专题11 功和机械能（复习讲义）（辽宁专用）2026年中考物理一轮复习讲练测

专题11 功和机械能 目 录 01 考情剖析·命题前瞻 1 02 思维导图·网络建构 2 03 考点通关·靶向突破 2 考点1 功的计算与判断 2 教材·知识夯基 2 一、做功的两个必要因素（核心判断依据） 3 二、不做功的三种情况 3 三、功的公式与单位 3 中考·考法聚焦 4 考点2 功率的计算与理解 5 教材·知识夯基 5 一、功率的核心概念 5 二、功率的公式与单位 5 三、功率的理解与比较 5 中考·考法聚焦 5 考点3 动能与势能 6 教材·知识夯基 6 一、动能 6 二、重力势能 6 三、弹性势能 7 中考·考法聚焦 7 考点4 机械能及其转化 8 教材·知识夯基 8 一、机械能的组成 8 二、动能与势能的相互转化（核心规律） 9 三、机械能守恒与损失 9 中考·考法聚焦 9 04 素养拓展·思维进阶 10 拓展 01  探究辽宁高铁的功率与能量转化（跨学科实践） 10 拓展 02 设计节能型抛体玩具（工程实践） 11 05 优题精选·练能提分 13 01 考情剖析·命题前瞻 考点 考查形式 考查内容 考法分析 功的计算与判断 选择题、填空题、计算题 功的两个必要因素、功的公式应用（W=Fs）、不做功的三种情况 结合辽宁生活 / 工业场景（如地铁牵引力做功、起重机吊物做功）；侧重功的定性判断与定量计算 功率的计算与理解 选择题、填空题、计算题 功率的物理意义、公式应用（P=W/t、P=Fv）、单位换算 关联辽宁交通 / 科技场景（如高铁功率、船舶牵引力功率）；强化功率与功、速度的综合计算 动能和势能 选择题、填空题、实验题 动能（质量、速度影响）、重力势能（质量、高度影响）、弹性势能（形变程度影响）、能量转化 结合辽宁自然 / 运动场景（如大连马拉松运动员动能、辽宁山区重力势能）；实验探究动能 / 势能的影响因素 机械能及其转化 选择题、填空题、简答题 动能与势能的相互转化、机械能守恒（理想情况）、机械能损失原因 结合辽宁生活 / 科技场景（如蹦极运动、过山车、水电站发电）；侧重能量转化过程分析与解释 命题新趋势 1.核心素养导向：紧扣 2022 版课标要求，突出物理观念（功和能的定量与定性认识）、科学思维（公式推理、能量转化分析）、科学探究（动能 / 势能影响因素实验）、科学态度与责任（节能意识）。 2.情境化与实用性：素材源于生活（运动、起重、交通）、工业（机械做功、发电）、自然（瀑布、山区势能），如辽宁高铁功率计算、水电站能量转化，体现 “从生活走向物理，从物理走向社会” 的课标理念。 3.实验探究深化：强化核心实验（探究动能大小的影响因素）的操作细节、控制变量法应用、数据处理与误差分析，符合课标 “实验探究” 主题要求。 4.综合化与计算化：功和功率常与力学（重力、摩擦力）、运动学（速度）综合；机械能转化多与生活现象结合，侧重过程分析与解释。 命题预测 1.分值稳定在 4-6 分，题型涵盖选择、填空、实验、计算，实验题重点考查 “探究动能大小的影响因素”。 2.必考考点：功的计算与判断、功率的计算、动能与势能的影响因素、机械能转化。 3.情境题可能涉及 “辽宁高铁牵引力做功与功率”“大连港船舶动能变化”“山区水电站的能量转化” 等本地特色场景。 4.计算题重点考查 “功和功率的综合计算”，实验题侧重控制变量法与转换法的应用。 02 思维导图·网络建构 03 考点通关·靶向突破 考点1 功的计算与判断 教材·知识夯基 【课标要求】结合实例，认识功的概念；知道做功的两个必要因素；能运用功的公式进行简单计算（2022 版课标 “能量” 主题内容要求） 一、做功的两个必要因素（核心判断依据） 1.因素一：作用在物体上的力（F）（无作用力则不做功）； 2.因素二：物体在力的方向上移动的距离（s）（力与距离垂直或物体运动方向与力相反，均不做功）。 二、不做功的三种情况 情况 实例 有力无距离 用力推静止的箱子未推动、搬石头未搬动 有距离无力 物体在光滑水平面上匀速滑动、抛出的物体在空中运动（不计空气阻力） 力与距离垂直 提着水桶水平行走（重力竖直向下，距离水平向前）、背着书包水平前进 三、功的公式与单位 1.公式：W = Fs（适用于恒力做功）。 2.单位：焦耳（J），1J = 1N・m（物理意义：1N 的力使物体在力的方向上移动 1m 所做的功）。 3.单位换算：1kJ = 10³J。 4.公式应用注意： ① 统一单位：F 用 N，s 用 m，W 用 J； ② s 是物体在力的方向上移动的距离，而非物体运动的总距离； ③ 若物体在多个力作用下运动，需明确哪个力做功（如重力做功 W=Gh，水平拉力做功 W=Fs）。 【教材图片讲解】 功的判断：虽然人对石头施加了向上的力，但石头在力的方向上没有移动距离（s=0），根据功的公式 W=F⋅s，可知人对石头没有做功（W=0）。 机械能变化：石头始终静止，动能为 0，重力势能也未改变，因此机械能总量不变 功的判断：人对车施加了向前的推力，且车在推力方向上移动了一段距离（s>0），满足做功的两个必要条件（有力且在力的方向上有位移），因此人对车做了功（W=F·s>0）。 机械能变化：车从静止到运动，动能增加；若路面水平，重力势能不变，因此车的机械能总量增加，增加的机械能来源于人对车做的功 中考·考法聚焦 1．【体育赛事】（2025·辽宁朝阳·一模）羽毛球是生活中常见的体育运动，2023年5月在苏迪曼杯半决赛中，中国羽毛球队发扬顽强拼搏、永不放弃的团队精神，惊天逆转，闯进决赛。有关比赛过程中的下列情境，说法正确的是 （    ） A．击球时，球受到力的作用，所以球拍发生了形变 B．羽毛球打出后最终落向地面是因为羽毛球受到重力作用 C．羽毛球在空中飞行过程中，球拍对球做了功 D．击球时，球拍击球的力和球对球拍的力是一对平衡力 考查知识 力的作用效果、重力的作用、做功的条件、平衡力与相互作用力的区分 命题解读 命题意图 考查力的基本概念在羽毛球比赛场景中的应用，检验对力的作用效果、重力、做功条件及受力分析的理解 解题方法 依据力的作用效果、重力的方向、做功的两个必要因素、平衡力与相互作用力的特点，逐一分析选项 2．【新情境】（2025·辽宁沈阳·一模）交警利用小型无人机对高速公路通行情况进行实时监测，无人机先上升到一定高度后再沿直线水平飞行。如图所示为无人机水平飞行时的v-t图像，以地面为参照物，0~10s无人机是 的。已知这架无人机质量为6kg，运动过程中所受水平推力恒为40N，在10s~30s水平推力做功为 J。 考查知识 运动状态的判断（v-t 图像分析）、功的计算（W=Fs） 命题解读 命题意图 考查 v-t 图像的解读、匀速直线运动的位移计算，及功的公式应用，检验图像分析与力学计算的综合能力 解题方法 通过 v-t 图像的速度变化判断运动状态；利用匀速直线运动的速度公式计算位移，再代入功的公式计算推力做功 考点2 功率的计算与理解 教材·知识夯基 【课标要求】结合实例，理解功率的概念；了解功率在实际中的应用；能运用功率公式进行简单计算（2022 版课标 “能量” 主题内容要求） 一、功率的核心概念 1.物理意义：表示物体做功快慢的物理量（做功快≠做功多，如功率大的机器可能做功时间短，总功不一定多）。 2.定义：单位时间内所做的功。 二、功率的公式与单位 1.定义式：P = W/t（W 为总功，t 为做功时间）。 2.推导式：P = Fv（适用于匀速直线运动，F 为动力，v 为物体速度，需注意 F 与 v 方向一致）。 3.单位： 国际制单位：瓦特（W），1W = 1J/s； 常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（MW），1kW = 10³W，1MW = 10⁶W。 4.公式应用注意： ① 统一单位：W 用 J，t 用 s，P 用 W；或 W 用 kW・h，t 用 h，P 用 kW； ② 推导式 P=Fv 中，F 用 N，v 用 m/s，P 用 W； ③ 功率与速度的关系：当功率一定时，牵引力 F 与速度 v 成反比（如汽车上坡时减速以增大牵引力）。 三、功率的理解与比较 1.比较做功快慢的两种方法： ① 相同时间内，做功越多，功率越大； ② 做相同的功，时间越短，功率越大。 中考·考法聚焦 3．【新科技·AI机器人】（2025·山东济南·一模）AI机器人逐渐改变了我们的生活，如图所示为我国自主研发的某款人形机器人，身高1.65m，质量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0.9m。此过程中机器人对箱子所做的功为 ，对箱子所做的功的功率为 。 考查知识 功的计算公式（W=Fs）、功率的计算公式（P=tW​） 命题解读 命题意图 考查功与功率的基本计算，检验对公式的直接应用能力 解题方法 明确做功的两个必要因素（力和在力方向上的位移），代入功的公式计算；再结合时间，用功率公式计算功率 4．【斜面拉动物体】（2025·新疆·模拟预测）如图所示，用力F将一个质量为10kg的物块沿斜面（与水平面成30°角）匀速拉往高处，若拉力F的功率为24W，物块受摩擦力大小为30N，则拉物块的速度为（　　） A．0.2m/s B．0.3m/s C．0.4m/s D．0.8m/s 考查知识 受力平衡分析、功率公式 P=Fv、斜面受力分析 命题解读 命题意图 考查匀速运动的受力平衡、功率与速度的关系，检验综合力学分析与公式应用能力 解题方法 先通过受力平衡求拉力，再用功率公式P=Fv变形求速度，注意力与速度方向一致时公式适用 考点3 动能与势能 教材·知识夯基 【课标要求】了解动能、势能的概念；探究并了解动能大小与哪些因素有关；探究并了解重力势能大小与哪些因素有关（2022 版课标 “能量” 主题内容要求） 一、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能（一切运动的物体都有动能）。 2.影响因素（实验探究：控制变量法 + 转换法）： ① 质量（m）：速度相同时，质量越大，动能越大（如相同速度的火车比汽车动能大）； ② 速度（v）：质量相同时，速度越大，动能越大（如快速行驶的汽车比慢速行驶的动能大）。 3.特点：动能与质量和速度有关，速度对动能的影响更大（动能与速度的平方成正比）。 二、重力势能 1.定义：物体由于受到重力并处在一定高度而具有的能（地面上的物体重力势能为 0，相对高度越高，势能越大）。 2.影响因素（实验探究：控制变量法 + 转换法）： ① 质量（m）：高度相同时，质量越大，重力势能越大（如相同高度的大石块比小石块势能大）； ② 高度（h）：质量相同时，高度越高，重力势能越大（如高处的花盆比低处的势能大）。 3.特点：重力势能与质量和相对高度有关，相对高度以参照物为标准（通常以地面为参照物）。 三、弹性势能 1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能（未发生弹性形变的物体弹性势能为 0）。 2.影响因素： ① 弹性形变程度：材料相同时，形变程度越大，弹性势能越大（如拉得越满的弓势能越大）； ② 材料弹性：形变程度相同时，弹性越好的材料，弹性势能越大（如弹簧比橡皮泥弹性势能大）。 【教材图片解读】 1.能量转化过程：拦河坝抬高水位，使上游的水具有较大的重力势能（由水位高度决定）。 当水流经坝体的泄洪或发电通道向下流动时，重力势能转化为动能（速度增加）。 水流冲击水轮机叶片，将动能传递给发电机，最终转化为电能，实现了机械能向电能的转化。 中考·考法聚焦 5．【古代科技】（2025·辽宁本溪·三模）《天工开物》中记载的“试弓定力”时的情景如图所示，在秤砣的作用下弓弦被拉长，该情景说明力可以改变物体的 ，被拉弯的弓具有 势能。 考查知识 力的作用效果、弹性势能的概念 命题解读 命题意图 考查力的作用效果与弹性势能的判断，检验对基础力学概念的理解 解题方法 先观察物体形变，判断力的作用效果；再根据物体是否发生弹性形变，判断其具有的势能类型 6．【生活情境】（2025·辽宁沈阳·二模）如图所示，一人手持杯子，竖直静止在水龙头下方接水，在接水的过程中，杯子所受摩擦力 ，这杯水的重力势能 （以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。（杯子距离地面有一定高度且不变） 考查知识 二力平衡、重力势能的影响因素（质量、高度） 命题解读 命题意图 考查受力平衡分析与重力势能变化的判断，检验对力学平衡与势能概念的综合理解 解题方法 先通过二力平衡分析摩擦力与总重力的关系，判断摩擦力变化；再根据重力势能的影响因素（质量、高度）判断势能变化 考点4 机械能及其转化 教材·知识夯基 【课标要求】了解机械能的概念；能说明动能和势能的相互转化；了解机械能在生产生活中的应用（2022 版课标 “能量” 主题内容要求。 一、机械能的组成 1.机械能 = 动能 + 势能（重力势能 + 弹性势能）。 2.单位：焦耳（J），与功的单位相同。 二、动能与势能的相互转化（核心规律） 场景 转化过程 应用实例 自由下落的物体 重力势能→动能（高度减小，速度增大） 从高处落下的物体、瀑布 竖直上抛的物体 动能→重力势能（速度减小，高度增大） 向上抛出的篮球、射出的箭 蹦极 弹性势能↔动能↔重力势能（下落：重力势能→动能；拉伸弹性绳：动能→弹性势能；上升：弹性势能→动能→重力势能） 弹性势能↔动能↔重力势能（下落：重力势能→动能；拉伸弹性绳：动能→弹性势能；上升：弹性势能→动能→重力势能） 水电站 重力势能→动能→电能（水库的水下落：势能→动能；冲击水轮机：动能→电能） 水电站发电 三、机械能守恒与损失 1.机械能守恒：只有重力或弹力做功时，机械能总量保持不变（理想情况，无摩擦、无空气阻力）。 2.机械能损失：实际中，物体运动时受摩擦力、空气阻力等，机械能会转化为内能，总量减小（如汽车刹车时，动能转化为内能，机械能减小）。 【教材图片解读】 能量转化：铁锁在摆动过程中，重力势能与动能相互转化。 当铁锁摆到最高点时，速度为 0，动能最小，重力势能最大； 当铁锁摆到最低点时，高度最低，重力势能最小，动能最大。 机械能变化：由于空气阻力和绳子摩擦，机械能会有少量损耗，导致铁锁摆动的幅度逐渐减小，但在忽略阻力的理想情况下，机械能总量保持不变 能量转化： 在助滑区 A 点，运动员具有较大的重力势能；下滑过程中，重力势能逐渐转化为动能，速度不断增大。 到达 B 点后，运动员上坡时动能又转化为重力势能；在 C 点达到新的高度后，再次下坡，重力势能又转化为动能。 最后在着陆坡 D 点，动能逐渐转化为摩擦力做的功，速度减小直至停止 能量转化：滚摆上下运动时，重力势能与动能相互转化。 当滚摆上升时，速度减小，动能转化为重力势能； 当滚摆下降时，高度降低，重力势能转化为动能。 机械能变化：由于空气阻力和绳子摩擦，滚摆的机械能会逐渐减少，导致每次上升的高度都比前一次略低，最终停止摆动 中考·考法聚焦 7．【新情境·无人机表演】（2025·辽宁大连·二模）2025年元旦，大连老虎滩公园进行了以“海洋+光影”为主题的无人机表演。则无人机（　　） A．加速上升时，机械能不变 B．匀速上升时，动能变大 C．减速下降时，重力势能变小 D．匀速下降时，重力势能转化为动能 考查知识 机械能的组成（动能、重力势能）、影响因素及转化规律 命题解读 命题意图 考查无人机不同运动状态下动能、重力势能及机械能的变化，检验对机械能概念的理解 解题方法 先明确动能（质量、速度）和重力势能（质量、高度）的影响因素，再分析不同运动状态下两者的变化，进而判断机械能变化及能量转化 8．【新情境·无人机运输】（2025·安徽淮北·二模）如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 考查知识 机械能的组成（动能、重力势能）、影响因素及变化判断 命题解读 命题意图 考查无人机不同运动状态下货物的机械能变化，检验对动能、重力势能影响因素的理解 解题方法 先明确动能（质量、速度）和重力势能（质量、高度）的影响因素，再分析不同运动状态下两者的变化，进而判断机械能是否改变 04 素养拓展·思维进阶 拓展 01  探究辽宁高铁的功率与能量转化（跨学科实践） 1.实践目的：结合辽宁高铁运行实际，探究高铁的牵引力功率与机械能转化，落实课标 “物理学与工程实践” 要求。 2.实践器材：地图软件（查路程）、秒表（计时）、高铁时刻表（查载重、速度）、计算器。 3.实践步骤： （1） 用地图软件查询沈阳到大连的高铁线路里程 s（约 400km）； （2） 从时刻表中获取高铁运行时间 t（约 1.5h）、额定载客质量 m（约 50t）； （3） 假设高铁匀速行驶，牵引力 F=5×10⁴N，计算： ① 高铁做的总功 W总 = Fs； ② 高铁的功率 P=W总 /t； ③ 分析高铁行驶过程中机械能的转化（电能→机械能，部分机械能转化为内能）； （4） 讨论高铁上坡时减速的原因（功率一定时，减小速度可增大牵引力，P=Fv）。 4.拓展思考：高铁运行中机械能损失的主要原因有哪些？（空气阻力、轨道摩擦、机械摩擦）。 拓展 02 设计节能型抛体玩具（工程实践） 1.设计背景：结合动能与势能的转化知识，设计节能型抛体玩具，落实课标 “物理学与日常生活” 要求。 2.设计要求： 利用动能与重力势能的相互转化，实现玩具的抛射与回落； 材料选用辽宁本地易得材料（如硬纸板、橡皮筋、塑料瓶），突出环保与节能。 3.参考方案： 结构设计：用硬纸板制作发射架，橡皮筋作为弹性形变储能部件，塑料球作为抛射体； 工作原理：拉伸橡皮筋（弹性势能增大），释放后弹性势能转化为塑料球的动能，球被抛射出去；上升过程中动能转化为重力势能，下落时重力势能转化为动能； 优化措施：① 选用弹性好的橡皮筋（增大弹性势能）；② 减轻抛射体质量（减小克服重力做功）；③ 发射架表面光滑处理（减小摩擦，减少机械能损失）。 4.素养目标：强化机械能转化知识的实际应用，培养环保意识与动手实践能力。 【教考衔接】 9．【体育项目】（2025·山西朔州·二模）阅读短文，回答问题： 跳台滑雪 跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度飞下，被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以选择高度不一的出发点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短飞行距离。 跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的升力；落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。 （1）运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用 的姿势。 （2）运动员在助滑阶段时，动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该 （选填“加分”或“扣分”）。 考查知识 空气阻力的影响因素、动能与机械能的变化、信息提取与推理 命题解读 命题意图 考查从文本中提取信息并结合物理知识分析问题的能力，检验对动能、机械能变化的理解 解题方法 先从文本中提取关键信息，结合动能（速度）、机械能（能量损耗）的影响因素分析变化，再根据规则推理得分调整 10．【高空抛物 + 水电站新情境】（2025·陕西西安·模拟预测）生活中要严禁高空抛物，为什么呢？小明根据生活经验提出了如下猜想： 猜想一：高空抛出的物体的重力势能与物体的质量有关，质量越大，重力势能越大，危害越大。 猜想二：高空抛出的物体的重力势能与物体的高度有关，高度越大，重力势能越大，危害越大。 为了验证上述猜想，小明计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验。如图1所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，实验数据如下表所示。 序号 铁块的质量 铁块下落位置距桌面的高度 桌腿进入沙子的深度 ① 1 0.1 0.03 ② 1 0.2 0.06 ③ 1 0.3 0.09 ④ 2 0.1 0.06 ⑤ 3 0.1 0.09 （1）本实验中研究的是 （选填“小方桌”“沙子”或“重物”）的重力势能；实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小； （2）为了验证猜想一需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析； （3）分析表中①②③的实验数据，可得出结论：质量相同，高度越大，物体重力势能 ； （4）结合本实验所学知识，分析如图3所示水电站的水坝，发电机安装在 （选填“C”或“D”）位置较为合理。 考查知识 重力势能的影响因素（质量、高度）、转换法、控制变量法、水电站水坝的能量利用 命题解读 命题意图 考查探究重力势能影响因素的实验设计与分析，检验控制变量法和转换法的应用，及知识迁移能力 解题方法 用转换法，通过桌腿进入沙子的深度反映重物重力势能大小；用控制变量法，验证质量影响时控制高度不变，验证高度影响时控制质量不变；水电站发电机安装在低处以利用更大的水的重力势能 05 优题精选·练能提分 1．（2025·江苏淮安·中考真题）如图甲所示，物体在10N的水平拉力F的作用下，沿水平地面向右做直线运动。固定于地面的传感器发出的超声波遇到运动的物体被反射回传感器，传感器通过计算机显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的s-t图像，如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．物体做加速运动 B．0~15s内拉力做的功为300J C．传感器相对于物体是静止的 D．物体受到的摩擦力小于10N 2．（2025·四川凉山·中考真题）甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重，若甲车0~8s内的牵引力大小恒为，则（　　） A．乙车速度大小为10m/s B．0~6s内，以甲车为参照物，乙车向北运动 C．0~6s内，甲车重力做功为 D．0~6s内，甲车牵引力功率为 3．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 4．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大 5．（2025·黑龙江·中考真题）如图所示，举重运动员将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃 （填“做功”或“没做功”）；当举重运动员将杠铃高高举起后保持静止时，地面对举重运动员的支持力与举重运动员受到的重力 （填“是”或“不是”）一对平衡力。 6．（2025·山东威海·中考真题）如图所示，用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为 J，有用功的功率为 W。 7．（2025·江苏宿迁·中考真题）2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能 ，势能 ，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 8．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐 ，篮球在C点的重力势能 在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为 。 9．（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 10．（2025·山东济南·中考真题）人体的心脏相当于一个发动机，不断地对血液施加推力，以保持体内血液的循环流动。人在不同状态下，心脏对血液的推力不同。心脏每次跳动推动血液运动的过程均可等效为如图所示的物理模型，血液在恒定推力作用下沿粗细均匀的血管做匀速直线运动。请通过计算回答： （1）人运动时，心脏某次跳动对血液的推力产生的压强为，血管的等效横截面积为，则心脏本次跳动对血液的推力为多少？ （2）静息时，心脏某次跳动对血液的推力为6.6N，推动血液以的速度匀速运动0.8s，则心脏本次跳动对血液做的功为多少？ 1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $专题11 功和机械能 目 录 01 考情剖析·命题前瞻 1 02 思维导图·网络建构 2 03 考点通关·靶向突破 2 考点1 功的计算与判断 2 教材·知识夯基 2 一、做功的两个必要因素（核心判断依据） 3 二、不做功的三种情况 3 三、功的公式与单位 3 中考·考法聚焦 4 考点2 功率的计算与理解 5 教材·知识夯基 5 一、功率的核心概念 5 二、功率的公式与单位 5 三、功率的理解与比较 6 中考·考法聚焦 6 考点3 动能与势能 7 教材·知识夯基 7 一、动能 7 二、重力势能 7 三、弹性势能 8 中考·考法聚焦 8 考点4 机械能及其转化 10 教材·知识夯基 10 一、机械能的组成 10 二、动能与势能的相互转化（核心规律） 10 三、机械能守恒与损失 10 中考·考法聚焦 11 04 素养拓展·思维进阶 12 拓展 01  探究辽宁高铁的功率与能量转化（跨学科实践） 12 拓展 02 设计节能型抛体玩具（工程实践） 13 05 优题精选·练能提分 15 01 考情剖析·命题前瞻 考点 考查形式 考查内容 考法分析 功的计算与判断 选择题、填空题、计算题 功的两个必要因素、功的公式应用（W=Fs）、不做功的三种情况 结合辽宁生活 / 工业场景（如地铁牵引力做功、起重机吊物做功）；侧重功的定性判断与定量计算 功率的计算与理解 选择题、填空题、计算题 功率的物理意义、公式应用（P=W/t、P=Fv）、单位换算 关联辽宁交通 / 科技场景（如高铁功率、船舶牵引力功率）；强化功率与功、速度的综合计算 动能和势能 选择题、填空题、实验题 动能（质量、速度影响）、重力势能（质量、高度影响）、弹性势能（形变程度影响）、能量转化 结合辽宁自然 / 运动场景（如大连马拉松运动员动能、辽宁山区重力势能）；实验探究动能 / 势能的影响因素 机械能及其转化 选择题、填空题、简答题 动能与势能的相互转化、机械能守恒（理想情况）、机械能损失原因 结合辽宁生活 / 科技场景（如蹦极运动、过山车、水电站发电）；侧重能量转化过程分析与解释 命题新趋势 1.核心素养导向：紧扣 2022 版课标要求，突出物理观念（功和能的定量与定性认识）、科学思维（公式推理、能量转化分析）、科学探究（动能 / 势能影响因素实验）、科学态度与责任（节能意识）。 2.情境化与实用性：素材源于生活（运动、起重、交通）、工业（机械做功、发电）、自然（瀑布、山区势能），如辽宁高铁功率计算、水电站能量转化，体现 “从生活走向物理，从物理走向社会” 的课标理念。 3.实验探究深化：强化核心实验（探究动能大小的影响因素）的操作细节、控制变量法应用、数据处理与误差分析，符合课标 “实验探究” 主题要求。 4.综合化与计算化：功和功率常与力学（重力、摩擦力）、运动学（速度）综合；机械能转化多与生活现象结合，侧重过程分析与解释。 命题预测 1.分值稳定在 4-6 分，题型涵盖选择、填空、实验、计算，实验题重点考查 “探究动能大小的影响因素”。 2.必考考点：功的计算与判断、功率的计算、动能与势能的影响因素、机械能转化。 3.情境题可能涉及 “辽宁高铁牵引力做功与功率”“大连港船舶动能变化”“山区水电站的能量转化” 等本地特色场景。 4.计算题重点考查 “功和功率的综合计算”，实验题侧重控制变量法与转换法的应用。 02 思维导图·网络建构 03 考点通关·靶向突破 考点1 功的计算与判断 教材·知识夯基 【课标要求】结合实例，认识功的概念；知道做功的两个必要因素；能运用功的公式进行简单计算（2022 版课标 “能量” 主题内容要求） 一、做功的两个必要因素（核心判断依据） 1.因素一：作用在物体上的力（F）（无作用力则不做功）； 2.因素二：物体在力的方向上移动的距离（s）（力与距离垂直或物体运动方向与力相反，均不做功）。 二、不做功的三种情况 情况 实例 有力无距离 用力推静止的箱子未推动、搬石头未搬动 有距离无力 物体在光滑水平面上匀速滑动、抛出的物体在空中运动（不计空气阻力） 力与距离垂直 提着水桶水平行走（重力竖直向下，距离水平向前）、背着书包水平前进 三、功的公式与单位 1.公式：W = Fs（适用于恒力做功）。 2.单位：焦耳（J），1J = 1N・m（物理意义：1N 的力使物体在力的方向上移动 1m 所做的功）。 3.单位换算：1kJ = 10³J。 4.公式应用注意： ① 统一单位：F 用 N，s 用 m，W 用 J； ② s 是物体在力的方向上移动的距离，而非物体运动的总距离； ③ 若物体在多个力作用下运动，需明确哪个力做功（如重力做功 W=Gh，水平拉力做功 W=Fs）。 【教材图片讲解】 功的判断：虽然人对石头施加了向上的力，但石头在力的方向上没有移动距离（s=0），根据功的公式 W=F⋅s，可知人对石头没有做功（W=0）。 机械能变化：石头始终静止，动能为 0，重力势能也未改变，因此机械能总量不变 功的判断：人对车施加了向前的推力，且车在推力方向上移动了一段距离（s>0），满足做功的两个必要条件（有力且在力的方向上有位移），因此人对车做了功（W=F·s>0）。 机械能变化：车从静止到运动，动能增加；若路面水平，重力势能不变，因此车的机械能总量增加，增加的机械能来源于人对车做的功 中考·考法聚焦 1．【体育赛事】（2025·辽宁朝阳·一模）羽毛球是生活中常见的体育运动，2023年5月在苏迪曼杯半决赛中，中国羽毛球队发扬顽强拼搏、永不放弃的团队精神，惊天逆转，闯进决赛。有关比赛过程中的下列情境，说法正确的是 （    ） A．击球时，球受到力的作用，所以球拍发生了形变 B．羽毛球打出后最终落向地面是因为羽毛球受到重力作用 C．羽毛球在空中飞行过程中，球拍对球做了功 D．击球时，球拍击球的力和球对球拍的力是一对平衡力 考查知识 力的作用效果、重力的作用、做功的条件、平衡力与相互作用力的区分 命题解读 命题意图 考查力的基本概念在羽毛球比赛场景中的应用，检验对力的作用效果、重力、做功条件及受力分析的理解 解题方法 依据力的作用效果、重力的方向、做功的两个必要因素、平衡力与相互作用力的特点，逐一分析选项 【答案】B 【详解】A．击球时，球受到球拍对它力的作用，由于力的作用是相互的，球也对球拍施加了力的作用，所以球拍发生了形变，故A错误； B．羽毛球打出后最终落向地面是因为羽毛球受到竖直向下的重力作用，改变了它的运动状态，故B正确； C．羽毛球在空中飞行过程中，球拍对球没有作用力，在此过程中，球拍对球没有做功，故C错误； D．击球时，球拍击球的力和球对球拍的力施力物体和受力物体互为彼此，是一对相互作用力，故D错误。 故选B。 2．【新情境】（2025·辽宁沈阳·一模）交警利用小型无人机对高速公路通行情况进行实时监测，无人机先上升到一定高度后再沿直线水平飞行。如图所示为无人机水平飞行时的v-t图像，以地面为参照物，0~10s无人机是 的。已知这架无人机质量为6kg，运动过程中所受水平推力恒为40N，在10s~30s水平推力做功为 J。 考查知识 运动状态的判断（v-t 图像分析）、功的计算（W=Fs） 命题解读 命题意图 考查 v-t 图像的解读、匀速直线运动的位移计算，及功的公式应用，检验图像分析与力学计算的综合能力 解题方法 通过 v-t 图像的速度变化判断运动状态；利用匀速直线运动的速度公式计算位移，再代入功的公式计算推力做功 【答案】 运动 8000 【详解】[1]以地面为参照物，无人机水平飞行时，位置发生变化，是运动的。 [2]由图可知，在10s~ 30s内无人机的飞行速度为v=10m/s，故飞行的距离为 则水平推力做功为 考点2 功率的计算与理解 教材·知识夯基 【课标要求】结合实例，理解功率的概念；了解功率在实际中的应用；能运用功率公式进行简单计算（2022 版课标 “能量” 主题内容要求） 一、功率的核心概念 1.物理意义：表示物体做功快慢的物理量（做功快≠做功多，如功率大的机器可能做功时间短，总功不一定多）。 2.定义：单位时间内所做的功。 二、功率的公式与单位 1.定义式：P = W/t（W 为总功，t 为做功时间）。 2.推导式：P = Fv（适用于匀速直线运动，F 为动力，v 为物体速度，需注意 F 与 v 方向一致）。 3.单位： 国际制单位：瓦特（W），1W = 1J/s； 常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（MW），1kW = 10³W，1MW = 10⁶W。 4.公式应用注意： ① 统一单位：W 用 J，t 用 s，P 用 W；或 W 用 kW・h，t 用 h，P 用 kW； ② 推导式 P=Fv 中，F 用 N，v 用 m/s，P 用 W； ③ 功率与速度的关系：当功率一定时，牵引力 F 与速度 v 成反比（如汽车上坡时减速以增大牵引力）。 三、功率的理解与比较 1.比较做功快慢的两种方法： ① 相同时间内，做功越多，功率越大； ② 做相同的功，时间越短，功率越大。 中考·考法聚焦 3．【新科技·AI机器人】（2025·山东济南·一模）AI机器人逐渐改变了我们的生活，如图所示为我国自主研发的某款人形机器人，身高1.65m，质量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0.9m。此过程中机器人对箱子所做的功为 ，对箱子所做的功的功率为 。 考查知识 功的计算公式（W=Fs）、功率的计算公式（P=tW​） 命题解读 命题意图 考查功与功率的基本计算，检验对公式的直接应用能力 解题方法 明确做功的两个必要因素（力和在力方向上的位移），代入功的公式计算；再结合时间，用功率公式计算功率 【答案】 90J 45W 【详解】[1]根据功的计算公式W=Fs（其中W表示功，F表示力，s表示在力的方向上移动的距离），已知机器人对箱子的作用力F=100N，箱子在竖直方向上移动的距离s=0.9m，将其代入公式可得W=Fs=100N×0.9m=90J [2]功率的计算公式为​（其中​P表示功率，​W表示功，​t表示做功所用的时间）。​机器人对箱子做的功​W=90J，做功时间​t=2s，将其代入公式可得 4．【斜面拉动物体】（2025·新疆·模拟预测）如图所示，用力F将一个质量为10kg的物块沿斜面（与水平面成30°角）匀速拉往高处，若拉力F的功率为24W，物块受摩擦力大小为30N，则拉物块的速度为（　　） A．0.2m/s B．0.3m/s C．0.4m/s D．0.8m/s 考查知识 受力平衡分析、功率公式 P=Fv、斜面受力分析 命题解读 命题意图 考查匀速运动的受力平衡、功率与速度的关系，检验综合力学分析与公式应用能力 解题方法 先通过受力平衡求拉力，再用功率公式P=Fv变形求速度，注意力与速度方向一致时公式适用 【答案】B 【详解】已知斜面与水平面的夹角为30°，由数学知识可知，斜面的长度与斜面高度的关系为 拉力做的总功为 有用功为 额外功为 因 即 则 则拉物块的速度为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 考点3 动能与势能 教材·知识夯基 【课标要求】了解动能、势能的概念；探究并了解动能大小与哪些因素有关；探究并了解重力势能大小与哪些因素有关（2022 版课标 “能量” 主题内容要求） 一、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能（一切运动的物体都有动能）。 2.影响因素（实验探究：控制变量法 + 转换法）： ① 质量（m）：速度相同时，质量越大，动能越大（如相同速度的火车比汽车动能大）； ② 速度（v）：质量相同时，速度越大，动能越大（如快速行驶的汽车比慢速行驶的动能大）。 3.特点：动能与质量和速度有关，速度对动能的影响更大（动能与速度的平方成正比）。 二、重力势能 1.定义：物体由于受到重力并处在一定高度而具有的能（地面上的物体重力势能为 0，相对高度越高，势能越大）。 2.影响因素（实验探究：控制变量法 + 转换法）： ① 质量（m）：高度相同时，质量越大，重力势能越大（如相同高度的大石块比小石块势能大）； ② 高度（h）：质量相同时，高度越高，重力势能越大（如高处的花盆比低处的势能大）。 3.特点：重力势能与质量和相对高度有关，相对高度以参照物为标准（通常以地面为参照物）。 三、弹性势能 1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能（未发生弹性形变的物体弹性势能为 0）。 2.影响因素： ① 弹性形变程度：材料相同时，形变程度越大，弹性势能越大（如拉得越满的弓势能越大）； ② 材料弹性：形变程度相同时，弹性越好的材料，弹性势能越大（如弹簧比橡皮泥弹性势能大）。 【教材图片解读】 1.能量转化过程：拦河坝抬高水位，使上游的水具有较大的重力势能（由水位高度决定）。 当水流经坝体的泄洪或发电通道向下流动时，重力势能转化为动能（速度增加）。 水流冲击水轮机叶片，将动能传递给发电机，最终转化为电能，实现了机械能向电能的转化。 中考·考法聚焦 5．【古代科技】（2025·辽宁本溪·三模）《天工开物》中记载的“试弓定力”时的情景如图所示，在秤砣的作用下弓弦被拉长，该情景说明力可以改变物体的 ，被拉弯的弓具有 势能。 考查知识 力的作用效果、弹性势能的概念 命题解读 命题意图 考查力的作用效果与弹性势能的判断，检验对基础力学概念的理解 解题方法 先观察物体形变，判断力的作用效果；再根据物体是否发生弹性形变，判断其具有的势能类型 【答案】 形状 弹性 【详解】[1]“试弓定力”时，弓弦在力的作用下发生形变，说明力可以改变物体的形状。 [2]此时被手拉弯的弓具有弹性势能，因为弓发生了弹性形变，由于弹性形变而具有的能量即为弹性势能。 6．【生活情境】（2025·辽宁沈阳·二模）如图所示，一人手持杯子，竖直静止在水龙头下方接水，在接水的过程中，杯子所受摩擦力 ，这杯水的重力势能 （以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。（杯子距离地面有一定高度且不变） 考查知识 二力平衡、重力势能的影响因素（质量、高度） 命题解读 命题意图 考查受力平衡分析与重力势能变化的判断，检验对力学平衡与势能概念的综合理解 解题方法 先通过二力平衡分析摩擦力与总重力的关系，判断摩擦力变化；再根据重力势能的影响因素（质量、高度）判断势能变化 【答案】 增大 增大 【详解】[1]人手持杯子，竖直静止在水龙头下方接水，在接水的过程中，杯中的水越来越多，质量越来越大，杯子和水总的重力越来越大，杯子在手中静止，受平衡力，重力与摩擦力平衡，杯子所受摩擦力增大。 [2]这杯水的重力势能增大，理由是：在接水的过程中，杯中的水越来越多，质量越来越大，重力势能与物体质量和高度有关，高度一定时，物体质量越大，重力势能越大。 考点4 机械能及其转化 教材·知识夯基 【课标要求】了解机械能的概念；能说明动能和势能的相互转化；了解机械能在生产生活中的应用（2022 版课标 “能量” 主题内容要求。 一、机械能的组成 1.机械能 = 动能 + 势能（重力势能 + 弹性势能）。 2.单位：焦耳（J），与功的单位相同。 二、动能与势能的相互转化（核心规律） 场景 转化过程 应用实例 自由下落的物体 重力势能→动能（高度减小，速度增大） 从高处落下的物体、瀑布 竖直上抛的物体 动能→重力势能（速度减小，高度增大） 向上抛出的篮球、射出的箭 蹦极 弹性势能↔动能↔重力势能（下落：重力势能→动能；拉伸弹性绳：动能→弹性势能；上升：弹性势能→动能→重力势能） 弹性势能↔动能↔重力势能（下落：重力势能→动能；拉伸弹性绳：动能→弹性势能；上升：弹性势能→动能→重力势能） 水电站 重力势能→动能→电能（水库的水下落：势能→动能；冲击水轮机：动能→电能） 水电站发电 三、机械能守恒与损失 1.机械能守恒：只有重力或弹力做功时，机械能总量保持不变（理想情况，无摩擦、无空气阻力）。 2.机械能损失：实际中，物体运动时受摩擦力、空气阻力等，机械能会转化为内能，总量减小（如汽车刹车时，动能转化为内能，机械能减小）。 【教材图片解读】 能量转化：铁锁在摆动过程中，重力势能与动能相互转化。 当铁锁摆到最高点时，速度为 0，动能最小，重力势能最大； 当铁锁摆到最低点时，高度最低，重力势能最小，动能最大。 机械能变化：由于空气阻力和绳子摩擦，机械能会有少量损耗，导致铁锁摆动的幅度逐渐减小，但在忽略阻力的理想情况下，机械能总量保持不变 能量转化： 在助滑区 A 点，运动员具有较大的重力势能；下滑过程中，重力势能逐渐转化为动能，速度不断增大。 到达 B 点后，运动员上坡时动能又转化为重力势能；在 C 点达到新的高度后，再次下坡，重力势能又转化为动能。 最后在着陆坡 D 点，动能逐渐转化为摩擦力做的功，速度减小直至停止 能量转化：滚摆上下运动时，重力势能与动能相互转化。 当滚摆上升时，速度减小，动能转化为重力势能； 当滚摆下降时，高度降低，重力势能转化为动能。 机械能变化：由于空气阻力和绳子摩擦，滚摆的机械能会逐渐减少，导致每次上升的高度都比前一次略低，最终停止摆动 中考·考法聚焦 7．【新情境·无人机表演】（2025·辽宁大连·二模）2025年元旦，大连老虎滩公园进行了以“海洋+光影”为主题的无人机表演。则无人机（　　） A．加速上升时，机械能不变 B．匀速上升时，动能变大 C．减速下降时，重力势能变小 D．匀速下降时，重力势能转化为动能 考查知识 机械能的组成（动能、重力势能）、影响因素及转化规律 命题解读 命题意图 考查无人机不同运动状态下动能、重力势能及机械能的变化，检验对机械能概念的理解 解题方法 先明确动能（质量、速度）和重力势能（质量、高度）的影响因素，再分析不同运动状态下两者的变化，进而判断机械能变化及能量转化 【答案】C 【详解】A．飞机加速上升，飞机的质量不变，速度变大，高度变大，动能增大，重力势能增大，机械能增大，故A不符合题意； B．飞机匀速上升，飞机的质量不变，速度不变，动能不变，故B不符合题意； C．飞机减速下降，飞机的质量不变，速度、高度均减小，动能减小，重力势能减小，故C符合题意； D．飞机匀速下降，飞机的质量不变，速度不变，高度减小，动能不变，重力势能减小，故D不符合题意。 故选C。 8．【新情境·无人机运输】（2025·安徽淮北·二模）如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 考查知识 机械能的组成（动能、重力势能）、影响因素及变化判断 命题解读 命题意图 考查无人机不同运动状态下货物的机械能变化，检验对动能、重力势能影响因素的理解 解题方法 先明确动能（质量、速度）和重力势能（质量、高度）的影响因素，再分析不同运动状态下两者的变化，进而判断机械能是否改变 【答案】B 【详解】A．无人机上升过程中，货物的质量不变，高度变大，货物的重力势能变大，故A错误； B．无人机水平匀速飞行时，质量不变，速度不变，高度不变，动能不变，重力势能不变，货物的机械能不变，故B正确； C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能等于其重力势能，不为零，故C错误； D．无人机下降过程中，若速度变小，则货物的动能有可能变小，故D错误。 故选B。 04 素养拓展·思维进阶 拓展 01  探究辽宁高铁的功率与能量转化（跨学科实践） 1.实践目的：结合辽宁高铁运行实际，探究高铁的牵引力功率与机械能转化，落实课标 “物理学与工程实践” 要求。 2.实践器材：地图软件（查路程）、秒表（计时）、高铁时刻表（查载重、速度）、计算器。 3.实践步骤： （1） 用地图软件查询沈阳到大连的高铁线路里程 s（约 400km）； （2） 从时刻表中获取高铁运行时间 t（约 1.5h）、额定载客质量 m（约 50t）； （3） 假设高铁匀速行驶，牵引力 F=5×10⁴N，计算： ① 高铁做的总功 W总 = Fs； ② 高铁的功率 P=W总 /t； ③ 分析高铁行驶过程中机械能的转化（电能→机械能，部分机械能转化为内能）； （4） 讨论高铁上坡时减速的原因（功率一定时，减小速度可增大牵引力，P=Fv）。 4.拓展思考：高铁运行中机械能损失的主要原因有哪些？（空气阻力、轨道摩擦、机械摩擦）。 拓展 02 设计节能型抛体玩具（工程实践） 1.设计背景：结合动能与势能的转化知识，设计节能型抛体玩具，落实课标 “物理学与日常生活” 要求。 2.设计要求： 利用动能与重力势能的相互转化，实现玩具的抛射与回落； 材料选用辽宁本地易得材料（如硬纸板、橡皮筋、塑料瓶），突出环保与节能。 3.参考方案： 结构设计：用硬纸板制作发射架，橡皮筋作为弹性形变储能部件，塑料球作为抛射体； 工作原理：拉伸橡皮筋（弹性势能增大），释放后弹性势能转化为塑料球的动能，球被抛射出去；上升过程中动能转化为重力势能，下落时重力势能转化为动能； 优化措施：① 选用弹性好的橡皮筋（增大弹性势能）；② 减轻抛射体质量（减小克服重力做功）；③ 发射架表面光滑处理（减小摩擦，减少机械能损失）。 4.素养目标：强化机械能转化知识的实际应用，培养环保意识与动手实践能力。 【教考衔接】 9．【体育项目】（2025·山西朔州·二模）阅读短文，回答问题： 跳台滑雪 跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度飞下，被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以选择高度不一的出发点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短飞行距离。 跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的升力；落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。 （1）运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用 的姿势。 （2）运动员在助滑阶段时，动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该 （选填“加分”或“扣分”）。 考查知识 空气阻力的影响因素、动能与机械能的变化、信息提取与推理 命题解读 命题意图 考查从文本中提取信息并结合物理知识分析问题的能力，检验对动能、机械能变化的理解 解题方法 先从文本中提取关键信息，结合动能（速度）、机械能（能量损耗）的影响因素分析变化，再根据规则推理得分调整 【答案】（1）上体前倾呈流线型；（2）增大；减小；（3）扣分 【详解】（1）阅读短文，根据文中原句“运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离”可知，为减小阻力，运动员采取上体前倾成流线型姿势。 （2）[1][2]运动员顺着助滑道加速下滑时，质量不变，速度越来越快，动能增大；由于下滑过程需要克服空气阻力，所以存在部分机械能转化为与空气摩擦的热能，故机械能减小。 （3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时，逆风能提升升力从而带来优势，运动员获得的天然优势大，为了达到平衡，应扣分。 10．【高空抛物 + 水电站新情境】（2025·陕西西安·模拟预测）生活中要严禁高空抛物，为什么呢？小明根据生活经验提出了如下猜想： 猜想一：高空抛出的物体的重力势能与物体的质量有关，质量越大，重力势能越大，危害越大。 猜想二：高空抛出的物体的重力势能与物体的高度有关，高度越大，重力势能越大，危害越大。 为了验证上述猜想，小明计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验。如图1所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，实验数据如下表所示。 序号 铁块的质量 铁块下落位置距桌面的高度 桌腿进入沙子的深度 ① 1 0.1 0.03 ② 1 0.2 0.06 ③ 1 0.3 0.09 ④ 2 0.1 0.06 ⑤ 3 0.1 0.09 （1）本实验中研究的是 （选填“小方桌”“沙子”或“重物”）的重力势能；实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小； （2）为了验证猜想一需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析； （3）分析表中①②③的实验数据，可得出结论：质量相同，高度越大，物体重力势能 ； （4）结合本实验所学知识，分析如图3所示水电站的水坝，发电机安装在 （选填“C”或“D”）位置较为合理。 考查知识 重力势能的影响因素（质量、高度）、转换法、控制变量法、水电站水坝的能量利用 命题解读 命题意图 考查探究重力势能影响因素的实验设计与分析，检验控制变量法和转换法的应用，及知识迁移能力 解题方法 用转换法，通过桌腿进入沙子的深度反映重物重力势能大小；用控制变量法，验证质量影响时控制高度不变，验证高度影响时控制质量不变；水电站发电机安装在低处以利用更大的水的重力势能 【答案】（1）重物；桌腿进入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）越大；（4）D 【详解】（1）[1]根据题意可知，实验的目的是研究重物的重力势能与质量和高度的关系，实验用到转换法，小方桌和沙子是实验的辅助工具，用于反映重物的重力势能大小。 [2]桌腿进入沙子的越深，说明重物的重力势能越大，所以实验中通过比较桌腿进入沙子的深度来判断物体重力势能的大小。 （2）猜想1验证高空抛出的物体的重力势能与物体的质量有关，根据控制变量法，需要选择高度相同但质量不同的数据进行比较，因此，选择实验序号①、④、⑤的数据进行分析，这三组数据的高度都是0.1m，但质量分别为1kg、2kg和3kg。 （3）表中①②③的实验数据中，铁块的质量都是1kg，但高度分别为0.1m、0.2m和0.3m，桌腿进入沙子的深度分别为0.03m、0.06m和0.09m，由此可以得出，质量相同，高度越高，物体重力势能越大。 （4）水电站的工作时将水的机械能转化为电能。根据本实验得出的结论 “质量相同时，高度越大，重力势能越大”，D点位置更低，水距离D点的高度更高，当水的质量相同时，高度越高，水的重力势能越大，能转化的电能也就越多，所以发电机安装在D位置较为合理。 05 优题精选·练能提分 1．（2025·江苏淮安·中考真题）如图甲所示，物体在10N的水平拉力F的作用下，沿水平地面向右做直线运动。固定于地面的传感器发出的超声波遇到运动的物体被反射回传感器，传感器通过计算机显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的s-t图像，如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．物体做加速运动 B．0~15s内拉力做的功为300J C．传感器相对于物体是静止的 D．物体受到的摩擦力小于10N 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，物体通过的路程与时间成正比，根据匀速直线运动的定义，路程与时间成正比的直线运动，物体做匀速直线运动，不是加速运动。故A错误； B．由图乙可知， 0~15s内物体运动的路程s=30m，已知拉力F=10N，根据功的计算公式 W = Fs ，可得拉力做的功W=Fs=10N×30m = 300J 故B正确； C．传感器固定在地面上，物体沿水平地面向右运动，传感器与物体之间的位置发生了变化，因此传感器相对于物体是运动的，故C错误； D．物体做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力。根据二力平衡的条件可知摩擦力f =F=10N 故D错误； 故选B。 2．（2025·四川凉山·中考真题）甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重，若甲车0~8s内的牵引力大小恒为，则（　　） A．乙车速度大小为10m/s B．0~6s内，以甲车为参照物，乙车向北运动 C．0~6s内，甲车重力做功为 D．0~6s内，甲车牵引力功率为 【答案】D 【详解】A．由图可知，乙车速度大小为 故A错误； B．由图可知，甲车速度大小为 甲的速度大于乙的速度，甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，0~6s内，以甲车为参照物，乙车向南运动，故B错误； C．0~6s内，甲车的重力的方向始终竖直向下，而甲车在竖直方向没有移动，因此不做功，故C错误； D．若甲车0~8s内的牵引力大小恒为1.6×103N，则0~6s内，甲车牵引力的功率为P甲=F甲v甲=1.6×103N×10m/s=1.6×104W 故D正确。 故选D。 3．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 【答案】B 【详解】摆球下降的过程中，小球的质量不变，高度变小，重力势能逐渐变小，速度变大，动能逐渐增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大 【答案】D 【详解】已知斜面均是光滑的，即小球不受阻力作用，小球在运动过程中只有动能和重力势能的相互转化，所以小球的机械能是守恒的，实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能一样大。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．（2025·黑龙江·中考真题）如图所示，举重运动员将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃 （填“做功”或“没做功”）；当举重运动员将杠铃高高举起后保持静止时，地面对举重运动员的支持力与举重运动员受到的重力 （填“是”或“不是”）一对平衡力。 【答案】 做功 不是 【详解】[1]举重运动员将杠铃举起的过程中，有力的作用，杠铃在力的方向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功。 [2]举重运动员举起杠铃静止时，地面对运动员的支持力等于运动员与杠铃的总重力，要大于运动员的重力，所以地面对运动员的支持力与运动员的重力不是一对平衡力。 6．（2025·山东威海·中考真题）如图所示，用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为 J，有用功的功率为 W。 【答案】 750 30 【详解】[1]推力做功W=Fs=150N×5m=750J [2]有用功W有=Gh=500N×1.2m=600J 有用功的功率 7．（2025·江苏宿迁·中考真题）2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能 ，势能 ，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 不变 减小 减小 【详解】[1][2][3]返回舱受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，它的质量不变，速度不变，所以动能不变，高度减小，它的势能减小；机械能是动能与势能的总和，所以机械能减小。 8．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐 ，篮球在C点的重力势能 在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为 。 【答案】 减小 小于 内能 【详解】[1]篮球从A点到B点过程中，高度逐渐升高，动能转化为重力势能，速度逐渐减小。 [2]C点的高度小于B点的高度，篮球在C点的重力势能小于在B点的重力势能。 [3]篮球撞击地面的过程中，受到地面的撞击力作用，由于撞击力对篮球做功，将部分机械能转化为内能。 9．（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。 10．（2025·山东济南·中考真题）人体的心脏相当于一个发动机，不断地对血液施加推力，以保持体内血液的循环流动。人在不同状态下，心脏对血液的推力不同。心脏每次跳动推动血液运动的过程均可等效为如图所示的物理模型，血液在恒定推力作用下沿粗细均匀的血管做匀速直线运动。请通过计算回答： （1）人运动时，心脏某次跳动对血液的推力产生的压强为，血管的等效横截面积为，则心脏本次跳动对血液的推力为多少？ （2）静息时，心脏某次跳动对血液的推力为6.6N，推动血液以的速度匀速运动0.8s，则心脏本次跳动对血液做的功为多少？ 【答案】（1）8N；（2） 【详解】（1）心脏本次跳动对血液的推力为 （2）血液流动路程为 则心脏本次跳动对血液做的功为 1 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $