第17讲 机械能与机械功、功率-【新中考重难点解析】2026年中考科学复习

第17讲机械自 考点导引 1.了解动能和势能（重力势能和弹性 势能)以及它们的大小与哪些因素有关。 理解动能、势能间的相互转化。 2.概述机械能守恒定律的含义。能 用机械能守恒定律解释简单的现象。 3.理解功的概念，知道功的单位。能 用功的公式进行简单计算，知道做功伴随 着能的转化（或转移）。 4.用实例说明功率的概念。说出功 率的单位。理解功率的公式，能运用功率 公式进行简单计算。从能的转移或转化的 角度来说明功率。 【知识网络】 〔动能 机械能 (转化过程中遵循机械能守恒定律) 势能（重力势能、弹性势能） 做功的两个条件（力、力的方向上通过 功 的距离) 计算公式：W=及 功率（反映物体做功快慢）一计算公式：上 t 重难点精析 1.动能：物体由于运动而具有的能 动能的大小与物体的质量、运动速度有关。 物体的质量越大，速度越大，动能也越大。 2.势能可分为重力势能和弹性势能。 重力势能：物体由于被举高而具有的 第17讲机械能与机械功、功率 能与机械功、功率 势能叫重力势能。物体的质量越大，被举 得越高，具有的重力势能就越大。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而 具有的势能叫弹性势能。物体的弹性形变 越大，它的弹性势能就越大。 3.动能与势能统称为机械能。动能与 势能间可以互相转化。在转化过程中，如果 不受任何外力作用，则机械能的总量保持不 变，这就是机械能守恒定律。若在转化过程 中受到外力作用，通常机械能不再守恒，机 械能的总量可能增加，也可能减少。 4.做功的两个必要因素：一是作用在 物体上的力；二是物体在力的方向上通过的 距离。缺少其中任何一个因素都不能做功。 5.功的大小等于作用于物体上的力 与物体在力的方向上通过的距离的乘积。 即：W=Fs。在国际单位制中功的单位是 焦耳(J),1焦=1牛·米 做功的过程实际上是能的转移或转化 的过程，做了多少功就表示有多少的能发 生了转移或转化。所以说功是度量能量转 移或转化的数量的量。 6.功率是表示物体做功快慢的物理 量。功率的定义：单位时间里所做的功叫做 功率。计算公式：P=?,在国际单位制中， 功率的单位是瓦特(W),1瓦=1焦/秒。 新中考重难点精析科学 比较做功快慢有两种方法：一是做相同 的功比较所用的时间，所用时间越多，做功越 慢，功率越小：二是相同的时间内比较做功的 多少，所做的功越多，做功越快，功率越大 功率又可以表示物体在做功过程中能 的转移或转化的快慢。功率越大就表示能 的转移或转化的速度越快。 对于做机械运动的物体来说，通过推导， 又可以得出功率计算公式为：P=F。这个公 式可以理解为：在功率一定时，力越大，速度 就越小。因此，功率一定的汽车在上坡时，为 了增大牵引力就必须要降低速度。 范例精解 例小科和小思在做如图甲所示的“观 察小球摆动时动能和势能的转化”的实验。 乙 (1)图甲中，小球从A点由静止开始 摆动到B点，在B点小球受到的拉力与小 球受到的重力 （填“是”或“不 是”)一对平衡力。 (2)小科发现小球每摆动一个来回的 时间似乎都相同，于是他猜想小球来回摆 动一次所用的时间t可能与小球质量m、 悬线长度、小球移开的距离s等因素有 关，为了验证猜想，他在竖直的木板上画出 方格，用瓶子代替小球，并在瓶内装大米以 92 改变质量（如图乙所示），进行实验并得到 了如下表所示的数据： 瓶子质量移开距离悬线长度来回时间 序号 m/g s/格 V格 t/s 20 3 12 2.1 40 3 12 2.1 60 3 长 2.1 4 60 2 12 2.1 5 60 12 2.1 6 60 3 9 1.9 60 3 6 1.5 通过分析表中的数据可以得出初步的 结论：t与 (填符号)有关。 (3)小科在实验中发现，瓶子每摆动 一次所用的时间其实很难测量，请你帮他 想一个更准确的测量方法，具体是： 分析和解(1)小球从A点到B点再 到C点的过程中，其运动的方向时刻发生 变化，所以小球在B点受力不平衡，即小球 在B点受到的拉力与小球受到的重力不是 一对平衡力。 (2)实验1、2、3中，悬线长度1、瓶子 移开的距离s相同，瓶子质量m不同，来回 时间t相同，可得来回时间与物体的质量 无关；实验3、4、5中瓶子质量m、悬线长度 1相同，瓶子移开的距离s不同，来回时间( 相同，可得来回时间与瓶子移开的距离s无 关；实验36、7中，瓶子质量m、瓶子移开的 距离s相同，悬线长度1不同，来回时间1不 同，可得来回时间与悬线长度1有关。 (3)瓶子每摆动一次所用的时间太 短，很难测量，所以可以测出瓶子摆动N 次的总时间，再用总时间除以N,便是摆动 一次所用的时间。 答案：(1)不是；(2)1：(3)可以测出瓶 子摆动N次的总时间，再用总时间除以N。 自我检测 一、选择题 1.某同学研究滑轮的作用，用重 为0.2牛的滑轮，把2牛的钩 码匀速提升1米。在不计绳重 和摩擦的情况下，拉力F做的 功为 ( A.0焦 B.1.1焦 C.2.2焦 D.4.4焦 2.如图所示，蹦床运动员正在比赛。下列 说法错误的是 A.若不计空气阻力，只有动能和势能的 转化 B.在运动员与蹦床刚要接触时，运动员 具有的动能最大 C.在运动员与蹦床接触后，床面发生弹 性形变，运动员的机械能转化成蹦床 的弹性势能 第17讲机械能与机械功、功率 D.运动员运动到最低点时，蹦床具有的 弹性势能最大 3.如图是雨滴在空中下落过程中速度与 时间的关系图。雨滴在t1~t3三个时 刻中具有的动能分别是E1、E2、E3,不考 虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能 的大小关系是 () A.E1<E2<E3 B.E1>E2>E3 C.E1<E2=E3 D.E =E2 <E3 4.如图，用5N的力F向下拉绳子，使物体 在6s内匀速上升0.3m。这一过程中 () A.物体上升速度为0.1m/s B.拉力所做的功为1.5J C.拉力做功的功率为0.5W D.物体的机械能守恒 5.某日一则题为“20秒60级台阶他抱 着晕倒的女士冲向医院”的新闻报道让 救人兵哥哥、东部战区海军战士朱墨岩 刷屏全国。在这20s内，朱墨岩登台阶 98 新中考重难点精析科学 的平均功率接近 A.5.5W B.55W C.550W D.5500W 6.现有甲、乙、丙三个质量不同的物体 (m甲>mz>m丙)，在相等的恒力F作 用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖 直方向通过了相等的距离s,如图所示。 F在三种情况下做的功分别为W甲、 W乙、W丙，三者大小判断正确的是 甲E 7777777777777777 丙 A.W甲>W之>W丙 B.W甲<W乙<W丙 C.W甲=W2=W丙 D.W甲=W乙<W丙 7.小金将小球竖直向上抛出，小球先上升 后下落，不计空气阻力。小球从离开手 后到落回手中之前，此过程中能量变化 的分析，正确的是 ( A.动能先增大后减小 B.势能先减小后增大 C.机械能先减小后增大 D.机械能保持不变 o4 8.如图是滚摆完成一次下降和上升的示意 图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时 上升的 最高点 最低点 A.重力势能不同，动能相同 B.重力势能不同，动能不同 C.重力势能相同，动能相同 D.重力势能相同，动能不同 二、填空题 9.小敏设计并制造了一个能精确计时一 百秒的器件。它的原理是：让第一粒弹 子落下跌入铁罐，发出第一声响，开始 计时。弹子跌入铁罐，使B点升高，管 子里的活塞向上移动，第二粒弹子被推 出管子，从H点沿轨道滚动，直至跌入 铁罐，发出第二声响，这时正好是50 秒。再推动第三粒弹子进入轨道，最 后，也跌入铁罐，发出第三声响，刚好是 100秒。这一器件中弹子落下，推动活 塞上升，使用的机械名称是 弹子从H点下落，到跌入铁罐的过程 中，机械能的转化方式是 H 轨道 管子 1铁罐0 活塞、 0 10.如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹 性绳一端系在运动员双脚上，另一端固 定在跳台O点。运动员由静止开始自 由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B 点处运动员受到的重力与弹性绳对运 动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运 动员到达的最低，点。（整个过程忽略空 气阻力，弹性绳的自重不计) 弹力绳 A 水面 (1)从0点到A点的过程中，运动员 的机械能 (填“增大”“减 小”“不变”或“先增大后减小”)。 (2)从A点到C点的过程中，弹性绳的 弹性势能 (填“增大”“减 小”“不变”或“先增大后减小”，下 同)；运动员的动能 11.重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点 自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最 高点B(如图甲)。将乒乓球置于装有适 量水的杯子中，一起从1米高处自由下 落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于 1米（如图乙）。 第17讲机械能与机械功、功率 1米 1米 0.6米 77777777777777777 77n7777 甲 (1)图甲中的乒乓球从A点下落到弹起 至B点的过程中，机械能减少 焦。 (2)图乙中的乒乓球弹起的高度远大 于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机 械能增大，此时对乒乓球做功的物 体是 12.木块在两端开口且足够长的竖直筒中 自由释放可向下做匀速直线运动；木 块在其右侧质量为5千克的物体牵引 下则可向上做匀速直线运动，如图所 示。请回答：（绳子质量及滑轮与转 轴、绳子间的摩擦均忽略不计，g取10 牛/千克) (1)当右侧物体刚落地时木块所受到 的摩擦力的方向为 (2)木块的质量为 千克。 (3)若右侧物体下落20厘米，其重力 做的功为 焦。 96 新中考重难点精析科学 三、实验探究题 13.冰雹是一种灾害性天气，会损坏农作 物和各种设施。 (1)冰雹在高空具有较大的重力势能， 落到地面时速度较 d (2)为探究不同速度的冰雹下落时对 塑料薄膜的损坏程度，某同学进行 模拟实验：取三块相同的塑料薄 膜，画上20毫米×20毫米的小方 格，让3个相同的圆冰球以不同的 速度分别撞击，实验结果如图所 示。利用方格计算受损面积，发现 图甲、乙难以比较。若要更准确比 较图甲、乙受损面积大小，不增加 其他工具，可如何改进？ 甲 乙 丙 (3)在总厚度不变的情况下，使用双层 薄膜是否可以更好地抵挡冰雹？ 于是该同学再次进行模拟实验：选 用材质相同的单层和双层薄膜，利 用大小和速度相同的圆冰球撞击， 比较受损程度，实验结果如下表。 6 双层薄膜 单层薄膜 (每层厚度0.12mm) 类型 (厚度 间隔 间隔 间隔 0.24mm) 0mm 5mm 10mm 上、下两 上、下两 上层破 受损 破损 层均轻 层均中 损、下层 程度 微形变 度形变严重形变 根据表中信息，请对大棚铺设塑料 薄膜提出合理的建议： 四、解答题 14.一辆挂有绿色号牌的四轮电动汽车， 以54km/h的速度在水平地面沿直线 匀速行驶了6min,行驶时所受阻力为 自重的0.05倍。求：(g取10N/kg) (1)电动汽车在6min内通过的路程。 (2)已知该车静止时对地面的压强是 1.5×10°Pa,每个轮胎与地面的接 触面积为20cm2,求空车的质量。 (3)在水平地面匀速行驶的过程中，该 电动汽车牵引力做功的功率。 0 15.我国自主研制的大型水陆两栖飞机 AG600在广东珠海首飞成功。AG600 可以在地面或水上起飞和降落。 (1)为了使飞机获得向上的升力，机翼 的上侧做成凸圆形状，而下侧做成 平面形状，其科学原理是 0 (2)某次灭火演习中，AG600蓄满水后 加速起飞，然后以最大巡航速度水 平飞往演习火场的上空，将水箱中 的水一次性全部注下。下列有关 说法正确的是 A.用水灭火可以降低可燃物的着火点 B.加速起飞过程中，飞机的重力 势能增加，动能增加 C.飞机以最大巡航速度水平匀速 直线飞行时，飞机受到平衡力 的作用 (3)2021年6月17日，搭载“神舟十 二号”载人飞船的“长征二号”F 运载火箭，在酒泉卫星发射中心顺 利将聂海胜、刘伯明和汤洪波3名 航天员送入太空，发射取得圆满成 功。请你分析火箭升空的原理。 火箭加速升空时机械能如何变化？ 第17讲机械能与机械功、功率 16.小金买了一辆按新国标生产的电动自 行车（如图），部分参数如表所示。已 知小金质量为60kg,假定电动自行车 在水平骑行过程中受到的阻力始终为 总重的0.08倍。(g取10N/kg) 项目 参数 最高车速(km/h) 25 整车质量(kg) 40 电动自行车最大功率(W) 400 (1)车轮上刻花纹的目的是 (2)小金在水平地面骑行时，车轮与地 面的总接触面积为50cm2,则骑行 的电动自行车对地面产生的压强 是多少帕？ (3)小金在水平公路上骑电动自行车， 匀速行驶10km过程中克服阻力做 了多少功？ (4)若小金骑行过程中电动自行车以 最大功率输出，匀速行驶时的车速 为多少？:V排=S物h水=Sh水 .F浮=P本V排g=P水Sh本g :G物=P物V物g=P物S物h物g=P物Sh物g .F=G物-F浮=P物Sh物g-P水Sh水g 物块对容器底部产生的压强P= F P当名二PkSh本超=Pmh物g-Pkh味g=l.5X S 103kg/m3×0.15m×10N/kg-1.0×103kg/m3×0.12m ×10N/kg=1050Pa 答：(1)图甲中，水对容器底部产生的压强是900Pa; (2)图乙中，物块对容器底部产生的压强是1050Pa。 第16讲浮力 1.C2.B3.B4.B5.B6.C7.B8.D 9.(1)漂浮 (2)t=140s时，容器内的水重为： G水=p水gV本=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-6m3/s ×140s=7N 此时水对容器底部的压力大小为：F=G物+G水=8N+ 7N=15N 答：当t=140s时，水对容器底部的压力大小为15N。 (3)物块M漂浮时，F浮=G物=8N,此时F浮=P水gV排= P水gSh.=8N,所以， 8N p*gs-1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m 0.08m=8cm 答：a的值为8。 (4)0~40s阶段：W=F浮3=F浮×0m=0J(或物块M没 有运动，做功为0J) 40~140s阶段：浮力恒为8N,浮力做功W为： W'=F浮's'=8N×(0.12m-0.08m)=0.32J 答：0~40s阶段浮力对物块M做功为0焦；40~140s阶 段浮力对物块M做功为0.32焦。 10.(1)解：因为空桶漂浮在水面，所以F浮=G桶=10N (2)解：上升： F浮总=P液g排=1×103Kg/m3×10N/kg×6×10-3m =60N G石=F浮总-G桶=60N-10N=50N 50W m石=10N/kg =5kg ,60米 1.1解：由=得，4=÷0公米秒=20秒 《新中考重难点精析· 答：水从水管起始端流到终端最多要240秒 (2)解：该浮筒处于漂浮状态时，F浮=G物=mg=0.02 千克×10牛/千克=0.2牛 由F浮=P液gV排，得V排= E。。==2× 0.2牛 1.0×10千米/米×10牛/干克=2×米 答：排气阀排气时浮简浸在水中的体积为2×10-5米3 12.(1)使量筒内的气压等于外界大气压 (2)G=F浮1=p水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×426 ×10-6m3=4.26N G2=F2=p水gV排=1×10kgm3×10N/kg×420× 10-6m=4.2N 排出空气的质量m=6=-G-6-4.26N-4.2公 g g 10N/kg =6×10-3kg 排出空气的体积V气=10×500mL=5000mL=5× 10-3m _m3-6x10kg=1.2kg/m p气=V气5x10-m 答：实验室中空气的密度为1.2kg/m。 13.(1)22 (2)G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N FG_2×10=2×10Pa p===0.1m (3)AV=△F=AG 2×104N P液gP液g1.0×103kg/m3×10N/kg =2m3 第17讲机械能与机械功、功率 1.C2.B3.C4.C5.C6.C7.D8.D 9.杠杆重力势能转化成动能 10.(1)不变(2)增大先增大后减小 11.(1)0.0108(2)水 12.(1)竖直向下(2)2.5(3)10 13.(1)大(2)将方格划分得更小(3)铺设间隔为0 的双层薄膜14.(1)电动汽车在6in内通过的路程 为5.4km(2)空车的质量为1200kg(3)在水平地面 匀速行驶的过程中，该电动汽车牵引力做功的功率 为9000W 15.(1)气体在流速快的位置压强小(2)BC(3)火 箭升空的原理是物体间力的作用是相互的；加速升空 时机械能增加。 科学》参考答案12一5 16.(1)增大摩擦 (2)F=G=mg=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N F 1000N =50x10m=2x10'Pa (3)W=f5=0.08Gs=100kg×10N/kg×0.08×10000m =8×103J (4D=兰==P=40W=5m/s t =F=F=80N 第18讲简单机械、机械效率 1.C2.C3.D4.A5.A6.A7.D8.C 9.A5×10410.D62411.96右12.300 80%13.(1)不平衡右便于测量力臂(2)1.5 变大(3)寻找普遍规律(4)②0③ L 14.(1)改变力的方向(2)120 (3)FA×OA=F×OB 200牛×60厘米=F×40厘米 F=300牛 15.解：(1)由图知，使用滑轮组承担重物的绳子股数n =3, 1 则物体上升的速度为：特=3车=3×1.2m/s=0. 4m/s; 物体由井底拉至井口需要的时间：t=h=。10m V物0.4m/s =25s; (2)不计绳子重与摩擦，拉力F=了(G+Ga),则动滑 轮的重力： G动=3F-G=3×2×103N-4×103N=2×103N; (3)拉力端移动距离s=3h=3×10m=30m,拉力做的 总功： W总=F=2×103N×30m=6×10J; 拉力做功功率：P _W色-6×101=2400W; t 25s (4)拉力做的有用功：W用=Gh=4×103N×10m=4 ×10J, 滑轮组的机械效率：7= W6用=4×101 W点6×10 :×100%≈ 66.7%。 答：(1)将物体由井底拉至井口，所用的时间为25s; (2)动滑轮的重力为2×103N;(3)将物体由井底拉至 《新中考重难点精析· 井口，拉力所做的功和功率分别为6×10J、2400W; (4)滑轮组的机械效率约为66.7%。 16.(1)小于(2)设两孔之间距离为1， 根据杠杆平衡条件：F甲l甲=Gz _GLz=30Nx×2L=10N 6/ (3)P=里=B=30N×1.2m=3.6w tt 10s 第19讲声音的发生和传播 1.D2.D3.B4.D5.A6.C 7.(1)乒乓球被多次弹开物体发声时在振动(2)把 音叉的微小振动放大，便于观察转换法(3)①听到 音叉发声的响度变大，看到乒乓球被弹开的幅度变大 ②声音响度与振幅有关，振幅越大，响度越大 8.振动慢 9.680 10.能量空气音调振幅 11.(1)0(2)不变(3)A(4)320 12.3/5L495Hz对于某一根琴弦，弦长越长，频率 越低 13.(1)所记录的这个时间比运动员实际跑的时间偏小 (2)该运动员的实际成绩是11.59s 14.(1)1.7×10°能量(2)甲、乙甲、丙 第20讲光的传播和反射平面镜成像 1.A2.B3.B4.D5.B6.D7.C8.B 9.下降形状10.4不变灯的像11.(1)45平 移(2)厚度上厚下薄(3)让显示器上的信息通过 多面平面镜多次成像 12.(1)光在同种均匀介质沿直线传播(2)镜面后 13.(1)用未点燃的蜡烛替代像(2)像距等于物距 (3)能，平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。 14.(1)无关(2)光屏到小孔的距离没有控制光屏 到小孔的距离相同15.(1)2(2)略16.上海的观 众先听到演奏声。 第21讲光的折射透镜眼球折光系统 1.A2.B3.C4.A5.B6.D7.D8.D 9.折射紫紫10.(1)使像成在光屏的中心(2) 照相机(3)凸透镜(4)80(5)右小于11.(1) 凸透(2)感受器(3)短（近或小）12.略 科学》参考答案12一6