专题复习二 能的转化与能量守恒 同步练习 2026-2027学年浙教版九年级科学上册

**基本信息** 初中科学专项训练，以“能的转化与能量守恒”为核心，通过“概念-实验-应用”三阶设计，系统构建从功和功率计算到能量转化守恒的解题方法体系，融合科学观念与探究实践。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |做功与功率分析|1典例+2变式|功的计算（W=Fs）、功率公式（P=W/t）、能量消耗转换（W=mgh）|从功的定义式出发，结合实际情境（可乐能量、叉车作业）建立“力-距离-能量”定量关系| |动能势能影响因素|1典例+1变式|转换法（电池滑动距离比较动能）、控制变量法（质量/速度单一变量）|通过实验探究（滑轨小球撞击电池）推导动能（质量/速度）、势能（高度/形变）影响因素，培养科学思维| |能量转化与守恒|1典例+2变式|守恒定律应用（摩擦耗能计算）、能量形式判断（化学能→内能）|以光滑/粗糙轨道模型为载体，串联机械能与内能转化，结合永动机、充电桩等实例强化科学观念与社会责任|

专题复习二 能的转化与能量守恒 归类探究 专题任务一 探究做功的实质与功率分析 典例1 现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(( ),在相等的拉力 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、Wz、W丙，三者大小判断正确的是( ) 变式1-1某品牌可乐的能量和营养成分表如图所示。体重为50 kg的初中生想只通过跳绳消耗掉100 mL可乐中所含的能量，若每次所跳高度约为10 cm，他大约需要跳绳的个数为(g 取 10 N/kg)( ) 项目 每 100 mL 营养素参考值% 能量 180 kJ 2% 蛋白质 0g 0% 脂肪 0g 0% 碳水化合物 10.6g 4% ——糖 10.6g 钠 12 mg 1% 变式 1-1图 A.360 B.3600 C.36000 D.360000 变式1-2叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在10 s内将质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3m ,g取 10 N/ kg,求此过程中: (1)货箱的速度。 (2)叉车对货箱所做的功。 (3)叉车对货箱所做功的功率。 专题任务二 探究动能与势能大小影响因素 典例2 为了探究动能大小的影响因素，小吴利用身边的器材来完成实验(空气阻力不计)。 (1)实验器材：2条相同的窗帘滑轨，3个同材料制成的小钢球(两大一小)，2节相同的电池，1把木尺。 (2)实验过程： 实验时用木尺推动滑轨上的小钢球，运动的小球撞击电池，使电池在滑轨上向前移动。实验中通过 来比较物体动能的大小。 a.在探究小球动能与质量的关系时，采用“平推法”，将两个大小不同的钢球放在滑轨上，用木尺沿滑轨由慢及快地平推钢球，到图中虚线位置停止推动，释放两钢球，电池最终位置如图所示。通过该实验可得出结论： 。 b.小吴又利用“斜推法”进行实验，即将两个大小相同的钢球放在滑轨上，握住木尺的一端(O点)固定不动，推动木尺使其绕着O点扫推钢球，当木尺到虚线位置时停止推动，释放两个钢球撞击电池。对比平推法，采用斜推法是为了探究 。 c.在斜推法的实验时，电池均被推出滑轨，在不更换实验器材的条件下，解决的办法是 。 变式 2 如图甲所示，一名游客正在体验“反向蹦极”。图乙为该极限运动的原理图，一条弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人将从 A 点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C 点。已知游客向上运动时，在B 点达到速度最大值，最后在反复上下震荡后静止在空中。请回答下列问题： (1)如图乙所示，从A 点至 B 点的过程中，弹性轻绳的弹力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)从B 点向上运动至 C 点的过程中，游客的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)到达 C 点时，若一切外力都消失，则游客将处于 (选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。 专题任务三 能的转化与能量守恒定律的应用 典例3 如图甲所示，一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在 B 点处相连。质量为m 的物体从离水平面高h 的A 点由静止释放，最后静止于水平面上的C 点，BC长为3m。如图乙所示，若在水平面上的 D 点处再连接一个光滑的圆弧槽，且BD 长为0.7m，物体从 A 点由静止释放，第一次到达左侧圆弧槽的E 点，之后再下滑直至最终静止。 (1)图甲中，物体从 A 点滑到水平面时，重力所做的功为 (用题中符号表示)。物体从 B 点到C点的过程中，能量转化的情况是 (2)图乙中，最后物体静止于水平面上的位置距B点 m。 变式3-1如图甲是意大利艺术家达芬奇设计的一种永动机的模型，装置转动时小球随着弧形轨道依次从装置中心向外侧滚落并在另一侧依次回到装置中心，循环往复从而带动装置转动。如图乙是一个可连续转动24 min的指尖陀螺。下列说法正确的是( ) A.图甲装置中的小球滚落时其动能转化为重力势能 B.图乙装置最终停止转动，说明能量会消失 C.图甲装置可以在不消耗能量的同时不断对外做功 D.若增大图乙装置转动的初速度，可以延长其连续转动的时间 变式3-2 随着汽车保有量不断提高，环境和能源问题也日益突出，研制清洁能源汽车已成为解决上述问题的途径之一。 (1)传统汽车的发动机多为汽油机，汽油燃烧时发生的能量转化是 。 (2)用两种不同充电桩，将同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电和驱动车辆过程中的能量损失。 充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h 普通充电桩 相同 220 30 未知 快充充电桩 600 100 1.1 ①若用普通充电桩进行充电，则需要多少时间才能充满? ②某次匀速行驶时，所载人员和车辆的总重为12000 N，所受阻力恒为车总重的0.03倍，则其续航最大里程为多少? 过关训练 1.功是能量转化的量度。下列实例中力对物体没有做功的是( ) A.人用力搬石头，没有搬动 B.叉车把货物从地面抬升到一定高度 C.人拎着书包沿楼梯走上二楼 D.人推小车通过一段距离 2.下列关于功、功率、能量的说法，正确的是 ( ) A.若一个物体温度升高，一定有外力对该物体做功 B.做相同的功，所用时间越长，功率越大 C.若一个物体的机械能保持不变，则物体一定不受力的作用 D.若一个物体的机械能增大，则一定有力对其做功 3.在如图所示的吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精，塞紧瓶塞，用气筒往瓶里打气。当塞子跳出时，能观察到瓶内出现白雾的原因是( ) A.气体对瓶塞做功，气体内能增大 B.气体对瓶塞做功，气体内能减小 C.外界对气体做功，气体内能增大 D.外界对气体做功，气体内能减小 4.投篮时可采用打击篮板进球的方法，如图所示。忽略空气阻力，下列关于打板进篮的说法正确的是( ) A.篮球抛出后向上运动过程中，动能和重力势能都增加 B.篮球打板进篮筐的过程中，篮球的能量没有损失 C.篮球离开篮筐下落到地面的过程中，篮球的机械能不变 D.篮球在地面上反复弹起，越弹越低，最终静止，说明能量消失，不符合能量守恒定律 5.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的 s-t关系图像如图乙所示，两次对应的弹簧测力计示数分别为 F₁、F₂，两次拉力的功率分别是 P₁、P₂,则 ( ) A. B. C. D. F₁>F₂,P₁=P₂ 6.小科将装有水和乒乓球的纸杯在一定高度静止释放，下落到达地面后，现象如图所示。乒乓球静止释放时与反弹到最高点时相比，下列说法正确的是 ( ) A.乒乓球动能变大 B.乒乓球重力势能变小 C.乒乓球机械能变大 D.该过程不遵循能量守恒定律 7.重2 N的物体A 挂于弹簧测力计下，分别做如图甲、乙所示的匀速直线运动(图中弹簧测力计指针与刻度未画出)，运动的速度 0.2m /s,物体A 沿速度方向均运动了0.5m。(不考虑空气阻力) (1)图甲中弹簧测力计对A 做功为 J。 (2)图乙中弹簧测力计对 A 做功的功率为 W。 8.为了解火箭升空过程中的相关运动状况，兴趣小组制作了一个模型火箭，重为8 N(不包含燃料)，发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系，如图所示。 (1)模型火箭从燃料耗尽到下落至地面的过程中，机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。 (2)图中标注的A、B、C三个位置中，模型火箭的重力势能最小的是 。 (3)模型火箭从最高点 B 下落至地面，重力做功的大小是 J。 9.太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车(如图所示)的部分参数如下：小车的质量为100g,车长8cm、宽6.5cm、高3cm,轮胎与地面的总接触面积为2 cm²。请完成下列问题：(g取10 N/ kg) (1)小车静止在水平地面时，对地面的压强为多少? (2)某次测试中，小车在阳光照射下行驶40 m用时80 s，该次测试中小车的速度为多少? (3)测试中，小车以最快速度0.8m/s在水平地面上做匀速直线运动，若受到的阻力为重力的0.1倍，此时小车的功率为多少瓦? 归类探究 典例1 C 【解析】根据W=Fs可知，拉力做功的大小只与拉力的大小和物体在力的方向上通过的距离有关，与接触面是否水平、物体的重力、运动方向或接触面粗糙程度无关。因为三个物体受到的拉力相等，且运动距离相等，所以拉力做的功相等，即 变式1-1B 【解析】跳绳时克服自身重力做功，消耗能量。克服重力做功公式为W=Gh=mgh，其中 m是人的质量，g取10 N/kg，h 是每次跳绳的高度。已知初中生体重 m=50kg,每次跳绳高度h=10cm=0.1m,则每次跳绳克服重力做功 W= mgh=50kg×10 N/kg×0.1m =50 J。由营养成分表知100 mL 可乐能量为180 kJ。设需要跳绳的个数为n，因为跳绳消耗的总能量等于可乐所含能量，即 180 kg=180000 J。则 (个)。 变式1-2(1)货箱的速度 (2)叉车对货箱所做的功 W= Gh= mgh=300 kg×10 N/ kg×3m=9000 J。 (3)叉车对货箱所做功的功率 典例2(2)电池在滑轨上滑动的距离a.物体速度一定时，质量越大，动能越大b.物体动能大小与物体速度的关系c.用更小的力推动木尺 变式2(1)变小(2)变小(3)静止 【解析】(1)在A 点，游客受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力，根据游客在 B 点达到速度最大值可知，B点时游客受到的重力和弹力的大小相等、方向相反，因此从 A 点到 B 点的过程中，弹性轻绳一直处于伸长的状态，且伸长量减小，则弹性轻绳的弹力变小。(2)从 B 点向上运动到 C 点的过程中，游客的质量不变、速度不断减小，则游客的动能不断变小。(3)到达 C 点时，游客的速度为0，若一切外力都消失，根据牛顿第一定律可知，游客将保持静止状态。 典例3(1) mgh动能转化为内能,直至动能为零(2)0.2 【解析】(2)题图乙中，两侧都是光滑的圆弧槽，则物体在圆弧槽上运动时，机械能不减小，由题图甲可知，从A点静止释放的物体下滑后在水平面上的运动的距离共为 3m，故题图乙中物体从 A 点下滑后先来回运动，共经过4 次 BD，在水平面上的运动距离为4×0.7m=2.8m，然后再从B点向左运动3m-2.8m=0.2m，因此，最后物体静止于水平面上的位置距 B 点 0.2m。 变式3-1D 变式3-2(1)化学能转化为内能 由于对同一辆纯电动汽车充电，且电池初始状态相同，所以充满电时消耗的电能也相同。 过关训练 1. A 2. D 3. B 4. C 5. A【解析】同一木块两次在同一地面上运动，压力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变；由题图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力 F 相等，即 从题图乙可以判断，木块第1次的运动速度 v较大，根据公式 P=Fv可知，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即 6. C 7.(1)1 (2)0.4 【解析】(1)题图甲中弹簧测力计对 A 做功:W= Gh=2 N×0.5m =1J。(2)题图乙中弹簧测力计对A 做功的功率P= 8.(1)不守恒 (2)C (3)1120 9.(1)小车的重力G= mg=0.1 kg×10 N/ kg=1 N,小车对地面的压强 (2)该次测试中小车的速度 (3)小车受到的阻力 f=0.1G=0.1×1 N=0.1 N,因为小车在水平地面上做匀速直线运动，所以小车受到的牵引力F=f=0.1N, 则此时小车的功率 P=Fv=0.1 N×0.8 m/s=0.08 W。 学科网（北京）股份有限公司 $