2026年中考物理一轮复习万能解题讲义---功和机械能

该初中物理中考一轮复习讲义聚焦“功和机械能”核心模块，覆盖判断物体是否做功、功和功率计算、机械能类型及转化等7大中考高频题型，按“解题必备-模板-典例”分层架构，通过考点梳理（如做功两条件）、方法指导（如功率公式推导）、真题训练（如投实心球情境题）突破难点，体现复习系统性与针对性。 亮点在于融合核心素养，如科学思维（题型3用P=Fv推导式培养推理能力，题型5用控制变量法建构实验模型）、科学探究（典例设计“斜面小球撞击木块”实验题）。通过“提水桶水平移动是否做功”辨析题强化能量观念，配合标准化解题模板，帮助学生高效突破考点，教师可据此把控节奏，提升备考效率。

2026年中考物理一轮复习万能解题模板---功和机械能 ★★☆题型1 判断物体是否做功 ★★★题型2 功的计算 ★★★题型3 功率的辨析与计算 ★☆☆题型4 判断物体具有何种机械能 ★★☆题型5 探究影响动能大小的因素 ★★☆题型6 判断动能、势能大小及变化 ★☆☆题型7 机械能的转化及守恒问题 题型1 判断物体是否做功 ★★☆ ● 解题必备 1. 功的定义：如果个力作用在物体上 ，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 2.力对物体做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。 3.力不做功的三种情况 原因 实例 有距离无力 物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离,这时没有力做功。 足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离，人对足球没有做功。 有力无距离 有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过距离。 两名同学没有搬起石头,所以对石头没有做功。 力与距离垂直 物体受到了力的作用，也移动了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直。 提着水桶水平移动一段距离，竖直提水桶的力不做功。 ● 解题模板 判断物体是否做功，关键要分析是否满足做功的两个必要条件：一是有力作用在物体上；二是物体在力的方向上要移动距离，二者缺一不可。 ● 典型例题 典例一如图所示，运动员在投实心球的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．实心球从状态1到状态2的过程中，运动员对实心球没有做功 B．实心球从状态2到状态3的过程中，运动员对实心球没有做功 C．实心球从状态3到状态4的过程中，运动员对实心球没有做功 D．实心球离开手后，运动员对实心球没有做功 典例二如图所示为小朋友玩滑板车的情景，下列说法正确的是（　　） A．小朋友用力蹬地对滑板车没有做功 B．滑板车滑行时速度变慢是阻力改变了其运动状态 C．站在滑板车上的小朋友受到的重力等于滑板车对地面的压力 D．滑板车的车把有凹凸的条纹，是为了增大压强 题型2 功的计算 ★★★ ● 解题必备 1. 功的计算 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 2．公式：用F表示力，S表示在力的方向上移动的距离，W表示功，则W=FS. 3.单位 在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是焦耳，简称焦（J）。 1J=1N ● 解题模板 第一步 明确题意是求哪个力做功。 第二步 分析物体是否在这个力的方向上通过了距离。 第三步 代入公式W=Fs进行求解，计算时注意单位要统一。 ● 典型例题 典例一如图所示，重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，动滑轮重为2N，重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s，2min后，物体B着地，以下说法正确的是（　　） A．物体A受到的摩擦力为3N B．1min内拉力对物体A做功为36J C．2min内B物体的重力做功为144J D．若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动，则F=8N 典例二甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间t的关系如图所示。若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 题型3 功率的辨析与计算 ★★★ ● 解题必备 1.功率的定义：功与做功所用的时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。 2.物理意义：功率表示物体做功快慢的物理量。 3.公式 如果用W表示功，用t表示做功所用的时间，功率的计算公式为。 4.单位 在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，功率的单位是焦秒(J/s)，它有一个专门名称叫瓦特，简称瓦(W)。 工程技术.上还常用千瓦(kW )、兆瓦(MW )作为功率的单位，1kW=1000 W，1 MW=106W。!注意: 功率表示做功的快慢，不表示做功的多少，一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定。功率大的机械做功不一定多；做功多的机械 ，功率也不一 定大。 5.计算功率的另一个公式 (1)当物体在动力F作用下，以速度v沿力F方向做匀速直线运动时，力F所做的功w=Fs=Fvt。力F做功的功率P===Fv。 (2)由P=Fv知，功率一定时机器的牵引力和速度成反比。 例如：汽车行驶在平坦的柏油路面时，需要的牵引力F较小，时速就可大些；在不平坦的路面行驶或上山时，需要的牵引力大，就必须改用低速行驶。 ！注意： (1)P= 是功率的定义式。它表示做功的物体在t时间内的平均功率，而不是某时刻的瞬时功率。无论受力物体运动状态如何，P= 普遍适用。 (2)P=Fv是功率的推导式，它是当物体在恒力F作用下，以速度v匀速运动时推导出来的。它能表示物体的瞬时功率。 ● 解题模板 该题型主要考查功率与其他物理量(如功、机械效率)的辨析及功率的计算。 第一步 功率的理解。功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大，说明做功快。由公式P=可看出功率取决于功W和时间t，而不是由一个物理量决定的，在分析比较功率的大小时，不能只考虑其中一个方面。 第二步 运用公式P=进行有关计算时，要注意W必须是在t时间内做的功，且P、W、t单位要统一。根据功率的计算公式P=一 及功的计算公式W=Fs，可得P=解题时应灵活对公式进行变换，作出正确解答。 ● 典型例题 典例一 关于功和功率，下列说法中正确的是（　　） A．功率大的机器，做功可能少 B．.功率大的机器做功可能慢 C．做功时间越长，机器的功率越小 D．机器做功少，功率一定小 典例二 某汽车发动机输出功率为30kW，恰能以15m/s的速度在水平路面匀速行驶4.5km，其间发动机共做功 J，汽车行驶时受到的阻力为 N．当汽车上坡时，只能保持36km/h的速度匀速行驶时，此时汽车发动机的牵引力为 N。 题型4 判断物体具有何种机械能 ★☆☆ ● 解题必备 1.能量 物体能够做功，就说它具有能量。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。能的单位与功的单位相同，都是焦耳(J)。 2.动能 (1)定义:物体由于运动而具有的能。 (2)决定动能大小的因素：速度和质量。 拓展 由于运动是相对的，因此,动能的大小也是相对的。通常所说的速度是以地球为参照物，所以一般情况下物体的动能是相对地球的。 3.重力势能 (1)定义：物体由于高度所决定的能叫重力势能。 (2)物体重力势能的大小，取决于物体的质量和物体的位置,物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。即质量相同的物体，位置越高重力势能越大；位置相同的物体，质量越大重力势能越大。 4.弹性势能 (1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 (2)弹性势能的大小与物体的材料、弹性形变的大小有关，同一物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。 5.势能:重力势能和弹性势能统称为势能。 ● 解题模板 第一步 判断一个物体是否具有动能，关键看此物体是不运动，若物体是运动的，则它必定具有动能，如航行的帆船、急流的河水、运动的铅球都具有动能。 第二步 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平面有没有被举高，即相对此平面有没有一定的高度。若有高度，则物体具有重力势能；若没有高度，则物体不具有重力势能。如被举高的重锤、山上的石块都具有重力势能。 第三步判断一个物体是否具有弹性势能，关键看此物体是否发生了弹性形变。若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能。如拉伸的弹簧、被拉弯的弓都具有弹性势能。 ● 典型例题 典例一 “车窗抛物”扔掉的不仅是文明，还会引发事故，因为从高速行驶的车中抛出的物体具有较大的（　　） A．内能 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 典例二 运动员撑杆跳高的过程中包含很多物理道理，如： （1）弯曲的撑竿具有 能； （2）运动员由于被弹起一定的高度，具有 能； （3）运动员会落向地面，是由于受到 的作用； （4）其施力物体是 。 题型5 探究影响动能大小的因素 ★★☆ ● 解题必备 1.实验装置 2.实验方法：控制变量法和转换法 3.结论 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，它的运动也越大。 ● 解题模板 第一步 明确影响动能大小的因素：物体的质量和物体运动的速度。 第二步 了解实验方法：实验中应用了重力势能与动能的相互转化、力对物体做功，采用了控制变量法和转换法。 第三步 注意事项：为了使小球到达水平面时速度一定，小球必须斜面的同一高度由静止释放。 ● 典型例题 典例一 用如图所示的装置探究“物体动能的大小与什么因素有关”，下列说法正确的是（　　） A．实验中探究的是木块的动能 B．实验中木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大 C．研究动能大小与速度的关系时，应该让钢球从斜面的相同高度处由静止滚下 D．实验时若木块与水平面间无摩擦，仍然可以得出实验结论 典例二 如图所示，为了探究动能的大小与哪些因素有关而进行的实验： （1）让质量相同的两个小球铅同一光滑斜面分别从A、B两处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 （2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。 在上述甲、乙两组实验中： 1 实验中通过观察纸盒移动的距离的长短，来判断 （选填“小球”“纸盒”）的动能大小，在实验方法上称为 法。 2 选用图甲探究的问题是：在 相同时，探究 与 的关系。 3 乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的 ，可以得出的实验结论是 。 题型6 判断动能、势能大小及变化 ★★☆ ● 解题必备 动能与势能的比较 能量 比较项 概念 特点 影响因素 动能 物体由于运动而具有的能 凡是运动的物体都具有 质量、速度 势能 重力势能 物体由于高度所决定的能 凡是被举高的物体都具有重力势能 质量、位置、高低 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能。 凡是发生弹性形变的物体都具有弹性势能 形变程度 ● 解题模板 第一步 把握影响动能与势能大小的因素。 第二步 正确挖掘题目中的隐含条件。 ● 典型例题 典例一 小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（　　） A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的机械能最大 C．皮球由c到d时，机械能一直减小 D．皮球在a、c两点时动能相等 典例二如图所示，小华同学竖直向上垫起排球，若排球离开手臂后在空中自由飞行，那么排球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是（　　） 题型7 机械能的转化及守恒问题 ★☆☆ ● 解题必备 1.机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2.物体与机械能 一个物体既有动能，又有势能，动能和势能的和就是它的机械能。动能和势能可以相互转化。机械能也可以转化为其他形式的能量。 3.动能和势能的相互转化 （1）动能和重力势能可以相互转化。 （2）动能和弹性势能也可以相互转化。 4．机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 ● 解题模板 分析机械能的转化及守恒的问题时，就注意以下两个方面： 第一步 无其他形式的能量参与（如题目中说明“不计空气阻力”或“不计摩擦”等），总机械能守恒，具体如下： 总机械能守恒 动 能 弹性势能 重力势能 第二步 有其他形式的能量参与转化时，机械能不守恒。 ● 典型例题 典例一 如图所示，将一小钢球从a点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过b点到达最高点c时速度为零，图中hab=hbc，下列判断正确的是（　　） A．小钢球运动到最高点c时受到平衡力的作用 B．小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等 C．小钢球在ab段克服重力的做功小于在bc段克服重力的做功 D．就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大 典例二 伽利略想象有一小球在没有空气阻力的情况下沿无摩擦轨道运动。在上述甲、乙两组实验中： （1）伽利略认为，如图甲所示，如果从A点静止释放小球，小球最终一定能沿无阻力轨道到达与A相对地面高度相同的C点。请你利用能量守恒的观点，分析小球能到达C点的原因： 。 （2）伽利略随后想象，无阻力轨道发生了改变。如图乙所示，BC斜面改为水平轨道。 ①小球经过M点时的机械能 （选填：“大于”、“小于”或“等于”）其在A点的机械能； ②请在丙图上大致画出小球在MN段运动的速度-时间图线。 （3）在现实当中，如图乙的小球运动时一定会受到阻力，小球在A到C点的机械能最大的是 （填写位置字母）。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年中考物理一轮复习万能解题模板---功和机械能 ★★☆题型1 判断物体是否做功 ★★★题型2 功的计算 ★★★题型3 功率的辨析与计算 ★☆☆题型4 判断物体具有何种机械能 ★★☆题型5 探究影响动能大小的因素 ★★☆题型6 判断动能、势能大小及变化 ★☆☆题型7 机械能的转化及守恒问题 题型1 判断物体是否做功 ★★☆ ● 解题必备 1. 功的定义：如果个力作用在物体上 ，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 2.力对物体做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。 3.力不做功的三种情况 原因 实例 有距离无力 物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离,这时没有力做功。 足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离，人对足球没有做功。 有力无距离 有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过距离。 两名同学没有搬起石头,所以对石头没有做功。 力与距离垂直 物体受到了力的作用，也移动了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直。 提着水桶水平移动一段距离，竖直提水桶的力不做功。 ● 解题模板 判断物体是否做功，关键要分析是否满足做功的两个必要条件：一是有力作用在物体上；二是物体在力的方向上要移动距离，二者缺一不可。 ● 典型例题 典例一如图所示，运动员在投实心球的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．实心球从状态1到状态2的过程中，运动员对实心球没有做功 B．实心球从状态2到状态3的过程中，运动员对实心球没有做功 C．实心球从状态3到状态4的过程中，运动员对实心球没有做功 D．实心球离开手后，运动员对实心球没有做功 解析：本题要抓住做功的两个必要因素：1．作用在物体上的力；2．物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。 解：A、实心球从状态1到状态2的过程中，运动员对球有推力，且球的运动方向与推力的方向相同，故运动员对实心球做功，故A错误。 B、实心球从状态2到状态3的过程中，运动员对球有推力，且球的运动方向与推力的方向相同，故运动员对实心球做功，故B错误。 C、实心球从状态3到状态4的过程中，运动员对球有推力，且球的运动方向与推力的方向相同，故运动员对实心球做功，故C错误。 D、实心球离开手后，不再受手的推力，虽然有移动的距离，但运动员对实心球没有做功，故D正确。 故选：D。 典例二如图所示为小朋友玩滑板车的情景，下列说法正确的是（　　） A．小朋友用力蹬地对滑板车没有做功 B．滑板车滑行时速度变慢是阻力改变了其运动状态 C．站在滑板车上的小朋友受到的重力等于滑板车对地面的压力 D．滑板车的车把有凹凸的条纹，是为了增大压强 解析：（1）做功的两个必要因素：有力作用在物体上、物体沿力的方向移动了距离；（2）力是改变物体运动状态的原因；（3）分析滑板车对地面压力大小即可判断两力大小；（4）摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关；压强的大小与压力大小和受力面积有关，由此分析解答。 解：A、小朋友用力蹬地时，他对滑板车有向前的力，滑板车向前移动了距离，所以对滑板车做了功，故A错误； B、滑板车滑行时受到地面的阻力，滑行速度变慢，这说明阻力改变了其运动状态，故B正确； C、小朋友站在滑板车上时，滑板车对地面的压力大小等于小朋友与滑板车重力之和，即滑板车对地面的压力大于小朋友的重力，故C错误； D、滑板车把上有凹凸条纹，这是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，而不是为了增大压强，故D错误。 故选：B。 题型2 功的计算 ★★★ ● 解题必备 1. 功的计算 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 2．公式：用F表示力，S表示在力的方向上移动的距离，W表示功，则W=FS. 3.单位 在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是焦耳，简称焦（J）。 1J=1N ● 解题模板 第一步 明确题意是求哪个力做功。 第二步 分析物体是否在这个力的方向上通过了距离。 第三步 代入公式W=Fs进行求解，计算时注意单位要统一。 ● 典型例题 典例一如图所示，重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，动滑轮重为2N，重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s，2min后，物体B着地，以下说法正确的是（　　） A．物体A受到的摩擦力为3N B．1min内拉力对物体A做功为36J C．2min内B物体的重力做功为144J D．若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动，则F=8N 解析：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数，不计绳重与滑轮间的摩擦，根据F=（G+G动）求出绳子的拉力，物体A向右做匀速直线运动时处于平衡状态，受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力，二力大小相等，据此求出物体A受到的摩擦力； （2）根据s=vt求出1min内物体A移动距离，利用W=Fs求出拉力对A物体做的功； （3）根据s=vt求出2min内物体A移动距离，利用s=nh求出B物体下降的距离，再利用W=Gh求出B物体的重力做的功； （4）若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动，此时A的压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变，对A来说受到向左的拉力F、向右的绳子拉力F′和摩擦力f处于平衡状态，其合力为零，据此求出拉力F的大小。 解：A、连接动滑轮绳子的股数n=2，不计绳重与滑轮间的摩擦，绳子的拉力： F′=（GB+G动）=×（6N+2N）=4N， 物体A向右做匀速直线运动时处于平衡状态，受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力，则物体A受到的摩擦力f=F′=4N，故A错误； B、由v=可得，1min内物体A移动距离：s=vt=0.2m/s×60s=12m，拉力对A物体做的功：WA=F′s=4N×12m=48J，故B错误； C、2min内物体A移动距离：s′=vt′=0.2m/s×120sm=24m，B物体下降的距离： h=s′=×24m=12m，B物体的重力做功为：WB=GBh=6N×12m=72J，故C错误； D、若用一个向左的拉力F使 A向左匀速运动，此时A的压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变，仍为4N，对A来说受到向左的拉力F、向右的绳子拉力F′和摩擦力f处于平衡状态，其合力为零，则有：F=f+F′=4N+4N=8N，故D正确。 故选：D。 典例二甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间t的关系如图所示。若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：功率是比较物体做功快慢的物理量，功率跟做功多少和做功时间都有关系。 解：在相同时间内，做功越多，功率越大，也就是做功越快。由图象知，当时间相同时，甲做功最多，所以由公式P=知，甲功率最大，做功最快。 故选：A。 题型3 功率的辨析与计算 ★★★ ● 解题必备 1.功率的定义：功与做功所用的时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。 2.物理意义：功率表示物体做功快慢的物理量。 3.公式 如果用W表示功，用t表示做功所用的时间，功率的计算公式为。 4.单位 在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，功率的单位是焦秒(J/s)，它有一个专门名称叫瓦特，简称瓦(W)。 工程技术.上还常用千瓦(kW )、兆瓦(MW )作为功率的单位，1kW=1000 W，1 MW=106W。!注意: 功率表示做功的快慢，不表示做功的多少，一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定。功率大的机械做功不一定多；做功多的机械 ，功率也不一 定大。 5.计算功率的另一个公式 (1)当物体在动力F作用下，以速度v沿力F方向做匀速直线运动时，力F所做的功w=Fs=Fvt。力F做功的功率P===Fv。 (2)由P=Fv知，功率一定时机器的牵引力和速度成反比。 例如：汽车行驶在平坦的柏油路面时，需要的牵引力F较小，时速就可大些；在不平坦的路面行驶或上山时，需要的牵引力大，就必须改用低速行驶。 ！注意： (1)P= 是功率的定义式。它表示做功的物体在t时间内的平均功率，而不是某时刻的瞬时功率。无论受力物体运动状态如何，P= 普遍适用。 (2)P=Fv是功率的推导式，它是当物体在恒力F作用下，以速度v匀速运动时推导出来的。它能表示物体的瞬时功率。 ● 解题模板 该题型主要考查功率与其他物理量(如功、机械效率)的辨析及功率的计算。 第一步 功率的理解。功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大，说明做功快。由公式P=可看出功率取决于功W和时间t，而不是由一个物理量决定的，在分析比较功率的大小时，不能只考虑其中一个方面。 第二步 运用公式P=进行有关计算时，要注意W必须是在t时间内做的功，且P、W、t单位要统一。根据功率的计算公式P=一 及功的计算公式W=Fs，可得P=解题时应灵活对公式进行变换，作出正确解答。 ● 典型例题 典例一 关于功和功率，下列说法中正确的是（　　） A．功率大的机器，做功可能少 B．.功率大的机器做功可能慢 C．做功时间越长，机器的功率越小 D．机器做功少，功率一定小 【解析】功率是单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量，功率的大小与做功多少和所用时间都有关系。 解：A．做功时间未知，由W=Pt可知，功率大的机器，做功可能少，故A正确； B．功率大的机器做功一定快，故B错误； C．做功的多少未知，由P=可知，做功时间越长，机器的功率不一定越小，故C错误； D．做功时间未知，由P=可知，机器做功少，功率不一定小，故D错误。 故选：A。 典例二 某汽车发动机输出功率为30kW，恰能以15m/s的速度在水平路面匀速行驶4.5km，其间发动机共做功 J，汽车行驶时受到的阻力为 N．当汽车上坡时，只能保持36km/h的速度匀速行驶时，此时汽车发动机的牵引力为 N。 【解析】已知速度与路程，由速度公式的变形公式可以求出汽车的行驶时间，然后由W=Pt可以求出汽车做的功； 汽车的功率P===Fv，由P=Fv的变形公式可以求出汽车的牵引力，然后由平衡条件可以求出汽车受到的阻力。 解：汽车功率P=30kW=3×104W，速度v1=15m/s，v2=36km/h=10m/s； 根据v=可知行驶的时间： t== =300s， 汽车发动机做功： W=Pt=3×104W×300s=9×106J， 根据P=== Fv可知汽车的牵引力： F1= 汽车做匀速运动，处于平衡状态， 阻力等于牵引力，则阻力f=F1=2000N， 根据P=Fv可知当汽车以36km/h的速度匀速上坡时，汽车的牵引力： F2= 故答案为：9×106；2000；3000。 题型4 判断物体具有何种机械能 ★☆☆ ● 解题必备 1.能量 物体能够做功，就说它具有能量。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。能的单位与功的单位相同，都是焦耳(J)。 2.动能 (1)定义:物体由于运动而具有的能。 (2)决定动能大小的因素：速度和质量。 拓展 由于运动是相对的，因此,动能的大小也是相对的。通常所说的速度是以地球为参照物，所以一般情况下物体的动能是相对地球的。 3.重力势能 (1)定义：物体由于高度所决定的能叫重力势能。 (2)物体重力势能的大小，取决于物体的质量和物体的位置,物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。即质量相同的物体，位置越高重力势能越大；位置相同的物体，质量越大重力势能越大。 4.弹性势能 (1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 (2)弹性势能的大小与物体的材料、弹性形变的大小有关，同一物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。 5.势能:重力势能和弹性势能统称为势能。 ● 解题模板 第一步 判断一个物体是否具有动能，关键看此物体是不运动，若物体是运动的，则它必定具有动能，如航行的帆船、急流的河水、运动的铅球都具有动能。 第二步 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平面有没有被举高，即相对此平面有没有一定的高度。若有高度，则物体具有重力势能；若没有高度，则物体不具有重力势能。如被举高的重锤、山上的石块都具有重力势能。 第三步判断一个物体是否具有弹性势能，关键看此物体是否发生了弹性形变。若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能。如拉伸的弹簧、被拉弯的弓都具有弹性势能。 ● 典型例题 典例一 “车窗抛物”扔掉的不仅是文明，还会引发事故，因为从高速行驶的车中抛出的物体具有较大的（　　） A．内能 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 【解析】物体由于运动具有的能叫动能。动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。 解：从高速行驶的车中抛出的物品能砸伤周边的行人等，由于抛出的物体以极快的速度在运动，故具有很大的动能，能够把路人砸伤。 故选：B。 典例二 运动员撑杆跳高的过程中包含很多物理道理，如： （1）弯曲的撑竿具有 能； （2）运动员由于被弹起一定的高度，具有 能； （3）运动员会落向地面，是由于受到 的作用； （4）其施力物体是 。 【解析】（1）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的； （2）力的作用效果有两个，一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态； （3）物体由于发生弹性形变而具有的能是弹性势能，物体由于被举高而具有的能为重力势能，物体由于运动而具有的能为动能； （4）力是物体运动状态发生改变的原因，物体运动状态发生了改变，一定是受到了力的作用。 解：（1）弯曲的撑竿由于发生了弹性形变而具有弹性势能； （2）运动员由于被弹起一定的高度，而具有重力势能； （3）（4）运动员会落向地面，是由于受到重力的作用，该力的施力物体是地球。 故答案为：（1）弹性势；（2）重力势；（3）重力；地球。 题型5 探究影响动能大小的因素 ★★☆ ● 解题必备 1.实验装置 2.实验方法：控制变量法和转换法 3.结论 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，它的运动也越大。 ● 解题模板 第一步 明确影响动能大小的因素：物体的质量和物体运动的速度。 第二步 了解实验方法：实验中应用了重力势能与动能的相互转化、力对物体做功，采用了控制变量法和转换法。 第三步 注意事项：为了使小球到达水平面时速度一定，小球必须斜面的同一高度由静止释放。 ● 典型例题 典例一 用如图所示的装置探究“物体动能的大小与什么因素有关”，下列说法正确的是（　　） A．实验中探究的是木块的动能 B．实验中木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大 C．研究动能大小与速度的关系时，应该让钢球从斜面的相同高度处由静止滚下 D．实验时若木块与水平面间无摩擦，仍然可以得出实验结论 【解析】（1）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究，研究与速度关系时要保证质量相同，速度不同；研究与质量关系时，要保证速度相同，质量不同； （2）通过观察木块移动的距离来表示钢球动能大小的方法就是转换法； （3）小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，钢球动能的大小是通过木块被推动移动的距离体现的； （4）如果水平面绝对光滑，钢球和木块将保持匀速直线运动，永远运动下去。 解：A、该实验研究的主体是钢球，实验中探究的是钢球的动能，故A错误； B、该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近来反映的，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大，这里采用了转换法，故B正确； C、当研究动能的大小与速度关系时，根据控制变量法，应该让钢球从斜面的不同高度处由静止滚下，使钢球达到水平面时的速度不同，故C错误； D、实验时若木块与水平面间无摩擦，根据牛顿第一定律可知，钢球和木块将一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的，则不能得出实验结论，故D错误。 故选：B。 典例二 如图所示，为了探究动能的大小与哪些因素有关而进行的实验： （1）让质量相同的两个小球铅同一光滑斜面分别从A、B两处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 （2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。 在上述甲、乙两组实验中： 1 实验中通过观察纸盒移动的距离的长短，来判断 （选填“小球”“纸盒”）的动能大小，在实验方法上称为 法。 2 选用图甲探究的问题是：在 相同时，探究 与 的关系。 3 乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的 ，可以得出的实验结论是 。 【解析】①在物理学中，我们经常把一些不易观察的物理量转化为便于观察的物理量，这就是我们所说的转换法，即在该实验中，动能的大小不易观察，于是我们将小球的动能的大小转换为小球推动纸盒移动的距离来观察，即小球推动木块距离越远，小球所具有的动能就越大； ②动能大小与物体的质量和速度有关，要探究动能大小和其中一个量之间的关系，应控制另一个量的大小不变，改变这个量，即用控制变量法； ③当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，且据此分析得出结论即可。 解：①实验中小球动能的大小不易直接观察，通过观察纸盒被撞击后运动的距离的大小来间接判断小球动能的大小，这种研究问题的方法是转换法； ②图甲中小球的质量相同，滚下的高度不同，滚下的高度越大，到达底面的速度越大，可探究动能和速度的关系； ③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的速度； 由图乙知高度相同，小球的质量越大，纸盒被推动的越远，说明小球的动能越大，由此可以得出：速度相同时，质量越大，动能越大。 故答案为：①小球；转换；②质量；动能；速度；③速度；速度相同时，质量越大，动能越大。 题型6 判断动能、势能大小及变化 ★★☆ ● 解题必备 动能与势能的比较 能量 比较项 概念 特点 影响因素 动能 物体由于运动而具有的能 凡是运动的物体都具有 质量、速度 势能 重力势能 物体由于高度所决定的能 凡是被举高的物体都具有重力势能 质量、位置、高低 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能。 凡是发生弹性形变的物体都具有弹性势能 形变程度 ● 解题模板 第一步 把握影响动能与势能大小的因素。 第二步 正确挖掘题目中的隐含条件。 ● 典型例题 典例一 小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（　　） A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的机械能最大 C．皮球由c到d时，机械能一直减小 D．皮球在a、c两点时动能相等 【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 （2）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大； （3）动能和势能统称为机械能。 解：A、皮球由a到b时，其质量不变，速度变慢，即动能变小，同时其高度增加，重力势能变大，故A错误；B、从能量的转化的角度分析，当球离开手后的运动过程中，或与空气摩擦，或与地面摩擦，使得一部分机械能损失掉，所以相对来说，a点的机械能最大，故B错误；C、皮球由c到d时，由于和空气、地面摩擦，故损失掉一部分机械能，故机械能减小，故C正确；D、据机械能的损失可知，小球在a处的动能大于在c处的动能，故D错误； 故选：C。 典例二如图所示，小华同学竖直向上垫起排球，若排球离开手臂后在空中自由飞行，那么排球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是（　　） 【解析】影响动能的因素是物体的质量和速度，质量越大、速度越大，动能越大。 解：小华同学竖直向上垫起排球，排球在上升过程中，速度越来越小，动能越来越小，到达最高点时，速度为0，动能为0；排球在下落过程中，速度越来越大，动能越来越大，所以动能是先减小（能减小到0），后增大。 故选：C。 题型7 机械能的转化及守恒问题 ★☆☆ ● 解题必备 1.机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2.物体与机械能 一个物体既有动能，又有势能，动能和势能的和就是它的机械能。动能和势能可以相互转化。机械能也可以转化为其他形式的能量。 3.动能和势能的相互转化 （1）动能和重力势能可以相互转化。 （2）动能和弹性势能也可以相互转化。 4．机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 ● 解题模板 分析机械能的转化及守恒的问题时，就注意以下两个方面： 第一步 无其他形式的能量参与（如题目中说明“不计空气阻力”或“不计摩擦”等），总机械能守恒，具体如下： 总机械能守恒 动 能 弹性势能 重力势能 第二步 有其他形式的能量参与转化时，机械能不守恒。 ● 典型例题 典例一 如图所示，将一小钢球从a点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过b点到达最高点c时速度为零，图中hab=hbc，下列判断正确的是（　　） A．小钢球运动到最高点c时受到平衡力的作用 B．小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等 C．小钢球在ab段克服重力的做功小于在bc段克服重力的做功 D．就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大 【解析】（1）小球到达最高点时，只受到重力的作用； （2）动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，重力势能的影响因素是物体的质量和物体的高度，不计空气阻力，整个系统中机械能守恒； （3）功等于力和距离的乘积，分析ab段和bc段距离的关系，用W=Gh比较功的大小。 解：A、小钢球运动到最高点c时，只受重力的作用，没有受平衡力的作用，故A错误； BD、小钢球从a点到c点的过程中，质量不变，速度不断变小，动能不断变小，同时高度不断增大，重力势能不断变大，动能转化为重力势能；不计空气阻力，小钢球的机械能守恒，所以，小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等，小钢球在a、b、c三点时具有的机械能相等，故B正确，D错误。 C、小钢球在ab段和bc段重力不变，hab=hbc，根据W=Gh可知，小钢球在ab段和bc段克服重力做功相等，故C错误。 故选：B。 典例二 伽利略想象有一小球在没有空气阻力的情况下沿无摩擦轨道运动。在上述甲、乙两组实验中： （1）伽利略认为，如图甲所示，如果从A点静止释放小球，小球最终一定能沿无阻力轨道到达与A相对地面高度相同的C点。请你利用能量守恒的观点，分析小球能到达C点的原因： 。 （2）伽利略随后想象，无阻力轨道发生了改变。如图乙所示，BC斜面改为水平轨道。 ①小球经过M点时的机械能 （选填：“大于”、“小于”或“等于”）其在A点的机械能； ②请在丙图上大致画出小球在MN段运动的速度-时间图线。 （3）在现实当中，如图乙的小球运动时一定会受到阻力，小球在A到C点的机械能最大的是 （填写位置字母）。 【解析】（1）动能和势能统称为机械能；在不计阻力和摩擦的情况下，物体的机械能是守恒的；若考虑阻力和摩擦力的影响，则运动物体的机械能一直是减小的，直至为0。 （2）小球在无阻力的水平轨道运动时，小球在水平方向上不受力，竖直方向上重力和支持力平衡，相当于不受力，其运动状态不会改变，据此可知小球的运动状态，从而画出小球在MN段运动的速度-时间图线。 解：（1）小球从A点静止释放，由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球能到达与A等高的C点，且到达C点时速度是0； （2）①由题知，由于不计空气阻力和摩擦，则小球的机械能是守恒的，所以小球经过M点时的机械能是等于其在A点的机械能的； ②由于不计空气阻力和摩擦力，则小球在水平方向上不受力，竖直方向上重力和支持力平衡，相当于不受力，其运动状态不会改变，且小球原来是运动的，所以小球在MN段做匀速直线运动，如下图所示： （3）因为小球从A点开始运动，一直会受到阻力的作用，其机械能会逐渐减小，直至为0，所以A点时机械能最大。 故答案为：（1）小球从A点静止释放，由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球能到达与A等高的C点；（2）等于；见上图；（3）A。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $