．羽毛球上升过程中，有部分动能转化成了重力势能 C．在下落的过程段中，羽毛球动能不变 D．羽毛球飞行的整个过程中，机械能总量保持不变 【答案】ABC 【详解】A．弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能量，当球拍击打羽毛球时，球拍发生形变，所以具有弹性势能，故A正确； B．羽毛球上升过程中，动能减小，到最高点时羽毛球水平方向还有速度，故这段是部分动能转化成了重力势能，故B正确； C．羽毛球在段匀速下落的过程中，羽毛球的高度降低，速度不变，质量不变，所以羽毛球的重力势能减小，动能不变，故C正确； D．羽毛球飞行的整个过程中，由于受到空气阻力的作用，所以要克服阻力做功，故机械能是减小的，故D错误。 故选ABC。 攻略六：怎样解影响动能大小因素的探究 【提分秘籍】 (1)明确影响动能大小的因素：物体的质量和物体运动的速度。 (2)在实验中，让不同的小球在同一位置由静止释放的目的是控制不同的小球在撞击木块时速度相同，即研究动能与质量的关系时，保持速度相同。 (3)在实验中，让同一个小球在不同的位置由静止释放的目的是控制同一小球在撞击木块时速度不同，即研究动能与速度的关系时，保持质量相同。 (4)实验中动能的大小无法测量，我们采用了动能产生的效果——对外做功的多少来反映动能大小，这是一种运用转换法进行实验设计的思想。 【典例剖析】 【典例6】（2024·山东泰安·中考真题）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 【答案】A 【详解】A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确； B．甲、乙两图中，小车的质量相同，释放的高度不同，则到达水平面的速度不同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与速度有关，故B错误； C．乙、丙两图中，小车的质量不同，释放的高度相同，则到达水平面的速度相同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与质量有关，故C错误； D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，因为要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。 故选A。 【变式演练】 【变式6-1】（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 【详解】（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。 【变式6-2】（2024·云南昭通·一模）斜面在物理实验探究中应用广泛。 实验一：在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布。让小车从斜面顶端由静止滑下，如图所示，观察和比较小车在毛巾表面，棉布表面和木板表面滑行的距离。 (1)实验中发现：接触面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越 。 (2)推理：本实验中，如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零，它将做 。 实验二：“探究动能的大小与什么因素有关”。用质量不同的A、B两个小球（）碰撞静止在同一水平面上的纸盒。 (3)将甲与乙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的 有关。将甲与丙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的 有关。 【答案】(1)慢；(2)匀速直线运动；(3) 速度 质量 【详解】（1）由图示知，①②③三次实验中，木板表面最光滑，小车所受阻力最小，滑行距离最大，即速度减小得最慢，毛巾表面最粗糙，小车所受阻力最大，滑行距离最小，速度减小得最快，所以小车所受阻力越小，速度减小得越慢。 （2）小车在水平面上滑行时受到的阻力为零，它的速度将不改变，将做匀速直线运动。 （3）[1]图甲和乙中，相同的小球从斜面的不同高度静止滚下，到达水平面时的速度不同，撞击木块移动的距离也不同，所以可得小球的动能大小与小球的速度的有关。 [2]图甲与丙中，不同质量的小球从斜面的同一高度静止滚下，到达水平面的速度相同，撞击木块移动的距离不同，所以可得小球的动能大小与小球的质量有关。 攻略七：怎样解影响重力势能大小因素的探究问题 【提分秘籍】 （1）重力势能的大小与质量和被举高的高度有关，探究时运用控制变量法设计实验：控制质量不变，改变重物的高度，研究重力势能的大小与高度的关系；控制高度不变，改变重物的质量，研究重力势能的大小与质量的关系。 (2)运用转换法判断物体重力势能的大小：通过物体陷入沙中的深度来显示重力势能的大小，物体陷入沙中越深，重力势能越大。 【典例剖析】 【典例7】（2022·天津·中考真题）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关 （1）做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”）； （2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关； （3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论 。 【答案】 问题一 质量 质量相同的物体，位置越高，重力势能越大 【详解】（1）[1]由图中可知，实验①②中，压力不同，而受力面积相同，实验②③中，压力相同，而受力面积不同，故可知做实验①②③是为了探究问题一。 （2）[2]由实验④⑤可知，瓶子下落的高度相同，而瓶子和水的总质量不同，故可探究重力势能大小与质量是否有关。 （3）[3]由实验⑤⑥中可知，瓶子和水的质量相同，而瓶子下落的高度不同，面团的凹陷程度不同，故可知“高空抛物”危害性大的原因是：质量相同的物体，位置越高，重力势能越大。 【变式演练】 【变式7-1】（2024·山西吕梁·三模）小明和同桌利用一块面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究： 问题一：压力的作用效果与哪些因素有关； 问题二：重力势能的大小与哪些因素有关。 (1)实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”）。 (2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关。 (3)《民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品。”“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验 得出的结论来解释。 【答案】(1)问题一；(2)质量；(3)⑤⑥ 【详解】（1）实验①②受力面积相同，压力不同，所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系；②③的压力相同，受力面积不同，探究的是压力的作用效果与受力面积的关系；所以①②③探究的是问题一。 （2）实验④⑤中，物体落下的高度相同，物体的质量不同，质量越大，下陷的深度越深，具有的重力势能越大，所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关。 （3）实验⑤⑥中，物体的质量相同，物体落下的高度不同，高度越高，物体下陷的深度越深，具有的重力势能越大，故分析⑤⑥可以得出结论为：在质量一定时，高度越高，重力势能越大，因此可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释。 【变式7-2】（2024·江苏无锡·一模）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA=mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（    ） A．重物下落时，重物的重力势能转化为动能 B．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 C．比较A、C可知，重物下落的高度越高，重力势能越大 D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则mB<mC 【答案】C 【详解】A．重物下落时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重物的重力势能转化为动能，故A正确，不符合题意； B．根据转换法的思想，可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，故B正确，不符合题意； C．根据控制变量法的思想，A、C的重力不同，下落的高度也不同，因此比较A、C不能得出重物下落的高度越高，重力势能越大，故C错误，符合题意； D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则B、C的重力势能相同，C下落的高度小，因此质量大，所以mB<mC，故D正确，不符合题意。 故选C。 一、单选题 1．（2024·湖北武汉·中考真题）如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球从A点静止释放，小球会在A、C两点之间来回摆动，最终静止下来。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点摆动到B点，动能转化为重力势能 B．小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性 C．小球每次经过B点，其动能都比上一次小 D．小球最终静止在A点 【答案】C 【详解】A．小球从A点摆动到B点，高度降低，速度增加，重力势能转化为动能，故A错误； B．惯性不是力，不能说受到惯性，故B错误； C．小球受到阻力的作用，机械能不断减小，小球每次经过B点时，重力势能不变，机械能减小，则动能减小，故C正确； D． 小球最终静止时拉力和重力平衡，则小球最终静止在B点，故D错误。 故选C。 2．（2024·黑龙江绥化·中考真题）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的，当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（    ） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 【答案】C 【详解】人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能守恒，从远地点向近地点运动时，高度减少，质量不变，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，所以动能增大，速度增大，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．（2024·四川广元·中考真题）2024年5月23日至24日，东部战区在我国台湾省周边开展“联合利剑—2024A”军事演习，震慑台独分裂势力，坚决捍卫国家主权和领土完整。参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则该战机（　　） A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减少 D．动能增大，重力势能增大 【答案】D 【详解】战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则它的质量不变，速度变大，则动能变大，高度变高，则重力势能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．（2024·内蒙古·中考真题）如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球在C点和F点的机械能相等 B．小球在C点和F点的动能相等 C．小球从E点到F点的过程中，机械能变小 D．小球在E点的动能不为零 【答案】D 【详解】A．小球在C点到F点过程中，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，故机械能有损失，故小球在C点的机械能大于F点的机械能，故A错误； B．在C点的机械能大于F点的机械能，高度相同，重力势能相同，动能不等，故B错误； C．小球从E点到F点的过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能不变，故C错误； D．小球E点有速度，小球在E点的动能不为零，故D正确。 故选D。 5．（2024·山东济南·中考真题）2024年2月，国内首颗X波段合成孔径雷达卫星“济高科创号”发射成功。如图所示，“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中（　　） A．动能减小，重力势能减小，机械能减小 B．动能减小，重力势能增大，机械能不变 C．动能增大，重力势能增大，机械能增大 D．动能增大，重力势能减小，机械能不变 【答案】C 【详解】“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中，质量不变，速度不断增大，动能增大；卫星的高度升高，因此它的重力势能增大；卫星的机械能等于动能与势能之和，因此卫星的机械能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．（2024·山东日照·中考真题）运动员正在垫起排球，如图所示。不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　） A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的 B．垫球时手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力是一对平衡力 C．排球在上升的过程中速度不断减小，是因为受到惯性的作用 D．排球在下落的过程中速度不断变大，机械能也在不断变大 【答案】A 【详解】A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的。运动状态的改变是指物体的速度（包括大小和方向）的变化。当运动员垫起排球时，排球的速度和方向都会发生变化，如果以地面为参照物，排球的运动状态确实发生了改变，故A正确； B．手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力，它们作用物体不同、大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故B错误； C．排球在上升过程中速度减小是因为受到重力的作用，而不是惯性。惯性是物体保持其运动状态不变的性质，而重力是地球对物体的吸引力，它使排球减速并最终下落，故C错误； D．排球在下落过程中，由于重力的作用，其速度确实会不断变大，但其机械能（包括动能和势能）并不会增加。实际上，排球在下落过程中，其重力势能会转化为动能，总的机械能（在不考虑空气阻力的情况下）是守恒的，故D错误。 故选A。 7．（2024·山东淄博·中考真题）避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（    ） A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦 B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下 C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用 D．失控车辆冲入陡坡后动能不变 【答案】C 【详解】A．铺有厚厚的碎石是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A错误； B．惯性是物体保持运动状态不变的性质，车辆冲入陡坡后由于受到重力、摩擦力、空气阻力的作用而快速停下，故B错误； C．车辆在陡坡上停下时保持静止，处于平衡状态，受平衡力作用，故C正确； D．失控车辆冲入陡坡后质量不变，速度减小，则动能减小，故D错误。 故选C。 8．（2024·山东淄博·中考真题）2024年4月30日16时56分，北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令，“神舟十七号”载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。之后，返回舱的反推发动机启动，向下推动空气，减速“刹车”，最终成功着陆。下列说法错误的是（    ） A．控制中心发出的返回指令是通过电磁波传递的 B．向下推动空气，返回舱减速，表明物体间力的作用是相互的 C．返回舱减速下落的过程中，重力势能减小 D．返回舱减速下落的过程中，机械能保持不变 【答案】D 【详解】A．电磁波可以传递信息，且传播时不需要介质，所以控制中心发出的返回指令是通过电磁波传递的，故A正确，不符合题意； B．向下推动空气，空气给返回舱一个向上的力，使返回舱减速，说明物体间力的作用是相互的，故B正确，不符合题意； CD．返回舱减速下落的过程中，速度减小，高度减小，反推发动机消耗燃料喷出燃气，返回舱质量减小，因此返回舱的动能减小、重力势能减小，则其机械能减小，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 9．（2024·青海西宁·中考真题）小宁同学两次水平拉动同一物体，使它们在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s－t图像如图所示。下列说法正确的是（   ） A．物体第一次运动速度为1m/s，第二次运动速度为2m/s B．物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力 C．0~8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍 D．0~8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍 【答案】C 【详解】A．由图像可知，0~8s内，物体第一次运动了8m，第二次运动了4m，则第一次速度为 第二次速度为 故A错误； B．两次水平拉动同一物体，均在同一水平面上做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于摩擦力，压力和接触面粗糙程度不变，则摩擦力不变，所以物体第一次所受的摩擦力等于第二次所受的摩擦力，两次拉力也相等，故B错误； CD．0~8s，两次拉力相等，第一次的路程是第二次的2倍，根据可知拉力第一次做的功等于第二次的2倍，根据，拉力第一次做功的功率等于第二次的2倍，故C正确，D错误。 故选C。 10．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）如图所示，海天同学将小球由a点静止释放，小球在管道内沿abcd运动，ab段和bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，b点与d点等高。下列说法正确的是（    ） A．从a到c的过程中，小球重力势能不变 B．小球在c、d两点的动能可能相等 C．从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大 D．从a到d的过程中，小球机械能守恒 【答案】B 【详解】A．a点略高于c点，从a到c的过程中，小球重力势能先变小，后变大，a点的重力势能大于c点的重力势能，故A错误； B． cd段内壁粗糙，小球从c点到d点克服摩擦阻力，小球的机械能减小，小球在c点的机械能大于d点，小球在c点的重力势能大于d点，因此c、d两点的动能可能相等，故B正确； CD．b点与d点等高，b点与d点的重力势能相同，从a到d的过程中，ab段和bc段内壁光滑，ac段机械能守恒，cd段由于小球克服摩擦阻力，小球的机械能减小，机械能不守恒，小球在b点的机械能大于d点，小球运动到b点时，动能最大，故CD错误。 故选B。 二、填空题 11．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是 m/s；起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 【答案】 0.6 7.2×104 7.2×103 【详解】[1]施工材料上升的速度 [2]起重机对施工材料做的功 W=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J[3]起重机做功的功率 12．（2024·山东济宁·中考真题）小球在摆动过程中（如图所示），由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为 ，这部分能量不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，能量的转化与转移具有 性。 【答案】 内能 方向 【详解】[1][2]小球在摆动过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，机械能会减小，散失到空气中的内能无法自动转化为机械能，说明能量的转移和转化具有方向性。 13．（2024·山东东营·中考真题）我国自行研制的C919客机已投入商业运营。如图所示，飞机减速着陆时，机械能 （选填“增大”或“减小”）；以航站楼为参照物，它是 （选填“静止”或“运动”）的。 【答案】 减小 运动 【详解】[1]飞机减速着陆时，质量不变，速度减小，动能减小；高度减小，重力势能减小；因机械能是动能与势能之和，所以，飞机的机械能减小。 [2]以航站楼为参照物，飞机与航站楼的相对位置发生变化，飞机是运动的。 14．（2024·江苏无锡·中考真题）如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的过程中， 能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小 （选填“不变”或“减小”）。 【答案】 0 重力势 不变 【详解】[1]小球在A点时静止，动能为零，从A点由静止释放，能达到与A点等高的B点，说明没有能量损失，即机械能守恒。由于B点与A点等高，重力势能相等，所以B点动能与A点相同也为0。 [2]摆球从A点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。 [3]如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。说明摆球在运动过程中没有能量损失，整个过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，因此摆球的机械能不变。 15．（2024·江苏常州·中考真题）2023年11月9日，甘肃省消防队举行高楼灭火演习．如图甲所示，电动灭火无人机悬停在空中．如图乙所示，当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时，原本悬停的无人机水平向左飘移，这说明力的作用是 的。使原本悬停的无人机发生飘移的是 对 施加的力；喷射干粉过程中，灭火无人机的重力势能 。 【答案】 相互 喷射的干粉 无人机 减小 【详解】[1] [2][3]当无人机水平向右猛烈喷射干粉时，无人机给干粉向右的喷射力，同时向右的干粉给无人机向左的反冲力，使原本悬停的无人机水平向左飘移，这说明力的作用是相互的；使原本悬停的无人机发生飘移的是喷射的干粉对无人机施加的力。 [4]喷射干粉过程中，灭火无人机的质量减小、高度不变，无人机的重力势能减小。 16．（2024·海南·中考真题）火箭搭载探测器加速升空过程中，探测器的动能 ，重力势能 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 变大 变大 【详解】[1]探测器的质量不变，速度变大，动能变大。 [2]探测器的质量不变，高度变大，重力势能变大。 17．（2024·山东淄博·中考真题）在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 m，牵引力做功的功率是 W，重力做功是 J。 【答案】 3500 6.3×107 0 【详解】[1]已知汽车的速度为 v=1260km/h=350m/s 10s内汽车通过的路程 s=vt=350m/s×10s=3500m [2]汽车在做匀速运动，处于平衡状态，根据二力平衡可知，牵引力等于阻力，即 F牵=f=1.8×105N 牵引力做功的功率 P=F牵v=1.8×105N×350m/s=6.3×107W [3]重力的方向始终是竖直向下的，汽车在竖直方向没有移动距离，因此重力不做功，为0J。 三、实验题 18．（2023·湖南郴州·中考真题）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是 的。（选填“相同”或“不同”）。    （1）实验1将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。 （2）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 （选填“短”、“长”或“相等”）由上述实验现象，我们可以得出结论；同一物体， ，动能越大。 （3）实验3将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为和，则 （选填“>”、“=”或“<”）。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 。 A．沿a轨迹运动　　B．沿b轨迹运动 C．沿c轨迹运动　　D．保持静止    【答案】 不同 短 （运动）速度越大 = A 【详解】[1]小球从斜面上不同的高度由静止滚下，由于小球的重力势能不同，则小球到达斜面底端时速度不同。 （2）[2][3]根据图示可知，实验2中木块被撞的距离比实验1的距离要小一些，两次实验中的小球的质量相同，滚下的高度不同，高度越低，到达水平面时的速度越小，推动木块移动的距离就越小，动能越小，所以能得出结论；同一物体，运动速度越大，动能越大。 （3）[4]由于忽略空气阻力，经过A、B两点到达C点的过程中，没有外力对小球做功，则小球的机械能守恒，即。 [5]当小球到达C点时，速度为水平向右运动，此时小球所受各个力突然全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将保持这一状态，所以小球将沿a轨迹运动。 故选A。 19．（2024·贵州·中考真题）小明观察到如图甲所示的组合式滑梯，各个滑梯的高度都有所不同，小朋友从不同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同，速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小明的思考：人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢？ 他猜想：与人开始下滑的起点高度有关。 小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验，如图乙所示。纸板一端置于垫块上，另一端置于水平桌面上模拟滑梯，用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人，通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小，距离越长表明速度越大。 请你回答下列问题： （1）若释放后木块保持静止，是因为木块受到沿纸板向 的摩擦力，若要让木块下滑，写出一种操作方法： ； （2）解决上述问题后继续探究。如图丙①所示，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上的M点；如图丙②所示，从纸板中部释放木块，木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动距离，可以得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高， ； （3）根据上述探究，小明认为，要保证人不因速度过大冲出滑梯，设计时可以考虑在滑梯底端再连接一段 方向放置的滑梯，结合上述实验现象和所学物理知识说明这样设计的必要性；( ) （4）结合你坐滑梯的经历，谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢？（写出两个因素即可）( ) 【答案】 上 增大斜面的坡度 滑至底端时速度越大 斜向上 见解析 滑梯较为光滑、滑梯较陡 【详解】（1）[1][2]若释放后木块保持静止，说明木块处于平衡状态，受力平衡，因此其受到的重力，斜面对其的支持力和沿斜面向上的摩擦力平衡，因此木块保持静止的原因是其受到沿纸板向上的摩擦力。为此我们可以增大斜面的坡度，从而减小木块受到的摩擦力。 （2）[3]由实验可知，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上的M点；从纸板中部释放木块，木块运动至桌面上的N点，由图丙可知，木块由顶端滑下后在桌面上移动的距离更远，说明其速度较大，因此可得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高，滑至底端时速度越大。 （3）[4][5]由于人的速度较大容易冲出滑梯，即人此时的动能较大，因此可以将人的动能转化为重力势能，以防止人冲出滑梯，所以可以在滑梯底端再连接一段斜向上方向放置的滑梯。 （4）[6]根据生活经验和物理知识可知，当滑梯较为光滑时，人从滑梯滑下时，克服摩擦做功产生的内能较小，则重力势能转化为动能更大，则速度更大；滑梯较陡时，人从滑梯滑下时，受到的摩擦力较小，克服摩擦做功产生的内能较小，则重力势能转化为动能更大，则速度更大。 四、计算题 20．（2024·广西·中考真题）一艘货轮在长江某河段行驶，50s内匀速通过200m的路程，其牵引力为5×105N，求： （1）货轮行驶的速度； （2）牵引力做的功； （3）牵引力的功率。 【答案】（1）4m/s；（2）1×108J；（3）2×106W 【详解】解：（1）货轮行驶的时间t=50s，行驶的路程s=200m，则货轮行驶的速度 （2）牵引力F=5×105N，则牵引力做的功 （3）牵引力的功率 答：（1）货轮行驶的速度为4m/s； （2）牵引力做的功为1×108J； （3）牵引力的功率为2×106W。 21．（2023·四川雅安·中考真题）为加快川藏铁路建设进度，建设者节假日依然奋战在一线。工地上工人师傅用叉车将质量为1000kg的货物匀速提高1.5m用时5s（g取10N/kg）。求： （1）货物的重力； （2）货物上升的速度； （3）叉车提升货物的功率。 【答案】（1）1×104N；（2）0.3m/s；（3）3000W 【详解】解：（1）货物的重力为 （2）货物上升的速度为 （3）叉车提升货物的功率为 答：（1）货物的重力为1×104N； （2）货物上升的速度为0.3m/s； （3）叉车提升货物的功率为3000W。 22．（2023·四川资阳·中考真题）目前倡导“绿色出行，低碳生活”，油电混合动力汽车具有环保、节能、高效等诸多优势，正逐步取代传统燃油车。如图所示，某油电混合动力汽车（含驾驶员）质量，电池最大储能能量，当电能剩余时必须重新充电才能继续行驶；若汽车在某次性能测试中，沿水平道路行驶时所受阻力f为车重的倍，电动机能量转化效率，燃油发动机能量转化效率，汽油热值，g取10N/kg。求： （1）该汽车充满电后，在纯电模式下沿该道路行驶的最大里程； （2）若换用燃油模式，要完成与（1）相同的行驶过程需要燃烧的汽油质量（不考虑燃油燃烧对汽车质量的影响，结果保留2位小数）。 【答案】（1）；（2）30.05kg 【详解】解：（1）汽车重力 沿水平道路行驶时所受阻力 f=0.05G=0.05×1.6×104N=800N 在纯电模式下，电动机输出有用功 在纯电模式下沿该道路行驶的最大里程 （2）换用燃油模式，要完成相同的行驶过程汽油放出热量 需要燃烧的汽油质量 答：（1）在纯电模式下沿该道路行驶的最大里程为； （2）需要燃烧的汽油质量为30.05kg。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $$