第11章 功与机械能整合与提升-【鸿鹄志·名师测控】2025-2026学年新教材九年级上册物理（沪粤版2024 江西专版）

第十一章整合与提升 日本章知识构建 定义：作用在物体上的力，使物体在① 移动一段距离，就说这个力对 物体做了机械功，简称做了功 做功必要因素：作用在物体上的② 和物体在③ 的方向上通过的④ 公式：⑤ 单位：焦耳，简称焦，符号为J;1J=1N·m 定义：把⑥ 与⑦ 的比叫做功率 机功率公式：⑧ ,推导公式：P=F(适用于匀速直线运动) 械 单位：瓦特，简称瓦，符号为W;1W=1J/s,1kW=⑨ 定义：把有用功W有用与总功W总的比值叫做机械效率 机 机械效率 公式：7=⑩ ,相关公式：W点=W有用十W额外 定义：物体由于① 具有的能 动能 影响因素：质量、② 定义：⑧ 物体由于受到重力作用而具有的能 重力势能 影响因素：④ 、被举的高度 动能和势能势能 定义：物体发生⑤ 而具有的能 弹性势能 影响因素：物体弹性强弱、⑥ 物体的动能和势能是可以相互⑦ 的；有摩擦等阻力时，在动能与势能的 相互转化中，机械能会⑧ 教材素材延伸 地上的状态如图中虚线球 C 命题点1判断力对物体是否做功 所示。 1.(2024·常州中考)起重机将1000N的重物 (1)根据 先竖直向上匀速提升3m,再悬停6s,起重 可以判断出 沙地 机对重物做功情况是 ( ) 球释放前的重力 A.提升过程做了功，悬停过程做了功 势能最大。 B.提升过程不做功，悬停过程不做功 (2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的 C.提升过程不做功，悬停过程做了功 因素是 D.提升过程做了功，悬停过程不做功 (3)比较球 和球 ,可探究重力势能 命题点2探究物体重力势能的大小与哪 大小和物体被举高的高度有关。 些因素有关 (4)本实验中运用到了 和 2.如图所示，在“探究影响重力势能大小的因 两种物理研究方法。 素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球 (5)某组同学在探究时为了显示重力势能的 A、铁球B和塑料球C,球A、C离沙地高度 大小，甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学 相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙 用海绵代替沙子，你认为其中合适的是用 (选填“橡皮泥”或“海绵”)。 第十一章功与机械能15 旷重点实验突破 了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带 实验1测量滑轮组的机械效率 来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别 为m1和m2(m1<2)的小钢球从圆弧轨道 1.[科学探究]同学们进行了“影响滑轮组机械 的一定高度(h1<h2)由静止滚下，撞击水平 效率因素”的实验探究，用到的装置如图所 面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中 示，实验数据记录如表所示： 的圆孤轨道、水平面和纸盒均不变)。 [电磁铁} X小树球 5一 甲 乙 丙 钩码上 绳端 绳端移 实验 钩码重 机械 升高度 拉力 动距离 丙 序号 G/N 效率n h/m F/N s/m (1)分析甲、乙两图可知， (选填“甲”或 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% “乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时 2 2 0.2 1.2 0.6 的速度更大。 3 4 0.1 1.9 0.3 70.2% (2)比较甲、乙两图可知，在 一定时， 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% 小钢球的 越大，动能越大。 (1)本实验中用到的测量工具有 和 (3)比较 两图可以模拟汽车超载带 第2次实验的机械效率约为 来的危害。 (结果精确到0.1%)。 (4)假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学 (2)分析表中数据可知：第4次实验是用图 的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪 所示装置来完成的。 些事项： (3)通过比较1、2两次实验数据可得出结论： 使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的 机械效率与 无关。 (4)通过比较 (填序号)两次实验数据 目中考考点强化 可得出结论：同一滑轮组提升的物体越 考点1功和功率 重，滑轮组机械效率越高。 1.下列有关功的说法正确的是 (5)通过比较3、4两次实验数据可得出结 A.用力推车没有推动，人对车也做了功 论：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越 B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没 重，机械效率越 有做功 实验2探究动能的大小跟哪些因素有关 C.运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠 2.[主题教育·交通安全]近年来，渣土车因 铃做了功 “多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引 D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对 起了交通管理部门的高度重视。小彤设计 书包做了功 16 物理I九年级上册HY 2.(2024·连云港中考)如图所示，一个人先后考点2机械效率 两次用同样的时间、同样大小的力，将不同 6.工人利用滑轮组提升重480N的建 质量的物体在不同的表面上分别移动相同 筑材料，如图所示。已知工人对绳子 的距离。该力在此过程中所做功的大小分 的拉力F为200N,建筑材料在10s 别为W1、W2,功率的大小分别为P、P2,关于它 内匀速上升了5m,不计绳重及摩擦。 们之间的大小关系，说法正确的是 ( 下列说法正确的是 ( A.动滑轮所受重力为280N m 2m 2m B.滑轮组所做的有用功为3000J 光滑平面 粗糙平面 C.拉力F的功率为300W A.W1<W2,P<P B.W>W2,P>P2 D.滑轮组的机械效率为75% C.Wi=W2,P=P2 D.W<W2,P>P2 7.如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被 3.[主题教育·体育健康]为 水平匀速拉动1.2m时，作用在绳子自由端 提高学生体质，很多城市 的拉力F为1000N,绳子自由端移动的速 把跳绳（如图所示）列入了 度为0.6m/s,滑轮组的机械效率为80%，则 初中体育学业水平测试项 下列说法正确的是 ( 目。某初三学生1min完成了180次跳绳， 以下相关估测不符合实际的是 A.学生质量可能是50kg B.每次跳起的高度约为5cm A.汽车移动的速度为0.4m/s C.学生1min做功约5000J B.拉力F做的功为1200J D.学生做功的功率为25W C.汽车受到的摩擦力大小为2O00N 4.(2024·赤峰中考)某老旧小区改造工地，工 D.拉力F所做的有用功的功率为480W 人用起重机将重1.2×104N的施工材料匀 8.如图所示，供轮椅上下的斜坡长L=4m,高 速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料 h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡 上升的速度是 m/s;起重机对施工材料做 向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到 功为 J,做功的功率是 W。 顶端。他所做的有用功为 J,斜坡 5.(2024·云南中考)AI机器人逐渐改变了我 的机械效率为 (百分数结果精确到 们的生活，我国自主研发的某款人形机器人 0.1%),木箱所受摩擦力的大小为 N 身高为1.65m,质量为55kg。某次测试中 该机器人用100N竖直向上的力将箱子在 2s内匀速抬高1m。求：(g取10N/kg) (1)机器人所受的重力。 (2)2s内机器人对箱子所做的功。 (第8题图) (第9题图) (3)2s内机器人对箱子做功的功率。 9.(2024·陕西中考)工人利用如图所示装置 提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。 已知滑轮重80N,货篮重120N,不计绳重及 摩擦，工人用该装置匀速提升空货篮时的拉 力为 N。若绳子能承受的最大拉 力为520N,每根钢条重100N,该装置匀速 提升钢条时，所能达到的最大机械效率 为 第十一章功与机械能 17 10.施工现场一台起重机将质量为1800kg的 B.运载火箭加速升空过程 重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定 中，卫星重力势能减小 高度，用时60$，所做的额外功是7.2× C.运载火箭加速升空过程 104J。(g取10N/kg)求： 中，卫星机械能不变 (1)起重机做功的功率。 D.运载火箭加速升空过程中，卫星机械能 (2)起重机的机械效率。 变大 13.[主题教育·体育健康](2024· 成都中考)2023年7月28日，第 31届世界大学生夏季运动会在 成都隆重开幕。如图是我国运 动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运 动员的能量，下列结论正确的是( A助跑过程中，动能保持不变 B.助跑过程中，机械能总量保持不变 C.起跳后的上升过程中，重力势能增大 D.越过横杆后的下降过程中，动能保持 不变 考点3机械能及其转化 14.人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如 11.同学们的课外生活丰富多彩。关于下图的 图所示，离地球最近的一点叫近地点，最远 活动，下列说法正确的是 的一点叫远地点。已知卫星在运行过程中 机械能保持不变，当卫星从远地点向近地 点运动过程中，势能 ,速度 (均选填“增大”或“减小”) 甲 丙 近地点 跳台 弹性绳 A.甲图：足球在上升过程中，机械能保持 不变 A B.乙图：同学从高处落下时，动能转化为重 号卫星 B时 C 力势能 远地点 --水面 C.丙图：同学在跑步时，人对地面的压力与 （第14题图) (第15题图) 地面对人的支持力是一对平衡力 15.如图所示的为蹦极运动的简化示意图，弹 D.丁图：同学挥拍击球时，通过肌肉收缩将 性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定 化学能转化为机械能，使球获得动能并 在跳台O点。运动员由静止开始自由下 飞出 落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运 12.[跨学科实践·社会发展]2023年12月9 动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力 日，世界首枚液氧甲烷火箭“朱雀二号遥 大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低 三”运载火箭将“鸿鹄”“天仪33”和“鸿鹄二 点（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重 号”三颗卫星成功送入预定轨道，下面说法 不计)。从A点到C点的过程中，弹性绳的 正确的是 弹性势能 ;运动员的动能 A.运载火箭加速升空过程中，卫星动能 。（均选填“增大”“减小”“不变”或“先 减小 增大后减小”) 18 物理I九年级上册HY参考答案 基础过关 11.4动能和势能 1.C2.(1)匀速(2)1.874.1%(3)使用同一滑轮组提升重物，物重越大，机械效 第1课时动能和势能 本越高(4)2、33.C4.B 新知梳理 第十一章功与机械能 能力提升 1做功2.运动质量速度大大3.高处的物体高大4.弹性形变大 5.B6.A7.C8.(1)无关0.7(2)80%偏大(3)多小(4)A(5)偏低 11.1功 基础过关 小专题一功功率和机械效率的计算 新知梳理 1.D2.BC3.A4.(1)木块移动的距离钢球(2)速度=(3)质量大 1.解：(1)小明受到的重力G小国-m4gg=55kg×10N/kg-550N,人和自行车的总重 1.力2.力力距离3.乘积焦耳】1 5.多高度ac6.A 为Gg=G十G年=550N+150N=700N,骑行时受到的阻力为总重的0.03，故骑行 基础过关 能力提升 时自行车受到的阻力为f=0.03Ga=0.03×700N=21N,(2)由于自行车在做匀速 L.D2.C3.C4.01005.D6.D 7.C8.B9.AB10.(1)重力势能距离s(2)惯性摩擦力(3)大(4)甲， 直线运动，所以骑行过程中动力与阻力为一对平衡力，这两个力大小相等，故有广一 能力提升 丙(5)速度 f=21N,所以骑行过程中动力做的功为W一Fs-21N×100m=2100J,骑行过程中 7.D8.D9.A10.等于不做功300011.0.6012.642 第2课时机械能的转化 11.2功率 动力做功的功率P=W-200=105W。2.解：1)由=二得，飞机从水源地巡 208 新知梳理 新知梳理 航到火场至少需要的时间：=÷一8品=0.2h.(2)飞机的最大起飞重力G= 1.动能势能2.不变减少3.电机械 1.多少时间做功的多少所用时间2快慢3罗4瓦特W】100 基础过关 mg=5.35×10kg×10N/kg=5.35×10N。(3)克服水受到的重力做的功W= 1.B2.153.B4.0重力势不变5.D6.运动减小7.减小减小 基础过关 1.B2,D3.B4.C5.0.42006.(1)磅秤(3)秒表时间t(4)①mg G6=m8A=1.2X10kgX10N/kg×4m=48X10J,则飞机吸水的功率P=y- 8.等于b 能力提升 ②mgh wngh③m坠1.A 48X10」=2.4×10W。 3.解：(1)钢板所受重力Gw版=g=3600kg× 208 9.D10.A11.A12.D13.D 能力提升 10N/kg=3.6×10N;克服钢板重力傲的功W有=G钢h=3.6×10N×10m= 第十一章整合与提升 3.6×10J。(2)滑轮组共有4段绳子拉着动滑轮，故拉力移动距离为物体提升高度的 8.A9.D10.D11.=<12.3609613.大于3：414.解：(1)被救人员 本章知识构建 匀速直线上升时，受到的重力和拉力是一对平衡力，拉力的大小为F=G=mg 4倍，即=40m由广得拉力做的功Wa-”301-4.5X101,拉 ①力的方向上②力③力④距离⑤W=F;⑥做功的多少⑦所用时间 80% 70kg×10N/kg=700N.(2)拉力的功率为700W,则拉力在10s内做的功为W ⑧P-g@10@×10%①运动D速度8高处的g质量 P=700WX10s=700J.(3)由题可知被救人员匀速直线上升，根据P-要-F0可 大小F-=45X10】-1.125X10N.3)wm=w。-wm=4.5×10J」- 3 40m a.6X10J=9×10J,动滑轮重Ga=W-9X0】=9000N,当载重最大时，质量 ⑤弹性形变西弹性形变大小⑦转化⑧减少 知，在2)的基础上技款人员向上移动的志度为一君-测兴-1心 10m 教材素材延伸 11.3机械效率 m联=5=5×10⑧，G大一m大g=5X10N.则此时机被效率骨×100%= 1.D2.(1)小球在抄地中下陷的深度A(2)质量(3)AB(4)转换法控制变 量法(5)橡皮泥 第1课时机械效率 G太 5×10N Ga￥GaRX100%-Gax TGe100%-5x102N+9x10下×100%84.7%. 重点实验突破 新知梳理 1.(1)弹簧测力计刻度尺55.6%(2)丙(3)重物上升的高度(4)1.3(5)低 4,解：(1)根据题意，人做的有用功为W有附=F=mgh=10kg×10N/k3×4m= 4.有用功W有附总功W点小于 2.(1)乙(2)质量速度(3)乙、丙(4)在安全行车方面需要注意的是不要超速和 基础过关 0网1.2根据题意可知：是×10K-黑×10X=0%.(9)根号感意可 超载，无论是超速还是超载，都会使车的动能增大，遇到交通事故时，其破坏程度就很 1.C2.A3.B4.4062.5%5.A 知：W外=Wa一W有用=500J一400J=100J,克服水桶重力做的功为W=G动= 大（合理即可） 能力提升 mWgh=1kg×10N/kg×4m=40J,克服井绳所受的重力及摩擦力做的功为W= 中考考点强化 6.C7.D8.D9.BD10.解：(1)由图可知承担物重绳子的段数n=2,则带轮组的 W外一W=100J一40J=60J.5.解，(1)箱子受到的重力G=mg=20kg× 1.B2.C3.D4.0.67.2×107.2×105解，(1)机器人所受的重力G 机械数*)-×10%-兽×10%-导×10%-200×10%-75%. 10N/kg=200N。(2)推力所做的功W=Fs=100N×3m=300J,有用功W有m= mg-55kg×10N/g-550N。(2)2s内机器人对箱子所做的功W=Fs-100NX Gh-200N×1.2m-240J,额外功W并-Wa一W有m-300J一240J一60J,斜面对箱 1m=100J,(3)2s内机器人对箱子做功的功率P=W-=1901=50W.。6C7.D (2)绳子自由端移动的速度w=2=2×0.3m/s=0.6m/s,拉力的功率P=罗 子的摩擦力了-”-0-20N。（3)斜面的机被效率是×10%-8× 8.40083.3%209.动10080%10.解：(1)重物被提升的距离h=w= F强=Fm=600NX0.6m/s=360W.(3)不计绳重和摩擦时，根据公式F=(G+ 100%=80%。(4)沿斜面推动物体时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度， 0.1m/s×609=6m,起重机对重物做的功Wm=Gh=mgh=1800kgX10N/kg× G猫)，得动滑轮重G=nF一G=2X600N一900N=300N,提升的物重改为1200N (合理即可)6.解：(1)杠杆水平放置时，杠杆自重的力臂■方OC,设OA一a,则 6m=1.08×10J,起重机做功的功率P=业-W如十W4-108X10十7.2X10」- 60g 时，不计蝇重和摩擦时，清轮组的机被数率了×100%=G化。×10%= Gh OB=3弘，0C-4a,故：4=20C=×4私=2，根据杠杆平衡条件可知：F×0B- 300W,(2)起重机的机械效率男-×100%=W×10%- W有里 石千0×10%=动得0下X10%-如%.④图乙-机枝效*更有的爱点 1200N GXOA十G×la,FX3Xl%=60NXl6十GH×2×4,故：3F=60N+2G#,解得Gw= 1.08×10+7.2X10可×100%=60%。11.D12.D13.C14.减小增大 1.08×10J 15N。(2)因为OA:OB-1:3,故B点上升的高度是A点的3倍，故机械效率为？ 正确。与图甲相比，乙机械要达到相同的日的（或做相同的有用功），使用图乙的定滑 15.增大先增大后减小 轮要少做额外功，即所做的总功少，故机械效率比图甲的高。 ×10%=密×10%=09义3×10%≈6.7%.(3)若将动力作用点从B 第十二章内能与热机 第2课时测量滑轮组的机械效率 点移到C点时，因为OA:4=1:2,所以杠杆重心上升的高度是物体上升高度的2倍 新知梳理 故TW是X10%-c瑞xX1o%-=aGX10%-0N6NX2X 60N 12.1内能 新知梳理 1021①重(2小 100%66.7%,由此可知，杠杆的机械效率不变。 1.分子动能分子势能2.制烈多3.做功热传递等效传导对流辐射 -49- -50- —51—