第11讲 功和机械能
第1课时 功 功率
@基础巩固
1.[物理观念](2025·长春)以下情境中人对物体做了功的是
( C )
A.推桌子未推动 B.搬石头未搬起
C.提着水桶上楼 D.举着杠铃静止
2.如图所示，mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动了距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是 ( A )
A.三次做功一样多
B.对物体A做的功多
C.对物体B做的功多
D.对物体C做的功多
3.[科学思维]甲同学跳绳的功率为150 W，乙同学跳绳的功率为200 W，下列说法正确的是 ( C )
A.甲同学跳绳的功率为150 W，表示该同学跳绳每分钟做的功是150 J
B.甲一定比乙做功少
C.乙一定比甲做功快
D.相同时间内，甲一定比乙做功多
4.(2025·凉山)甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，它们的s－t图像如图所示.已知甲车总重1.2×104 N，若甲车0～8 s内的牵引力大小恒为1.6×103 N，则( D )
A.乙车的速度大小为10 m/s
B.0～6 s内，以甲车为参照物，乙车向北运动
C.0～6 s内，甲车重力做功为7.2×105 J
D.0～6 s内，甲车牵引力的功率为1.6×104 W
5.如图为商城内的娃娃机，玩家通过操作摇杆控制抓手抓住一个质量为300 g的娃娃，用时4 s将娃娃匀速提升到60 cm的高度，再用时8 s将娃娃匀速平移1 m到达出口上方，然后将娃娃释放到出口.则提升娃娃的过程中，抓手对娃娃做功 1.8 J，平移娃娃的过程中，抓手对娃娃做功 0 J，从抓手抓到娃娃到释放娃娃的过程中，抓手对娃娃做功的功率为 0.15 W.(g取10 N/kg)
@能力提升
6.物体在水平拉力的作用下，沿粗糙程度相同的水平面做直线运动，其运动图像如图所示.图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为 WOA和POA，AB段拉力对物体做的功和功率分别为 WAB和PAB.根据图像分析可知 ( D )
A.WOA＜WAB B.WOA＝WAB C.POA＜PAB D.POA＞PAB
7.某轿车在平直公路上行驶的45 s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示.已知前10 s轿车运动的路程为100 m.则10～45 s小车做 匀速 (选填“匀速”或“变速”)运动，小车的动力F做功 7×105 J；45 s内动力F做的总功是 1.1×106 J.
8.(2025·汕头模拟)某洒水车未装水时的质量为4 t，与水平地面的总接触面积为3 200 cm2.(g取10 N/kg)
(1)求未装水时，洒水车对水平地面的压强；
(2)洒水车空车行驶，某段时间内的s－t图像如图所示，洒水车牵引力的功率恒为1 200 W，求这段时间内：
①洒水车牵引力做的功；
②洒水车牵引力的大小.
解：(1)未装水时，洒水车对水平地面的压力
F压＝G＝mg＝4×103 kg×10 N/kg＝4×104 N
洒水车对水平地面的压强
p＝＝＝1.25×105 Pa
(2)由题图可知，洒水车行驶时间为10 s，则牵引力做的功
W＝Pt＝1 200 W×10 s＝1.2×104 J
由题图可知，洒水车行驶的距离为100 m，
则牵引力的大小F牵＝＝＝120 N
答：(1)未装水时，洒水车对水平地面的压强是1.25×105 Pa；(2)①洒水车牵引力做的功是1.2×104 J；
②洒水车牵引力的大小是120 N.
@拓展培优
9.[科学思维]某仓库人员用设备运送货物，载货箱从地面上升到二楼，装上货物后再上升到三楼.在此过程中设备做的功与时间的关系图像如图所示.载货箱的质量为60 kg，在上升过程的速度始终不变.仓库人员将货物装入载货箱用时 20 s；若不计绳重和摩擦，则装货前和装货后设备的功率之比Pa∶Pb＝ 1∶2 ，货物的质量为 60 kg.(g取10 N/kg)
第2课时 动能和势能 机械能及其转化
@基础巩固
1.[物理观念](2025·广西)如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗( C )
A.动能增大 B.动能减小
C.重力势能增大 D.重力势能减小
2.(2025·乐山)为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动.爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是( D )
A.A处 B.B处
C.C处 D.D处
3.为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业.喷雾车作业时在水平路面上保持匀速直线运动，下列说法正确的是 ( D )
A.喷雾的目的是清洁地面
B.喷出的水雾是水蒸气液化形成的
C.喷雾车的动能不变
D.喷雾车的机械能变小
4.[物理学与社会发展](2025·连云港)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 ( B )
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
5.[物理学与工程实践](2025·威海)溜索曾经是劳动人民跨越峡谷的重要工具，人们借助滑轮利用自身重力沿溜索无动力滑行，利用木片等与溜索之间的摩擦减速，如图所示.某村寨的特色旅游项目，需修建两条溜索方便游人从村寨(甲)前往茶园(乙)并返回.已知甲、乙海拔相差约30 m、相距约150 m，峡谷深约800 m.最合理的溜索设计方案是 ( C )
6.(2025·德阳)荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程.如图所示，用细线把一个小球悬挂起来，小球由A点静止释放后，将在A、C两点之间来回摆动(不计空气阻力)，下列说法正确的是 ( D )
A.小球在C点时，动能最大
B.小球在B点时，重力势能最大
C.小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小
D.小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小
【解析】小球由A点静止释放后，将在A、C两点之间来回摆动，不计空气阻力，小球在B点的速度最大，高度最小，在C点速度为零，高度最大，所以小球在C点时，重力势能最大，动能最小；小球在B点时，动能最大，重力势能最小，故AB错误；小球从A点运动到C点的过程中，质量不变，高度先减小后增大，故重力势能先减小后增大，故C错误；小球从A点运动到B点的过程中，质量不变，速度增大，高度减小，故动能增大，重力势能减小，故D正确.
7.小球从某一高度下落后反复弹起，高度越来越低，如图所示，A、B、C、D在同一水平高度，则小球在A点时的动能 大于 C点时的动能，在B点时的重力势能 等于 (前两空选填“大于”“等于”或“小于”)D点时的重力势能，整个过程中机械能是 变化 (选填“变化”或“不变”)的.
@能力提升
8.(2025·眉山改编)推铅球时，铅球的运动过程如图所示，下列说法正确的是 ( D )
A.推出去的铅球运动到最高点的过程中重力势能增大，动能增大
B.若铅球运动到最高点时所受的力全部消失，它将保持静止
C.铅球在A、B两点处的动能相等
D.铅球落地后静止时，铅球的动能为零
9.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的水平台面反弹后，到达的最高点为N；经台面反弹后上升过程球的动能 减小 (选填“增大”“不变”或“减小”)，N点 可能 (选填“可能”或“不可能”)比M点高.球从N点下落时，水平台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经水平台面反弹后，到达的最高点P 不可能 (选填“可能”或“不可能”)比N点高.
【解析】将球从M点竖直向下以某一速度抛出，此时具有的机械能为动能和重力势能之和；球经静止在位置a的水平台面反弹后，在上升过程，球的速度减小，动能减小，球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，所以球的机械能减小，若克服摩擦阻力做功小于最开始的动能，到达的最高点N比M点高；球从N点下降时，水平台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经水平台面反弹后，由于球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，机械能减小，到达的最高点P比N点低.
10.[科学探究]小红通过下面的实验研究动能的大小与物体运动的速度有关的问题.
(1)质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是 不同 (选填“相同”或“不同”)的.
(2)如图甲所示，将小球从斜面顶端自由滚下，观察到木块被撞出了一段距离.
(3)如图乙所示，将小球从斜面中间自由滚下，观察到木块被撞出的距离与图甲实验的距离相比 短 (选填“短”“长”或“相等”)；由上述实验现象，我们可以得出结论： 同一物体，运动速度越大，动能越大 .
(4)如图丙所示，将小球从一个光滑斜槽轨道OAB的O点自由滚下，依次经过A、B两点到达C点(忽略空气阻力)，设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EA ＝ EB(选填“＞”“＝”或“＜”)；当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 A (填字母).
A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动
C.沿c轨迹运动 D.保持静止
@拓展培优
11.[科学思维]学校举行了乒乓球比赛.比赛中运动员某次击球，球先后经过A、B、C三个位置，图甲为球的运动轨迹.图乙为球在位置A的机械能参数，球此时的机械能为 1 J，若图丙为球在位置C的机械能参数，则乒乓球在整个运动过程中，机械能 不守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)，小球在位置C的重力势能 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)小球在位置A的重力势能.第11讲 功和机械能
第1课时 功 功率
@基础巩固
1.[物理观念](2025·长春)以下情境中人对物体做了功的是
( )
A.推桌子未推动 B.搬石头未搬起
C.提着水桶上楼 D.举着杠铃静止
2.如图所示，mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动了距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是 ( )
A.三次做功一样多
B.对物体A做的功多
C.对物体B做的功多
D.对物体C做的功多
3.[科学思维]甲同学跳绳的功率为150 W，乙同学跳绳的功率为200 W，下列说法正确的是 ( )
A.甲同学跳绳的功率为150 W，表示该同学跳绳每分钟做的功是150 J
B.甲一定比乙做功少
C.乙一定比甲做功快
D.相同时间内，甲一定比乙做功多
4.(2025·凉山)甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，它们的s－t图像如图所示.已知甲车总重1.2×104 N，若甲车0～8 s内的牵引力大小恒为1.6×103 N，则( )
A.乙车的速度大小为10 m/s
B.0～6 s内，以甲车为参照物，乙车向北运动
C.0～6 s内，甲车重力做功为7.2×105 J
D.0～6 s内，甲车牵引力的功率为1.6×104 W
5.如图为商城内的娃娃机，玩家通过操作摇杆控制抓手抓住一个质量为300 g的娃娃，用时4 s将娃娃匀速提升到60 cm的高度，再用时8 s将娃娃匀速平移1 m到达出口上方，然后将娃娃释放到出口.则提升娃娃的过程中，抓手对娃娃做功 J，平移娃娃的过程中，抓手对娃娃做功 J，从抓手抓到娃娃到释放娃娃的过程中，抓手对娃娃做功的功率为 W.(g取10 N/kg)
@能力提升
6.物体在水平拉力的作用下，沿粗糙程度相同的水平面做直线运动，其运动图像如图所示.图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为 WOA和POA，AB段拉力对物体做的功和功率分别为 WAB和PAB.根据图像分析可知 ( )
A.WOA＜WAB B.WOA＝WAB C.POA＜PAB D.POA＞PAB
7.某轿车在平直公路上行驶的45 s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示.已知前10 s轿车运动的路程为100 m.则10～45 s小车做 (选填“匀速”或“变速”)运动，小车的动力F做功 J；45 s内动力F做的总功是 J.
8.(2025·汕头模拟)某洒水车未装水时的质量为4 t，与水平地面的总接触面积为3 200 cm2.(g取10 N/kg)
(1)求未装水时，洒水车对水平地面的压强；
(2)洒水车空车行驶，某段时间内的s－t图像如图所示，洒水车牵引力的功率恒为1 200 W，求这段时间内：
①洒水车牵引力做的功；
②洒水车牵引力的大小.
@拓展培优
9.[科学思维]某仓库人员用设备运送货物，载货箱从地面上升到二楼，装上货物后再上升到三楼.在此过程中设备做的功与时间的关系图像如图所示.载货箱的质量为60 kg，在上升过程的速度始终不变.仓库人员将货物装入载货箱用时 s；若不计绳重和摩擦，则装货前和装货后设备的功率之比Pa∶Pb＝ ，货物的质量为 kg.(g取10 N/kg)
第2课时 动能和势能 机械能及其转化
@基础巩固
1.[物理观念](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
2.(2025·乐山)为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动.爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是( )
A.A处 B.B处
C.C处 D.D处
3.为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业.喷雾车作业时在水平路面上保持匀速直线运动，下列说法正确的是 ( )
A.喷雾的目的是清洁地面
B.喷出的水雾是水蒸气液化形成的
C.喷雾车的动能不变
D.喷雾车的机械能变小
4.[物理学与社会发展](2025·连云港)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
5.[物理学与工程实践](2025·威海)溜索曾经是劳动人民跨越峡谷的重要工具，人们借助滑轮利用自身重力沿溜索无动力滑行，利用木片等与溜索之间的摩擦减速，如图所示.某村寨的特色旅游项目，需修建两条溜索方便游人从村寨(甲)前往茶园(乙)并返回.已知甲、乙海拔相差约30 m、相距约150 m，峡谷深约800 m.最合理的溜索设计方案是 ( )
6.(2025·德阳)荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程.如图所示，用细线把一个小球悬挂起来，小球由A点静止释放后，将在A、C两点之间来回摆动(不计空气阻力)，下列说法正确的是 ( )
A.小球在C点时，动能最大
B.小球在B点时，重力势能最大
C.小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小
D.小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小
7.小球从某一高度下落后反复弹起，高度越来越低，如图所示，A、B、C、D在同一水平高度，则小球在A点时的动能 C点时的动能，在B点时的重力势能 (前两空选填“大于”“等于”或“小于”)D点时的重力势能，整个过程中机械能是 (选填“变化”或“不变”)的.
@能力提升
8.(2025·眉山改编)推铅球时，铅球的运动过程如图所示，下列说法正确的是 ( )
A.推出去的铅球运动到最高点的过程中重力势能增大，动能增大
B.若铅球运动到最高点时所受的力全部消失，它将保持静止
C.铅球在A、B两点处的动能相等
D.铅球落地后静止时，铅球的动能为零
9.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的水平台面反弹后，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点 (选填“可能”或“不可能”)比M点高.球从N点下落时，水平台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经水平台面反弹后，到达的最高点P (选填“可能”或“不可能”)比N点高.
10.[科学探究]小红通过下面的实验研究动能的大小与物体运动的速度有关的问题.
(1)质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是 (选填“相同”或“不同”)的.
(2)如图甲所示，将小球从斜面顶端自由滚下，观察到木块被撞出了一段距离.
(3)如图乙所示，将小球从斜面中间自由滚下，观察到木块被撞出的距离与图甲实验的距离相比 (选填“短”“长”或“相等”)；由上述实验现象，我们可以得出结论： .
(4)如图丙所示，将小球从一个光滑斜槽轨道OAB的O点自由滚下，依次经过A、B两点到达C点(忽略空气阻力)，设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EA EB(选填“＞”“＝”或“＜”)；当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 (填字母).
A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动
C.沿c轨迹运动 D.保持静止
@拓展培优
[科学思维]学校举行了乒乓球比赛.比赛中运动员某次击球，球先后经过A、B、C三个位置，图甲为球的运动轨迹.图乙为球在位置A的机械能参数，球此时的机械能为 J，若图丙为球在位置C的机械能参数，则乒乓球在整个运动过程中，机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)，小球在位置C的重力势能 (选填“大于”“小于”或“等于”)小球在位置A的重力势能.
