第11章　功和机械能 2025-2026学年物理沪粤版（2024）九年级上册

该初中物理课件聚焦“功和机械能”单元，围绕滑轮组、筒车等典型机械展开教学，通过问题驱动与情境导入，引导学生从生活实例中抽象出有用功、总功、机械效率等核心概念，构建起“能量转化与守恒”的物理观念，形成由浅入深的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，以第7题筒车案例为载体，借助真实史料与多组数据对比，培养学生模型建构与科学论证能力，同时在第6题中通过功率与机械效率的推导强化逻辑推理，体现物理学科特色。教师可借此提升课堂深度，学生则能在真实问题解决中发展素养，实现知识迁移与能力进阶。

第十一章　功和机械能 11.3　机械效率 1. 下列说法中正确的是(　B　) A. 小刚比小明做功多，则小刚的功率一定比小明的功率大 B. 小刚比小明做功多，且做功所用时间比小明少，则小刚的功率一定比 小明的功率大 C. 机械做的有用功越多，机械效率越高 D. 机械做功越快，机械效率越高 B A组 重点基础练习 2. 小明为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案，小 明采用这两种搬运方案分别将地面上质量相同的材料运送到相同高度的 三楼，实际所用拉力和时间均相等。已知每个滑轮受到的重力相同，绳 重与滑轮的摩擦均可忽略不计。则下列关于甲、乙两种方案的说法正确 的是(　B　) A. 小明所做的有用功之比为3∶4 B. 小明所做的总功之比为3∶4 C. 滑轮组的机械效率之比为1∶1 D. 小明施加拉力的功率之比为4∶3 B A组 重点基础练习 3. 如图所示，同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100 N的物 体，已知滑轮重20 N(绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计)，则手的拉力F 甲 F乙；机械效率η甲 η乙。(均选填“＞”“＜”或“＝”) ＞　 ＞　 A组 重点基础练习 4. 如图甲所示，使用两个滑轮组提升重力均为900 N的物体，使物体匀速 升高不同的高度。两滑轮组相关的数据如图乙所示。其中，利用A滑轮 组做的有用功为1 800 J，利用B滑轮组做的有用功为1 400 J。则： (1)由图乙判断：A滑轮组的机械效率是 ⁠。 75％　 (2)计算：①A滑轮组中，物体被提升的高度为 ；②F1的大小 为 ⁠。 (3)使用A滑轮组做的额外功 (选 填“大于”“等于”或“小于”) 使用B滑轮组做的额外功。 2 m　 400 N　 等于　 A组 重点基础练习 5. 如图甲所示，某建筑工地上，起重机将102 kg的石板匀速提升了20 m。安装在吊臂上的滑轮组结构如图乙所示，忽略绳重与摩擦。若滑轮 组提升石板的机械效率为85％，关于此次提升，请你解答： (1)滑轮组做的有用功； 解：(1)W有＝Gh＝mgh＝102 kg×10 N/kg×20 m＝20 400 J (2)作用在钢丝绳头的拉力F； 解：(1)W有＝Gh＝mgh＝102 kg×10 N/kg×20 m＝20 400 J 解：(2)由η＝，可知拉力做的总功W总＝＝＝24 000 J 由图可知，承担物重的绳子段数n为3， 由W＝Fs可知拉力F＝＝＝＝400 N A组 重点基础练习 (3)动滑轮受到的重力。(g取10 N/kg) 答：(略) 解：(3)该滑轮组的额外功W额＝W总－W有＝24 000 J－20 400 J＝3 600 J 忽略绳重与摩擦，动滑轮受到的重力G动＝＝＝180 N 答：(略) 5. 如图甲所示，某建筑工地上，起重机将102 kg的石板匀速提升了20 m。安装在吊臂上的滑轮组结构如图乙所示，忽略绳重与摩擦。若滑轮 组提升石板的机械效率为85％，关于此次提升，请你解答： A组 重点基础练习 6. 如图甲所示，用一个动滑轮匀速竖直提升重为4 500 N的物体，在卷扬 机拉力F的作用下，物体竖直上升的高度随时间变化的关系如图乙所示， 卷扬机的恒定功率为1 000 W。不计绳重和轮轴间的摩擦。下列说法正确 的是(　C　) A. 物体竖直移动的速度为0.4 m/s B. 2 s内滑轮对物体做的有用功为1 900 J C. 动滑轮的重力大小为500 N D. 提升物体时动滑轮的机械效率为95％ C B组 难点易错练习 7. 《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机 械，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，一一倾于枧内，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为动力，用来取水的机械，如图 所示。 (1)若接水槽离取水处高4 m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可 取水4 kg，该筒车旋转一周提升的水的质量为 kg；对进入接水槽 的水所做的功为 J。(接水槽离 倒水处的高度忽略不计，g取10 N/kg) 48　 1 920　 B组 难点易错练习 (2)若筒车旋转一周所用时间为60 s，水流冲击筒车的功率为40 W，水流 所做的功为 J；筒车旋转一周取水的机械效率为 ⁠。 2 400　 80％　 7. 《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机 械，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，一一倾于枧内，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为动力，用来取水的机械，如图 所示。 B组 难点易错练习 8. 石材搬运工人利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，已知石材放在 水平地面上，在500 N的拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运 动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的 阻力为1 200 N，滑轮、绳子的自重不计。在石材移动10 s的过程 中，(g取10 N/kg)求： (1)工人做的总功和有用功； 解：(1)由图，可知n＝3，石材10 s移动了1.0 m，则绳子自由端移动距离 s＝ns物＝3×1.0 m＝3 m， 工人做的总功W总＝Fs＝500 N×3 m＝1 500 J 有用功W有＝f×s物＝1 200 N×1.0 m＝1 200 J 解：(1)由图，可知n＝3，石材10 s移 动了1.0 m，则绳子自由端移动距离s＝ns物＝3×1.0 m＝3 m， 工人做的总功W总＝Fs＝500 N×3 m＝1 500 J 有用功W有＝f×s物＝1 200 N×1.0 m＝1 200 J B组 难点易错练习 (2)工人拉力做功的功率； 解：(2)工人拉力做功的功率P＝＝＝150 W (3)滑轮组的机械效率。 解：(2)工人拉力做功的功率P＝＝＝150 W 解：(3)滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝80％ 答：(略) 解：(3)滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝80％ 答：(略) B组 难点易错练习 $ 第十一章　功和机械能 11.2　功率 1. 巴黎奥运会举重项目最后一个比赛日，中国选手在女子81公斤以上级 比赛中夺得冠军，如图所示，两名运动员参加举重比赛，甲运动员比乙 运动员高，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相同，则(　A　) A. 甲运动员做功多 B. 乙运动员做功较快 C. 两运动员做功一样快 D. 乙运动员做功多 A A组 重点基础练习 2. 小俊把地上的物理课本匀速提到课桌上，所用时间为2 s，此过程小俊 做功的功率大约是(　D　) A. 1 000 W B. 100 W C. 10 W D. 1 W 3. 如图所示，小明用相同的力F1、F2在相同时间内分别把物体A直接提 升和沿粗糙斜面拉升h。F1做功为W1，功率为P1；F2做功为W2，功率为 P2。则(　C　) A. W1＞W2 B. W1＝W2 C. P1＜P2 D. P1＝P2 D C A组 重点基础练习 4. 马拉着重力大小为1 000 N的车在5 min内匀速前进了300 m，如果车受 到的阻力是车重的，则在这段时间内，马拉车做了 J的功， 马做功的功率是 W。重力做功为 J。 5. 甲、乙两辆汽车的发动机输出功率相等，在相同的时间内沿水平公路 匀速通过的路程之比为3∶1，则甲、乙两辆汽车做功之比为 ，所受 的牵引力之比为 ⁠。 3×104　 100　 0　 1∶1　 1∶3　 A组 重点基础练习 6. 小丽提着重6 N的一瓶可乐乘坐电梯匀速上升了12 m，经过4 s到达3 楼，此过程，小丽对这瓶可乐做功为 J，其功率为 W；小 明用大小为50 N的水平推力推着一箱可乐在水平地面上匀速前进了8 m， 所用时间为10 s，上述两个过程，小丽对可乐做功的功率 (选填 “大于”“小于”或“等于”)小明对可乐做功的功率。 72　 18　 小于　 A组 重点基础练习 7. 如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力 方向和运动方向始终一致，运动时间tab＞tcd，运动距离sab＝scd，比较两 种情况下拉力所做的功和功率(　D　) A. ab段做功较多 B. ab段功率较大 C. ab段与cd段的功率一样大 D. ab段与cd段的功一样多 D B组 难点易错练习 8. 如图，木板B置于水平地面上，物块A叠放于B上。水平拉力F1＝70 N，水平拉力F2＝50 N。B静止，A沿木板B以10 cm/s的速度向右匀速滑 动。则拉力F2的功率为 W，地面对木板B的摩擦力为 N。 5　 20　 B组 难点易错练习 9. 某学习小组对一辆平直公路上做直线运动的小车进行观察研究，他们 记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据 绘制了路程与时间的关系图像如图所示。若小车在0～2 s和5～7 s所受到 的牵引力均为200 N，则第1 s和第6 s牵引力的功率之比为 ⁠。 1∶2　 B组 难点易错练习 10. 跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小宇同学想利用所学 的物理知识评估自己平时跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。 (1)实验原理： (填公式)。 (2)实验步骤：①用体重计测量 (填物理量与其对应字 母)； ②用刻度尺测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度)； ③用秒表测量 (填物理量与其对应字母)； P＝　 小宇的质量为m　 小宇跳n次绳所用的时间t　 数据处理：平均功率P＝ (用上述物理量表示)。 　 B组 难点易错练习 (3)若要比较两人跳绳的平均功率大小(假设两个人起跳的平均高度相同)，则 (填字母)。 A. 跳绳的快慢相同，体重大的功率大 B. 跳绳的快慢相同，跳的时间长的功率大 C. 体重相同，跳的次数越多的功率越大 D. 体重相同，跳的时间越长的功率越大 A　 10. 跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小宇同学想利用所学 的物理知识评估自己平时跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。 B组 难点易错练习 $ 第十一章　功和机械能 11.4　动能和势能 1. 关于能的概念，下列说法正确的是(　C　) A. 高山上静止的石头不具有能 B. 物体做功越快，说明物体具有的能越多 C. 只要物体能够做功，这个物体就具有能 D. 只有正在做功的物体才具有能 2. 司机开车下坡前，往往踩下刹车，以减小汽车的速度，这是为了 (　A　) A. 减小动能 B. 减小势能 C. 减小惯性 D. 减小阻力 C A A组 重点基础练习 3. 7月2日，2023年世界女排联赛韩国水原站进行最后一个比赛日的争 夺，中国女排3∶2战胜美国女排。比赛时，运动员打排球，排球离开手后 向上运动到一定高度又落回地面，不计空气阻力，关于排球离开手后的 运动过程，下列说法正确的是(　B　) A. 排球在上升过程中，运动员对排球做功 B. 排球在下落过程中，排球的重力势能变小 C. 排球在上升过程中，排球的动能变大 D. 排球在下落过程中，排球所受的重力做功越来越慢 B A组 重点基础练习 4. 如图所示，荡秋千是很多小朋友喜欢的游戏之一，下列说法正确的是 (　D　) A. 秋千下落时动能减小，动能转化为重力势能 B. 秋千上升时动能减小，重力势能转化为动能 C. 荡秋千时，机械能不变 D. 荡秋千时，机械能改变 D A组 重点基础练习 5. 2023年5月30日9时31分，我国搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F 遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员乘组状态良好， 发射取得圆满成功。在火箭加速升空的过程，其动能 ，重力势 能 。(均选填“增大”“不变”或“减小”) 增大　 增大　 A组 重点基础练习 6. 如图所示，金属小球从导轨的a处由静止滑下，依次经过b处、c处，到 达d处时恰好停下，金属球从a到b的过程中，其动能 (选填“增 大”“不变”或“减小”)，重力势能 (选填“增大”“不变”或 “减小”)，从b到c的过程中，小球增加的重力势能 (选填“大 于”“等于”或“小于”)小球减小的动能。 增大　 减小　 小于　 A组 重点基础练习 7. 如图所示是小朋友玩蹦蹦床的情景，小孩在空中下落的过程中动 能 (选填“增大”“不变”或“减小”)，落到蹦蹦床后下降到最 低点时小孩的重力势能 (选填“最大”“最小”或“为零”)，此 时，蹦蹦床的 能最大。 增大　 最小　 弹性势　 A组 重点基础练习 8. 物体离开运动员后，在运动过程中动能Ek随时间t变化的曲线如图所 示，该物体可能是(　D　) A. 离开脚后在地上滚动的足球 B. 被运动员向下重扣的篮球 C. 松手后由静止下落的乒乓球 D. 斜向上投掷出去的铅球 D B组 难点易错练习 9. 物体在平衡力的作用下，下列说法中正确的是(　B　) A. 一定不能对外做功 B. 具有的动能一定不变 C. 具有的重力势能一定不变 D. 上述情形均无法判断 B B组 难点易错练习 10. 跳伞运动是利用降落伞从高空跳下的一项体育运动。跳伞员乘坐飞 机到高空，然后从飞机上跳下，此后，飞机的重力势能 ；在跳 伞员离开飞机、打开降落伞之前的一段时间内，其下降的速度越来越 大，这过程跳伞员的动能 ，重力势能 。(均选填“增 大”“不变”或“减小”) 减小　 增大　 减小　 B组 难点易错练习 11. 球竖直向上运动并落回地面，这过程中先后经过M、S两点，球在这 两点的动能和重力势能如图甲所示(S点动能大小未画出)。 (1)请分析M点与S点离地高度的大小关系，并在图乙中球的运动轨迹上大 致标出M、S两点的位置。 (2)球在S点时的机械能 (选填“大于”“等于”或“小于”)在M 点时的机械能。 小于　 (3)请在图甲中大致画出球在S点时动能的柱状图。 B组 难点易错练习 12. 小青为了探究物体的动能大小与质量、速度的关系，设计了如图 甲、乙所示的实验。 实验甲：质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开 始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一 段距离后静止，如图甲所示。 实验乙：质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下 运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离 后静止，如图乙所示。 B组 难点易错练习 (1)要探究物体动能的大小与质量的关系，应选用图 (选填“甲”或 “乙”)。 (2)由图甲中两组实验可以得出的结论是 ⁠ ⁠。 乙　 物体的质量相同时，速度越 大，动能越大　 B组 难点易错练习 ①探究液体压强的影响因素时，用U形管液柱高度差来比较液体压强的 大小。 ②探究压力的作用效果的影响因素时，根据海绵受力后的形变程度来比 较压力的作用效果的大小。 ③探究阻力对物体运动的影响时，推理得出如果不受阻力，物体将一直 运动下去。 (3)这个实验中，利用木块被碰撞后移动的距离来比较物体动能的大小， 下列实验与此实验方法相同的有 (填序号)。 ①②　 B组 难点易错练习 $ 第十一章　功和机械能 11.1　功 1. 下列关于功的说法正确的是(　D　) A. 小明用力推发生故障的汽车而未推动，推力对汽车做了功 B. 某同学背着书包在水平路面上行走时，他对书包做了功 C. 足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功 D. 举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功 D A组 重点基础练习 2. 物体在相同力F的作用下，分别以3 m/s和10 m/s的速度沿着力的方向 移动了相同的距离s，所做的功分别为W1和W2，则下列说法正确的是 (　C　) A. W1＜W2 B. W1＞W2 C. W1＝W2 D. 无法判断 C 3. 小刘用50 N的水平推力把重200 N的购物车沿水平方向移动了3 m，此过程推力做功为 ，重力做功为 。小刘放开手后，购物车继续前进1 m，此过程小刘 (选填“有”或“没有”)对购物车做功。 150 J　 0 J　 没有　 A组 重点基础练习 4. 如图所示，身高1.8 m、体重80 kg的某运动员，在一次撑竿跳高训练中的成绩是5 m。若他起跳前的重心距地面1 m，则他撑竿起跳时克服重力做的功为 J；越过横杆后，运动员松开撑竿下落到地面垫子上的过程中，撑竿对他做的功为 J。(g取10 N/kg) 3 200　 0　 A组 重点基础练习 5. 刘华提着装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼坐电梯匀速到5楼，则：(20个鸡 蛋的重量约10 N，1楼到5楼的高度约12 m) (1)此过程他对鸡蛋做功大约是多少？ 解：(1)鸡蛋做匀速直线运动，二力平衡。手对装有鸡蛋的塑料的拉力 F拉＝G＝10 N，他对鸡蛋做功为 W＝F拉h＝10 N×12 m＝120 J 解：(1)鸡蛋做匀速直线运动，二力平衡。手对装有鸡蛋的塑料的拉力 F拉＝G＝10 N，他对鸡蛋做功为W＝F拉h＝10 N×12 m＝120 J (2)电梯出来后他沿水平面走了3 m到达家门口，此过程他对鸡蛋做功大 约是多少？请写出计算过程或说明原因。(塑料袋的质量忽略不计) 解：(2)因为刘华对鸡蛋的拉力方向与水平移动的方向垂直，所以此过程 刘华对鸡蛋没有做功。 答：(略) 解：(2)因为刘华对鸡蛋的拉力方向与水平移动的方向垂直，所以此过程 刘华对鸡蛋没有做功。 答：(略) A组 重点基础练习 6. 如图所示是小铭玩排球的一个场景，以下情景中他对排球做功的是 (　B　) A. 手拿着排球静止 B. 手举起排球 C. 抛出后的排球在空中继续前进 D. 抛出后的排球下落到地面 7. 小青将掉在地上的物理课本捡回来放在桌面，所做的功最接近(　C　) A. 0.02 J B. 0.2 J C. 2 J D. 20 J B C B组 难点易错练习 8. 如图所示，斜面长度为0.6 m，高度为0.2 m，重为20 N的小球从斜面 滚下，斜面对小球的支持力为16 N，小球从斜面滚下来的过程中，重力 做功为 J，此过程支持力做功为 J，小球在水平面上运动了 0.5 m，此过程支持力做功为 J。 4　 0　 0　 B组 难点易错练习 9. 如图所示，OQ是粗糙程度不同的水平地面，物体在水平拉力作用下从 O点匀速直线运动到Q点，已知F1＝2F2，F1做的功为W1，F2做的功为 W2，则W1 (选填“＞”“＜”或“＝”)W2。 ＝　 B组 难点易错练习 10. 小明用水平推力F把箱子向前推动，已知此过程中，推力F和箱子前 进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示，则箱子在第2 s时受到的摩擦力为 N；在0～1 s内推力做的功为 J，在3～5 s内推力做的功为 J。 200　 0　 400　 B组 难点易错练习 11. 冰壶被大家喻为冰上的“国际象棋”，属于北京冬奥会比赛项目。冰 壶由壶体、手柄和螺栓组成，直径不到30 cm，重量近20 kg。如图甲为 运动员进行冰壶比赛时的情境。运动情况如图乙所示：冰壶从A点被运动 员用10 N的推力推着运动6 m后，在B点被推出，该过程用时5 s，被推出 去的冰壶最终停在O点，从A点到O的点运动过程中，运动员对冰壶做的 功是多少？ 解：此过程运动员只有在AB段对冰壶做功 WAB＝Fs＝10 N×6 m＝60 J 答：(略) B组 难点易错练习 $