2020年中考物理总复习系列11《功和机械能》(含答案)

第十一章《功和机械能》

知识点1：功

1.定义：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

2.符号及其单位：W ，单位焦耳，简称焦，符号J

3.做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在这个力的方向上移动一定的距离表达式W ＝Fs

知识点2：功率

1.定义：在物理学中，用功表示做功的快慢。功与做功所用时间之比叫做功率

2.符号及其单位：P ，单位瓦特，简称瓦，符号W

3.公式：P ＝W t

知识点3：动能和势能

1.动能：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大

2.重力势能物体的__质量__越大，__位置__越高，它具有的重力势能就越大

3.弹性势能物体的__弹性形变__越大，它具有的弹性势能__越大__

知识点4：机械能及其转化

1.机械能：__动能__、__重力势能__和__弹性势能__统称为机械能

2.单位：__焦耳__，符号__J__

3.转化：动能与重力势能之间相互转化；动能与弹性势能之间相互转化是减小的能量转化为增大的能量机械能守恒如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持__不变__

【提示】机械能的守恒与不守恒：在能量转化的过程中，如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和保持不变。判断机械能是否守恒可以用下面两种方法：(1)只有重力做功时，机械能守恒；若在动能和势能转化过程中，受到摩擦力和

各种阻力以及有其他力作用会使机械能转化成其他能，则 机械能减少，或其他形式的能转化为机械能，则机械能增 大。(2)在动能和势能转化过程中，通过机械能是否等于 动能和势能的和来判断机械能是否改变。

1.考查热点：功的定义以及做功的两个必要条件，动能和势能的理解，机械能的转移和转化，功和功率的简单计算 ★备考指导 ★知识梳理

★考纲要求：

1.功；做功的过程就是能量转化或转

移的过程.（认识）

2.功率.（理解）

3.功率在实际中的应用.（认识）

4.动能和势能及其转化；机械能和其他形式能的转化.（理解）

5.机械功和功率.（认识）

6.生活、生产中机械功的含义.（理

解）

2.考查题型：以选择题、填空题、计算题、综合能力题为主

3.

备考重点：机械能的转化，功、功率的简单计算

考点1：功

例1 (2016·毕节中考)下列事例中，人对物体做功的是( C )

A．用300 N的力推石头，石头没动

B．举着杠铃原地不动

C．扛着米袋慢慢登上楼梯

D．提着水桶在水平地面上匀速前进

方法点拨：力对物体做了功，有两个必要的因素：一是物体受到了力的作用；二是物体在力的作用下移动了距离。这两个条件缺一不可，但并不是只要有这两个条件存在，力对物体就一定做功。

考点2：功和功率的计算

例2 如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300 N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200 N，F2做的功为W2，功率为P2。则( C )

A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2

方法点拨：对功的公式W＝Fs的说明：

(1)同体性：力和物体移动的距离必须是对应于同一物体。

(2)同向性：物体移动的距离必须与力的方向一致。

(3)同时性：物体移动的距离必须是在力作用的时间内移动的。

考点3：动能和势能

例3 第21届世界杯足球赛在俄罗斯举行。如图所示，是正在加速下降的足球，在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是( A )

A．动能增大，重力势能减小

B．动能减小，重力势能增大

C．动能增大，重力势能增大

D．动能减小，重力势能减小

方法点拨：物体动能的大小只与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大；物体的重力势能只与物体的质量和物体所处的高度有关，质量越大，高度越高，物体的重力势能就越大。在分析问题时，有时会忽略掉质量这一因素，例如，匀速行驶的洒水车，它在洒水的过程中，质量变小，所以它的动能、重力势能均变小。

考点4：机械能及其转化

例4 2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火

★突破考点，典例呈现

箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是( A )

A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒

B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒

C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒

D．卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒

方法点拨：在能量的转化过程中，如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变。若在能量转化过程中，受到的摩擦力或各种阻力等消耗了能量，则机械能总量会减小，机械能不守恒。

实验：探究物体的动能跟哪些因素有关

命题点：

1．实验方法

(1)转换法：通过小球撞击木块，使木块运动距离不同来反映小球动能的大小。木块运动的距离越远，小球的动能越大。

(2)控制变量法

①探究动能的大小与速度的关系时，控制小球的质量相同，改变小球的速度大小。

②探究动能的大小与质量的关系时，控制小球的速度相同，改变小球的质量，质量越大，动能越大。

2．通过观察木块移动的距离来观察小球的动能大小。

3．让不同的小球从斜面的同一高度静止释放的目的是保证小球滚到斜面底部时速度相同；让同一小球从斜面上不同高度静止释放的目的是改变小球滚到斜面底部的速度不同。

4．实验假设：若平面无阻力，则小球将永远保持匀速运动。

实验结论：物体动能的大小与物体的质量和速度有关，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。

例5 如图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图。

(1)实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短，来判断钢球动能大小，这种实验方法叫__转换法__(选填“控制变量法”“转换法”或“理想模型法”)。

(2)让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远，所以质量相同时，钢球的速度越大，动能就__越大__。改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，__质量大__的钢球将木块B 撞得越远，其动能就越大。

★中考连接，挑战自我

1.（2018江苏省盐城市）将掉在地面上的一本物理书捡起来放在课桌上，人对物理书做的功最接近于（ C ）

A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J

2.（2018湖南省常德市）第21界足球世界杯已于2018年6月14日在俄罗斯莫斯科拉开帷幕。在足球赛场上涉及很多物理知识，下列说法中正确的是（ A ）

A.踢出的足球在场地上慢慢停下来是因为受到了摩擦力的作用

B.足球在空中下落过程中，动能转化为重力势能

C.静止在场地上的足球受到的重力和它对地面的压力是一对平衡力

D.守门员将足球踢出，守门员没有对足球做功

3.（2018山东德州）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断

正确的是（ C ）

A．两次物体运动的速度：v1＜v2

B．两次物体所受的拉力：F1＞F2

C．0﹣6s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2

D．0﹣6s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2

4.（2018山东枣庄）妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（ D ）

A．W1：W2=2：1 P1：P2=6：1 B．W1：W2=2：3 P1：P2=2：1

C．W1：W2=2：1 P1：P2=3：2 D．W1：W2=2：1 P1：P2=2：3

5.（2018天津）中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军，

挺举成绩是176kg，图为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功

最接近（ D ）

A．600J B．1200J

C．1800J D．3400J

6.（2018广东省广州）如图6所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动到Q，OP端拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1，PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2，则（ C ）

A .W1>W2 B. W1P2 D P1

7.（2018江苏连云港）如图所示，一物块从光滑斜面上A点由静止滑下，B为斜面AC的

中点，设物块在AB段重力做功为W1，重力的功率为P1；在BC段重力做功为W2, 重力的

功率为P2,则下列关系正确的是（ C ）

A. W1>W2 P1>P2

B. W1 =W2 P1=P2

C. W1=W2 P1

D. W1

8.（2018北京）中国科技馆有一个由小车和螺旋桨组成的装置，如图7所示。小车在磁体

间的相互作用下悬浮于水平平直轨道上。按下控制开关，小车左端的螺旋桨开始转动，小

车由静止开始沿轨道向右运动，速度逐渐增大；一段时间后，小车右端的螺旋桨也开始转

动，最终在两个螺旋桨转速的自动调节下，小车可以停在轨道上。下列说法中正确的是（B）

A. 小车静止悬浮在轨道上时，只受到重力作用

B. 小车静止悬浮在轨道上时，受到竖直向上的磁力

C. 小车向右运动的过程中，所受合力一定为零

D. 小车速度增大的过程中，小车的机械能不变

9.（2018山东聊城）2018年2月12日13时03分，我国在

西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”

方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示

的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地

点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻

力，则下列说法正确的是（ A ）

A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒

B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒

C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒

D．卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒

10.（2018山东泰安）2018年5月21日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊

桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是（A）A．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能

B．火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失

C．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能

D．火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力

11.（2018四川绵阳）蹦床运动时奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央，比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起，离开蹦床时是成直立状态并一直保持，到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起，达到更高点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（C ）

A．在此整个过程中，运动员机械能守恒

B．在此整个过程中，运动员机械能一直在增加

C．从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中，运动员机械能守恒

D．从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中，运动员机械能守恒

12.（2018浙江湖州）在某次演习中，解放军在海拔6000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战车，如图。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是（ C ）

A．伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车受到惯性的作用

B．后阶段匀速下降的过程中机械能守恒

C．空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，则飞机的势能比空投前减小

D．伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功4.8×107焦

13.（2018湖北十堰）山体滑坡是一种破坏力极强的自然灾害，在一次山体滑坡时，有一体积为2m3的巨石从20m长的山坡上滚落到山下平整的公路上，如图所示，（巨石的密度为3×103kg/m3）下列说法错误的是（ D ）

A．巨石的重力是6×104N

B．巨石滚落的过程中，势能减小，动能增加

C．巨石对山坡的压力和对公路的压力不同

D．巨石滚落的过程中，重力做的功为1.2×106J

14.（2018湖北省宜昌市）2018年4月2日，我国的天宫一号目标飞行器返回大气层，绝大部分部件在下落过程中烧蚀销毁。飞行器进入大气层后，在发生烧蚀前的坠落过程中，关于飞行器的说法错误

．．的是（C ）

A.动能增大

B.重力势能减小

C.机械能保持不变

D.机械能减小

15.（2018江苏南京）在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置；松手后，木块最终静止在图乙所示位置。下列说法中正确的是（ C ）

A．弹簧恢复原状过程中，弹簧的弹性势能增大

B．木块离开弹簧后最终会停下，说明物体的运动需要力来维持

C．木块离开弹簧后减速运动过程中，水平面对木块的阻力不变

D．图乙中，木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力

16.（2018广西北部湾）“歼15”飞机在“辽宁号”航母上进行起降训练。下列说法正确的是（ D ）

A．飞机减速降落，机械能增大B．飞机静止在航母上，没有惯性

C．飞机加速起飞，运动状态保持不变D．飞机空中飞行，机翼上方空气流速大压强小17.（2018山东青岛）我国最新研制的“复兴号”列车，实验的最高时速超过400kmh。下列说法错误的是（A ）

A．它和普通列车相比，动能一定大

B．路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的

C．列车高速驶过时，飘落在车旁的树叶被卷入车底

D．列车匀速行驶时，同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处

18.（2018四川省德阳市）如图所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当他在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动, 则铁块受到的摩擦力为___N.铁块此时速度v与时间t的关系图像如图乙所示, 4s内拉力F做的功是___J。

【答案】2；4.8。

19.（2018山东临沂）新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km,用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg,行驶中阻力为车的0.05倍，此过程中该车牵引力做功____ J，功率为_____ kW。(g=10N/kg) 【答案】9.6×106；16。

20.（2018浙江省温州市）2018年5月21日，我国成功发射了“嫦娥四号＂的中继卫星“鹊桥号”，它将成为“嫦娥四号”与地球间的“通信桥梁”

（1）“鹊桥号”＂质量为448千克，发射后随火箭竖直升空1000米的过程中，“鹊桥号”需克服重力做功_______________焦。

（2）若地月间距离为3.8×105千米，电磁波速度为3×105千米/秒，在月

球上发出的电磁波到达地球需____________秒。（计算结果保留1位小数）

（3）如图是月球背面照片，其中A处是__________。

【答案】（1）4.48×106J （2）1.3 （3）环形山

21.（2018四川省自贡市）如右图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1。若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了

10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1＿＿W2， P1＿＿P2(选

填“>”、“<”或“＝”)

【答案】＝；＞。

22.（2018广西柳州）6月份是柳州杨梅成熟的季节，熟透的杨梅会从树上自然掉落，下落过程中速度越来越大，杨梅的能转化成能。

【答案】重力势动

23.（2018湖南娄底）如图是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为

G A=100N．在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为v=0.4m/s，滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计，

（1）绳子自由端的拉力大小F= N；

（2）拉力F做功的功率P= W。

（3）物体A的机械能（填“增加”、“减少”或“不变”）。

【答案】（1）50；（2）40；（3）增加

24.（2018山东济宁）如图所示，跳水运动员为获得允足的空间滞

留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的让

自己上升的更高。不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程

中，时（填“离开跳板”、“最高点”或“入水”）时动能最

大。

【答案】弹性势能；入水

25.（2018江苏宿迁）如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有第三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C．A、C离沙地高度相同．现

让三个小球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示．

（1）根据__________可以判断出________球释放前的重力势能最大；

（2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是________；

（3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为_____________．

【答案】（1）球陷入沙中的深度；A；（2）质量；（3）动能．

26.（2018四川省广安市）小明站在匀速上升的观光电梯里，此时他的重力势能增大，动能（选填“增大”，“减小”，或“不变”）；用吸尘器“吸”灰尘时，灰尘是由于空气流速越大，压强的缘故被“吸”入吸尘器的。

【答案】不变；小。

27.（2018湖南岳阳）“沙场点兵，扬我军威”。2017年8月1日，习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量

为2400kg，在600s内沿水平方向匀速前进了3000m，牵

引力大小为2000N．求：

（1）检阅车的重力（g=10N/kg）

（2）检阅车的速度

（3）牵引力的功率

【答案】（1）24000N；（2）5m/s；（3）10kW。

28.（2018河南省）在研究性学校活动中，小玲所在的科研小组对南水北调中线工程进行了调查与研究。

（1）南水北调中线工程从我省南阳牡丹江口水库引水，穿过黄河，直通北京。两地海拔高度差约为100m，经过工程师的精心设计，实现了渠水全程自流。渠水流动的动能是有能转化而来的；渠水在贯穿黄河时，工程师设计了图18所示的穿黄隧道，整个穿黄隧道相当于一个。

（2）穿黄隧道由两条并排的、直径和长度都相同的圆形隧道组成，单个隧洞从南岸进水口到北岸出水口的长度为4260m，小玲自制了一个能悬浮于水中的“浮子”，能随渠水以相同速度流动。将“浮子”放入南岸进水口处，经23min40s的时间到达北岸出水口，则穿黄隧洞中水的平均流速为多少？

（3）查资料得知，水的压强随深度变化的关系图象如图19所示，在深度为h=30m的穿黄隧洞底部，水在面积为1cm2的面上产生的压力大小相当于多少千克物体的重力？（g取10N/kg，不考虑水面大气压的影响）

（4）如果每条穿黄隧洞的直径约为8m，求两条穿黄隧洞的总输水能力约为每秒多少立方米？（π取3）

【答案】（1）重力势；连通器；（2）3m/s；（3）3kg；（4）288m3/s。

29.（2018浙江宁波）在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。

（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的相同。

（2）小车所受阻力越小，运动距离越远。如果运动的物体在的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。（3）实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1 P2．（填“＞”、“=”或“＜“）

【答案】（1）速度；（2）不受任何阻力；（3）＞

30.（2018湖北省荆州市）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验. 图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景.

（1）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图_ _____（选填“甲”、“乙”）进行实验.

木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力（选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率（选填“变大”、“变小”或“不变”）.

（2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？，原因是 .

【答案】（1）乙；不变；变小；（2）不能；在光滑水平面上，木块不能停下来，也就无从比较小球动能的大小了。

31.（2018安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。

（1）实验原理：

①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越_______。

②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越________。

（2）实验现象：

①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越________。木块运动的距离越长。

②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越_________，木块运动的距离越长。

【答案】（1）大（2）大（3）高（4）大

32.（2018云南省昆明市）（1）生活中，我们会遇到下面的现象：

现象一：如图15所示，将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋甲落到地板上，摔烂了；而鸡

蛋乙落到一块海绵上，完好无损。此现象说明鸡蛋受到的撞击力较小（填“甲”或“乙”）。

现象二：如图16中a所示，一根细线拴着一个重物，把重物拿到一定高度，然后释放，重物可以把细线拉断；如图b，如果在细线上端拴一段橡皮筋，再从同样的高度释放该重物，细线就不会被拉断。此现象说明细线中的拉力是图中的较小。这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象，这种现象背后的物理原因是什么呢?

①现象一中，鸡蛋甲从接触地板到摔烂的时间为t1，鸡蛋乙从接触海绵到抵达最低点的时间为t2，则t1

t2（填“<”、“=”或“>”）。

②现象二：图a中，细线从刚好拉直到它断开的时间为t3；图b中，细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4，则t3t4（填“<”“=”或“>”）。

（2）综上分析，导致上述现象中两个力变小的可能原因是；

（3）为了进一步探究这种现象，兴趣小组的同学做了一个实验：先后三次让同一个同学骑同一辆自行车，从斜坡上的同一位置由静止开始滑下，每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车，实验数据如下表所示：

由以上实验数据可以得出的结论是：在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来作用越长，作用力越。

（4）生活中这样的例子是很多的，例如人从高处跳到地面上时，膝盖会无意识的弯一下，这是通过而地面对人的冲击力。

（5）下列现象中没有利用缓冲知识的是。

A．自行车坐垫上装减震弹簧 B.运动员跳远时跳到沙坑里

C．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D．用撬棒撬石头

【答案】(1）乙 b < < ( 2）力作用时间的长短 (3）时间小 (4）增加力作用时间减小 (5）D