第十一章 功与机械能（高效培优·重难点训练）物理新教材沪粤版九年级上册

**基本信息** 该专项以“功与机械能”为核心，按概念理解-公式应用-实验探究-综合实践逻辑设15类题型，覆盖从基础判断到跨学科应用，突出物理观念与科学思维培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念理解|题型1-3（约8题）|做功判断、功与功率公式直接应用|从功的定义出发，推导功率计算，建立基本物理观念| |实验探究|题型6-7、15（约12题）|动能/重力势能影响因素探究、机械效率测量|通过控制变量法、转换法培养科学探究能力，衔接能量观念| |综合应用|题型4-5、8-14（约25题）|功和功率图像分析、机械能转化判断、跨学科实践|从单一公式到多知识点综合，结合生活实例（如无人机、摩天轮）体现科学态度与责任|

第11章 功与机械能 目录 第11章 功与机械能 1 【题型1 做功的判断】 1 【题型2 功的计算（W＝Fs）】 2 【题型3 功率的理解与计算（P＝、P＝Fv）】 3 【题型4 功和功率的综合计算】 3 【题型5 功和功率的图像问题】 5 【题型6 探究影响动能大小的因素】 7 【题型7 探究影响重力势能大小的因素】 8 【题型8 动能和重力势能的相互转化】 9 【题型9 机械能守恒的判断】 11 【题型10 机械能及其转化在生活中的应用】 12 【题型11 弹性势能及其转化】 13 【题型12 机械能不守恒时的能量分析】 13 【题型13 功、功率、机械效率的综合计算】 15 【题型14 功和机械能的跨学科实践】 17 【题型15 测量简单机械的机械效率】 18 【题型1 做功的判断】 1.（2026·江西南昌·一模）下列情景中，力对物体做功的是（　　） A. 小明用力推汽车，汽车纹丝不动 B. 小红提着书包在水平路面上匀速行走 C. 起重机将货物从地面匀速提升到楼顶 D. 足球被踢出后，在草地上向前滚动 2.以下四种情景中，人对物体做功的是（　　） A. 搬而未起　　 B. 提着水桶水平行走　　 C. 推车匀速前进　　 D. 举着杠铃静止不动 3.小华用水平力F推着重为G的木箱在水平地面上匀速前进了距离s。下列说法正确的是（　　） A. 重力对木箱做功为Gs B. 推力对木箱做功为Fs C. 支持力对木箱做功为Gs D. 摩擦力对木箱做功为Fs 【题型2 功的计算（W＝Fs）】 4. （2026·江西赣州·一模）一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力是8×10³N。求发动机在5分钟内做的功。 5.用F=50N的拉力沿斜面将重为100N的物体匀速拉到斜面顶端，斜面长s=4m，高h=1m。求： （1）拉力做的功； （2）克服重力做的功。 6.（2026·四川成都·二模）小明用100N的水平推力，将重500N的箱子沿水平地面匀速推动了10m，用时5s。求： （1）推力做的功； （2）重力做的功。 【题型3 功率的理解与计算（P＝、P＝Fv）】 7.（2026·江西九江·一模）关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 做功多的机械，功率一定大 B. 做功时间短的机械，功率一定大 C. 功率大的机械，做功一定快 D. 功率大的机械，做功一定多 8. （2026·湖北武汉·模拟）如图所示是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象。由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙的大小关系是（　　）W/J 甲 乙 t/s A. P甲＜P乙 B. P甲＝P乙 C. P甲＞P乙 D. 无法确定 9.（2026·湖南长沙·二模）一辆汽车以72km/h的速度在水平公路上匀速行驶，汽车发动机的功率为60kW。求汽车受到的牵引力。 【题型4 功和功率的综合计算】 10.某型号新能源公交车空车质量为1.5×10⁴ kg，在平直路面上匀速行驶时受到的阻力为车重的0.02倍。若汽车以20m/s的速度匀速行驶了10min，g取10N/kg。求： （1）汽车受到的重力； （2）汽车匀速行驶时的牵引力； （3）汽车牵引力做功的功率。 11.仿生，是未来无人机发展的一个重要方向，最终目标是优化无人机的外形、结构，提高飞行性能和飞行品质以解决无人机的任务环境适应性问题。如图所示是一款两足仿生无人飞行器，其整机质量为1.8kg，飞行器单足与地面的接触总面积为9cm2，某次飞行器水平匀速直线运动90m用时为6s，前进过程中飞行阻力为20N。g取10Nkg，求： （1）飞行器静置于水平地面上时对地面的压强； （2）飞行器在上述匀速直线运动过程中，其牵引力做功的功率； （3）某次飞行器先以5m/s的速度直线飞行90m，然后在空中悬停2s，求整个过程中飞行器的平均速度。 12.王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，用时10s。若他体重为500N，每层楼高3m。求： （1）他克服重力做的功； （2）他克服重力做功的功率。 【题型5 功和功率的图像问题】 13．如图所示，一辆汽车在一恒定不变的牵引力的作用下，沿水平面匀速直线运动，在下列图像中，能反映这个牵引力所做的功W与时间t的关系的是（　　） A． B． C． D． 14.如图甲，粗糙程度不变的水平地而上，物体受到水平向右拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．4～6s，物体运动路程为18m B．4～6s，拉力F的功率为12W C．t=1s时，物体受到摩擦力大于2N D．拉力为6N时，物体做匀速直线运动 15.工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB=CF，BC=FH，HK=2m，FG=1.3m，忽略箱子体积。则下列分析正确的是（　　） 路段 AB CF HK 推力（N） 10 117 10 时间（s） 13 20 12 A．工人的推力在AB段做功为26J B．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等 C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力 D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5 16．如左下图所示，在一次社会实践活动中，小明用一辆小车运送货物时，先后经过同一平直路面上的甲、乙、丙三个地点，右下图为运动路径示意图。小明先用水平推力F把装有货物的小车从甲匀速推到乙，用时为t1；在乙停车卸货用时为t2；再用水平推力将空车从乙匀速推到丙，用时为t3；两次推力做功之比为2∶1.下列说法正确的是（　　） A．小明全程的平均速度为 B．从乙到丙的过程中，小明的水平推力为 C．从乙到丙的过程中，小明推力做功的功率为 D．若把空车从丙沿原路匀速推回到甲，推力做功为F(s1+s2) 17.如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，提升吊篮C及其中的货物A和电动机B启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s~2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是（　　） A．在0~1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J B．在1s~2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W C．在0~3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W D．动滑轮重为200N 【题型6 探究影响动能大小的因素】 18．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。 （1）该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体　 　(物体A、B质量不变)的关系。 （2）该实验中所探究物体的动能是指物体　 　(选填“A”或“B”)的动能。 （3）该实验物体动能的大小是通过　 　来反映的。 （4）该实验物体的速度是指物体A 从斜面上由静止滚下与物体B 即将碰撞时的速度，它是通过　 　(选填“高度”或“质量”)来改变的。 （5）实验表明，同一物体A 从斜面高处滚下，高度越大，物体B 被撞得越远，可得结论：　 　。 （6）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面　 　高度由静止滚下，并观察记录。 19.在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，用质量分别为m和M的两个钢球（M >m），分别从不同的高度h和H（H＞h）由静止开始滚下，实验过程如图所示。 （1）实验中，探究的动能是指______（填序号）； A．钢球在斜面上的动能 B．钢球撞击木块时的动能 C．木块的动能 （2）通过观察木块B移动的距离长短，来判断动能的大小，这种研究方法是　 　（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“转换法”）； （3）由甲、乙两图可得实验结论：当质量一定时，　 　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； （4）若在进行乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，只需要重新进行图丙的实验，下列方法可行的是______（填序号）。 A．降低钢球滚下时的高度 B．换用一个质量更大的木块 C．换用足够长的木板 【题型7 探究影响重力势能大小的因素】 20.如图所示，是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：，物体被举的高度关系，木桩开始时高度相同。 （1）实验过程中，小明通过观察　 　来比较物体重力势能的大小（选填“物体下降速度”或“木桩陷入沙中深度”）；本实验用到两种实验探究方法，分别是控制变量法和　 　； （2）分析图中　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，　 　越大； （3）物体B在下落过程中，重力势能转化为　 　（选填“弹性势能”、“重力势能”或“动能”）。 21.（2025八下·徐闻期末）小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 （1）物体下落过程中，重力势能转化为　 　能，可以通过比较　 　来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； （2）通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：　 　； （3）通过图b中　 　两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； （4）由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，　 　（选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是　 　。 【题型8 动能和重力势能的相互转化】 22.物体由于运动而具有的能叫动能，动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，高处的物体由于受重力作用而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的位置高度和质量有关。一架飞机在同一高度上匀速飞行，喷洒农药。此过程中，飞机的动能　 　，重力势能　 　，飞机的机械能　 　。（选填“变大”“变小”或“不变”） 23.（2026·郴州模拟）2026年2月12日14时37分，捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，随后以“一箭七星”方式将7颗卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。火箭在加速升空过程中，卫星的动能变大，重力势能　 　，机械能　 　。 24.2026年4月，我国成功发射第XX颗北斗导航卫星。如图所示，卫星沿椭圆轨道绕地球运行。 （1）卫星从近地点向远地点运动时，速度__________（选填"增大"或"减小"），动能__________（选填"增大"或"减小"）。 （2）卫星在运行过程中机械能__________（选填"守恒"或"不守恒"）。 （3）卫星在远地点时，__________能最大。 25.（2026·南充中考） 神州二十三号载人飞船在 2026年 5月 24日成功发射，5月 25 日与中国空间站交会对接。下列说法正确的是 A．飞船向空间站靠近时，空间站相对飞船是静止的 B．飞船与空间站对接时，两者必须保持相对静止 C．飞船与空间站对接后，飞船相对地球是静止的 D．空间站从远地点飞向近地点，它的动能转化为势能 【题型9 机械能守恒的判断】 26.（2026·湖北武汉·模拟）下列实例中，机械能守恒的是（　　） A. 沿光滑斜面自由下滑的物体 B. 被匀速吊起的集装箱 C. 在水平地面上滚动的足球 D. 跳伞运动员匀速下降 27.（2026·烟台）为响应国家足球进校园的号召，学校积极推广足球运动。如图所示是体育课上同学们踢足球的情景，下列关于这个情景的说法正确的是(　　) A．踢出去的足球能够继续运动是因为它具有惯性 B．头球射门时，头对足球的力改变了足球的运动状态 C．守门员接球时，手对足球的力与足球对手的力大小相等 D．整个过程中足球的动能和重力势能相互转化，机械能守恒 28.如图所示，将摆球从A 点由静止释放，摆球在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．从A 点到B 点，摆球动能增大，机械能增大 B．从B 点到C 点，摆球动能减小，机械能减小 C．摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等 D．摆球在 B 点的动能最小，在A、C两点的重力势能最大 【题型10 机械能及其转化在生活中的应用】 29.（2026·丹江口模拟）如图是学校旗杆上滑轮装置的简化图，升旗手通过拉动绳子将国旗升起，绳子绕在滑轮上。这个滑轮属于　 　滑轮，它的作用是　 　。在国旗匀速上升过程中，国旗的　 　（选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”）增加。 30.如图是深圳地标建筑——“湾区之光”摩天轮，转轮直径约113m，质量为50kg的小明乘坐摩天轮轿厢，轿厢由最低点匀速运动到最高点的过程中，他的运动状态　 　（选填“改变”或“不变”），摩天轮轿厢对小明做功　 　J（忽略轿厢的高度），小明的机械能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。（g取10N/kg） 31.C919是我国自主研发的大型客机。机翼设计成上凸下平，利用了流体流速越大的位置压强越　 　的原理产生升力；飞机加速升空，机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；飞机着陆后不能立即停下，是因为飞机具有　 　。 32.如图所示是游乐场中的过山车。 （1）过山车从高处无动力向下运行的过程中，__________能转化为__________能。 （2）由于要克服摩擦做功，过山车机械能会逐渐转化成__________能。 （3）设计师将过山车后面的"小山丘"设计得比开始时的"小山丘"低，原因是__________。 【题型11 弹性势能及其转化】 33.如图，将弹簧竖直放置在水平地面，把小球从弹簧正上方高处由静止释放，小球下落接触弹簧并将弹簧压缩至最短。在小球压缩弹簧的过程中，小球的　 　能转化为弹簧的　 　能；弹簧被压缩得越厉害，弹簧具有的弹性势能越　 　。 34. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A. 小球的机械能守恒 B. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 C. 小球到达最低点时，速度最大 D. 小球刚接触弹簧时，动能最大 【题型12 机械能不守恒时的能量分析】 35.（2025·连云） 2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 36.（2026·成都）神舟二十二号载人飞船返回舱，于2026年5月29 日在东风着陆场成功着陆。图是返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，关于返回舱能量变化，说法正确的是 A．机械能增大 B．动能不断减小 C．机械能保持不变 D．重力势能转化为动能 37.（2025·广西） 如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 38.首届世界无人机运动会决赛将于2026年4月正式开赛，包含无人机举重、击剑、马术、篮球四大创新赛项。图是无人机击剑训练画面，下列说法正确的是（　　） A．无人机匀速直线飞行时，不受力的作用 B．无人机加速升空时，动能增大，机械能不变 C．无人机在空中悬停时，重力势能增大 D．无人机降落时速度逐渐减小，机械能减小 【题型13 功、功率、机械效率的综合计算】 39.如图甲所示，用拉力 F 竖直向上匀速提升重720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则(　　) A．绳子自由端移动的速度为0.5m /s B．拉力 F 为 800 N C．拉力F 的功率为360 W D．动滑轮的机械效率为90% 40.工人利用如图所示的装置提升物体，已知物重，施加在绳端竖直向上的拉力F为，在内物体被提升。不计绳重与摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．装置中的滑轮是动滑轮 B．拉力F做功的功率为 C．滑轮的重为 D．该装置的机械效率为80% 41.如图是我国古代劳动人民利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是（　　） A．井架上的滑轮是动滑轮，其作用是省力 B．利用该滑轮打水能够省力并省功 C．提等量的水，水桶越轻，该滑轮的机械效率越高 D．随着科技的发展，该滑轮的机械效率可以达到100% 42.用如图所示滑轮组，将重为500N的物体，在10s内匀速向上提升2m。已知拉力F＝300N。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6m B．拉力F的功率为60W C．人所做的额外功为300J D．该滑轮组的机械效率约为83.3% 43.（2026·长沙模拟）质量为75 kg、每只脚与地面接触面积为250 cm2的工人利用如图所示装置，将质量为85kg的沙袋从地面匀速提升到6m高的三楼阳台，用时30s。已知动滑轮的质量为15kg，不计绳重和磨擦。(g取10N/ kg)求： （1）拉力的太小。 （2）拉力的功率。 （3）若改变提升沙袋的质量，便动滑轮的机械效率变为 90%，此时工人对阳台地面的压强为多少? 【题型14 功和机械能的跨学科实践】 44.古诗《登鹳雀楼》“欲穷千里目，更上一层楼”，还有《琵琶行》“铁骑突出刀枪鸣”，结合机械能知识作答： （1）人匀速登上高楼，人的动能　 　，重力势能　 　，人体储存的　 　能转化为重力势能； （2）古代将士挥舞长枪快速冲刺，长枪、士兵具有较大　 　能；若长枪撞击盾牌发生弯曲，长枪的动能转化为盾牌的　 　势能。 45.综合实践课上制作弹射小车：将橡皮筋固定在小车前端，向后拉动小车拉长橡皮筋，松手后小车向前冲出。 （1）拉长的橡皮筋发生弹性形变，储存　 　能，松手后转化为小车的　 　能； （2）若橡皮筋弹力平均为 8N，拉动小车向后移动 0.3m，橡皮筋恢复原状过程中弹力做功　 　J； （3）科创拓展：若想让小车弹射后滑行更远，结合弹性势能影响因素写出一条改进方案。 46.周末劳动实践中，小宇将质量为 6kg 的桶装纯净水，从一楼地面匀速搬运至三楼家中，每层楼层竖直高度 3m，小宇自身质量 50kg，全程用时 24s，)。 （1）小宇搬运水桶过程中，克服水桶重力做多少有用功？ （2）计算小宇搬运水桶时的做功功率； （3）劳动感悟：搬运重物上楼时人体肌肉会酸痛，请从机械能转化角度简单说明原因。 47.某山区地理研学活动中，同学们观察盘山公路（斜面模型），盘山公路总长 1200m，山体竖直高度 200m，一辆总重的观光车匀速上山，牵引力恒为 2500N。 （1）观光车沿盘山公路行驶，牵引力做的总功为多少？ （2）观光车克服自身重力做多少有用功？ （3）从地理、物理跨学科角度分析：山区修建盘山公路，不用直上陡坡的原因。 【题型15 测量简单机械的机械效率】 48.（2025·南开模拟）实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率影响因素”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 （1）分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越　 　（选填“省”或“费”）力； （2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为　 　； （3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与　 　和　 　有关； （4）当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 49.（2023·怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 　 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% （1）实验中应尽量竖直向上　 　（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计； （2）计算出第3组实验的有用功　 　J，机械效率是　 　（结果精确到0.1%）； （3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度　 　（选填“有关”或“无关”）。 50.（2025·越秀模拟）某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 绳端上升的距离/cm 机械效率/% 1 2 5 1 15 66.7 2 3 5 1.4 15 71.4 3 4 5 15 （1）在实验操作中应该　 　拉动弹簧测力计； （2）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为　 　N，机械效率约为　 　%（保留到0.1%）； （3）通过分析上述3组数据，使用同一滑轮组提升重物时，　 　，滑轮组的机械效率越高；克服动滑轮的重力所做的额外功　 　（选填“相同”或“不同”）； （4）为提高滑轮组的机械效率，可减小轮与轴间的摩擦。若忽略摩擦，也不考虑绳重，下列方法中，还能提高滑轮组的机械效率的是_______（填字母）。 A．增加滑轮的个数 B．换质量小的动滑轮 C．减小钩码升高的高度 D．增大钩码升高的速度 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11章 功与机械能 目录 第11章 功与机械能 1 【题型1 做功的判断】 1 【题型2 功的计算（W＝Fs）】 3 【题型3 功率的理解与计算（P＝、P＝Fv）】 4 【题型4 功和功率的综合计算】 5 【题型5 功和功率的图像问题】 7 【题型6 探究影响动能大小的因素】 10 【题型7 探究影响重力势能大小的因素】 12 【题型8 动能和重力势能的相互转化】 15 【题型9 机械能守恒的判断】 17 【题型10 机械能及其转化在生活中的应用】 18 【题型11 弹性势能及其转化】 21 【题型12 机械能不守恒时的能量分析】 22 【题型13 功、功率、机械效率的综合计算】 24 【题型14 功和机械能的跨学科实践】 28 【题型15 测量简单机械的机械效率】 30 【题型1 做功的判断】 1.（2026·江西南昌·一模）下列情景中，力对物体做功的是（　　） A. 小明用力推汽车，汽车纹丝不动 B. 小红提着书包在水平路面上匀速行走 C. 起重机将货物从地面匀速提升到楼顶 D. 足球被踢出后，在草地上向前滚动 【答案】C 【解析】 做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的距离。 A选项：有力无距离（汽车未移动），推力不做功； B选项：提力竖直向上，书包水平移动，力与距离方向垂直，提力不做功； C选项：拉力竖直向上，货物竖直向上移动了距离，拉力做功； D选项：足球被踢出后，脚对球已无作用力，是惯性使球继续运动，脚对球不做功。 故选 C。 2.以下四种情景中，人对物体做功的是（　　） A. 搬而未起　　 B. 提着水桶水平行走　　 C. 推车匀速前进　　 D. 举着杠铃静止不动 【答案】C 【解析】 A：有力无距离，不做功； B：力竖直向上，距离水平，力与距离垂直，不做功； C：推力水平向前，车水平向前移动了距离，推力做功； D：有力无距离，不做功。 故选 C。 3.小华用水平力F推着重为G的木箱在水平地面上匀速前进了距离s。下列说法正确的是（　　） A. 重力对木箱做功为Gs B. 推力对木箱做功为Fs C. 支持力对木箱做功为Gs D. 摩擦力对木箱做功为Fs 【答案】B 【解析】 A：重力竖直向下，木箱水平移动，重力方向与移动方向垂直，重力不做功； B：推力水平向前，木箱水平移动距离s，推力做功 W = Fs，正确； C：支持力竖直向上，与移动方向垂直，支持力不做功； D：摩擦力方向与运动方向相反，摩擦力做负功，大小为fs，但表述为"做功为Fs"不正确。 故选 B。 【题型2 功的计算（W＝Fs）】 4.（2026·江西赣州·一模）一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力是8×10³N。求发动机在5分钟内做的功。 【答案】4.8×10⁷ J 【解析】 已知：F = 8×10³ N，v = 20 m/s，t = 5 min = 300 s 汽车行驶的距离：s = vt = 20 m/s × 300 s = 6000 m 发动机做的功：W = Fs = 8×10³ N × 6000 m = 4.8×10⁷ J 5.用F=50N的拉力沿斜面将重为100N的物体匀速拉到斜面顶端，斜面长s=4m，高h=1m。求： （1）拉力做的功； （2）克服重力做的功。 【答案】（1）200J　（2）100J 【解析】 （1）拉力做的总功：W总 = Fs = 50 N × 4 m = 200 J （2）克服重力做的有用功：W有 = Gh = 100 N × 1 m = 100 J 6.（2026·四川成都·二模）小明用100N的水平推力，将重500N的箱子沿水平地面匀速推动了10m，用时5s。求： （1）推力做的功； （2）重力做的功。 【答案】（1）1000J　（2）0J 【解析】 （1）推力做功：W = Fs = 100 N × 10 m = 1000 J （2） 重力方向竖直向下，箱子沿水平方向移动，重力方向与移动方向垂直，故重力做功为 0 J。 【题型3 功率的理解与计算（P＝、P＝Fv）】 7.（2026·江西九江·一模）关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 做功多的机械，功率一定大 B. 做功时间短的机械，功率一定大 C. 功率大的机械，做功一定快 D. 功率大的机械，做功一定多 【答案】C 【解析】 功率是表示做功快慢的物理量，定义为单位时间内完成的功，即P＝。 A：做功多但时间可能很长，功率不一定大； B：时间短但做功可能很少，功率不一定大； C：功率大即单位时间内做功多，做功一定快，正确； D：功率大但时间可能很短，做功不一定多。 故选 C。 8. （2026·湖北武汉·模拟）如图所示是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象。由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙的大小关系是（　　）W/J 甲 乙 t/s A. P甲＜P乙 B. P甲＝P乙 C. P甲＞P乙 D. 无法确定 【答案】C 【解析】 在W-t图像中，图线的斜率表示功率，即 P＝。 由图可知，在相同时间内，甲做的功多于乙做的功；或者说做相同的功，甲所用时间少于乙所用时间。 因此，甲的功率大于乙的功率，即 P甲＞P乙。故选 C。 9.（2026·湖南长沙·二模）一辆汽车以72km/h的速度在水平公路上匀速行驶，汽车发动机的功率为60kW。求汽车受到的牵引力。 【答案】3000N 【解析】 已知：P = 60 kW = 6×10⁴ W，v = 72 km/h = 20 m/s 由 P = Fv 得：F = P/v = (6×10⁴ W)/(20 m/s) = 3000 N 因为汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力，即汽车受到的阻力也为3000N。 【题型4 功和功率的综合计算】 10.某型号新能源公交车空车质量为1.5×10⁴ kg，在平直路面上匀速行驶时受到的阻力为车重的0.02倍。若汽车以20m/s的速度匀速行驶了10min，g取10N/kg。求： （1）汽车受到的重力； （2）汽车匀速行驶时的牵引力； （3）汽车牵引力做功的功率。 【答案】（1）1.5×10⁵N　（2）3×10³N　（3）6×10⁴W 【解析】 （1）汽车重力：G = mg = 1.5×10⁴ kg × 10 N/kg = 1.5×10⁵ N （2）汽车受到的阻力：f = 0.02G = 0.02 × 1.5×10⁵ N = 3×10³ N 因为汽车匀速行驶，牵引力等于阻力：F = f = 3×10³ N （3）牵引力做功的功率：P = Fv = 3×10³ N × 20 m/s = 6×10⁴ W 11.仿生，是未来无人机发展的一个重要方向，最终目标是优化无人机的外形、结构，提高飞行性能和飞行品质以解决无人机的任务环境适应性问题。如图所示是一款两足仿生无人飞行器，其整机质量为1.8kg，飞行器单足与地面的接触总面积为9cm2，某次飞行器水平匀速直线运动90m用时为6s，前进过程中飞行阻力为20N。g取10Nkg，求： （1）飞行器静置于水平地面上时对地面的压强； （2）飞行器在上述匀速直线运动过程中，其牵引力做功的功率； （3）某次飞行器先以5m/s的速度直线飞行90m，然后在空中悬停2s，求整个过程中飞行器的平均速度。 【答案】（1） （2） （3）​ 【解析】 （1）解：由题意得，飞行器的重力 两足与地面的总接触面积 飞行器静置于水平地面，对地面的压力等于自身重力，则压强 （2）解：飞行器水平匀速直线运动，牵引力与阻力为一对平衡力，大小相等，即 则牵引力做的总功 则牵引力做功的功率 （3）解：第一段飞行的时间 整个过程总时间 整个过程的平均速度​ 12.王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，用时10s。若他体重为500N，每层楼高3m。求： （1）他克服重力做的功； （2）他克服重力做功的功率。 【答案】（1）3000J　（2）300W 【解析】 （1）从一楼到三楼，上升的高度：h = 2 × 3 m = 6 m 克服重力做的功：W = Gh = 500 N × 6 m = 3000 J （2）功率： = = 300 W 【题型5 功和功率的图像问题】 13．如图所示，一辆汽车在一恒定不变的牵引力的作用下，沿水平面匀速直线运动，在下列图像中，能反映这个牵引力所做的功W与时间t的关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B【解析】汽车受到恒定牵引力且做匀速直线运动，速度v大小不变，由、可得，牵引力F、速度v均为定值，因此功W与时间t成正比例函数关系，图像是一条过坐标原点的倾斜上升直线，对照选项，A 表示功不随时间变化，C、D 表示功随时间减小，均不符合规律，所以本题选 B。 14.如图甲，粗糙程度不变的水平地而上，物体受到水平向右拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．4～6s，物体运动路程为18m B．4～6s，拉力F的功率为12W C．t=1s时，物体受到摩擦力大于2N D．拉力为6N时，物体做匀速直线运动 【答案】B 【解析】由图丙可知，4～6s 物体以匀速直线运动，运动时间，路程，因此 A 选项错误；4～6s 拉力，根据功率推导式，B 选项正确；4～6s 物体匀速运动，滑动摩擦力与拉力平衡，可得滑动摩擦力大小为 4N，时物体保持静止，静摩擦力和拉力平衡，大小等于 2N，C 选项错误；拉力为 6N 对应的时间段是 2～4s，结合丙图，此阶段物体速度不断增大，做加速直线运动，并非匀速直线运动，D 选项错误，综上正确选项为 B。 15.工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB=CF，BC=FH，HK=2m，FG=1.3m，忽略箱子体积。则下列分析正确的是（　　） 路段 AB CF HK 推力（N） 10 117 10 时间（s） 13 20 12 A．工人的推力在AB段做功为26J B．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等 C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力 D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5 【答案】A,D 【解析】由图可知斜面倾角为 30°，FG=1.3m，因此斜面 CF 长度；已知 HK=2m，AB=CF，所以。A 选项，AB 段推力，推力做功，A 正确；B 选项，CF 段推力，，与 AB 段做功不相等，B 错误；C 选项，箱子重力 200N，理想情况下斜面省力，克服重力所需力为 100N，实际推力 117N 大于 100N，是因为存在摩擦，但对比直接提升重物的 200N，推力仍然更小，斜面依旧省力，C 错误；D 选项，HK 段推力，路程，，根据功率公式，，D 正确，综上正确选项为 AD。 16．如左下图所示，在一次社会实践活动中，小明用一辆小车运送货物时，先后经过同一平直路面上的甲、乙、丙三个地点，右下图为运动路径示意图。小明先用水平推力F把装有货物的小车从甲匀速推到乙，用时为t1；在乙停车卸货用时为t2；再用水平推力将空车从乙匀速推到丙，用时为t3；两次推力做功之比为2∶1.下列说法正确的是（　　） A．小明全程的平均速度为 B．从乙到丙的过程中，小明的水平推力为 C．从乙到丙的过程中，小明推力做功的功率为 D．若把空车从丙沿原路匀速推回到甲，推力做功为F(s1+s2) 【答案】B,C 【解析】小车匀速运动时推力与滑动摩擦力平衡，滑动摩擦力大小和压力有关，甲到乙推力为F，这段推力做功；已知两次推力做功之比，即，可推导出乙到丙的推力，因此 B 选项正确；乙到丙推力做功，对应的功率，C 选项正确；平均速度等于总路程与总时间的比值，全程总时间需要包含卸货时间，A 选项缺少，故错误；空车从丙返回甲，路面压力和乙到丙阶段相同，推力大小等于，路程为，做功为，D 选项错误，综上正确选项为 BC。 17.如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，提升吊篮C及其中的货物A和电动机B启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s~2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是（　　） A．在0~1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J B．在1s~2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W C．在0~3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W D．动滑轮重为200N 【答案】A,D 【解析】A.由丁图知，这段时间物体升高的高度h=0.5m，由图甲知，滑轮组由4段绳子承担物重，所以s=4h=4×0.5m=2m，则拉力F做的功W=Fs=550N×2m=1100J，故A正确;B.由乙图知，在1~2s内对应的拉力F=500N，由丙图知这段时间物体运动的速度是1m/s，则拉力F做的的功率为：P=Fnv=500N×1m/s×4=2000W，故B错误；C.由乙图可知，在1s~3s时间内拉力是500N，由丙图可知，这段时间内物体的速度是1m/s，那么吊篮上升的高度为：h=vt=1m/s×2=2m，这段时间拉力做的功为：W=Fsn=500N×2m×4=4000J，则在0~3s内拉力做的总功为W=1100J+4000.J=5100J；那么这段时间内拉力的功率为，故C错误；D.由题意知，即解得：G=1800N；1~4x500N28内，拉动物体匀速上升，所以F=，即：500N= 1800N+）解得：G动=200N，故D正确。 【题型6 探究影响动能大小的因素】 18．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。 （1）该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体　 　(物体A、B质量不变)的关系。 （2）该实验中所探究物体的动能是指物体　 　(选填“A”或“B”)的动能。 （3）该实验物体动能的大小是通过　 　来反映的。 （4）该实验物体的速度是指物体A 从斜面上由静止滚下与物体B 即将碰撞时的速度，它是通过　 　(选填“高度”或“质量”)来改变的。 （5）实验表明，同一物体A 从斜面高处滚下，高度越大，物体B 被撞得越远，可得结论：　 　。 （6）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面　 　高度由静止滚下，并观察记录。 【答案】（1）速度（2）A（3）木块 B 被推动的距离大小（4）高度 （5）质量一定时，物体的速度越大，动能越大（6）相同 【解析】(1) 同一小球 A，改变释放高度改变碰撞速度，控制质量不变，探究动能与速度的关系。 (2) 研究的是小球 A 撞击木块时具有的动能。 (3)采用转换法，物体动能的大小无法直接测量，通过物体B被撞的距离来反映：B被撞得越远，说明物体A的动能越大。 (4) 同一斜面，释放高度越高，小球滑到水平面时速度越大。 (5) 质量一定时，物体的速度越大，动能越大 (6) 控制速度相同，需让不同质量小球从斜面相同高度静止滑下。 19.在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，用质量分别为m和M的两个钢球（M >m），分别从不同的高度h和H（H＞h）由静止开始滚下，实验过程如图所示。 （1）实验中，探究的动能是指______（填序号）； A．钢球在斜面上的动能 B．钢球撞击木块时的动能 C．木块的动能 （2）通过观察木块B移动的距离长短，来判断动能的大小，这种研究方法是　 　（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“转换法”）； （3）由甲、乙两图可得实验结论：当质量一定时，　 　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； （4）若在进行乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，只需要重新进行图丙的实验，下列方法可行的是______（填序号）。 A．降低钢球滚下时的高度 B．换用一个质量更大的木块 C．换用足够长的木板 【答案】（1）B（2）转换法（3）速度；超速（4）C 【解析】【解答】（1）本实验探究的是钢球从斜面滑下、撞击木块瞬间所具有的动能，故AC错误，B正确。故选：B。 （2）动能属于不易直接观测的物理量，实验借助木块被撞击后滑行距离的远近，间接反映钢球动能的大小，这种实验研究方法为转换法。 （3）甲、乙两次实验选用同一钢球，质量保持不变，小球释放高度不同，到达水平面时的运动速度不同，木块滑行距离存在明显差异，由此说明：物体的动能与速度大小有关，在质量一定时，速度越大，物体的动能越大，该结论能够用来解释汽车超速行驶存在安全隐患的原因。 （4）乙、丙两组实验控制小球释放高度相同，保证小球到达水平面时速度一致，用来探究动能与质量的关系。若要防止木块滑出木板，可增大木块质量、加长木板长度或者减小钢球质量，不能改变小球释放高度来控制速度，因此只有C方案可行，AB方案不合理。故选 C。 【题型7 探究影响重力势能大小的因素】 20.如图所示，是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：，物体被举的高度关系，木桩开始时高度相同。 （1）实验过程中，小明通过观察　 　来比较物体重力势能的大小（选填“物体下降速度”或“木桩陷入沙中深度”）；本实验用到两种实验探究方法，分别是控制变量法和　 　； （2）分析图中　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，　 　越大； （3）物体B在下落过程中，重力势能转化为　 　（选填“弹性势能”、“重力势能”或“动能”）。 【答案】（1）木桩陷入沙中深度；转换法（2）甲乙；重力势能（3）动能 【解析】（1）根据图片可知，木桩陷入沙中深度越大，则说明上面物体的重力势能越大，那么该实验是通过木桩陷入沙中深度来比较各物体重力势能的大小，这种研究问题的方法叫转换法。 在探究重力势能与高度的关系时，需要控制质量相同，即利用控制变量法。 （2）根据控制变量法的要求可知，探究重力势能大小跟高度的关系时，应控制质量相同，只改变高度，故选择实验甲、乙。 在实验A和B中，B的高度大于A，且B下面的木桩陷入深度更大，那么得到：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大。 （3）物体B下落过程中，质量不变，高度降低，则重力势能减小；速度变大，则动能变大，所以重力势能转化为动能。 21.（2025八下·徐闻期末）小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 （1）物体下落过程中，重力势能转化为　 　能，可以通过比较　 　来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； （2）通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：　 　； （3）通过图b中　 　两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； （4）由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，　 　（选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是　 　。 【答案】（1）动；木桩被打入沙中的深度；甲 （2）当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大 （3）A、C（4）能；物体乙、丙对木桩做的功相同 【解析】（1）①物体下落过程中，质量不变，速度增加，动能增加；质量不变，高度降低，则重力势能减小，因此是将重力势能转化为动能。 ②在实验中，物体下落时击打下面的木桩，木桩进入沙子中的深度越大，则说明物体的重力势能越大，即本实验是通过木桩进入沙中的深度来反应物体的重力势能大小的。 ③根据图b可知，甲物体将木桩下压的深度最小，说明甲释放前的重力势能最小。 （2）根据图片可知，甲乙两物体的质量相同，乙物体的高度大，B木桩被打入的深度大说明乙物体的重力势能大于甲物体的重力势能，那么得到结论为：当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 （3）根据控制变量法的要求可知，探究物体的重力势能与质量的关系，需要控制高度相同，质量不同，因此选择A、C两木桩。 （4）B、C两木桩被打入沙中时受到的阻力相同，此时进入的深度相同，根据W=fs可知，说明物体乙、丙对木桩做的功相同，因此能够说明物体乙、丙释放前的重力势能相同。 【题型8 动能和重力势能的相互转化】 22.物体由于运动而具有的能叫动能，动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，高处的物体由于受重力作用而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的位置高度和质量有关。一架飞机在同一高度上匀速飞行，喷洒农药。此过程中，飞机的动能　 　，重力势能　 　，飞机的机械能　 　。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】变小；变小；变小 【解析】动能与质量、速度有关，飞机匀速飞行，速度不变，喷洒农药时总质量不断减小，因此动能变小；重力势能与质量、高度有关，飞行高度不变，总质量减小，因此重力势能变小；机械能等于动能与重力势能之和，动能、重力势能均变小，所以飞机的机械能变小。 23.（2026·郴州模拟）2026年2月12日14时37分，捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，随后以“一箭七星”方式将7颗卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。火箭在加速升空过程中，卫星的动能变大，重力势能　 　，机械能　 　。 【答案】变大；变大 【解析】卫星在加速升空的过程中，质量保持不变，上升高度持续增大，因此重力势能增大。 机械能是动能与重力势能的总和，题目中已知卫星加速升空时动能增大，同时重力势能也增大，因此卫星的机械能增大。 24.2026年4月，我国成功发射第XX颗北斗导航卫星。如图所示，卫星沿椭圆轨道绕地球运行。 （1）卫星从近地点向远地点运动时，速度__________（选填"增大"或"减小"），动能__________（选填"增大"或"减小"）。 （2）卫星在运行过程中机械能__________（选填"守恒"或"不守恒"）。 （3）卫星在远地点时，__________能最大。 【答案】 （1）减小；减小　（2）守恒　（3）重力势 【解析】 （1）卫星从近地点向远地点运动，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小。 （2）卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有万有引力做功，机械能守恒。 （3）卫星在远地点时，高度最大，重力势能最大。 25.（2026·南充中考） 神州二十三号载人飞船在 2026年 5月 24日成功发射，5月 25 日与中国空间站交会对接。下列说法正确的是 A．飞船向空间站靠近时，空间站相对飞船是静止的 B．飞船与空间站对接时，两者必须保持相对静止 C．飞船与空间站对接后，飞船相对地球是静止的 D．空间站从远地点飞向近地点，它的动能转化为势能 【答案】B 【解析】A、飞船向空间站靠近时，二者相对位置发生变化，空间站相对飞船是运动的，故 A 错误； B、飞船与空间站对接时，二者速度、运动方向完全相同，相对位置不变，必须保持相对静止，故 B 正确； C、对接后飞船随空间站绕地球不断转动，飞船相对地球位置持续改变，是运动的，故 C 错误； D、空间站从远地点飞向近地点，高度降低、速度变大，重力势能转化为动能，故 D 错误； 【题型9 机械能守恒的判断】 26.（2026·湖北武汉·模拟）下列实例中，机械能守恒的是（　　） A. 沿光滑斜面自由下滑的物体 B. 被匀速吊起的集装箱 C. 在水平地面上滚动的足球 D. 跳伞运动员匀速下降 【答案】A 【解析】 A：光滑斜面无摩擦，只有重力做功，机械能守恒； B：匀速吊起，动能不变，重力势能增大，机械能增大（拉力做功），不守恒； C：受摩擦力，机械能转化为内能，机械能减小，不守恒； D：匀速下降，动能不变，重力势能减小，机械能减小（空气阻力做功），不守恒。 27.（2026·烟台）为响应国家足球进校园的号召，学校积极推广足球运动。如图所示是体育课上同学们踢足球的情景，下列关于这个情景的说法正确的是(　　) A．踢出去的足球能够继续运动是因为它具有惯性 B．头球射门时，头对足球的力改变了足球的运动状态 C．守门员接球时，手对足球的力与足球对手的力大小相等 D．整个过程中足球的动能和重力势能相互转化，机械能守恒 【答案】A,B,C 【解析】A、踢出去的足球离开脚后不再受脚的作用力，依靠自身惯性保持向前运动的状态，A正确； B、头球射门时，足球的运动速度、运动方向发生改变，说明头对足球的力改变了足球的运动状态，B正确； C、守门员接球时，手对足球的力与足球对手的力是一对相互作用力，根据相互作用力特点，二者大小相等，C正确； D、足球运动全过程中会受到空气阻力、地面摩擦力，一部分机械能转化为内能，机械能不守恒，D错误； 28.如图所示，将摆球从A 点由静止释放，摆球在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．从A 点到B 点，摆球动能增大，机械能增大 B．从B 点到C 点，摆球动能减小，机械能减小 C．摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等 D．摆球在 B 点的动能最小，在A、C两点的重力势能最大 【答案】C 【解析】不计空气阻力，摆球摆动过程机械能守恒，机械能保持不变；动能公式，重力势能公式。 A、从A到B，高度降低、速度变大，动能增大；无能量损耗，机械能不变，A错误； B、从B到C，高度升高、速度变小，动能减小；不计空气阻力，机械能不变，B错误； C、不计空气阻力，只有动能与重力势能相互转化，摆球经过各点机械能均相等，C正确； D、B点高度最低，速度最大，动能最大；A、C两点高度最高，重力势能最大，D错误； 【题型10 机械能及其转化在生活中的应用】 29.（2026·丹江口模拟）如图是学校旗杆上滑轮装置的简化图，升旗手通过拉动绳子将国旗升起，绳子绕在滑轮上。这个滑轮属于　 　滑轮，它的作用是　 　。在国旗匀速上升过程中，国旗的　 　（选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”）增加。 【答案】定；改变动力的方向；重力势能 【解析】滑轮工作时，只绕轴转动，不随国旗一起移动，因此该滑轮为定滑轮。 使用定滑轮时，向下拉绳子，国旗会向上运动，说明它的作用是改变动力的方向。 国旗匀速上升过程中，质量不变、速度不变，因此动能不变；高度不断增大，因此重力势能增加；国旗未发生弹性形变，不具有弹性势能。 30.如图是深圳地标建筑——“湾区之光”摩天轮，转轮直径约113m，质量为50kg的小明乘坐摩天轮轿厢，轿厢由最低点匀速运动到最高点的过程中，他的运动状态　 　（选填“改变”或“不变”），摩天轮轿厢对小明做功　 　J（忽略轿厢的高度），小明的机械能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。（g取10N/kg） 【答案】改变；56500或；增大 【解析】轿厢由最低点匀速运动到最高点的过程中，运动的速度不变，运动方向不断发生变化，故小明的运动状态发生改变。 最低点到最高点的高度等于转轮的直径h=113m，摩天轮轿厢对小明做的功： 人乘坐摩天轮匀速转动，在上升的过程中，人的质量不变、速度不变，动能不变，高度变大，重力势能增大；机械能等于动能与重力势能之和，所以其机械能增加。 31.C919是我国自主研发的大型客机。机翼设计成上凸下平，利用了流体流速越大的位置压强越　 　的原理产生升力；飞机加速升空，机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；飞机着陆后不能立即停下，是因为飞机具有　 　。 【答案】小；增大；惯性 【解析】（1）机翼上凸下平，则它飞行时上方空气流速大而气压小，下方空气流速小而压强大，进而产生向上的升力； （2）飞机加速升空时，质量不变，速度增大，则动能增大；质量不变，高度升高，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，所以机械能增大。 （3）飞机着陆后，由于惯性会继续保持原来的运动状态，因此不能立即停下。 32.如图所示是游乐场中的过山车。 （1）过山车从高处无动力向下运行的过程中，__________能转化为__________能。 （2）由于要克服摩擦做功，过山车机械能会逐渐转化成__________能。 （3）设计师将过山车后面的"小山丘"设计得比开始时的"小山丘"低，原因是__________。 【答案】 （1）重力势；动　（2）内　（3）过山车运动过程中机械能逐渐减小 【解析】 （1）过山车从高处向下运行，高度降低、速度增大，重力势能转化为动能。 （2）由于要克服摩擦和空气阻力做功，一部分机械能转化为内能。 （3）因为过山车在运行过程中机械能逐渐减小（转化为内能），所以后面的"小山丘"必须设计得更低，否则过山车无法越过。 【题型11 弹性势能及其转化】 33.如图，将弹簧竖直放置在水平地面，把小球从弹簧正上方高处由静止释放，小球下落接触弹簧并将弹簧压缩至最短。在小球压缩弹簧的过程中，小球的　 　能转化为弹簧的　 　能；弹簧被压缩得越厉害，弹簧具有的弹性势能越　 　。 【答案】动；弹性；大 【解析】小球压缩弹簧时，小球持续向下运动，速度不断减小，自身动能随之减小；弹簧发生弹性形变，形变程度逐渐变大，弹性势能不断增大，因此该过程是小球的动能转化为弹簧的弹性势能。弹性势能的大小与物体弹性形变程度有关，在弹簧弹性限度内，弹簧被压缩得越厉害，弹性形变越大，储存的弹性势能也就越大。 34. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A. 小球的机械能守恒 B. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 C. 小球到达最低点时，速度最大 D. 小球刚接触弹簧时，动能最大 【答案】B 【解析】 A：小球压缩弹簧时，弹簧弹力对小球做负功，小球机械能减小，A错误； B：对小球和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，B正确； C：小球到达最低点时速度为零（瞬间静止），C错误； D：当弹簧弹力等于重力时，小球速度最大、动能最大，不是刚接触弹簧时，D错误。 【题型12 机械能不守恒时的能量分析】 35.（2025·连云） 2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 【答案】B 【解析】飞船加速升空时，质量不变，速度增大，所以动能增加；高度升高，所以重力势能增加。机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能增加，故B正确。 36.（2026·成都）神舟二十二号载人飞船返回舱，于2026年5月29 日在东风着陆场成功着陆。图是返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，关于返回舱能量变化，说法正确的是 A．机械能增大 B．动能不断减小 C．机械能保持不变 D．重力势能转化为动能 【答案】B 【解析】A、返回舱减速下降时克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误； B、动能与质量、速度有关，返回舱质量不变，减速时速度减小，动能不断减小，故B正确； C、克服空气阻力做功会消耗机械能，机械能是减小的，故C错误； D、减速下降时动能、重力势能均减小，二者共同转化为内能，并非重力势能转化为动能，故D错误。 37.（2025·广西） 如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 【答案】C 【解析】驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗 ，质量不变，速度不变，高度变大，根据势能公式计算可知重力势能增加，动能不变，C正确，ABD错误。 38.首届世界无人机运动会决赛将于2026年4月正式开赛，包含无人机举重、击剑、马术、篮球四大创新赛项。图是无人机击剑训练画面，下列说法正确的是（　　） A．无人机匀速直线飞行时，不受力的作用 B．无人机加速升空时，动能增大，机械能不变 C．无人机在空中悬停时，重力势能增大 D．无人机降落时速度逐渐减小，机械能减小 【答案】D 【解析】A：无人机做匀速直线飞行时，运动状态保持不变，处于平衡状态，此时无人机受到的升力与自身重力是一对平衡力，合力为零，并非不受力的作用，因此A错误。 B：无人机加速升空的过程中，飞行速度不断增大，因此动能增大；同时飞行高度不断升高，重力势能也随之增大，机械能是动能与势能的总和，所以无人机的机械能增大，因此B错误。 C：无人机在空中悬停时，所处高度保持不变，质量也不变，因此重力势能大小不变，因此C错误。 D：无人机降落过程中，飞行速度减小，动能减小；同时飞行高度降低，重力势能也减小；机械能等于动能与重力势能之和，因此无人机的机械能减小，因此D正确。 【题型13 功、功率、机械效率的综合计算】 39.如图甲所示，用拉力 F 竖直向上匀速提升重720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则(　　) A．绳子自由端移动的速度为0.5m /s B．拉力 F 为 800 N C．拉力F 的功率为360 W D．动滑轮的机械效率为90% 【答案】D 【解析】A、据图可知，货物的移动速度，据图可知，动滑轮缠绕绳子数为2，所以绳子的移动速度为物体移动速度的2倍，所以绳子移动速度为2×0.5m/s=1m/s，故A错误； B、拉力，故B错误； C、结合AB分析可知，拉力功率P=Fv=400N×1m/s=400W，故C错误； D、动滑轮的机械效率，故D正确。 40.工人利用如图所示的装置提升物体，已知物重，施加在绳端竖直向上的拉力F为，在内物体被提升。不计绳重与摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．装置中的滑轮是动滑轮 B．拉力F做功的功率为 C．滑轮的重为 D．该装置的机械效率为80% 【答案】B 【解析】A．根据图片可知，图中的滑轮跟随物体一起上下移动，是动滑轮，故A正确，不符合题意； B．根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则绳子末端移动的距离s=nh=2×10m=20m， 则绳子末端移动的速度为；拉力F做功的功率为；故B错误，符合题意； C．根据可得，动滑轮的重力为， 故C正确，不符合题意； D．该装置的机械效率为，故D正确，不符合题意。 41.如图是我国古代劳动人民利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是（　　） A．井架上的滑轮是动滑轮，其作用是省力 B．利用该滑轮打水能够省力并省功 C．提等量的水，水桶越轻，该滑轮的机械效率越高 D．随着科技的发展，该滑轮的机械效率可以达到100% 【答案】C 【解析】A．根据图片可知，井架上的滑轮固定不动，是定滑轮，其作用是改变力的方向，故A错误； B．由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故B错误； C．根据 可知，当提等量的水时，水桶越轻，则额外功越小，则机械效率 越高，故C正确； D．使用任何机械都做额外功，因此机械效率不可能达到100%，故D错误。 42.用如图所示滑轮组，将重为500N的物体，在10s内匀速向上提升2m。已知拉力F＝300N。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6m B．拉力F的功率为60W C．人所做的额外功为300J D．该滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】D 【解析】A、由图可知，该滑轮组中承担物重的绳子段数，因此绳子自由端移动的距离为： ，因此A选项说法错误； B、拉力做的总功为： ，拉力的功率为： ，因此B选项说法错误； C、提升重物时做的有用功为： ，总功减去有用功得到额外功： ，因此C选项说法错误； D、滑轮组的机械效率为： ，因此D选项说法正确。 43.（2026·长沙模拟）质量为75 kg、每只脚与地面接触面积为250 cm2的工人利用如图所示装置，将质量为85kg的沙袋从地面匀速提升到6m高的三楼阳台，用时30s。已知动滑轮的质量为15kg，不计绳重和磨擦。(g取10N/ kg)求： （1）拉力的太小。 （2）拉力的功率。 （3）若改变提升沙袋的质量，便动滑轮的机械效率变为 90%，此时工人对阳台地面的压强为多少? 【答案】（1）解： 答：拉力的大小为500 N。 （2）解： 工人拉绳子的速度为： P=F拉v=500N×0.4m/s=200W 答：拉力的功率为200W。 （3）解： 此时，工人对绳子的拉力为： 工人对阳台地面的压强为： ( 答：工人对阳台地面的压强为 【题型14 功和机械能的跨学科实践】 44.古诗《登鹳雀楼》“欲穷千里目，更上一层楼”，还有《琵琶行》“铁骑突出刀枪鸣”，结合机械能知识作答： （1）人匀速登上高楼，人的动能　 　，重力势能　 　，人体储存的　 　能转化为重力势能； （2）古代将士挥舞长枪快速冲刺，长枪、士兵具有较大　 　能；若长枪撞击盾牌发生弯曲，长枪的动能转化为盾牌的　 　势能。 【答案】不变；变大；化学；动；弹性 【解析】匀速上楼速度不变，动能不变，高度增加重力势能增大，人体依靠体内化学能对外做功；运动的物体具有动能，物体发生弹性形变会储存弹性势能，本题融合古诗文文学情境，结合机械能转化知识点。 45.综合实践课上制作弹射小车：将橡皮筋固定在小车前端，向后拉动小车拉长橡皮筋，松手后小车向前冲出。 （1）拉长的橡皮筋发生弹性形变，储存　 　能，松手后转化为小车的　 　能； （2）若橡皮筋弹力平均为 8N，拉动小车向后移动 0.3m，橡皮筋恢复原状过程中弹力做功　 　J； （3）科创拓展：若想让小车弹射后滑行更远，结合弹性势能影响因素写出一条改进方案。 【答案】（1）弹性；动；（2）；（3）换用弹性更好的橡皮筋、将橡皮筋拉得更长（增大弹性形变，提升弹性势能） 【解析】 1. 弹性；动 2. 3. 方案：换用弹性更好的橡皮筋、将橡皮筋拉得更长（增大弹性形变，提升弹性势能）。 本题融合工程手工实践活动，弹性势能大小与弹性形变程度有关，形变越大储存能量越多，转化得到的动能越大，小车滑行距离更远。 46.周末劳动实践中，小宇将质量为 6kg 的桶装纯净水，从一楼地面匀速搬运至三楼家中，每层楼层竖直高度 3m，小宇自身质量 50kg，全程用时 24s，)。 （1）小宇搬运水桶过程中，克服水桶重力做多少有用功？ （2）计算小宇搬运水桶时的做功功率； （3）劳动感悟：搬运重物上楼时人体肌肉会酸痛，请从机械能转化角度简单说明原因。 【答案】（1）；（3）人体消耗体内化学能，一部分转化为重物的重力势能，还有大量化学能转化为内能，肌肉发热酸胀，因此搬运重物后会产生酸痛感 【解析】 (1) 水桶重力，上升高度，； (2)功率； (3) 人体消耗体内化学能，一部分转化为重物的重力势能，还有大量化学能转化为内能，肌肉发热酸胀，因此搬运重物后会产生酸痛感（融合生物：人体能量转化）。 47.某山区地理研学活动中，同学们观察盘山公路（斜面模型），盘山公路总长 1200m，山体竖直高度 200m，一辆总重的观光车匀速上山，牵引力恒为 2500N。 （1）观光车沿盘山公路行驶，牵引力做的总功为多少？ （2）观光车克服自身重力做多少有用功？ （3）从地理、物理跨学科角度分析：山区修建盘山公路，不用直上陡坡的原因。 【答案】（1）；（3） 【解析】 1. 2. 3. 地理上山地坡度陡峭，直接攀爬难度极大；物理中盘山公路属于斜面，斜面越长越省力，减小车辆上坡所需牵引力，降低行驶难度；但斜面无法省功，行驶路程更长，牵引力总功更大。 【题型15 测量简单机械的机械效率】 48.（2025·南开模拟）实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率影响因素”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 （1）分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越　 　（选填“省”或“费”）力； （2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为　 　； （3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与　 　和　 　有关； （4）当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 【答案】（1）省（2）60%（3）斜面的倾斜程度；斜面的粗糙程度（4）大于 【解析】（1）分析表中实验1、2、3的数据，物块重力相同，斜面的倾斜程度逐渐变大，拉力逐渐变大，斜面倾斜程度越小越省力。 （2）这种情况下斜面的机械效率： ； （3）斜面的长度相同，高度不同，且斜面的机械效率不同，可知斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关； 分析第3次和第4次实验数据可知，斜面的倾斜程度相同时，粗糙程度不同，斜面的机械效率不同，故斜面的机械效率与斜面粗糙程度有关； （4）实验过程中，用弹簧测力计的拉力F要同时克服摩擦力f和物体的一部分重力，因此属多力平衡；根据W总=W有+W额，W额小于W总，即fs小于Fs，斜面的长相同，所以f＜F。 49.（2023·怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 　 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% （1）实验中应尽量竖直向上　 　（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计； （2）计算出第3组实验的有用功　 　J，机械效率是　 　（结果精确到0.1%）； （3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度　 　（选填“有关”或“无关”）。 【答案】（1）匀速（2）0.4；74.1%（3）越高；无关 【解析】（1）实验中应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计； （2）第3组实验的有用功，机械效率 （3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度无关。 50.（2025·越秀模拟）某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 绳端上升的距离/cm 机械效率/% 1 2 5 1 15 66.7 2 3 5 1.4 15 71.4 3 4 5 15 （1）在实验操作中应该　 　拉动弹簧测力计； （2）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为　 　N，机械效率约为　 　%（保留到0.1%）； （3）通过分析上述3组数据，使用同一滑轮组提升重物时，　 　，滑轮组的机械效率越高；克服动滑轮的重力所做的额外功　 　（选填“相同”或“不同”）； （4）为提高滑轮组的机械效率，可减小轮与轴间的摩擦。若忽略摩擦，也不考虑绳重，下列方法中，还能提高滑轮组的机械效率的是_______（填字母）。 A．增加滑轮的个数 B．换质量小的动滑轮 C．减小钩码升高的高度 D．增大钩码升高的速度 【答案】（1）竖直匀速（2）1.8；74.1（3）增大重物的重力；相同（4）B 【解析】测量滑轮组的机械效率时， （1）实验中，为了使拉力大小不变，应使物体受到平衡力，则竖直匀速拉动弹簧测力计。 （2）图丙中，测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N，即第3次测量时，弹簧测力计示数为1.8N。 计算第3次滑轮组的机械效率约为： （3）分析实验数据，使用同一滑轮组，提升不同重物上升相同的高度，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，则实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，增大重物的重力，可以提高机械效率。 重物上升的高度相同，动滑轮的重力保持不变，则克服动滑轮重力所做的额外功相同。 （4）A．增加滑轮个数，动滑轮的重力增加，在提升物重一定时，滑轮组的机械效率会变小，故A不符合题意； B．换质量小的动滑轮，减小了动滑轮的重力，在提升物重一定时，滑轮组的机械效率会变大，故B符合题意； C．机械效率是有用功与总功的比值，与钩码被提升的高度无关，故C不符合题意； D．增大钩码升高的速度，不影响有用功和总功，滑轮组的机械效率不变，故D不符合题意。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 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