专题12 功和机械能（复习课件）（全国通用）2026年中考物理一轮复习讲练测

物理中考复习 功和机械能 专题十二 2026年中考一轮复习讲练测 目录 01 考情剖析·命题前瞻 02 思维导图·网络构建 03 考点通关·靶向突破 04 素养拓展·思维进阶 05 优题精选·练能提分 考点1 功 教材·知识夯基 中考·新考法聚焦 1．力学中的功 2．功的计算 考法1 结合“机器狗”考查力是否做功 考法2 教材素材链接 考法3 结合体操运动考查功的计算考法3 教材素材链接 考点2 功率 教材·知识夯基 中考·新考法聚焦 1．功率 2．功率的测量 考法1 结合志愿活动考查功、功率的计算 考法2 结合体育测试考查功率的测量 考法3 结合玩具小车考查P=Fv的应用 考法4 结合图像考查功、功率的计算 考点3 动能和势能 教材·知识夯基 中考·新考法聚焦 1．能量 2．动能 3．重力势能 4．弹性势能 5．动能和势能的比较 考法1 结合生活实际考查动能的影响因素 考法2 考查探究动能大小的影响因素 考法3 结合单摆考查动能、重力势能的影响因素 考法4 学科融合考查重力势能的影响因素 目录 01 考情剖析·命题前瞻 02 思维导图·网络构建 03 考点通关·靶向突破 04 素养拓展·思维进阶 05 优题精选·练能提分 考点4 机械能及其转化 教材·知识夯基 中考·新考法聚焦 1．机械能及其转化 2．机械能守恒 3．水能和风能的利用 考法1 教材素材链接 考法2 结合伽利略实验考查机械能守恒及其辨析 考法3 结合网球运动考查机械能转化和守恒 考法4 考查物体运动过程中机械能的变化 拓展01 功、功率的计算 拓展02 机械能转化和守恒 01 一轮·讲练测 考情剖析·命题前瞻 考情透视·目标导航 考点 功 功率 动能和势能 机械能及其转化 考查形式 ☑选择题 ☑填空题 ☑计算题 ☑选择题 ☑填空题 ☑计算题 ☑选择题 ☑填空题 ☑实验题 ☑选择题 ☑填空题 ☑简答题 考查内容 功的概念、功的简单计算 功率的概念、功率的比较和计算、功率的估算和测量 动能和势能概念、动能和势能的影响因素 动能和势能之间的转化、机械能守恒 考法分析 1. 功的判断 2. 功的计算 1. 功率的理解 2. 功率的计算 1. 概念辨析与影响因素判断 2. 探究实验 1. 转化过程分析 2. 综合判断 考情透视·目标导航 命题趋势 1、从“简单模型”到“复杂过程与前沿科技”：国家重大工程与科技前沿：以 “嫦娥六号”月面采样返回、“神舟飞船”发射与对接、大功率风力发电机 等为背景，考查火箭升空（化学能→内能→机械能）、探测器着陆（机械能转化与减少）、能量利用效率等。体育运动与劳动实践全过程：分析运动员立定跳远（蹬地起跳→上升→下落）、引体向上（克服重力做功）、滑雪、划船等过程，考查不同阶段做功、功率及能量形式的转化。 2、从“验证结论”到“思想领悟与创新设计”：探究动能大小的影响因素：考查方法本源：不仅要求知道结论，更会追问 “为什么让不同小球从同一高度释放？” （控制变量法）和 “为什么通过木块被撞距离来比较动能？” （转换法）。评估与改进方案：可能要求评估“水平面绝对光滑是否可行？”或提出其他显示动能大小的创新方法。 3、从“单一判断”到“综合推理与图像分析”：多过程综合推理：描述一个物体经历“加速→匀速→减速→停止”或多个运动状态变化的过程，要求分段比较或计算其动能、势能、机械能的变化，并分析各阶段力是否做功、什么力在做功。与运动图像的深度结合：提供物体的 v-t（速度-时间） 或 h-t（高度-时间）图像，要求学生结合图像信息，判断特定时刻动能、重力势能的大小关系，或计算某段时间内力做功的功率。这实现了运动学和动力学的深度融合。定性判断与定量计算结合：选择题中大量出现“判断以下四种情况中，机械能守恒/做功最多的是？”等需要综合比较分析的题目。 考情透视·目标导航 命题预测 1、情境绝对“过程化”与“综合化”：试题将依托一个包含多个阶段、状态变化的物理过程，如运动员立定跳远（蹬地加速→上升→下落→着地缓冲）、火箭发射（燃料燃烧→加速升空→入轨运行）、过山车运行（爬升→俯冲→回环）等。 2、聚焦“转化与守恒”的能量观念：功和功率：“功”的考查重在判断“力是否做功”（紧扣两个必要因素）；“功率”则侧重比较做功的快慢，常结合 P=Fv 进行定性分析或简单计算。动能与势能：重点考查其大小变化的判断，而非静态大小。常结合v-t、h-t图像，让学生比较不同时刻或位置的动能、势能大小。机械能及其转化：这是核心观念。命题会引导学生分析上述复杂过程中动能与势能如何相互转化，并判断在有摩擦、阻力的情况下，机械能减少（转化为内能）；在理想情况下，机械能守恒。 3、强调“图像结合”与“多步推理”：与运动图像的深度结合：提供v-t（速度-时间）图像成为新常态。要求学生从图像中提取速度、判断运动状态，进而推断动能变化、计算某段时间内的平均功率等，实现运动学与能量学的综合。 02 一轮·讲练测 思维导图·网络构建 思维导图·网络构建 功和机械能 功（W） 概念：如果一个力作用在物体上，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 做功的两个必要因素：作用在物体上的力； 在力的方向上移动一段距离 功的计算：功等于力与物体在力的方向上 移动距离的乘积 功的表达式： 其他表达式：， 单位：焦耳（J） 功率（P） 物理意义：表示物体做功的快慢 功与做功所用时间之比，叫做功率 公式：，变形公式：， 单位：瓦特（W），其他单位：千瓦（kW） 电功率的测量：原理： 动能和势能 物体能够对外做功，就说物体具有能量 单位：焦耳（J） 动能：物体由于运动而具有的能 影响因素：质量和运动速度 重力势能：物体受到重力并处在一 定高度时所具有的能 影响因素：质量和所处高度 弹性势能：物体由于发生弹性 形变而具有的能 影响因素：物体弹性形变程度 机械能及其转化 动能和势能统称为机械能 单位：焦耳（J） 动能和势能可以相互转化 机械能守恒：如果只有动能和势能 的转化，虽然动能、 势能的大小会变，但 机械能的总和不变 三种不做功的情况：有力无距离；有距离无力；力和距离方向垂直 研究物体的动能 03 一轮·讲练测 考点通关·靶向突破 考点01 功 教材·知识夯基 1．力学中的功 （1）定义：如果一个力作用在物体上，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。 有时为了叙述方便，某个力做功往往也说成施力的物体做了功。如人推车，推力做了功，也常说人做了功。 （2）做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在力的方向上移动的距离。 考点01 功 教材·知识夯基 1．力学中的功 （3）三种不做功的情况 类型 解释 举例 例图 有距离无力 物体没有受到力的作用，但由于惯性移动一段距离 球离开脚后，依靠惯性前进，人对球没有作用力   有力无距离 物体受到力的作用，但保持静止状态，即没有移动距离 搬石头没有推动   力与距离垂直 物体移动的距离方向与力的方向垂直 提着物体在水平路面上前行，人提物体的力没做功 考点01 功 教材·知识夯基 2．功的计算 （1）在力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 （2）表达式：W=Fs。变形式：，。 重力做功的表达式：W=Gh，摩擦力做功的表达式：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，则功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫作焦耳，简称焦，符号是J。1J=1N·m。 （4）对W＝FS的理解：①F与S的方向必须一致；②力与物体移动的距离必须对应于同一物体；③力与物体移动的距离必须对应于同一段时间，即公式中的F始终作用在物体上；　 ④当有几个力同时作用在同一物体上时，要根据题意明确哪几个力做功和对谁做功； ⑤做功多少与物体的运动形式无关，不管物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只由W＝FS决定。 考点01 功 教材·知识夯基 2．功的计算 （5）对做功的两种表述 ①力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。 ②力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。如向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。 易错警示 1.对“物体在力的方向上移动距离”的理解 力对物体做功时，物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致， 移动的方向和力的方向有夹角（夹角不等于90°）时力也对物体做 功。如图中，拉力F对物体做功。 2.功的大小与力的大小和在力的方向上移动距离的大小有关。若力的大小相等，距离的大小也相等，则对应功的大小也相等。 考点01 功 中考·考法聚焦 （2025·江苏常州）机器狗能帮助人们搬运重物；不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（　　） A．蹲着不动 B．托举重物匀速竖直上升 C．站着不动 D．承载重物匀速水平移动 考法1 结合“机器狗”考查力是否做功 本题以机器狗搬运重物的实际情境为载体，旨在考查学生理解做功的两个必要条件 解答本题需紧扣“做功的两个必要因素”，逐一分析每个情境中机器狗对重物的作用力以及重物的运动情况 命题意图 解题思路 B 机器狗对重物A有竖直向上的支持力的作用，根据力做功的两个必要因素可知，需要在竖直方向上移动一定的距离，因此需要托举重物匀速竖直上升 考点01 功 中考·考法聚焦 （2025·广东广州）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 考法2 教材素材链接 本题以冰壶运动为背景，旨在考查学生是否理解滑动摩擦力的影响，是否掌握做功的两个必要因素 分析滑动摩擦力、分析运动员做功 命题意图 解题思路 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相同，则摩擦力相同；由a到b运动员对冰壶做了功，由b到c冰壶脱离了运动员的手，运动员对冰壶不做功 B 考点01 功 中考·考法聚焦 （2025·江苏宿迁）如图所示，某体操运动员的质量为45kg，单脚直立于平衡木上，已知脚与平衡木接触的有效面积为180cm2，g取10N/kg，求： (1)运动员的重力。 (2)运动员对平衡木的压强。 (3)当运动员从平衡木上跳下时，重心下降高度为1.2m，重力对她做的功。 考法3 结合体操运动考查功的计算 （1）运动员质量为45kg，则运动员的重力 （2）运动员与平衡木接触的面积 运动员对平衡木的压力大小等于重力大小，运动员对平衡木的压强 （3）当运动员重心下降高度1.2m时，重力对她做的功 考点02 功率 教材·知识夯基 1．功率 （1）比较物体做功的快慢 不同的物体若做相同的功，则用时短的物体做功快；若做功的时间相同，则做功多的物体做功快。做功多少、所用时间都不相同时，用做功多少除以做功时间。 （2）物理意义：在物理学中，用功率表示做功的快慢。 （3）定义：功与做功所用时间之比叫做功率（比值定义法）。它在数值上等于单位时间内所做的功。 （4）表达式：。变形式：W=Pt，。 （5）单位及换算：由功的单位和时间的单位组合而成的。功的单位是J，时间的单位s,则功率的单位为J/s，它有个专门的名称叫做瓦特，简称瓦，符号W，1W=1J/s。常用单位有kW，1kW=1000W。 考点02 功率 教材·知识夯基 1．功率 （6）优秀运动员短时间运动的功率约为一千瓦；小型客车发动机的功率为数十千瓦至数百千瓦；盾构机、内燃机车发动机的功率为数千千瓦；电力机车、万吨级远洋货轮发动机的功率可超过一万千瓦；我国的长征五号运载火箭发动机的功率超过一百万千瓦。 （7）拓展公式 当物体在力F的作用下，沿力F的方向以速度v做匀速直线运动，由P=及v=，可得P=Fv。应用公式计算时，速度的单位必须是m/s，这样得出的功率单位才是W。 2．功率的测量 【实验原理】由P=可知，要测量功率，必须测物体（或机械）所做的功W和完成这些功所用的时间t。如果我们要测自己上楼的功率，需测出自己的重力G（或质量m）、楼层的高度h和上楼所用时间t。 考点02 功率 教材·知识夯基 2．功率的测量 【实验器材】体重计（或磅秤），皮尺（或米尺），计时器（停表、手表等）。 【实验步骤】①体重计（或磅秤）测出自己的质量（m），求出自己的重力G。 ②用皮尺（或米尺）测出所登楼层的高度h（或测出一个台阶的高度h0，然后数出楼梯的台阶数n，则所登楼层高度为h=nh0）。 ③用停表（或手表）测出自己上楼所用时间t。 功率的计算式为：P=或P==。 【注意事项】①测量人上楼的功率时，登楼梯是克服人自身重力做功。 ②测量过程中，应测量楼层的高度，而不测量楼梯的长度。 ③做功的时间越短，测量误差越大，因此在测量时要适当增加做功所用时间，以减小测量误差。 考点02 功率 教材·知识夯基 易错警示 混淆功和功率 功率和功是两个不同的概念。功率由物体所做的功和完成这个功所用的时间共同决定，物体做功越多，所用时间越少，其功率越大。所以，做功多，不一定做功快；反之，做功快，不一定做功多。 特别提醒 在比较功率大小时，若能判断功的大小、时间的长短，一般使用公式分析问题更方便；若能判断力的大小、速度的大小，一般使用P=Fv分析问题更方便。 考点02 功率 中考·考法聚焦 （2025·四川）小珍同学到养老中心参加志愿者活动时，用推车帮助老奶奶搬运生活用品。若她用20N的水平推力，推着推车水平移动10m，用时20s。其推力做功为 J，做功的功率为 W。 考法1 结合志愿活动考查功、功率的计算 本题以志愿者活动推车为背景，考查学生对功和功率这两个基本物理概念的理解和计算能力 分析物理过程、计算推力做功、计算做功的功率 命题意图 解题思路 推力做功W=Fs=20N×10m=200J，做功功率 200 10 考点02 功率 中考·考法聚焦 考法2 结合体育测试考查功率的测量 （2025·四川巴中）阅读以下内容，回答问题： 某同学的体测成绩表 (1)该同学完成这次长跑测试的平均速度为 。 (2)若该同学受到的重力是500N，每次跳绳跳离地面的平均高度为4cm，则一分钟内克服重力做功的功率为 W。 本题以学生体测成绩表为背景，考查学生理解平均速度的定义，并能应用于简单情境，掌握功率公式，并能结合克服重力做功进行综合计算 解答本题应遵循以下步骤：分析长跑测试、分析跳绳测试 命题意图 解题思路 项目 成绩 立定跳远 230cm 长跑（1000米） 250s 一分钟跳绳 180个 …… …… 4m/s 60 （1）该同学完成这次长跑测试的平均速度为 （2）跳绳一次克服重力做功 一分钟内克服重力做功 一分钟内克服重力做功的功率为 考点02 功率 中考·考法聚焦 考法3 结合玩具小车考查P=Fv的应用 （2025·四川宜宾）某款重力为2N的电动玩具小车，以P=3W的功率在水平路面上匀速运动，此过程中所受摩擦阻力恒为0.6N，则匀速运动时的速度v= m/s；现在小车以相同功率在斜面上匀速运动4m的路程，对应上升2m的高度，此过程中所受摩擦阻力恒为0.5N，则玩具小车所用时间t= s。 本题以电动玩具小车在水平路面和斜面上的运动为背景，综合考查学生理解功率的公式 P=Fv的含义，并能利用该公式计算速度或力 水平面上：匀速，牵引力等于阻力，由P=Fv求v。斜面上：匀速上坡，计算总功，由t=W/P求出时间 命题意图 解题思路 速度 5 2 小车摩擦阻力做功 需克服重力做功 小车在斜面上克服阻力做的做功 玩具小车所用时间 考点02 功率 中考·考法聚焦 考法4 结合图像考查功、功率的计算 （2025·青海西宁）如图甲所示，快递员用推力F将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m、高2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同；快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示（g取10N/kg），下列分析正确的是（　　） A．0~4s内快递所受的摩擦力为800N B．0~4s内推力F的功率为800W C．4~12s内快递克服重力做的功为3200J D．4~12s内快递受到的摩擦力为100N D 0~4s内快递在水平面做匀速直线运动，快递所受的摩擦力f=F=200N;0~4s内快递移动的距离为4m，则推力F的功率为200W；4~12s，快递从斜面底端运动到顶端，快递克服重力做的功W有=Gh=800N×2m=1600J；推力做的总功W总=F's'=500N×4m=2000J，克服快递所受摩擦力做的额外功W额=W总-W有=2000J-1600J=400J，快递受到的摩擦力 考点03 动能和势能 教材·知识夯基 1．能量 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 （3）对能的理解：①一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”，是说它具有做功的本领。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。 ②能量表示物体做功本领大小的物理量；能量的大小可以用能够做功的多少来量度，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。 （4）能与功的区别与联系 区别 区别 联系 功是一个过程量，能是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 功是能量变化的量度 功是描述力对物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 功是能量变化的量度 考点03 动能和势能 教材·知识夯基 2．动能 （1）概念：物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 （2）研究物体的动能跟哪些因素有关 实验目的 实验图 实验器材 实验设计与分析 研究物体的动能与哪些因素有关   刻度尺、带斜面的木板、质量不同的小球、木块 （1）转换法：用木块被推移的距离反映小球的动能大小 考点03 动能和势能 教材·知识夯基 2．动能 实验目的 实验设计与分析 实验结论 研究物体的动能与哪些因素有关 （2）控制变量法：①探究动能大小与速度的关系时，控制小球的质量不变，只改变小球进入水平面的速度(改变由静止释放的高度)；②探究动能大小与质量的关系时，控制小球的速度不变(从同一高度由静止释放)，只改变小球的质量 （3）木块最终停下的原因：受到木板摩擦力的作用 （4）能量转化：小球从斜面滚下时,重力势能主要转化为动能;小球随木块在水平面上运动至静止时，动能转化为内能 （5）改进：实验装置可以改为小球由高处 摆下撞击物块，如下图 （6）科学推理：若水平木板绝对光滑，则物块将一直做匀速直线运动 （1）当质量一定时，物体的速度越大，动能越大 （2）当速度一定时，物体的质量越大，动能越大 考点03 动能和势能 教材·知识夯基 3．重力势能 （1）定义：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 （2）研究影响重力势能大小的因素 实验目的 实验图 实验器材 实验设计与分析 研究影响重力势能大小的因素   小方桌、沙箱、沙子、物体 （1）转换法：小方桌下陷越深，说明下落的物体能够做的功越多小 考点03 动能和势能 教材·知识夯基 3．重力势能 实验目的 实验设计与分析 实验结论 研究影响重力势能大小的因素 （2）控制变量法：①探究重力势能大小与高度的关系时，控制物体的质量不变，改变物体由静止释放的高度；②探究重力势能大小与质量的关系时，控制物体从同一高度由静止释放，只改变物体的质量 （3）质量相等时，较高处物体使小方桌下陷的深度大，说明质量相等时，高度大的物体重力势能大； （4）高度相等时，质量大的物体使小方桌下陷的深度大，说明同一高度，质量大物体的重力势能大。 相同高度，物体的质量越大，重力势能越大；相同质量，物体高度越大，物体的重力势能越大。 4．弹性势能 （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （2）影响因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 考点03 动能和势能 教材·知识夯基 5．动能和势能的比较 定义 影响因素 判断有无 动能 动能 物体由于运动而具有的能 速度：质量相同时，运动速度越大，动能越大 质量：运动速度相同时，质量越大，动能越大 运动的物体具有动能，速度为零时动能为零 势能 重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 高度：质量相同时，位置越高，重力势能越大 质量：高度相同时，质量越大，重力势能越大 受到重力的物体都具有重力势能（因为任何物体的高度都是相对的） 势能 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能越大 发生弹性形变的物体具有弹性势能，反之则无 教材·知识夯基 易错警示 考点03 动能和势能 质量也会影响动能和重力势能 （1）动能和重力势能都受质量影响。分析物体的动能和重力势能时首先分析物体的质量如何变化，注意隐含条件，如“洒水、喷气、播撒干冰、抛掉副油箱”等都是“抛物”现象，质量减小。 （2）物体匀速运动时，动能和势能不一定不变。此时还要考虑物体的质量是否发生变化。 教材图片详解 车的质量相同时，车的行驶速度速度越大，动能越大。因此要对机动车的最高行驶速度进行限制 车型不同，车的质量往往也不同。如果车的行驶速度相同，质量大的车，动能大，行驶时危险性就大。因此，在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。 中考·考法聚焦 考法1 结合生活实际考查动能的影响因素 （2025·四川攀枝花）（多选）下列运动中的物体，动能减小的是（　　） A．加速升空的电动无人机 B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车 C．下落过程中的跳水运动员 D．减速进站的“攀钢号”动车 考查学生知道动能的大小由物体的质量和速度共同决定，并能据此分析物体动能的变化 解答本题应紧扣动能的大小与质量和速度的关系，分析每个选项中物体的质量和速度如何变化，从而判断动能的变化 命题意图 解题思路 质量不变，速度变大，动能都增大 BD 考点03 动能和势能 速度不变，质量变小，动能减小 质量不变，速度变大，动能都增大 质量不变，速度变小，动能减小 中考·考法聚焦 考法2 考查探究动能大小的影响因素 2025·江苏南通）飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理（　　） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 本题旨在考查学生运用控制变量法探究动能影响因素的能力，能从实验图示中识别出哪些实验控制了质量相同、哪些改变了速度 明确实验原理、确定对比条件、分析图示 命题意图 解题思路 A 应控制其他条件相同，只改变小车的速度进行比较 考点03 动能和势能 实验①和②中，因同一小车从斜面上由静止下落的高度不同，到达水平面的速度不同；实验②和③中，改变小车的质量，下落的高度不变即到达水平面的速度相同；实验②和④、③和④中，小车的质量和到达水平面的速度均不同，没有控制变量 中考·考法聚焦 考法3 结合单摆考查动能、重力势能的影响因素 （2025·江苏盐城）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 本题通过摆球下降的简单情境，考查学生知道动能与速度有关，速度越大动能越大；重力势能与高度有关，高度越高重力势能越大 分析摆球的运动状态、判断重力势能变化、判断动能变化、得出结论 命题意图 解题思路 B 考点03 动能和势能 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 中考·考法聚焦 考法4 学科融合考查重力势能的影响因素 （2025·四川乐山）为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 D 考点03 动能和势能 重力势能与物体的质量和所处高度有关，学生远足爬山过程中，质量不变，高度越高，重力势能越大，由图可知，D位置高度为800m，高度最高，因此队伍重力势能最大的位置是D处 本题以远足爬山的等高线地形图为背景，考查学生能够从等高线图中判断各地点的高度（海拔），提取关键信息，知道重力势能的大小与物体的质量和高度有关 明确重力势能决定因素、读取等高线信息、比较高度得出结论 命题意图 解题思路 考点04 机械能及其转化 教材·知识夯基 1．机械能及其转化 （1）机械能：在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。例如，飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起，就可以得到它的总机械能。 （2）动能和势能的转化：苹果从高处下落，速度越来越大，苹果的重力势能转化成了它的动能；弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成了箭的动能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。 2．机械能守恒 （1）大量研究结果表明，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，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的 考点04 机械能及其转化 教材·知识夯基 2．机械能守恒 （2）对机械能守恒的理解 ①若有其他形式的能参与转化，则物体的机能不守恒（如火箭发射,燃气燃烧产生的内能做功，使火箭的机械能增大）； ②若需克服阻力做功，则物体的机械不守恒（如载人飞船返回舱穿越大气层的过程中，要受到气的阻力，机械能减小）。 （3）判断机械能如何变化 ①当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。 考点04 机械能及其转化 教材·知识夯基 2．机械能守恒 示例（忽略空气阻力和摩擦） 示例（忽略空气阻力和摩擦） 滚摆上升时 过山车下降时 水平运动的小球压缩弹簧时 弯弓射箭时 判断依据 速度 减小 增大 减小 增大 判断依据 高度 增大 减少 —— —— 判断依据 形变 —— —— 增大 减小 能的转化 能的转化 动能转化为重力势能 重力势能转化为动能 动能转化为弹性势能 弹性势能转化为动能 ①当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。 考点04 机械能及其转化 教材·知识夯基 2．机械能守恒 ②物体受外力作用机械能不守恒时，可先分析动能和势能的变化情况，再结合“机械能=动能+势能”来判断。 示例 水平路面上加速运动的小车 水平路面上减速运动的小车 匀速上升的热气球 匀速下降的热气球 斜面上减速下滑的滑块 汽车加速冲上斜面 动能变化 增大 减小 不变 不变 减小 增大 势能变化 不变 不变 增大 减小 减小 增大 机械能 增大 减小 增大 减小 减小 增大 考点04 机械能及其转化 教材·知识夯基 2．机械能守恒 ③人造卫星运行时的机械能转化 人造卫星绕地球椭圆轨道运行过程中，不受空气阻力，只有动能与势能的相互转化，故卫星的机械能守恒。如图所示，它离地球中心最远的一点叫远地点，离地球中心最近的一点叫近地点，卫星在两点间运行时能量转化情况如图所示。 3．水能和风能 （1）水能发电：人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机。将发电机装在水轮机的上面，并把它们的轴连接在一起，由水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。 （2）风能发电：风吹动风车，带动发电机发电。 教材·知识夯基 易错警示 考点04 机械能及其转化 1.一个物体具有动能，可以说具有机械能，但反过来一个物体具有机械能，却不一定具有动能，因为它可能只具有势能。 2.升降过程不一定有动能和势能的转化 物体升降过程中，判断重力势能和动能是否有相互转化，还要看物体速度的变化以及是否有外力做功。如加速升空的物体，动能变大，重力势能液变大。 3.机械能转化可以是一个物体也可以是多个物体 动能和弹性势能的之间的转化，可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。例如，由高处落下的篮球在撞击地面发生了弹性形变过程中，球的动能转化为自身的弹性势能；球在恢复原状的过程中，球的弹性势能转化为自身的动能，动能和弹性势能在一个物体上相互转化。运动员进行蹦床表演时，运动员的动能和蹦床的弹性势能在两个物体间相互转化。 教材·知识夯基 考点04 机械能及其转化 教材图片详解 松开铁锁，它来回摆动时，重力势能与动能互相转化，若不计空气阻力，机械能的总量保持不变，所以当它摆回鼻子附近时，重力势能与原来相等，又由于质量不变，所以摆动的高度也与原来的一样，所以不会打到鼻子，事实上，由于铁锁还要克服空气的阻力做功，它具有的机械能要小于它释放时所具有的机械能，因此铁锁回来时的高度还要略低于原来的位置，所以铁锁打不到鼻子。 滚摆下降时，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能。滚摆上升时，它的动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能。 滚摆最终静止在最低点，是因为要克服空气阻力和自身摩擦做功，滚摆的机械能全部转化为内能。 小球从A点下落到B点，重力势能逐渐转化成动能，到最低点B时动能最大，之后又从B点上升到C点，动能逐渐转化成重力势能。 小球最终静止在B点，是因为要克服空气阻力做功，小球的机械能全部转化为内能。 中考·考法聚焦 考法1 教材素材链接 （2025·四川德阳）荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程。如图所示，用细线把一个小球悬挂起来，小球由A点静止释放后，将在A、C两点之间来回摆动（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．小球在C点时，动能最大 B．小球在B点时，重力势能最大 C．小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小 D．小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小 本题以荡秋千为背景，考查学生理解机械能守恒条件 明确模型与条件、分析各点能量特征、分析能量转化、逐项判断 命题意图 解题思路 D 考点04 机械能及其转化 小球在、两点之间来回摆动，A、C为最高点，重力势能最大，动能最小。B为最低点，重力势能最小，动能最大。小球从A点运动到C点的过程中，高度先减小后增大，重力势能先减小后增大。小球从A点运动到B点的过程中，重力势能转化为动能，因此动能增大，重力势能减小 中考·考法聚焦 考法2 结合伽利略实验考查机械能守恒及其辨析 （2025·山东滨州）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 本题以伽利略的经典斜面实验为背景，旨在考查学生通过伽利略斜面实验，理解机械能守恒。 分析实验条件、确定初始状态、应用机械能守恒、判断选项 命题意图 解题思路 D 考点04 机械能及其转化 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 中考·考法聚焦 考法3 结合网球运动考查机械能转化和守恒 （2025·湖北武汉）运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌。某次发球，她在a点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为c，触地过程中有一部分机械能转化成了内能，b点与c点等高，则（　　） A．网球在a点的动能为零 B．网球在b点的机械能等于在c点的机械能 C．网球在b点的动能大于在c点的动能 D．网球由a点运动到c点，减小的重力势能全部转化为动能 本题以网球运动为背景，考查学生理解在有空气阻力、碰撞等情况下机械能不守恒，一部分机械能会转化为内能 根据机械能守恒和能量损失分析各点机械能大小，比较动能和重力势能 命题意图 解题思路 D 考点04 机械能及其转化 速度不为零则动能不为零 机械能会有损失,b点的机械能大于c点的机械能,b点和c点的重力势能相等,b点的动能大于在c点的动能。有一部分机械能转化为内能，减小的重力势能并没有全部转化为动能 中考·考法聚焦 考法4 考查物体运动过程中机械能的变化 （2025·山东德州）物理学中，物体重力势能的表达式EP=mgh，动能的表达式。如图所示，光滑水平面AB与光滑圆弧轨道BC相连（连接处无能量损失）。质量m=2kg的小球从A点以v=2m/s的初速度向右运动冲上圆弧轨道，不计空气阻力。小球从A运动到B的过程中机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），小球能到达圆弧的最大高度h= m（g取10N/kg）。 不变 考点04 机械能及其转化 0.2 整个过程机械能守恒 当小球到达圆弧最大高度时，动能全部转化为重力势能，则有EP=EK，则 考查学生能判断小球在光滑水平面和光滑圆弧轨道上运动时，机械能是否守恒，能熟练运用动能公式 和重力势能公式进行计算 分析从A到B的过程、分析整个运动过程、利用机械能守恒定律 命题意图 解题思路 04 一轮·讲练测 素养拓展·思维进阶 拓展01 功、功率的计算 1．设计微型密度计 （1）一般思维模型 （2）相关公式：W=Fs、、P=Fv （3）利用公式进行计算时，注意“同向性、同时性、同体性”，各物理量的单位要化为基本单位。力或运动状态发生变化时，要分阶段计算。 （4）有时力的方向与运动的方向不在一条线上，也不垂直，力仍然做功。 【教考衔接】（2025·上海）某机器用5×104牛的力在100秒时间内将某物体提升8米，求此过程中拉力所做的功W和功率P。 拓展01 功、功率的计算 拉力所做的功为 则拉力功率为 拓展02 机械能转化和守恒 1．明确题干中的词语描述的含义；总结如下： （1）匀速：v不变；加速、起动：v增大；减速、刹车：v减小。 （2）上升、起飞：h增大；下落、下滑、降落：h减小；水平路面、悬停：h不变。 （3）近地点：h最小；远地点：h最大。 （4）正在洒水的洒水车、空投救灾物资的飞机：m减小。 （5）粗糙、不能到达初始高度：机械能减少；光滑、忽略空气阻力：机械能不变。 2．机械能转化 3．判断动能和势能的相互转化情况时，先运用动能和势能的影响因素分析得出物体所具有的动能和势能的大小变化情况，那么能的转化情况就是变小的那种形式的能转化成变大的那种形式的能。 【教考衔接】（2025·黑龙江齐齐哈尔）如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能减小，势能增大 C．动能增大，势能减小 D．动能减小，势能减小 拓展02 机械能转化和守恒 B 人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，机械能守恒，近地点高度小于远地点，则近地点重力势能小于远地点，当卫星从近地点向远地点运行时，重力势能增大，动能转化为重力势能，动能减小 05 一轮·讲练测 优题精选·练能提分 优题精选·练能提分 1．【新情境考查动能、重力势能的变化】（2025·四川）如图所示，在2025年春节联欢晚会上，机器人手持手绢欢快地扭秧歌。抛出的手绢在加速下落过程中（　　） A．重力势能不变 B．重力势能转化为动能 C．动能减小 D．重力势能变大 B 手绢加速下落的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度变大，动能变大。所以重力势能转化为动能 优题精选·练能提分 2．【新情境考查机械能的变化】（2025·山东济南）科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式，大大减轻了农民的负担，提高了生产效率。如图所示，一架无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，下列情形中无人机（包括水箱和箱中农药）的机械能可能保持不变的是（　　） A．水平向前匀速飞行 B．竖直向下匀速飞行 C．斜向上匀速飞行 D．斜向下匀速飞行 C 无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，质量减小，而做匀速运动时，其动能减小。要机械能不变，则必须增大重力势能，而质量减小，则高度必须增大，才有可能增大重力势能，因而斜向上匀速飞行时，机械能可能保持不变 优题精选·练能提分 3．【新情境考查动能和势能的转化】（2025·山东威海）溜索曾经是劳动人民跨越峡谷的重要工具，人们借助滑轮利用自身重力沿溜索无动力滑行，利用木片等与溜索之间的摩擦减速，如图所示。某村寨的特色旅游项目，需修建两条溜索方便游人从村寨（甲）前往茶园（乙）并返回。已知甲乙海拔相差约30m、相距约150m，峡谷深约800m。最合理的溜索设计方案是（　　） A． B． C． D． A．图中上面溜索甲的位置较高，乙的位置较低，可以从甲滑动到乙，下面的溜索乙位置低，甲位置高，设计为“V”形，从乙滑动到甲，由于乙的机械能小于甲的机械能，乙无法自动滑动到甲 B．图中两条溜索都是甲的位置较高，乙的位置较低，可以从甲滑动到乙，无法从乙滑动到甲C．图中上面溜索乙的位置较高，甲的位置较低，可以从乙滑动到甲，下面的溜索甲位置高，乙位置低，可以从甲滑动到乙，坡度较小，设计方案合理 D．图中可以从甲滑动到乙，也可以从乙滑动到甲，但是两条溜索有交叉部分，会互相干扰，起点的位置距离较远，坡度较大，滑动到终点速度较大，会有危险 C 优题精选·练能提分 4．【新情境考查动能和重力势能的转化】（2025·河北）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 A．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； B．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； C．放水发电时，水由上水库至下水库，由于水的重力势能转化为动能和内能（克服摩擦做功产生内能），然后动能转化为电能，所以水的机械能变小，故C错误； D．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。 优题精选·练能提分 5．【新情境考查动能、弹性势能的变化】（2025·江苏淮安）如图所示是小明用弹弓射出小石子的场景。橡皮筋被拉时发生的形变越大，小石子弹出时的速度越 ，该过程中橡皮筋的 能转化为小石子的 能。弹出的小石子能继续向前飞行，是因为小石子具有 。 大 [1]橡皮筋被拉时发生的形变越大，橡皮筋具有的弹性势能越大，转化为小石子的动能就越大，小石子质量不变，动能越大，速度越大。 [2]橡皮筋发生弹性形变时具有弹性势能，所以该过程中橡皮筋的弹性势能转化为小石子的能量。 [3]小石子被弹出时，速度增大，动能增加，所以是橡皮筋的弹性势能转化为小石子的动能。 [4]弹出的小石子能继续向前飞行，是因为小石子具有惯性，惯性是物体保持原来运动状态的性质，小石子弹出后，由于惯性会继续保持向前的运动状态。 弹性势 动 惯性 优题精选·练能提分 6．【新情境】（2025·江苏镇江）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 。 减小 [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。 小于 内能 优题精选·练能提分 7．【新情境】（2025·江苏常州）2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7卫星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7卫星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7卫星的动能 、重力势能 、机械能 。 变大 [1]动能的大小与物体的质量和速度有关，两颗卫星结合后环绕地球做匀速转动，速度不变，但北斗G7卫星注入了燃料，质量变大，所以其动能变大。 [2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，两颗卫星距地高度不变，北斗G7卫星质量变大，所以重力势能变大。 [3]机械能是动能与重力势能的总和，因为动能变大，重力势能也变大，所以机械能变大。 变大 变大 优题精选·练能提分 8．【新情境】（2025·江苏无锡）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的 能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车 （选填“做功”或“不做功”）。 动 [1]压缩弹簧松手后，被压缩后的弹簧将小车弹出，弹簧的弹性势能减少，小车的机械能增大，所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能。 [2]弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大。 [3]小车在水平木板上运动，小车受到的重力向下，小车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对小车做功。 大 不做功 优题精选·练能提分 9． （2025·贵州）如图所示，一木块在水平桌面上沿直线从A点滑行至B点刚好停止，已知木块在A点时的动能为60J。小明设想：若不计空气阻力，我提供60J的能量全部用来推动木块做功，就可以用下列两种方式将木块沿原路推回A点。 方式一：用水平推力从B点推动木块，使其达到某一速度后，保持这一速度推动至A点； 方式二：用水平推力从B点推动木块，使其运动一段 距离后，撤去推力，木块能滑行至A点。 请分别判断小明设想的这两种方式是否可行？说明理由。 木块在水平桌面上沿直线从A点滑行至B点刚好停止，已知木块在A点时的动能为60J，则木块在A、B两点间运动需要克服阻力做功60J。方式一中，用水平推力从B点推动木块，使其达到某一速度后，保持这一速度推动至A点，则到达A点时木块速度不为零，动能不为零，则推动木块做功需要大于60J，所以方式一不可行；方式二中，用水平推力从B点推动木块，使其运动一段距离后，撤去推力，木块能滑行至A点，克服阻力做功不变，仍为60J，所以推动木块做功60J，所以方式二可行。 优题精选·练能提分 10．【新情境】（2025·黑龙江哈尔滨）在图甲中，过山车已经关闭动力系统，在轨道上滑行过程中忽快忽慢，最终停下来。 (1)请写出滑行过程中有哪些能量转化？ (2)请在图乙中大致画出过山车重力势能随高度变化的图像。 （1）过山车在轨道上向下滑行过程中，高度在变小，重力势能在变小，速度越来越大，动能在变大，能量的转化情况是重力势能转化为动能； 过山车在轨道上向上滑行过程中，高度在增加，重力势能在变大，速度越来越小，动能在变小，能量的转化情况是动能转化为重力势能； 由于要克服摩擦做功，过山车机械能会逐渐转化成内能。 谢谢聆听 THANKS