第9节 功和机械能2025年中考物理基础知识分点练（含详解）

第9节 功和机械能
命题点1 判断物体是否做功
1.(兰州)如图所示的情境中，对物体不做功的是 ( )
A.图甲：用力搬石头，没有搬动 B.图乙：将重物从地面拉到高处
C.图丙：推车向前运动 D.图丁：挺举杠铃的过程
源自人教八下P63想想议议
2.(娄底)如图为游乐园过山车的轨道，过山车从高处滑下的过程中，轨道对车的支持力 (选填“不”或“要”)做功，过山车上的游客都要系好安全带，设计宽而平的安全带是为了 (选填“增大”或“减小”)压强.
3.(甘肃省卷)机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实.如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变.甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功.请问，你支持谁的观点 为什么
命题点2 功、功率的大小比较
4.(杭州)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体 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 三者大小判断正确的是 ( )
5.(桂林)如图所示，小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G 、G ，且 某次从最高点下摆到最低点的过程中，他们重力做功的大小分别为W 、W ，重力做功的快慢分别为P 、P .则 ( )
6.(齐齐哈尔)如图甲所示，放在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动.当水平推力为F 时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为F 时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示.则F F ，若两次推力的功率分别为P 、P ,则P P .(两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
命题点3 功、功率的相关计算
7.(天津)如图所示，在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动了0.5m，弹簧测力计的示数为4 N.该过程中，木块所受的摩擦力为 N,拉力做功为 J.
8.(南充)如图所示，某工人师傅用平行于斜面向上、大小为500 N的推力，把木箱从长4m的斜面底端推到顶端用时10s，整个过程木箱的平均速度为 m/s，推力的平均功率为 W.
9.(连云港)年北京冬奥会上智能设备广泛应用，一款智能送餐机器人的重力是500 N，如果机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m ，它所受到的阻力为60 N.机器人的重力做功 J，牵引力对机器人做功 J.
10.(甘肃省卷)小勇背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9 m高的四层楼回到了家，小勇的重力为600 N，则他在回家过程中对书包所做的功为 J.他上楼过程中克服总重力所做功的功率是 W.(沿水平路面行走时不考虑重心高度的变化)
11.(安徽)如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度.已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s.求:
(1)小明完成1次引体向上所做的功；
(2)10s内小明做引体向上的功率.
12.(安徽)在一次跳伞表演中，运动员在5s的时间内竖直向下匀速降落了30 m.若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1000 N，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.
13.(山西)频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一.如图所示，是小亮用相机每隔0.5s曝光一次，拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片.拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t，所受阻力约为车重的0.3倍.搜集汽车信息得知车身长3m，静止时车轮与地面的总接触面积为 求:(g取10 N/ kg)
(1)汽车静止时对水平地面的压强；
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(2)拍摄过程中汽车的输出功率.
命题点4 机械能及其转化
14.体育运动(安徽)如图所示，在年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t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
15. (百色)北京时间年6月5日10时44分,神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射.关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是 ( )
A.动能增大，势能增大，机械能增大
B.动能增大，势能不变，机械能增大
C.动能增大，势能减小，机械能不变
D.动能减小，势能增大，机械能不变
16.(北京)如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境.打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是 ( )
A.返回舱的动能不变 B.返回舱的重力势能不变
C.返回舱的机械能不变 D.返回舱所受重力不做功
17.(烟台)如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来，把橡皮贴近自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子.下列说法正确的是 ( )
A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B.橡皮摆动到最低点时动能最小
C.橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能
D.橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能
18.(常德)北京冬奥会引入的AI评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据.如图所示，某次比赛系统呈现运动员上升(ab)及下落(bc)瞬间，下列说法中正确的是 ( )
A.运动员在 ab段重力势能增大，动能减小
B.运动员在 ab段重力势能减小，动能增大
C.运动员在 bc段重力势能减小，动能减小
D.运动员在 bc段重力势能增大，动能增大
19. (河北)年5月14日,一架国产C919大飞机(如图所示)从浦东机场起飞，经过3个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919 大飞机首飞试验成功.下列说法正确的是 ( )
A.飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大
B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变
C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变
D.飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能
20. 新考法 ·结合图像(苏州)手机具有录音和显示波形的功能.某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.每次发声的时间间隔相等
B.整个过程中乒乓球的机械能不变
C.乒乓球每次弹起时的动能依次减小
D.乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同
21.( 绍兴)滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动.如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图.运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化，最有可能滑到滑台C处的是( )
22.课标新增样例改编 (甘肃省卷)频频发生高空抛物坠物致人伤亡事件严重危害人民群众生命财产安全，原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越 (选填“大”或“小”)，当高处的物体坠落时，因重力势能转化为 能，从而带来安全隐患.
23.(怀化)年北京冬奥会上，中国小将谷爱凌勇夺两金一银，成为了历史上第一位能拿到三个自由式滑雪项目奖牌的运动员，如图是她在空中加速下落的精彩画面，在此过程中重力势能 (选填“增大”或“减小”)，重力势能转化为 .(不计空气阻力)
24.(广元)我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化.由近火点向远火点运动时，探测器的动能 ，机械能 .(均选填“变大”“变小”或“不变”).
25. 新考法·科学推理(广州)如图所示，小芳设想利用升降台让球越弹越高.将球从M点竖直向下以某一速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N；经台面反弹后上升过程球的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”)，N 比M高(选填“可能”或“不可能”).球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，到达的最高点 P 比N高(选填“可能”或“不可能”).
26.(杭州)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)
(1)从O点到A点的过程中，运动员的机械能 (选填“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 (选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同)；运动员的动能
命题点5 力学综合题
27.(山西)年北京冬奥会，山西运动员苏翊鸣在男子单板滑雪大跳台比赛中夺得金牌.如图所示，是他在比赛中的情景.下列对他加速下滑过程分析正确的是 ( )
A.运动状态始终保持不变 B.相对于地面他是静止的
C.高度下降重力势能减小 D.受到惯性作用持续下滑
28.(河南)为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置.用力 F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是 ( )
A.该装置使用滑轮是为了更加省力
B.此过程中物块的动能转化为重力势能
C.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
D.若绳子突然断开，物块将立即下滑
29.(大庆)雨滴从高空沿直线竖直下落，由于空气阻力的作用，雨滴先加速后匀速运动.可认为雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变.关于雨滴下落过程中下列说法正确的是 ( )
A.匀速下落时，质量大的雨滴速度比质量小的雨滴速度大
B.雨滴一直处于平衡状态
C.雨滴下落过程中机械能保持不变
D.雨滴只有在加速下落过程中才有力对它做功
30.(永州)在田径运动会上，小明参加掷铅球比赛，铅球脱手后在空中上升过程速度越来越慢，上升过程的运动轨迹如图所示，下列关于铅球能上升的原因及上升过程能量变化的说法正确的是 ( )
A.铅球在空中能上升，是因为铅球具有惯性
B.铅球在空中能上升，是因为铅球一直受到向上的推力
C.铅球在空中上升过程，动能逐渐增大
D.铅球在空中上升过程，重力势能逐渐减小
31. (随州)多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌，起源于中国北宋时期，由意大利传教士带往欧洲.玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型(如图甲)，轻轻碰倒第一张骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下(如图乙).多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象.
用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析：
(1)在骨牌依次击倒的过程中，骨牌的重心如何变化： .
(2)骨牌依次击倒，从能量的角度分析，涉及到不同形式的能量间的转化，请分析其中的能量转化情况： .
命题点6 探究物体的重力势能跟哪些因素有关
32.(常州)小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m(1)让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 (选填“小桌”或“重物”)的重力势能大小.
(2)由实验步骤 和 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系.
(3)小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 (选填“正确”或“错误”)，理由是 .
命题点7 探究物体的动能跟哪些因素有关 更多试题见 P92
33.(贵阳)“十次事故九次快”说明汽车超速会带来危害.汽车“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁祸首，超速与超载严重危害了道路交通安全.
小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车(模拟货车)、木块(模拟被追尾车辆)、砝码若干、坡度固定的斜面.将小车从如图甲所示的A处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s 后停止，s 可视为刹车后运动的距离.将木块静置于小车右侧所在的位置B处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾.
请回答下列问题：
(1)探究货车超速的危害：如图乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s ，这表明货车超速 (选填“会”或“不会”)产生追尾的危害.本实验可用木块运动的 反映追尾的危害程度；
(2)探究货车超载的危害：如图丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，仍从A 处释放小车，观察小车的运动情况.逐次增加砝码个数重复实验，发现小车在水平面上运动的距离几乎都为s ，均未与木块撞击.小明猜想：小车每次到达斜面底端时，虽其动能随 的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能是小车此时 还不够大；
(3)由(2)问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车，但生活中货车超载引起的追尾事故却频频发生.请你在上述实验的基础上再设计一步实验操作(木块仍置于B处)，证明货车追尾前车会因超载带来危害.
①操作: .
②请你对可能产生的现象进行合理预设，并指出仅因超载造成追尾的危害程度在实验结果中是如何体现的
1. A 【解析】用力搬石头，没有搬动，只有力，在力的方向上没有距离，对石头不做功，A正确；将重物从底面拉到高处，在力的方向上有距离，拉力对物体做功，B错误；推车向前运动，在力的方向上有距离，推力对车做功，C错误；挺举杠铃时，在力的方向上有距离，力对杠铃做功，D错误.故选 A.
2.不 减小 【解析】过山车受到的支持力始终与运动方向垂直，因此支持力不做功；安全带是通过增大受力面积的方式来减小压强的.
3.答：我支持乙同学的观点；机器人沿水平方向做匀速直线运动，处于平衡状态，手托着盘子的力的方向与运动方向垂直，所以机器人对盘子不做功.
4. C 【解析】根据功的公式W=Fs可知，甲、乙、丙三个物体所受恒力F 和在力的方向上运动的距离s都相等，故 故选C.
5. C 【解析】小桂的重力做的功 ，小林的重力做的功 因为他们下降的高度h 相同，且G 6.等于 小于 【解析】由图像乙可知，物体做匀速直线运动，速度大小为 由图像丙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为 ；因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力大小等于摩擦力大小，摩擦力大小没有改变，故受到的水平推力. 已知 ，由P=Fv可得，两次推力的功率
7.4 2 【解析】木块在水平长木板上做匀速直线运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力为4N，拉力做的功W= Fs=4 N×0.5m=2J.
8.0.4 200 【解析】整个过程的平均速度 推力的平均功率P= Fv=500 N×0.4m/s=200 W.
9.0 3 000 【解析】由题可知，机器人的运动方向与重力的方向相互垂直，所以重力做的功为0；由于机器人在水平地面匀速直线运动，所以其受到的牵引力和阻力是一对平衡力，机器人受到的牵引力F=f=60N，则此过程中牵引力所做的功 W = Fs=60 N×50 m=3 000 J.
10.360 96 【解析】在水平路面上行走时，对书包的作方向与运动方向垂直，此过程对书包做功为0；在上楼时，将书包提升9 m，克服书包重力做的功 W=G书包h=40N×9m=360 J,即他在回家的过程中对书包所做的功为360 J；上楼过程中，克服自身重力所做的功 W'=G人h=600 N×9m=5400 J,他克服总重力所做的功W总=W+W'=360J+5400 J=5760 J,功率为
11.解：(1)小明完成1次引体向上所做的功W= Gh=500 N×0.6m=300J
(2)小明完成4次引体向上所做的功
W总=4W=4×300 J=1200 J
10s内小明做引体向上的功率
12.解：(1)由于运动员匀速降落，由二力平衡知识可知，运动员受到的阻力f=G=1000 N
(2)重力做的功W= Gh=1000 N×30m=3×10 J
重力的功率
13.解：(1)汽车静止在水平地面，对地面的压力
汽车对水平地面的压强
(2)分析图片可知，汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为6m，在拍摄过程中做匀速直线运动
汽车在拍摄过程中受到的牵引力
拍摄过程中汽车的输出功率
速度不变、高度增大，动能不变、重力势能增大、机械能增大.故正确，故选D.
15. A 【解析】神舟十四号载人飞船在加速升空过程中，质量几乎不变，高度升高，重力势能增大；速度增大，动能增大；机械能等于动能和势能的总和，所以机械能不断增大. A正确，故选 A.
16. A 【解析】由题意可知，返回舱一段时间内竖直向下做匀速运动，返回舱的质量不变，因此返回舱的动能不变，高度减小，因此返回舱的重力势能减小，机械能减小，A正确，B、C错误；返回舱在重力的方向上移动了距离，因此返回舱所受重力做功，D错误.故选 A.
17. C 【解析】橡皮在摆动的过程中，要克服空气阻力做功，所以机械能减少，A错误；橡皮摆动到最低点时速度最大，所以动能最大，B错误；橡皮在下降过程中，高度降低，重力势能减少；速度增大，动能增大，所以下落过程中重力势能转化为动能，C正确；橡皮在上升过程中，高度增加，重力势能增加。速度减小，动能减少，所以是动能转化为重力势能，D错误.故选 C.
18. A 【解析】运动员在 ab上升阶段时，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大，A正确，B错误；运动员在 bc下落阶段时，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大，C、D错误.故选 A.
19. A 【解析】飞机升空，飞行员高度增加，质量不变，其重力势能增大，A正确；飞机起飞到安全降落过程中，速度和高度都在变化，因此飞行员动能、重力势能和机械能都在变化，BC错误；飞机在水平跑道滑行时高度不变，重力势能不变，飞机的动能转化为其他形式的能，D错误.故选 A.
20. C 【解析】由图像可知，每次发声的时间间隔逐渐变小，A错误；乒乓球在不断地上下运动中，克服空气阻力做功，有一部分机械能转化为内能，机械能减小，所以每次弹起时的动能依次减小，每次与台面碰撞的最大形变程度逐渐减小，BD 错误，C正确.故选 C.
21. B 【解析】运动员在滑台A处站立时，重力势能较大，不计滑台摩擦和空气阻力，机械能守恒，到达B处，运动员全蹲时，重心的高度小于A处重心的高度，B处运动员的重力势能小于A处重力势能，由机械能守恒可知，运动员在B处具有一定的动能，能滑到滑台C处. B符合题意，故选 B.
22.大 动 【解析】物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越大；物体落下的过程中重力势能转化为动能，从而带来安全隐患.
23.减小 动能 【解析】谷爱凌加速下落的过程中，质量不变，速度增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能.
24.变小 不变 【解析】探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，由此可知，探测器的机械能保持不变.由近火点向远火点运动时，探测器的高度增大，重力势能会变大，速度变小，动能变小.
25.减小 可能 不可能 【解析】小球反弹后上升的过程中，动能转化为重力势能和内能，所以其动能减小，重力势能增大；因小球开始在 M 点的动能与转化后的内能大小关系不确定，所以N点可能比M高；P点和N点都是最高点，都只有重力势能，从N到P由于克服空气阻力做功，机械能减小，则P点一定比N点低.
26.(1)不变 (2)增大 先增大后减小
【解析】(1)忽略空气阻力，所以从O 点到A点过程中，机械能不变；(2)在A点处，弹簧处于自然长度，经过A点后，弹性绳的伸长量一直增大，故弹性势能增大；从A点到 B点的过程中，弹性绳的弹力小于运动员的重力，合力向下，故运动员的动能增大；经过B点后，弹性绳的弹力大于运动员的重力，合力向上，因此B点到 C点过程中，运动员的动能减小，故从A点到 C点的过程中，动能先增大后减小.
27. C 【解析】运动员的质量一定，在加速下滑过程中速度发生了变化，因此其运动状态也发生了变化，A错误；他相对于地面的位置发生了变化，因此相对于地面他是运动的，B错误；高度下降，因此他的重力势能减小，C正确；惯性不是力，不能说受到惯性作用,D错误.故选 C.
28. C 【解析】装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，A错误；在拉动的过程中，物块匀速运动，质量不变，速度不变，动能大小不变，B错误；物块沿斜面向上运动，所以摩擦力方向沿斜面向下，C正确；若绳子突然断开，物块由于惯性继续向上运动一段距离直到速度变为零，然后向下滑，D错误.故选 C.
29. A 【解析】当雨滴匀速下落所受阻力与重力相等，则重力大的雨滴匀速下降时阻力大，又因为雨滴受到的阻力和速度的平方成正比，所以质量大的雨滴速度比质量小的雨滴速度大，A正确；雨滴加速下落时，受非平衡力；雨滴匀速下落时，处于平衡状态，B错误；雨滴匀速下落时，其速度不变，动能不变，但高度减小，重力势能减少，所以雨滴的机械能减少，C错误；雨滴在下落过程中，重力对雨滴一直做功，D错误.故选 A.
30. A 【解析】铅球脱手后在空中仍能上升，是因为铅球具有惯性，A正确，B错误；铅球在空中上升的过程中，质量不变，速度逐渐减小，高度逐渐增大，铅球的动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，C、D错误.故选 A.
31. (1)重心降低 (2)重力势能转化为动能
【解析】(1)骨牌重心在几何中心，倒下时高度减小、重心降低；(2)骨牌倒下时质量不变，重心降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，其重力势能转化为动能.
32. (1)重物 (2)A B (3)错误 没有控制重物所处高度相同
【解析】(1)本实验研究对象是重物，通过观察桌腿下陷的深度判断重物具有重力势能的大小；(2)探究重力势能与重物下落高度的关系，应控制质量不变，改变下落的高度，应分析A和B实验步骤，判断重力势能的大小与重物下落高度的关系；(3)实验步骤B和C，没有控制重物所处高度相同，不能探究重力势能的大小与重物质量之间的关系.
33. (1)会 距离 (2)质量 速度 (3)①将装有砝码的小车放在斜面顶端释放，观察木块被撞击后运动的距离 ②若木块运动的距离比乙图中木块运动的距离更远，则木块两次运动距离之差即可体现仅因超载带来的危害程度
【解析】(1)将小车由斜面的顶端由静止释放，撞击木块并推动木块做功，运动的距离为s ，小车在斜面的高度越高，滑下时速度越大，这表明货车超速会产生追尾的危害；实验中可通过木块运动的距离大小反映追尾的危害程度；(2)将砝码固定在小车上，让小车从斜面的A点由静止释放，撞击木块并推动木块做功，运动的距离为s ，小车并未撞击到木块；实验过程中，小车的动能随小车的质量的增大而增加，但仍未追尾，原因可能是小车此时的速度不够大；(3)为继续探究货车超载的问题，应将装有砝码的小车放在斜面顶端释放，观察木块被撞击后运动的距离，若比乙图中木块运动的距离更远，则木块两次运动距离之差即可体现仅因超载带来的危害程度.