内容正文:
专题06 功与机械能
5年真题1年模拟
考点分类
安徽考情
命题规律
考点01 功与功率
2026安徽(1题)、2024安徽(1题)、2022安徽(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:功的计算和估算。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点02 机械效率
2026安徽(1题)、2025安徽(1题)、2023安徽(1题)、2022安徽(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:滑轮、滑轮组机械效率的计算、机械效率的简单计算、斜面机械效率的计算。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点03 动能与势能及其转化
2026安徽(1题)、2025安徽(1题)、2024安徽(1题)、2023安徽(1题)、2022安徽(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:蹦极(蹦床)运动中的能量变化情况。
·趋势:情境化命题逐步加深,常与动能等知识板块交叉融合。
考点1 功与功率
1.(2026·安徽·中考真题)图示为我国自主研制的水陆两栖飞机。某次测试中,飞机在水面上沿直线滑行,用时1 min。已知飞机发动机提供的水平推力大小为,方向与飞机滑行方向相同。
求此滑行过程中
(1)水平推力做的功;
(2)水平推力做功的功率。
2.(2024·安徽·中考真题)一起重机在10s内将重为5000N的物体竖直向上匀速提升2m,求:
(1)物体上升的速度大小:
(2)起重机提升物体的功率。
3.(2022·安徽·中考真题)在一次跳伞表演中,运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为,求这个整体在该过程中:
(1)所受阻力的大小;
(2)所受重力做功的功率。
考点2 机械效率
1.(2026·安徽·中考真题)如图所示,将重为900N的货物竖直向上匀速提起时,动滑轮的机械效率为90%,不计摩擦和绳重,则该动滑轮重为 N。
2.(2025·安徽·中考真题)图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升,此过程中滑轮的机械效率为80%,取。求:
(1)物体受到的重力大小;
(2)工人所做的有用功;
(3)工人所做的总功。
3.(2023·安徽·中考真题)如图,一固定斜面顶端装有定滑轮,为测量该装置提升物体时的机械效率,用弹簧测力计连接细绳,跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m,物体上升的高度为0.3m,弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。
(1)做的有用功;
(2)该装置的机械效率。
4.(2022·安徽·中考真题)用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升,拉力F的大小为,则该滑轮组的机械效率为 。
考点3 动能与势能及其转化
1.(2026·安徽·中考真题)北京时间2026年5月11日8时14分,搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射。如图所示,天舟十号随火箭上升,速度不断增大的过程中( )
A. 机械能不断增大
B. 运动状态保持不变
C. 相对火箭是运动的
D. 所受合力方向竖直向下
2.(2024·安徽·中考真题)如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间,若一游客从平台上由静止开始下落。从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的( )
A. 动能一直增大
B. 重力势能一直减小
C. 机械能保持不变
D. 机械能一直增大
3.(2022·安徽·中考真题)如图,在2022年北京冬奥会开幕式上,质量约为的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动,则该过程中奥运五环的( )
A. 重力势能不变
B. 动能增大
C. 机械能不变
D. 机械能增大
4.(2025·安徽·中考真题)网球比赛中,高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变,如图所示,则在球拍恢复原状的过程中,球拍的弹性势能转化为网球的 。
5.(2023·安徽·中考真题)如图,在射箭比赛中,运动员释放弓弦将箭射出,弓弦的弹性势能转化为箭的 能。
模拟题精选
1.(2026·安徽合肥·一模)如图,这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 顶部的定滑轮可以省力
B. 机械效率可达到100%
C. 主要是利用重力势能转化为动能
D. 给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力
2.(2026·安徽合肥寿春中学·考前预测)2026年5月17日世界超级摩托车锦标赛(WSBK)捷克站第二回合正赛中,中国摩托车制造商“张雪机车”的车手再夺冠军。这也是张雪机车今年夺得的第5个冠军。比赛中,赛车在水平直道加速实现超越,然后减速转弯,下列说法正确的是( )
A. 赛车加速时,赛车的重力势能增大
B. 赛车减速时,刹车片发热是通过热传递的方式改变内能
C. 赛车加速时,发动机将内能转化为机械能
D. 赛车减速时,赛车的质量不变,所以机械能保持不变
3.(2026·安徽马鞍山第八初级中学·考前预测)如图所示,重300N的物体在30N的水平拉力的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了5s,此过程滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是( )
A. 有用功为60J
B. 拉力的功率为12W
C. 绳子自由端移动的距离为1m
D. 物体所受的滑动摩擦力为60N
4.(2026·安徽六安·二模)用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆,如图所示,不计空气阻力,将小球拉至A点由静止释放,小球就在A、C间来回摆动。下列分析正确的是( )
A. 小球运动到B点时受力平衡
B. 小球运动到C点时受力平衡
C. 小球从C运动到B的过程中,动能转化为势能
D. 小球运动到C时,若绳子突然断裂,小球将竖直下落
5.(2026·安徽C20联盟·四模)用绳子将一把铁锁悬挂起来,如图所示。把铁锁拉近你的鼻子,头保持不动,当手放开铁锁后,铁锁向前摆去又摆回来。空气阻力不可忽略,请你分析在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A. 铁锁摆回时会碰到你的鼻子
B. 铁锁摆动过程动能一直变大
C. 铁锁在整个过程机械能守恒
D. 铁锁在整个过程机械能减少
6.(2026·安徽铜陵十五中·一模)工人利用如图所示滑轮组将一堆物料搬运到高处。在搬运过程中,工人在30s的时间内,将4000N的物料匀速提升6m,电动卷扬机对绳子的拉力F为2500N,不计绳重和摩擦,则下列有关说法正确的是( )
A. 电动卷扬机的工作原理是电磁感应
B. 动滑轮和吊篮的总重为3500N
C. 拉力F做功的功率为1500W
D. 滑轮组的机械效率为80%
7.(2026·安徽·模考)我国在无人机的研发和生产技术处于世界领先。如图所示无人机机身总质量为1.5kg,某次快递员操作该无人机用时10s将质量为1kg的重物从一楼竖直匀速搬运到三楼,每层楼的高度为3米。求:
(1)此过程中机翼提供的升力大小;
(2)此过程中无人机克服总重力做功的功率。
8.(2026·安徽安庆四中·二模)如图所示,一辆汽车发动机功率恒为150kW,载有的货物和车体的总质量为3000kg,该汽车现以5m/s的速度沿着斜长为300m、倾角为的斜面向上做匀速直线运动直至斜面顶端(汽车上升的高度看作等于斜面的高度)。求:
(1)汽车在上坡过程中所受的牵引力大小;
(2)上述过程中,汽车克服重力做功的功率。
9.(2026·安徽铜陵十五中·一模)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。
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
4
0.1
2.7
0.2
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
(1)比较1和3两次实验得出结论:同一滑轮组,钩码重量越大, ;
(2)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计,某同学在该实验中测力计处于静止状态下测量了拉力大小,所测滑轮组的机械效率会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
10.(2026·安徽淮北名校联盟·中考检测)如图甲所示,小华在“探究影响物体动能大小的因素”实验中,让小球从斜面的不同高度由静止开始滚下,撞击水平长木板上的木块。
(1)小华在准备实验器材的时候,有两块相同长度的较光滑长木板A和粗糙长木板B,为了使实验顺利进行,小华应选择长木板 (选填“A”或“B”);
(2)若斜面光滑,小球从斜面静止滚下碰撞木块后,木块在水平长木板上滑动一段距离停下来。如图乙所示,现增大斜面的倾角,仍让小球从同一高度处由静止滚下,则木块在水平长木板上移动的距离将 (选填“变大”“不变”或“变小”)(不计空气阻力)。
11.(2026·安徽合肥·一模)抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩电能,通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来,然后待用电高峰期再释放上水库中的水,冲击水电站中的水轮发电机组发电,输送回电网,工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站,上水库容量为 m3,上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400 m高度,冲击水轮发电机组发电,可获得 J的电能。(,g取10 N/kg)
(1)抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的 能,在需要的时候再通过发电机组转化为 能,输送回电网;
(2)求这些水全部落下做的功;
(3)水轮发电机组的发电效率为多少?
12.(2026·安徽合肥寿春中学·考前预测)如图所示,当水平拉力为F=50N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N,所受地面的摩擦力约为80N,假如在5s时间内,物体水平移动了0.6m(不计绳和滑轮的自重),请求出在此过程中:
(1)拉力F所做的功;
(2)拉力F做功的功率;
(3)该装置的机械效率。
13.(2026·安徽马鞍山第八初级中学·考前预测)如图所示,将弹簧、小车置于水平木板上,被压缩后的弹簧将小车弹出,这一过程中,小车在水平木板上运动时,重力对小车 (选填“做功”或“不做功”)。某同学想利用该装置探究“物体动能大小与质量的关系”,他用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度,然后由静止释放,撞击水平面上在相同位置放置的同一木块,比较木块滑行距离。该实验方案 (可行/不可行),理由是 。
14.(2026·安徽淮北名校联盟·中考检测)工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为360N的货物,货物上升的速度是0.3m/s,工人的拉力F的功率是180W。求:
(1)工人的拉力F;
(2)货物上升3m过程中,工人所做的额外功。
15.(2026·安徽六安·二模)塔吊是工程建设中常用的装置,其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用400N的拉力F,将960N的重物在10s内竖直匀速提升2m,则:
(1)拉力F的功率为多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
16.(2026·安徽安庆四中·二模)如图所示的滑轮组,沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体,弹簧测力计的示数为200N,物体沿水平方向移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍,不计绳重和滑轮组内的摩擦。则该滑轮组的机械效率是 %。
17.(2026·安徽C20联盟·四模)工人把重为的箱子推到高处平台,如图所示。A位置为起点,经历B、C、E点,箱子经过AB、BC、CE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。表中记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。,,忽略箱子体积。
路段
推力(N)
10
125
10
时间(s)
13
20
12
(1)整个过程克服箱子重力做的功;
(2)在阶段,人推箱子做功的功率;
(3)在阶段,箱子受到斜面的摩擦力大小。
18.(2026·安徽淮南第二十五中学·一模)工人用如图所示的滑轮组提升重物,绳的拉力F=120N,滑轮组的机械效率是75%,则重物的重为 N。
19.(2026·安徽铜陵十五中·一模)如图所示,从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两点等高,D为小球与水平地面的接触点,小球在C点的动能 小球在F点的动能(选填“小于”“等于”或“大于”)
试卷第1页,共3页
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专题06 功与机械能
5年真题1年模拟
考点分类
安徽考情
命题规律
考点01 功与功率
2026安徽(1题)、2024安徽(1题)、2022安徽(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:功的计算和估算。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点02 机械效率
2026安徽(1题)、2025安徽(1题)、2023安徽(1题)、2022安徽(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:滑轮、滑轮组机械效率的计算、机械效率的简单计算、斜面机械效率的计算。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点03 动能与势能及其转化
2026安徽(1题)、2025安徽(1题)、2024安徽(1题)、2023安徽(1题)、2022安徽(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:蹦极(蹦床)运动中的能量变化情况。
·趋势:情境化命题逐步加深,常与动能等知识板块交叉融合。
考点1 功与功率
1.(2026·安徽·中考真题)图示为我国自主研制的水陆两栖飞机。某次测试中,飞机在水面上沿直线滑行,用时1 min。已知飞机发动机提供的水平推力大小为,方向与飞机滑行方向相同。
求此滑行过程中
(1)水平推力做的功;
(2)水平推力做功的功率。
【答案】(1)
(2)
【讲解】(1) 小问详解:
水平推力做的功为
(2) 小问详解:
水平推力做功的功率为
2.(2024·安徽·中考真题)一起重机在10s内将重为5000N的物体竖直向上匀速提升2m,求:
(1)物体上升的速度大小:
(2)起重机提升物体的功率。
【答案】(1)0.2m/s;(2)1000W
【详解】
解:(1)物体上升的速度
(2)由题意知,物体匀速上升,在物体受到的拉力与重力是一对平衡力,所以,拉力
F=G=5000N
起重机做的功
W=Fh=5000N×2m=10000J
起重机提升物体的功率
答:(1)物体上升的速度大小为0.2m/s;
(2)起重机提升物体的功率为1000W。
3.(2022·安徽·中考真题)在一次跳伞表演中,运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为,求这个整体在该过程中:
(1)所受阻力的大小;
(2)所受重力做功的功率。
【答案】(1)1000N;(2)6000W
【详解】
解:(1)有题可知,运动员在做匀速直线运动,故受到的阻力与重力是一对平衡力,故阻力为
(2)重力做的功为
所受重力做功的功率为
答:(1)所受阻力的大小1000N;
(2)所受重力做功的功率为6000W。
考点2 机械效率
1.(2026·安徽·中考真题)如图所示,将重为900N的货物竖直向上匀速提起时,动滑轮的机械效率为90%,不计摩擦和绳重,则该动滑轮重为 N。
【答案】100
【详解】
不计摩擦和绳重,动滑轮的机械效率
解得该动滑轮重力。
2.(2025·安徽·中考真题)图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为的物体沿竖直方向匀速提升,此过程中滑轮的机械效率为80%,取。求:
(1)物体受到的重力大小;
(2)工人所做的有用功;
(3)工人所做的总功。
【答案】(1) (2) (3) 【讲解】(1) 小问详解:
物体受到的重力大小
(2) 小问详解:
工人所做的有用功
(3) 小问详解:
根据机械效率的计算公式,可得工人所做的总功
3.(2023·安徽·中考真题)如图,一固定斜面顶端装有定滑轮,为测量该装置提升物体时的机械效率,用弹簧测力计连接细绳,跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m,物体上升的高度为0.3m,弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。
(1)做的有用功;
(2)该装置的机械效率。
【答案】(1)1.8J;(2)
【详解】
解:(1)有用功为
W有=Gh=6N×0.3m=1.8J
(2)总功为
W总=Fs=4N×0.6m=2.4J
所以滑轮组的机械效率为
答:(1)做的有用功是1.8J;
(2)该装置的机械效率是。
4.(2022·安徽·中考真题)用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升,拉力F的大小为,则该滑轮组的机械效率为 。
【答案】80%
【详解】
由图可知,滑轮组承担重物的绳子股数为n=3,则由
可知,该滑轮组的机械效率为
考点3 动能与势能及其转化
1.(2026·安徽·中考真题)北京时间2026年5月11日8时14分,搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射。如图所示,天舟十号随火箭上升,速度不断增大的过程中( )
A. 机械能不断增大
B. 运动状态保持不变
C. 相对火箭是运动的
D. 所受合力方向竖直向下
【答案】A
【详解】
A.上升过程中,天舟十号质量不变,速度不断增大,因此动能增大;同时高度不断升高,重力势能增大;动能和重力势能都增大,因此机械能不断增大,故A正确;
B.物体运动状态改变的标志是速度大小或运动方向发生改变。天舟十号上升过程中速度不断增大,因此运动状态发生改变,故B错误;
C.天舟十号搭载在火箭上,相对于火箭的位置没有发生变化,因此天舟十号相对火箭是静止的,故C错误;
D.物体做加速运动时,合力方向与运动方向一致,天舟十号加速向上运动,运动方向竖直向上,因此所受合力方向竖直向上,故D错误。
故选 A。
2.(2024·安徽·中考真题)如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间,若一游客从平台上由静止开始下落。从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的( )
A. 动能一直增大
B. 重力势能一直减小
C. 机械能保持不变
D. 机械能一直增大
【答案】B
【详解】
游客从开始下落至第一次到达最低点的过程中,起始阶段:蹦极者从起始点跳下,此时弹性绳处于松弛状态,在重力作用下下落。将重力势能逐渐转化为动能,重力势能越来越小,动能越来越大;绳子拉伸阶段:当下降到一定高度后,绳子开始被拉长,蹦极者继续受到向下的重力,同时绳子也产生向上的弹力。此时,一部分重力势能继续转化为动能,另一部分则转化为弹性绳的弹性势能;受力平衡阶段:在某一时刻,蹦极者受到的重力和绳子的弹力达到平衡,此时速度达到最大,动能最大;减速下降阶段:随着绳子的继续拉伸,弹力逐渐大于重力,蹦极者开始做减速运动,此过程中,动能和重力势能继续转化为绳子的弹性势能,直到下降到最低点,此时动能和重力势能最小,弹性势能最大。综上可知,游客的动能先增大后减小,重力势能一直减小。下落过程中要克服空气阻力做功,消耗一部分机械能,则机械能一直减小。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.(2022·安徽·中考真题)如图,在2022年北京冬奥会开幕式上,质量约为的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动,则该过程中奥运五环的( )
A. 重力势能不变
B. 动能增大
C. 机械能不变
D. 机械能增大
【答案】D
【详解】
A.重力势能与物体的质量和高度有关,被提升的过程中,质量不变,高度增大,所以重力势能增大,故A不符合题意;
B.动能与物体的质量和速度有关,物体匀速提升,质量不变,速度不变,所以动能不变,故B不符合题意;
CD.物体动能不变,重力势能增大,所以机械能增大,故C不符合题意,D符合题意;
故选D。
4.(2025·安徽·中考真题)网球比赛中,高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变,如图所示,则在球拍恢复原状的过程中,球拍的弹性势能转化为网球的 。
【答案】动能
【详解】
在球拍恢复原状的过程中,球拍的形变程度减小,弹性势能减小,网球的速度增加,则动能变大,球拍的弹性势能转化为网球的动能。
5.(2023·安徽·中考真题)如图,在射箭比赛中,运动员释放弓弦将箭射出,弓弦的弹性势能转化为箭的 能。
【答案】动
【详解】
射箭运动中,箭被拉开的弓弦射出去,是由于拉开的弓弦发生了弹性形变,具有弹性势能,将箭射出去时,将弓弦的弹性势能转化为箭的动能。
模拟题精选
1.(2026·安徽合肥·一模)如图,这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 顶部的定滑轮可以省力
B. 机械效率可达到100%
C. 主要是利用重力势能转化为动能
D. 给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力
【答案】C
【详解】
A.顶部的定滑轮的作用是改变力的方向,但不能省力,因为定滑轮的实质是等臂杠杆,不改变力的大小,故A错误;
B.由于实际使用中存在摩擦和能量损耗,机械效率不可能达到100%,因为总有一部分能量转化为其他形式(如内能)而无法完全用于做功,故B错误;
C.重物下落时高度降低,重力势能减小,同时小车运动,动能增加,说明重力势能主要转化为小车的动能,故C正确;
D.给车轮轴承加润滑油是使接触面分离,从而减小摩擦力,使小车运动更顺畅,故D错误。
故选C。
2.(2026·安徽合肥寿春中学·考前预测)2026年5月17日世界超级摩托车锦标赛(WSBK)捷克站第二回合正赛中,中国摩托车制造商“张雪机车”的车手再夺冠军。这也是张雪机车今年夺得的第5个冠军。比赛中,赛车在水平直道加速实现超越,然后减速转弯,下列说法正确的是( )
A. 赛车加速时,赛车的重力势能增大
B. 赛车减速时,刹车片发热是通过热传递的方式改变内能
C. 赛车加速时,发动机将内能转化为机械能
D. 赛车减速时,赛车的质量不变,所以机械能保持不变
【答案】C
【详解】
A.赛车加速时,赛车的质量和高度不变,则重力势能不变,故A错误;
B.赛车减速时,刹车片与车轮之间剧烈摩擦,机械能转换为内能,使得刹车片发热,是通过做功的方式改变内能,故B错误;
C.赛车发动机属于热机,加速时,发动机将内能转化为机械能,故C正确;
D.赛车减速时,赛车的质量不变,速度减小,则动能减小,高度不变,则重力势能不变,所以机械能减小,故D错误。
故选C。
3.(2026·安徽马鞍山第八初级中学·考前预测)如图所示,重300N的物体在30N的水平拉力的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了5s,此过程滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是( )
A. 有用功为60J
B. 拉力的功率为12W
C. 绳子自由端移动的距离为1m
D. 物体所受的滑动摩擦力为60N
【答案】B
【详解】
AC.图中动滑轮上的绳子段数,物体移动距离
绳子自由端移动距离
总功
有用功
故AC错误;
B.拉力的功率,故B正确;
D.水平滑轮组有用功为克服摩擦力做功,得摩擦力,故D错误。
故选B。
4.(2026·安徽六安·二模)用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆,如图所示,不计空气阻力,将小球拉至A点由静止释放,小球就在A、C间来回摆动。下列分析正确的是( )
A. 小球运动到B点时受力平衡
B. 小球运动到C点时受力平衡
C. 小球从C运动到B的过程中,动能转化为势能
D. 小球运动到C时,若绳子突然断裂,小球将竖直下落
【答案】D
【详解】
A.小球在AC间做曲线运动,在B点,小球受重力、拉力,二力大小不相等,受力不平衡,合力不为零,故A错误;
B.C是最高点,小球瞬时静止,受重力、绳子拉力,二力不在同一直线,合力不为零,受力不平衡,故B错误;
C.小球从C到B高度降低、速度变大,重力势能转化为动能,故C错误;
D.小球运动到C时,速度为0,若绳子突然断裂,只受重力,小球将竖直下落,故D正确。
故选D。
5.(2026·安徽C20联盟·四模)用绳子将一把铁锁悬挂起来,如图所示。把铁锁拉近你的鼻子,头保持不动,当手放开铁锁后,铁锁向前摆去又摆回来。空气阻力不可忽略,请你分析在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A. 铁锁摆回时会碰到你的鼻子
B. 铁锁摆动过程动能一直变大
C. 铁锁在整个过程机械能守恒
D. 铁锁在整个过程机械能减少
【答案】D
【详解】
ACD.空气阻力不可忽略,铁锁摆动过程需要克服空气阻力做功,机械能会不断转化为内能,整个过程中机械能总量减少(即机械能不守恒),因此铁锁摆回时的最大高度一定低于初始释放高度,不会碰到鼻子,故AC错误,D正确;
B.铁锁摆动过程中,从最高点摆向最低点时,速度增大,动能变大;从最低点摆向另一侧最高点时,速度减小,动能变小,因此动能不是一直变大,故B错误。
故选D。
6.(2026·安徽铜陵十五中·一模)工人利用如图所示滑轮组将一堆物料搬运到高处。在搬运过程中,工人在30s的时间内,将4000N的物料匀速提升6m,电动卷扬机对绳子的拉力F为2500N,不计绳重和摩擦,则下列有关说法正确的是( )
A. 电动卷扬机的工作原理是电磁感应
B. 动滑轮和吊篮的总重为3500N
C. 拉力F做功的功率为1500W
D. 滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【详解】
A.电动卷扬机是电动机,其工作原理是通电导体在磁场中受力运动,而电磁感应是发电机的原理,故A错误;
B.不计绳重和摩擦时,由题可知电动卷扬机对绳子的拉力为
由题可知、、,所以
故B错误;
C.绳子自由端移动的距离公式为,因为、,所以
又因为,所以由可得拉力做的总功为
由可得30s做功的功率为
故C错误;
D.对物料做的有用功为
所以滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
7.(2026·安徽·模考)我国在无人机的研发和生产技术处于世界领先。如图所示无人机机身总质量为1.5kg,某次快递员操作该无人机用时10s将质量为1kg的重物从一楼竖直匀速搬运到三楼,每层楼的高度为3米。求:
(1)此过程中机翼提供的升力大小;
(2)此过程中无人机克服总重力做功的功率。
【答案】(1)25N (2)15W 【讲解】(1) 小问详解:
无人机和重物受力平衡,则机翼提供的升力
(2) 小问详解:
无人机克服总重力做功的功率
8.(2026·安徽安庆四中·二模)如图所示,一辆汽车发动机功率恒为150kW,载有的货物和车体的总质量为3000kg,该汽车现以5m/s的速度沿着斜长为300m、倾角为的斜面向上做匀速直线运动直至斜面顶端(汽车上升的高度看作等于斜面的高度)。求:
(1)汽车在上坡过程中所受的牵引力大小;
(2)上述过程中,汽车克服重力做功的功率。
【答案】(1) (2)7.5×104W 【讲解】(1) 小问详解:
根据可得,汽车发动机的牵引力
(2) 小问详解:
汽车的重力G=mg=3000kg×10N/kg=30000N
由直角三角形中所对的直角边等于斜边的一半可得,汽车上升的高度
汽车克服重力所做的功W=Gh=30000N×150m=4.5×106J
由可知,汽车从斜面低端移动到斜面顶端所用的时间为
则汽车克服重力做功的功率
9.(2026·安徽铜陵十五中·一模)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。
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
4
0.1
2.7
0.2
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
(1)比较1和3两次实验得出结论:同一滑轮组,钩码重量越大, ;
(2)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计,某同学在该实验中测力计处于静止状态下测量了拉力大小,所测滑轮组的机械效率会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)机械效率越高 (2)① 匀速 ② 偏大 【讲解】(1) 小问详解:
由表格中1、3组数据可知,同一滑轮组,钩码重量越大,机械效率越高。
(2) 小问详解:
[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体匀速升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小。
[2]当弹簧测力计静止读数时,便不会存在摩擦力对拉力的影响,所以所测的拉力变小,由
可知,机械效率会偏大。
10.(2026·安徽淮北名校联盟·中考检测)如图甲所示,小华在“探究影响物体动能大小的因素”实验中,让小球从斜面的不同高度由静止开始滚下,撞击水平长木板上的木块。
(1)小华在准备实验器材的时候,有两块相同长度的较光滑长木板A和粗糙长木板B,为了使实验顺利进行,小华应选择长木板 (选填“A”或“B”);
(2)若斜面光滑,小球从斜面静止滚下碰撞木块后,木块在水平长木板上滑动一段距离停下来。如图乙所示,现增大斜面的倾角,仍让小球从同一高度处由静止滚下,则木块在水平长木板上移动的距离将 (选填“变大”“不变”或“变小”)(不计空气阻力)。
【答案】(1)B (2)不变 【讲解】(1) 小问详解:
动能实验中,我们通过木块被推动的距离来反映小球动能的大小,如果木板太光滑(A),木块滑动的距离会过长,甚至滑出木板,无法完成实验;而粗糙木板(B)能让木块滑动的距离更短,便于观察和比较。
(2) 小问详解:
斜面光滑时,小球从同一高度由静止滚下,重力势能全部转化为动能。 小球的初始高度相同,因此到达水平面时的动能大小相同(速度相同)。 增大斜面倾角,小球到达水平面时的速度依然不变,动能也不变。 木块在水平面上受到的摩擦力不变,因此滑行的距离由小球的动能决定,动能不变,滑行距离也不变。 所以木块移动的距离不变。
11.(2026·安徽合肥·一模)抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩电能,通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来,然后待用电高峰期再释放上水库中的水,冲击水电站中的水轮发电机组发电,输送回电网,工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站,上水库容量为 m3,上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400 m高度,冲击水轮发电机组发电,可获得 J的电能。(,g取10 N/kg)
(1)抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的 能,在需要的时候再通过发电机组转化为 能,输送回电网;
(2)求这些水全部落下做的功;
(3)水轮发电机组的发电效率为多少?
【答案】(1)① 重力势 ② 电 (2) (3)80% 【讲解】(1) 小问详解:
[1][2]抽水时,电能驱动水泵将水抬升到高处水库,水的位置升高,重力势能增加,因此电能转化为水的重力势能;发电时,水下落冲击水轮发电机组,将机械能转化为电能输送回电网。
(2) 小问详解:
水的总质量
水的总重力
水下落重力做的总功
(3) 小问详解:
水轮发电机组的发电效率
12.(2026·安徽合肥寿春中学·考前预测)如图所示,当水平拉力为F=50N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N,所受地面的摩擦力约为80N,假如在5s时间内,物体水平移动了0.6m(不计绳和滑轮的自重),请求出在此过程中:
(1)拉力F所做的功;
(2)拉力F做功的功率;
(3)该装置的机械效率。
【答案】(1) (2) (3) 【讲解】(1) 小问详解:
图中利用动滑轮拉动物体,拉力移动的距离
拉力所做的功
(2) 小问详解:
拉力做功的功率
(3) 小问详解:
动滑轮做的有用功
该装置的机械效率
13.(2026·安徽马鞍山第八初级中学·考前预测)如图所示,将弹簧、小车置于水平木板上,被压缩后的弹簧将小车弹出,这一过程中,小车在水平木板上运动时,重力对小车 (选填“做功”或“不做功”)。某同学想利用该装置探究“物体动能大小与质量的关系”,他用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度,然后由静止释放,撞击水平面上在相同位置放置的同一木块,比较木块滑行距离。该实验方案 (可行/不可行),理由是 。
【答案】① 不做功 ② 不可行 ③ 没有控制小球速度相同,不符合控制变量要求
【详解】
重力方向竖直向下,小车沿水平方向运动,在重力方向(竖直方向)没有移动距离,因此重力对小车不做功;本方案中,弹簧压缩程度相同时,弹簧的弹性势能相同,释放后弹性势能转化为小球的动能,不同质量的小球获得的总动能相等,质量不同的小球速度不同,没有满足“控制速度相同”的实验要求,因此方案不可行。
14.(2026·安徽淮北名校联盟·中考检测)工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为360N的货物,货物上升的速度是0.3m/s,工人的拉力F的功率是180W。求:
(1)工人的拉力F;
(2)货物上升3m过程中,工人所做的额外功。
【答案】(1) (2) 【讲解】(1) 小问详解:
由图知,承受动滑轮的绳子段数为,则绳子自由端移动的速度
由可得,拉力
(2) 小问详解:
货物上升3m过程中,拉力做的功
使货物上升的有用功
故额外功
15.(2026·安徽六安·二模)塔吊是工程建设中常用的装置,其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用400N的拉力F,将960N的重物在10s内竖直匀速提升2m,则:
(1)拉力F的功率为多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
【答案】(1)240W (2)80% 【讲解】(1) 小问详解:
由图可知,连接动滑轮绳子的段数
拉力移动的距离
拉力做的总功
拉力F的功率
(2) 小问详解:
提升重物做的有用功
机械效率
16.(2026·安徽安庆四中·二模)如图所示的滑轮组,沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体,弹簧测力计的示数为200N,物体沿水平方向移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍,不计绳重和滑轮组内的摩擦。则该滑轮组的机械效率是 %。
【答案】75
【详解】
物体的重力
物体受到的摩擦力
则拉力F克服物体摩擦力做的有用功
由图可知,动滑轮用2段绳子拉物体,且弹簧测力计的示数为200N,则拉力F=200N,绳子自由端移动的距离s=2m,拉力做的总功
滑轮组的效率
17.(2026·安徽C20联盟·四模)工人把重为的箱子推到高处平台,如图所示。A位置为起点,经历B、C、E点,箱子经过AB、BC、CE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。表中记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。,,忽略箱子体积。
路段
推力(N)
10
125
10
时间(s)
13
20
12
(1)整个过程克服箱子重力做的功;
(2)在阶段,人推箱子做功的功率;
(3)在阶段,箱子受到斜面的摩擦力大小。
【答案】(1)400J (2)25W (3)25N 【讲解】(1) 小问详解:
重力做功只与竖直高度变化有关,AB、CE为水平路段,高度不变,重力不做功,仅BC段箱子上升。已知,由直角三角形的性质可知,箱子上升的竖直高度,整个过程克服重力做功
(2) 小问详解:
BC段推力做的总功
推力做功的功率
(3) 小问详解:
BC段中,克服重力做功为有用功,即,额外功为克服斜面摩擦力做的功,额外功
斜面摩擦力
18.(2026·安徽淮南第二十五中学·一模)工人用如图所示的滑轮组提升重物,绳的拉力F=120N,滑轮组的机械效率是75%,则重物的重为 N。
【答案】270
【详解】
如图所示,假设重物的重力为G,重物上升的高度为h,绳端移动的距离为s,绳端拉力为F,动滑轮上绳子股数为n,则该滑轮组的机械效率可表示为
重物的重力
19.(2026·安徽铜陵十五中·一模)如图所示,从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两点等高,D为小球与水平地面的接触点,小球在C点的动能 小球在F点的动能(选填“小于”“等于”或“大于”)
【答案】大于
【详解】
整个过程中小球由于有空气阻力、与地面碰撞,存在能量损失,所以机械能会一直减少,因此F点的机械能小于C点的机械能;图中C、F两点的高度相同,重力势能相同,机械能为动能和势能之和,因此C点动能大于F点的动能。
试卷第1页,共3页
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专题06功与机械能
考点1功与功率
1.【答案】(1)
9×10J
(2)
1.5×105W
2.【答案】(1)0.2m/s;(2)1000W
3.【答案】(1)1000N:(2)6000W
考点2机械效率
1.【答案】100
2.【答案】(1)400N
,(2)1200J
(3)1500J
3.【答案】(1)1.8J:(2)75%
4.【答案】80%
考点3动能与势能及其转化
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】D
4【答案】动能
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5.【答案】动
模拟题精选
1.【答案】C
2.【答案】c
3.【答案】B
4【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】(1)25N
(2)15W
8.【答案】(1)3×104N
(2)7.5×10w
9.【答案】(1)机械效率越高
(2)①匀速
②偏大
10.【答案】(1)B
(2)不变
11.【答案】(1)①重力势
②电
(2)1.8×1014
(3)80%
12.【答案】(1)60J
(2)12W
(3)80%
13.【答案】①不做功
②不可行
③没有控制小球速度相同,不符合控制变量要求
14.【答案】(1)300N
(2)720J
15.【答案】(1)240W
(2)80%
16.【答案】75
17.【答案】(1)400J
(2)25W
(3)25N
18.【答案】2702.7×102
19.【答案】大于
2/2