2026年中考物理一轮复习课件：第十一讲功和机械能

第十一讲　功和机械能 定义:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的①　 　 上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功 做功的必要因素:作用在物体上的②　 　 ;物体在这个力的方向上 ③_________________　 　 　移动的距离　   　力　 功 　方向　 三种不 做功的 情况 示意图 特点 物体在水平方向不受力,因惯性而动 物体受力,但静止(受平衡力) 有力有距离,力的方向上无距离 公式:W=Fs   要点 说明 物理 含义 功率用来表示物体做功的④　 　 。功率越大,表示做功越快  (1)功率的大小由做功多少和做功时间的长短共同来决定。功率大,表示该物体做功快,并不表示它做功一定多,做功的多少还跟做功的时间有关 (2)定义式P=适用于各种情况下功率的计算,它算出的是平均功率，有时也用其变形W=Pt来计算功的大小 定义 功与做功所用时间之比叫⑤_________　 　 公式 定义式 P= 推导式 P=⑥　 　 (用此公式计算,必须采用国际单位制)  数值与 单位 功率在数值上等于单位时间内物体所做的功。国际单位制中,功率的单位是瓦特(W),1 W=1 J/s;1 kW=103 W 推导式 P=Fv只适用于做匀速直线运动的物体,它算出的是瞬时功率 　Fv　 　功率　  　快慢　   概念 特点 决定大小的因素 共同特点 动能 物体由于⑦　 　 而具有的能量  一切运动的物体都具有动能 质量、速度 具有能 的物体 都能够 做功 势能 重力 势能 物体由于被 ⑧　 而具有的能量  一切被举高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量 一切发生弹性形变的物体均具有弹性势能 形变程度、材料 机械能 动能和势能统称为机械能 　举高　 　运动　 动能、 势能和 机械能 机械能间 的转化 无⑨ _______　 作用下能的转化   机械能守恒 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⑩______________　 　 　保持不变　  　外力  机械能 守恒及 其转化 典例1　(2025·广州)在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上，运动员用水平推力从a点推动冰壶，经过b点时松手，冰壶到达c点停止运动，由a到b和由b到c的过程中，设冰壶受到的滑动摩擦力分别为fab和fbc，运动员对冰壶做的功分别为Wab和Wbc，则(　　)   A．fab<fbc B．fab＝fbc C．Wab<Wbc D．Wab＝Wbc B ［解析］由a到b和由b到c的过程中，水平面的粗糙程度相同，冰壶对水平面的压力等于冰壶的重力，重力相同，所以压力相同，则摩擦力相同，即fab＝fbc，故A错误，B正确；由a到b运动员对冰壶做的功Wab＝Fsab>0，由b到c冰壶脱离了运动员的手，运动员对冰壶不做功，即Wbc＝0，因此Wab>Wbc，故C、D错误。 典例2　(2025·苏州)叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在10 s内将质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m，g取10 N/kg，求此过程中：   (1)货箱的速度。 (2)叉车对货箱所做的功。 (3)叉车对货箱所做功的功率。 ［答案］答案见解析 ［解析］解：(1)货箱的速度v＝＝0.3 m/s。 (2)叉车对货箱所做的功W＝Gh＝mgh＝300 kg×10 N/kg×3 m＝9 000 J。 (3)叉车对货箱所做功的功率P＝＝900 W。 典例3　(2025·长沙)在紧急救援时，可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电，为现场提供照明和通信。当浮空器匀速升空时，它的(　　) A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．机械能减小 C ［解析］当浮空器匀速升空时，质量不变，速度不变，动能不变，故A、B不符合题意；当浮空器匀速升空时，质量不变，高度增大，重力势能增大，动能不变，机械能包括动能和势能，则机械能增大，故C符合题意，D不符合题意。 典例4　(2025·河北)如图为河北丰宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最大)的示意图。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是(　　)   A．水从下水库被抽到上水库，重力势能减小 B．物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小 C．放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大 D．水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能 D ［解析］水从下水库被抽到上水库，质量不变，高度增大，重力势能增大，故A错误；物料运输车沿盘山路行驶，质量不变，速度增大时，动能增大，故B错误；放水发电时，水由上水库至下水库，克服摩擦做功，机械能减小，故C错误；水沿自流排水洞自动向下流动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为为动能，故D正确。 易错点1　对功、功率的概念不能正确理解 功率的大小由做功的多少和做功时间的长短共同决定，在分析问题时，不能认为做功多功率就一定大，因为做功时间不确定；也不能认为做功时间短功率就一定大，因为做功多少不确定。在比较功率的大小时，如果做功的多少和时间的长短都不同，要通过功率公式P=来进行比较。 1．关于力、时间、功与功率的关系，下列说法正确的是( ) A．力越大，功率越大 B．时间越短，功率越大 C．做功越多，功率越大 D．做功越快，功率越大 D 易错点2　计算功时，力和距离不对应 公式W=Fs中，s必须是物体在力F的方向上移动的距离。比如，用斜面拉物体时，力是沿斜面的拉力，距离是物体沿斜面移动的长度，而非斜面的高度；滑轮组对物体做功为物重乘以物体移动距离，拉力做功为拉力乘以拉力移动距离。 2．如图所示为某省著名的登封十八盘公路，它的竖直高度为450 m，公路全长约4.2 km。一辆质量为2 t的家用汽车在4 000 N的牵引力作用下，从山底行驶到山顶，用时10 min，牵引力做功为 J，克服重力做功为 J，牵引力做功的功率为 W。(g取10 N/kg)  2.8×104 9×106 1.68×107 3．用如图所示的滑轮组匀速提升重为480 N的物体，所用拉力为200 N，不计绳重和摩擦，将重物提升3 m所用时间为10 s。求：  (1)滑轮组对物体所做的功。 (2)拉力的功率。 解：(1)滑轮组对物体所做的功W1＝Gh＝480 N×3 m＝1 440 J。 (2)由题图知，滑轮组承重绳子为3根，绳子端移动的距离s＝3h＝3×3 m＝9 m，拉力所做的功W2＝Fs＝200 N×9 m＝1 800 J，拉力的功率P拉＝＝180 W。 易错点3　动能和势能的影响因素考虑不全 ①动能由质量和速度共同决定(质量越大、速度越大，动能越大)；重力势能由质量和高度共同决定(质量越大、高度越高，重力势能越大)。例如，缓慢行驶的大货车动能可能比高速行驶的汽车大(因货车质量大)。 ②物体被竖直上抛或做单摆运动时，到达最高点时速度为0；物体被斜抛时，到达最高点时速度不为0，有水平方向速度。 4．下列物体中动能保持不变的有( ) A．路上匀速行驶且正在作业的洒水车 B．加速飞行的C919飞机 C．沿粗糙斜面向上匀速运动的小车 D．被投掷出的篮球 C 易错点4　认为机械能转化时总量一定不变，忽略摩擦等阻力的影响 只有在没有摩擦和其他阻力(理想情况)时，机械能才守恒。实际中，克服摩擦做功会使部分机械能转化为内能，导致机械能总量减少(如滚摆运动时会逐渐停下)。 A．变大　不变　小于 B．变小　不变　小于 C．变小　不变　大于 D．变大　变大　大于 5．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”(钱学森弹道)的方式着陆地球；其着陆过程的部分轨迹简化如图所示，其中B、C两点高度相同，AB段返回器的动能　　　　；BC段返回器的机械能　　　　；CD段返回器的动能增加量　　　　重力势能的减少量，以上三空正确的是( )  B ［实验装置］ ［交流与反思］ 1．木块最终停下来是因为受到③ 的作用。若水平面绝对光滑，该实验④ (选填“能”或“不能”)达到探究目的，原因是⑤ _ _ _ 2．能量转化：钢球从斜面滚下，下滑过程中⑥ 能转化为⑦ 能；木块在水平面上运动直至静止，将⑧ 能转化为⑨ 能 ［实验方法］ 控制变量法 转换法：通过木块移动的距离判断钢球动能的大小 ［实验结论］ 1．质量相同的物体，① ，它的动能越大 2．运动速度相同的物体，② ，它的动能越大 机械 动 重力势 距离 做匀速直线运动，无法比较运动的 木块 不能 阻力 质量越大 运动的速度越大 实验　探究物体的动能跟哪些因素有关 内 为了模拟研究超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球从同一装置高度分别为hA、hB、hC的位置由静止滚下(mA＝mB<mC，hA＝hC>hB)，推动小木块运动一段距离后停止，根据生活经验和所学的物理探究方法回答。 甲 乙 丙 丁 基础考法 (1)实验中通过比较 ，判断 (选填“小木块”或“小球”)的动能大小。  (2)在甲、丙两图所示的实验中，A、C两球刚滚到水平面时的速度 (选填“相等”或“不相等”)。  (3)比较甲、乙两图可得： 。  质量相等时，小球速度越大，动能越大 相等 小球 小木块移动的距离 能力提升 (4)用来研究超载带来的安全隐患时，小震应选择 两图所示的实验进行比较。  (5)实验中，小球碰撞木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑动一段距离后停下，设碰撞前一瞬间小球的动能为E，木块克服摩擦力所做的功为W，则E (选填“>”“＝”或“<”)W。  (6)同桌小霞根据乙、丙两图得出结论物体的动能大小与质量有关；而小明认为小霞的判断依据不正确，理由是：__________________________ _ 。  相同 没有控制物体(或小球)的速度 > 甲、丙 核心素养 (7)后来小霞分别用B球和C球将弹性相同的弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所示，则两球离开弹簧时的速度vB (选填“>”“＝”或“<”)vC，纸盒被推开的距离 (选填“相同”或“不相同”)。  相同 > 1．(2021·安徽)中国空间站“天和”核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳能电池翼，单翼的发电功率可达9 kW，从能量转化的角度分析“9 kW”表示的物理意义是： 。  考点1　功和功率的概念 1 s可将9 kJ太阳能转化为电能 考点2　功和功率的计算 2．(2024·安徽)一起重机在10 s内将重为5 000 N的物体竖直向上匀速提升2 m。求： (1)物体上升的速度大小。 (2)起重机提升物体的功率。 解：(1)物体上升的速度v＝＝0.2 m/s。 (2)起重机对物体做的功W＝Gh＝5 000 N×2 m＝10 000 J，起重机提升物体的功率P＝＝1 000 W。 3．(2023·安徽节选)如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6 N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6 m，物体上升的高度为0.3 m，弹簧测力计的示数为4 N。求此过程中做的有用功。 解：克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝6 N×0.3 m＝1.8 J。 4．(2022·安徽)在一次跳伞表演中，运动员在5 s的时间内竖直向下匀速降落了30 m。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1 000 N，求这个整体在该过程中： (1)所受阻力的大小。 (2)所受重力做功的功率。 解：(1)因为运动员和降落伞竖直向下匀速降落，所以这个整体所受的阻力和重力是一对平衡力，即f＝G＝1 000 N。 (2)下落过程中重力所做的功W＝Gh＝1 000 N×30 m＝30 000 J，重力做功的功率P＝＝6 000 W。 5．(2021·安徽)如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500 N，握拳时手臂的长度为0.6 m，完成4次引体向上所用的时间为10 s。求： (1)小明完成1次引体向上所做的功。 (2)10 s内小明做引体向上的功率。  解：(1)做引体向上时需要克服重力做功，已知小明体重G＝500 N，每次上升距离h＝0.6 m，小明完成一次引体向上做的功W＝Gh＝500 N×0.6 m＝300 J。 (2)小明10 s内做的总功W总＝4×300 J＝1 200 J，小明做功的功率P＝＝120 W。 6．(2020·安徽节选)在车站广场上，常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上，如图所示。假设作用在箱子上的水平推力F推＝20 N，A、B一起做匀速直线运动。若10 s内箱子运动的距离为8 m，求力F推做功的功率。   解：推力做的功W＝F推s＝20 N×8 m＝160 J，推力做功的功率P＝＝16 W。 7．(2019·安徽)如图，水平地面上一个重为50 N的物体，在大小为10 N的水平拉力F作用下，向左做匀速直线运动，在5 s的时间内通过的距离为2 m。求物体运动过程中： (1)所受摩擦力的大小。 (2)拉力F做功的功率。  解：(1)用10 N的水平拉力，拉着物体向左做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则地面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，故f＝F＝10 N。 (2)拉力F做的功W＝Fs＝10 N×2 m＝20 J，拉力F做功的功率P＝＝4 W。 8．(2025·安徽)网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变，如图所示，则在球拍恢复原状的过程中，球拍的弹性势能转化为网球的 。  考点3　机械能及其转化 动能 9．(2024·安徽)如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间。若一游客系好安全弹性绳，从平台上由静止开始下落，则从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的( )   A．动能一直增大 B．重力势能一直减小 C．机械能保持不变 D．机械能一直增大 B 10．(2023·安徽)如图，在射箭比赛中，运动员释放弓弦将箭射出，弓弦的弹性势能转化为箭的 能。  动 11．(2022·安徽)如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3 t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的 ( ) 　　　　　　　　　　　 A．重力势能不变 B．动能增大 C．机械能不变 D．机械能增大 D 12．(2021·安徽)图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中 ( ) A．动能减小 B．重力势能不变 C．机械能增大 D．机械能不变 C 13．(2020·安徽)一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点(如图所示)。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么( )   A．卫星在远地点的势能最大、动能为零 B．卫星在近地点的动能最大、势能为零 C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小 D．卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小 C 14．(2019·安徽)如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动(已知AO＝OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是 ( )   A．小球的动能不断增加 B．弹簧的弹性势能不断减少 C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等 D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变 D $