2026年湖北省武汉市中考物理一轮课件：第11讲 功和机械能

第11讲　功和机械能 知识点一　功 定义 通常而言，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 必要因素 ①作用在物体上的____；②物体在__________上移动的距离 计算公式 W＝_____，W表示功，F表示力，s表示物体沿力的方向移动的距离 单位 国际单位是______，简称____，符号是____，1 J＝1 N·m 力 力的方向 Fs 焦耳 焦 J 知识点二　功率 定义 ____与______________之比叫作功率 意义 表示物体__________的物理量，数值上等于单位时间内所做的功 计算公式 P＝______，P表示功率，W表示功，t表示做功所用时间 单位 国际单位是______，简称____，符号是____，1 W＝1 J/s；常用单位kW，1 kW＝_____W 功 做功所用时间 做功快慢 瓦特 瓦 W 103 知识点三　动能和势能 能量 定义 物体________对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能 大小 一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越____ 动能 定义 物体由于______而具有的能量，叫作动能，一切运动的物体都具有动能 影响 因素 质量相同的物体，____________越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，______越大，它的动能也越大 能够 大 运动 运动的速度 质量 势能 重力 势能 定义 在地球表面附近，物体由于受到______并处在一定______时所具有的能，叫作重力势能 影响因素 物体的______越大，位置越____，它具有的重力势能就越大 弹性 势能 定义 物体由于发生__________而具有的能，叫作弹性势能 影响因素 物体的______________越大，它具有的弹性势能就越大 重力 高度 质量 高 弹性形变 弹性形变程度 知识点四　机械能及其转化 定义 ____能、________能和________能统称为机械能 守恒条件 在只有______和______相互转化时，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的 动 重力势 弹性势 动能 势能 考点一　功 【例1】下列选项中描述的力，有对物体做功的是(　　)   A.叉车举高物体　 B.推车前进，车未动　   C.用力搬石头没搬动　 D.提着水桶水平前进 A 【例2】小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的书箱在水平地面上前进了2 m，松开手后，书箱仍向前滑行了1 m，整个过程中小明做功____J，书箱的重力做功___J。 80 0 考点二　功率 【例3】爷爷和小红两人比赛爬楼梯，已知爷爷与小红体重之比为3∶2，爷爷与小红爬完相同高的楼梯所用的时间之比为4∶3，则爷爷、小红两人爬楼梯的功率之比为(　　) A.9∶8 B.8∶9 C.2∶1 D.1∶2 A 【例4】大石头质量为0.6 t，起重机的吊钩用15 s的时间将大石头沿竖直方向匀速提升1 m，g取10 N/kg，则以下说法正确的是(　　) A.起重机的吊钩将大石头沿竖直方向匀速提升的过程中，石头受到的重力和石头对吊钩的拉力是一对平衡力 B.起重机提升大石头做的功为6×104 J C.起重机提升大石头做功的功率为4×102 W D.起重机的吊钩将大石头沿竖直方向匀速提升1 m后再水平移动2 m，起重机做的总功为1.8×104 J C 考点三　动能和势能 【例5】(2025青山区期末)对下列物体所具有的机械能的判断错误的是 (　　) A.在水平公路上行驶的汽车具有动能 B.悬挂在天花板上的吊灯具有重力势能 C.在空中飞行的飞机只有动能 D.被拉开的弹弓具有弹性势能 C 【例6】飞机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则飞机(　　) A.动能减小，重力势能减小 B.动能减小，重力势能增大 C.动能增大，重力势能减小 D.动能增大，重力势能增大 D 【例7】(2025青山区期末)如图是研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。 (1)实验中物体的动能是指________(选填“小球A”或“木块B”)的动能，它的动能的大小是通过___(选填“s”或“h”)的大小来反映的。 小球A s (2)让质量不等的小球A从斜坡上同一高度由静止滑下，撞击水平面上的木块，是为了研究动能大小与______的关系；小球A从斜坡的同一高度释放是为了保证小球A__________________大小相等。 (3)实验结果表明，速度相同时，质量越____的小球将木块撞得越远。所以，小球的速度相同时，质量越大，动能越____。 质量 到达水平面的速度 大 大 考点四　机械能及其转化 【例8】2023年5月30日，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船，成功进入中国空间站，与神舟十五号航天员乘组会师天宫，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.飞船在升空过程中，只存在动能和势能的相互转化 B.漂浮在空间站中的航天员重力势能为零 C.空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒 D.空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最小 C 【例9】(2024江岸区五调)将小球从离地某一高度 O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运 动轨迹如图所示，下列说法正确的是(　　) A.小球经过相同高度的A、B两点时动能相等 B.小球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零 C.小球在D点时的机械能小于在C点时的机械能 D.小球从O点运动到A点的过程中，减少的重力势能全部转化为动能 C 【例10】苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是 (　　) A.运动员从a处到b处，重力势能转化为动能 B.运动员在a处和c处的重力势能相等 C.运动员在b处时的机械能最大 D.运动员从b处到d处速度逐渐减小 B ◉基础巩固 1.(2025武昌区期末)如图所示是冰壶比赛场地的示意图。运动员从A点推动冰壶前进，到B点时松手，冰壶滑行到C点静止。运动员对冰壶做功的过程是(　　) A.A到B的全过程 B.B到C的全过程 C.A到C的全过程 D.都没有做功 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 A 2.如图所示的情景中，属于动能转化为重力势能的是(　　)   A.热气球匀速下降　　 B.拉弓射箭　　   C.渔网张开落下　　 D.滑板车滑上坡顶 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 3.(2025青山区期末)某同学住在7楼，他在1楼乘电梯回家。电梯运行10 s直接到达7楼。假设电梯匀速运行，每层楼高3 m，该同学重500 N，则电梯对他做的功及功率分别是(　　) A.9 000 J　1 050 W B.9 000 J　900 W C.10 500 J　900 W D.10 500 J　1 050 W B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 4.载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在着陆预定区域，如图所示。在此过程中，对于返回舱能量变化描述正确的是(　　) A.返回舱动能减小，重力势能减小，机械能不变 B.返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小 C.返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变 D.返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小 第4题图 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 5.(2025武汉模拟)如图，人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行，下列说法正确的是(　　) A.卫星在远地点时速度为零，动能为零 B.卫星从远地点向近地点运动，动能转化为重力势能 C.卫星从近地点向远地点运动，重力势能转化为动能 D.卫星从远地点向近地点运动，再从近地点向远地点 运动，动能先增大后减小 第5题图 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 6.(2025北京模拟)如图所示，在跳台滑雪运动的示意图中，虚线表示运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运动轨迹。在运动过程中，下列说法正确的是(　　) A.以跳台为参照物，运动员是静止的 B.从A位置到B位置，运动员的机械能不变 C.在最高点C位置时，运动员受到的合力为0 D.从C位置到D位置，运动员的动能增大 第6题图 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 7.如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起将足球 顶出。考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是(　　) A.运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态 改变 B.足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大 C.足球从被顶出至刚落地的过程中，足球机械能减小，内能增大 D.足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力 第7题图 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 8.某同学组装了如图所示的滚摆，将滚摆从最高处由静止释放，观察到滚摆上下往复运动几次后，最终静止下来。下列说法正确的是(　　) A.滚摆下降时，它的动能先变大后变小 B.滚摆上升时，它的动能越来越大，重力势能越来越小 C.滚摆下降时，它的重力势能转化为动能 D.滚摆上下往复运动的过程中，它的机械能守恒 第8题图 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 9.(2024江汉区五调)如图所示，质量为6 kg的无人机正沿着设定路线向斜上方匀速飞行，设定 路线与水平面的夹角为30°，图中空气对无人机的力表示正确的是_____(选填“F1”“F2”“F3”或“F4”)，无人机的机械能______(选填“增加”“不变”或“减少”)，在飞行路程为80 m的过程中，无人机克服重力做的功为_______J。(g取10 N/kg) 第9题图 F2 增加 2 400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 10.(2025武昌区期末)2025年4月24日，搭载神舟二十号载 人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心 点火发射。火箭的燃料经过燃烧室燃烧以后，会产生高温 高压的气体喷出，产生巨大的推力，这里利用到了力的作 用是________；火箭在加速上升的过程中，神舟二十号载 人飞船的动能______，机械能______(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。 第10题图 相互的 变大 变大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ◉能力提升 11.在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.皮球下落过程中动能转化为重力势能 B.皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能 C.形成圆斑B时皮球是从更高处下落的 D.形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 12.(2025东湖高新区期末)如图所示，蹦床运动员从某位置静止下落，与蹦床接触后，继续向下运动直至最低点。若不考虑空气阻力，关于该过程的分析，下列说法正确的是(　　) A.接触蹦床前，运动员的重力势能只有一部分转化为动能 B.整个过程中，运动员机械能守恒 C.从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中，运动员的动能 先增大后减小 D.运动员动能为零时，蹦床弹性势能最小 第12题图 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 13.(2025石家庄期末)“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”，如图所示，人将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A.从A点到B点，绳子弹性势能减小 B.从A点到C点，人的动能先增大后减小 C.从B点到C点，人的重力势能转化为动能 D.从A点到C点，人的机械能不变 第13题图 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 14.如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。 将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮 筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后小华将它从不 太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是(　　) A.罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能 B.罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和势能的相互转化 C.因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次往斜面上滚 D.当罐子速度为零时，橡皮筋的弹性势能达到最大 第14题图 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 15.图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的 实验装置，图乙是探究“物体的动能跟哪些 因素有关”的实验装置，关于这两个实验，说法正确的是(　　) A.两个实验都要始终控制物体从同一高度自由下滑，是为了保证物体到达水平面时的初速度相同 B.图乙实验中同一钢球从不同高度由静止释放，可得出物体的速度一定时，质量越大，动能越大 C.图甲实验可以推理出如果一个物体不受力，它将保持静止状态或匀速直线运动状态 D.图乙实验装置还可以用来探究物体的重力势能与高度的关系 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 16.(2025东西湖区期末)如图是“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置图。 (1)实验中通过____________________________________来反映钢球动能的大小。 比较木块在同一水平面上被撞击的距离 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (2)实验中，研究的动能是指____(填字母)。 A.钢球在斜面上时的动能 B.钢球撞击木块前的动能 C.钢球撞击木块后的动能 D.木块被钢球撞击后的动能 B (3)使同一钢球从斜面上不同高度自由滚下，是为了研究动能大小与______的关系。 (4)比较乙、丙两图，可以得出结论：当速度一定时，钢球的______越大，动能越大，这个结论可用于解释汽车______(选填“超速”或“超载”)带来的危害。 速度 质量 超载 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17.(2025洪山区期末)在第20届亚洲马拉松锦标赛中，宇树B2机器狗担任“急救跑者”，携带质量为10 kg的医疗物资，为选手们保驾护航。B2机器狗是一款四足机器狗，质量为60 kg，四足和地面的总接触面积为50 cm2。如图甲所示，机器狗在奔跑状态下，四腿采用对角线换步法，始终有两足触地。机器狗还在尝试做其他工作，如图乙所示，工作人员正在泰山测试机器狗当“挑山工”，测试结果喜人：它驮着30 kg的货物，爬过竖直高度为240 m的3 000多级台阶，仅用了1小时！请计算： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (1)机器狗担任“急救跑者”，携带医疗物资奔跑时对水平地面的压强。 解：机器狗对地面的压力F压＝G狗＋G物＝m狗g＋ m物g＝60 kg×10 N/kg＋10 kg×10 N/kg＝700 N， 机器狗奔跑时，地面的受力面积S＝S总＝×50× 10－4 m2＝2.5×10－3 m2， 机器狗奔跑时对地面的压强p＝＝＝2.8×105 Pa。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (2)若机器狗的牵引力恒为100 N，它陪跑10 km健康跑过程中牵引力做的功。 解：机器狗陪跑健康跑中牵引力做功W牵＝F牵s＝100 N×10×103 m＝1×106 J。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (3)这次当“挑山工”测试中，机器狗对所驮货物做功的功率。 解：挑山工测试中，机器狗对货物的力F＝G货＝m货g＝30 kg×10 N/kg＝300 N， 机器狗对货物至少所做的功W＝Fs'＝300 N×240 m＝7.2×104 J， 机器狗对货物至少所做功的功率P＝＝＝20 W。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 $