2024年中考物理二轮复习题型归纳与训练：功和机械能（解析版）

专题09功和机械能

--------------------巨容概览=

01题型突破................................................

题型突破一：怎样解判断力是否对物体做功问题.............................................1

题型突破二：怎样解功的计算问题..........................................................3

题型突破三：怎样解功率的计算问题.......................................................5

题型突破四：怎样解判断动能与势能的大小和变化问题.......................................7

题型突破五：怎样解机械能的转化及守恒问题..............................................8

题型突破六：怎样解影响动能大小因素的探究.............................................11

题型突破七：怎样解影响重力势能大小因素的探究问题......................................13

02素养提升...............................................16

03中考练场...............................................29

题型突破

△

题型突破一：怎样解判断力是否对物体做功问题

紧扣做功的两个必要因素进行判断：（1）必须有力作用在物体上；（2）物体在这个力的方向上移动了距

离。同时要注意以下三种不做功的情况：

有距离无力有力无距离，，力”，，距”垂直

物体在某个方向不受力，但由于物体受力但保持静止状物体受到的力与运动方向始终垂直，物

惯性而运动一段距离态体在力的方向上没有移动距离

【特别提示】如果物体沿着力的相反方向移动了一段距离，我们通常说，物体克服这个力做了功。例如:竖

直向上抛出一个物体，物体受到了竖直向下的重力G的作用，当物体竖直向上运动时，在竖直方向移动了

距离h,我们就说该物体克服重力做了功，做的功为亚=6限

【典例1】（2023•江苏镇江•中考真题）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉

米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；

④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（）

A.①中小华对这筐玉米做了功B.②中小华对这筐玉米做了功

C.③中他们对这筐玉米做了功D.④中他们对手推车没有做功

【答案】C

【详解】做功的两个必要因素：有力且物体在这个力的方向上移动了一段距离。

A.①中她用力搬一筐玉米，未能搬起，有力但是物体没有移动距离，未做功，故A不符合题意；

B.②中她又用力推筐，仍未推动，有力但是物体没有移动距离，未做功，故B不符合题意；

C.③中在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上，有力，且这筐玉米在托举力的方向上移

动了距离，他们对这筐玉米做了功，故C符合题意；

D.④中接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，手推车在推力的作用下移动了距离，他们对

手推车做了功，故D不符合题意。

故选C。

【变式1-1】（2023•山东威海•二模）如图所示，小球在A点由静止释放后向右侧摆动，2点是小球摆

动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A、C两点到8点的竖直距离以＞%,下列说法不正确的是

A.2点时，小球受力不平衡

B.A到8的过程中，重力对小球做功，拉力没有做功

C.小球的动能和重力势能可以相互转化

D.在A到C的过程中，有部分机械能转化为化学能

【答案】D

【详解】A.小球在8点时还要继续向右运动，处于非平衡状态，受非平衡力作用，故A正确，不符合题

忌；

B.A到8的过程中，小球在重力的方向上移动了距离，重力做功；没有在拉力方向上移动距离，拉力没

有做功，故B正确，不符合题意；

C.从A到8的过程中，小球的重力势能转化为动能，从B到C的过程中，动能转化为重力势能，小球的

动能和重力势能可以相互转化，故C正确，不符合题意；

D.在A到C的过程中，由于克服空气阻力做功，有部分机械能转化为内能，故D错误，符合题意。

故选D。

【变式1-2】（2023•安徽合肥•二模）如图所示，用重力不计的绳子（绳子不可形变）系着重为G的小

球A,让小球A在同一水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）

A.绳子对小球的拉力对小球不做功B.小球的机械能不守恒

C.小球所受的重力与绳子对小球的拉力是一对平衡力D.小球受到的合力为零

【答案】A

【详解】A.根据图示可知，小球在拉力方向上没有移动距离，由W=Fs可得，小球所受的拉力没有做

功，故A正确；

B.小球A在同一水平面内做匀速圆周运动，球的速度和质量不变，动能不变，高度不变，重力势能不

变，则机械能不变，即机械能守恒，故B错误。

C.由于小球受到的重力和拉力不在一条直线上，因此二力一定不是平衡力，故C错误；

D.因为处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用，而小球做匀速圆周运动，因此物体受非

平衡力的作用，合力不为零，故D错误。

故选Ao

题型突破二：怎样解功的计算问题

功的计算问题必须先弄清是求哪个力做功，只要找出这个力的大小以及物体在这个力的方向上移动的距离,

运用公式W=Fs即可求解，注意公式中“F”和“S”的同体性、同时性和同向性.

【典例2】（2023•广东广州•中考真题）物体A重5N,如图1,A在水平拉力乃作用下，在水平面从

M匀速直线运动到N用时3s；如图2,在A上放置一个钩码，A在水平拉力尸2作用下，在另一水平面从

尸匀速直线运动到。用时2s。

V1

F2=0.6N

$i=0.3m52=0.4m

图1图2

（1）在MN,P。段，A的速度分别为v/、V2,A所受摩擦力分别为力、力，则川V2,力

力；（均选填

（2）A从M运动到N,B做的功为J、功率为W,A所受重力做的功为Jo

【答案】<>0.30.10

s,0.3m八.,

【详解】⑴[1]在段，A的速度为Vi=：=w]=01m/s

跖0.4m八一,

在P。段，A的速度为匕=[=/1=0-2m/s

则匕<%。

[2]A在水平拉力为作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知/=4=1N

A在水平拉力仍作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知力=鸟=0.6N

则X"。

（2）[3㈤做的功为叱=串1=1NX0.3m=0.3J

[4]B的功率为q=耳匕=lNx0.1m/s=0.1W

[5]A只在水平方向运动发生距离，竖直方向没有发生距离，所以A所受重力做的功为0J。

【变式2-1]（2024•安徽芜湖•一模）如图所示，一滑轮下端悬吊一个重50N的物体，在拉力F的作

用下使物体在2s内上升了2m,若不计滑轮、绳的重力和摩擦，拉力厂所做的功卬=Jo

【答案】100

【详解】若不计滑轮、绳的重力和摩擦，则没有额外功，拉力尸所做的功为W=A=G〃=50Nx2m=100J

【变式2-2]（2024•江西南昌.一模）如图所示，A、B是两个完全相同的物体，小明同学分别将A、B两物

体同时拉到斜面顶端，且A的机械效率小于B的机械效率。则小明对A物体做的有用功对B物体

做的有用功，对A物体做功的功率对B物体做功的功率。（均选填或“<”）

AB

【答案】=>

【详解】[1]A、B是两个完全相同的物体，A、B上升的高度/z相同，由%=G/z

可知，小明对A物体做的有用功等于对B物体做的有用功。

[2]A的机械效率小于B的机械效率，由〃=暮'100%

可知，小明对A物体做的总功大于对B物体做的总功，又因为做功时间相同，由尸=：

可知，对A物体做功的功率大于对B物体做功的功率。

题型突破三：怎样解功率的计算问题

(1)计算功率时，首先要明确是计算哪个力做功的功率，然后根据公式，P=二进行计算。

t

(2)根据功率的计算公式P=一及功的计算公式W=Fs可得P=Fv,解题时应灵活应用公式进行变换。

t

【典例3](2023•四川巴中•中考真题)已知木箱重为1000N,在水平拉力尸的作用下向右以0.5m/s的

速度做匀速直线运动，地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍。经过5s,地面对木箱的支持力做功

J,拉力尸做功的功率为W„

木箱-------->F

///////////////////////

【答案】0150

【详解】口]做功的两个必要因素是：力的作用和力的方向上移动了距离。由题意可知，地面对木箱的支持

力方向垂直向上，木箱没有在垂直于地面的方向上移动距离，所以地面对木箱的支持力不做功。

⑵木箱重为100N,地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍，则地面对木箱的摩擦力

y=O.3G=O.3xl000N=300N

木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力尸大小和摩擦力大小相等，即歹=/=300N

由功率的变形式P=bv可知，拉力厂做功的功率P=fv=3OONxO.5m/s=15OW

【变式3-1】（2024•江苏徐州•一模）如图甲所示，放在粗糙程度不变的水平地面上的物体，用方向不变

的水平力尸向右推物体，推力产的大小随时间的变化关系图像如图乙所示，物体的运动速度随时间的变化

关系图像如图丙所示。0~2s内推力做功为J；2~4s内物体受到的推力（选填“等于”“大于”或“小

于“）摩擦力；第5s时，推力的功率为_W。

【答案】0大于8

【详解】［1］由图丙可知，0~2s内物体运动的速度为0,处于静止状态，由卬=?$得，推力做功为0J。

⑵由图丙可知，2~4s内物体做加速运动，受到的推力大于摩擦力。

［3］由图丙可知，4~6s内物体做匀速运动，由图乙可知，物体受到的推力为2N,第5s时，由图丙可知，速

WF、

度为4m/s,推力的功率为尸=匚=—=Pv=2Nx4m/s=8W

tt

【变式3-2】（2024•安徽•一模）如图所示，质量为8kg的物块A通过轻质的细绳与质量为1kg的物块

B相连，物块B通过定滑轮和细绳对物块A施加水平向右的拉力，使得物块A沿水平桌面做匀速直线运

动。若水平桌面足够长，桌子足够高。（g取10N/kg,不计绳重和绳与滑轮的摩擦且不计空气阻力）求：

（1）物块A在向右做匀速直线运动的过程中所受的滑动摩擦力大小；

（2）现对物块A施加一个水平向左的拉力F,使物块A拉着物块B在10s内水平向左匀速移动了1.2m,

则拉力厂做功的功率是多少？

【答案】（1）10N；（2）2.4W

【详解】解：（1）物块B的重力为GBM^gnlkgXlON/kgnlON

物块A在向右做匀速直线运动的过程中，物块B向下做匀速直线运动，受力平衡，所以绳的拉力为

^=GB=ION

物块A在向右做匀速直线运动的过程中，水平方向上受到绳对其向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力，是

一对平衡力，所以A受到滑动摩擦力的大小为/A=4=1°N

（2）现对物块A施加一个水平向左的拉力使物块A拉着物块B在10s内水平向左匀速移动了1.2m,

此时B向上做匀速直线运动，受力平衡，绳的拉力仍然与B的重力相等，物块A受到向左的拉力，向右

的绳的拉力和向右的滑动摩擦力，因接触面粗糙程度和压力大小不变，所以滑动摩擦力大小不变，因此拉

力为歹=用苴+片醒A=10N+ION=20N

拉力P做的功为W=Fs=20NxL2m=24J

拉力F做功的功率是P=上w=冬24J=2.4W

t10s

答：（1）物块A在向右做匀速直线运动的过程中所受的滑动摩擦力大小为10N；

（2）拉力歹做功的功率是2.4W。

题型突破四：怎样解判断动能与势能的大小和变化问题

比较动能和势能的大小或判断它们的变化，关键是全面考虑决定它们大小的因素，不能只注意一个因素而

忽视其他的因素。动能只与物体的质量和速度有关；重力势能只与物体的质量和高度有关；弹性势能与物

体的弹性及弹性形变的大小有关。

【典例4】（2023•黑龙江牡丹江•中考真题）探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置如图所示。关

于该实验说法正确的是（）

A.水平面越光滑越好B.实验研究的是木块的动能大小

C.小球由斜面滚下，重力势能转化为动能D.小球质量越大，动能越大

【答案】C

【详解】A.如果表面足够光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法根据木块移动的距离判断小球动

能的大小，故A错误；

B.实验通过木块移动的距离来反映小球的动能大小，探究的是小球的动能，故B错误；

C.小球从斜面滚下，重力势能越来越小，速度越来越快，动能越来越大，是将重力势能转化为动能，故

C正确；

D.影响动能大小的因素有质量和速度，速度一定时，小球的质量越大，动能越大。选项中没有说明小球

速度一定，不能确定动能大小，故D错误。

故选Co

【典例4-1】（2024•河南驻马店•一模）如图所示，跳远运动员在比赛过程中要先助跑，再起跳至最高

点，最终落地。跳远时助跑是利用运动员的,从而提高成绩；当运动员跳至最高点时，他具有

的动能（选填“等于”或“不等于"）零；在空中运动过程中，若不考虑空气阻力，运动员的机械能

总量_________（选填“增大”“减小”或“不变”）O

QQ,/'取|WJ点、、、、

*iL_______________________爰…

助跑起跳：谍变法逐:::三UM:::;:落地点

【答案】惯性不等于不变

【详解】［1］跳远时助跑，当离开地面时，由于惯性保持原来较大的速度，从而提高成绩。

⑵当运动员跳至最高点时，质量不变，具有向前的速度，他具有的动能不等于零。

［3］在空中运动过程中，若不考虑空气阻力，运动员的机械能守恒，总量不变。

【典例4-2】（2024•河南•一模）掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图所示为小球在地面

弹跳的频闪照片，小球在8处动能（选填“大于”“小于”或“等于"）C处的动能，理由是。

6。/

OOyr-O__

。：乡能

。。°°%O

90°°O

ooo

【答案】大于存在空气阻力，小球在弹跳过程中一部分机械能转化为内能，8处机械能大于C

处机械能，B、C两处重力势能相等，所以B处动能大

【详解】［1］⑵掉在地上的弹性小球会跳起，由于存在空气阻力，小球在弹跳过程中一部分机械能转化为内

能，所以越跳越低。小球在运动过程中，A位置的动能和重力势能之和大于2位置的动能和重力势能之

和，小球的质量不变，B位置和C位置小球的高度相同，重力势能相同，所以B位置动能大于C位置动

能。

题型突破五：怎样解机械能的转化及守恒问题

（1）正确分析动能和势能的相互转化，可按以下几步进行：

①明确研究对象和所要研究的过程；

②物体在起始位置所具有的动能、势能；

③在运动过程中，物体的位置、形状、速度是否发生变化，如何变化?物体的重力势能、弹性势能、动

能是否变化？

④得出结论：减小的一种形式能必定转化为另一种形式能。

（2）在只有动能和势能的相互转化过程中，不考虑空气阻力等因素，则机械能的总量保持不变，否则机械能

的总量会减少。

【典例5】（2023•四川乐山•中考真题）如图所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次

摆动过程中，小球依次经过A、B、C三点，A、C两点高度相同，B点为最低点，不计空气阻力，下列说

法正确的是（）

A.小球在8点动能最大B.小球从8点运动到C点，重力势能转化为动能

C.A、C两点速度大小不同D.小球机械能不守恒

【答案】A

【详解】A.根据题意可知，2点为最低点，则小球在2点时速度最大，所以在8点时动能最大，故A正

确；

B.小球从8点运动到C点，质量不变，高度变大，速度变小，则重力势能增多，动能减少，将动能转化

为重力势能，故B错误；

CD.不计空气阻力，小球机械能守恒，则小球在A、C两点的机械能相等，A、C两点高度相等，重力势

能相等，机械能等于动能和势能之和，所以4C两点动能相等，根据动能大小的影响因素可知，A、C两

点速度大小相同，故CD错误。

故选Ao

【变式5-1］（多选）（2024•山东日照•模拟预测）某次体育课学生训练跳远，如图是某学生起跳后的运

动轨迹，6为最高点，小c两点高度相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

b

a

"////////////////////////////////A////////.

A.b点时速度为零B.a、c两点的动能相等

C.。点机械能和1点机械能大小相等D.落地后运动员失去惯性

【答案】BC

【详解】A.运动到最高点6点时，学生在水平方向上具有速度，故A错误；

B.由于不计空气阻力，则跳起后运动过程中机械能守恒，则。点机械能与c点、d点机械能大小相等，

a、c两点高度相同，则在八c两点的重力势能相同，所以这两点的动能相同，故BC正确；

D.惯性只与物体的质量有关，所以落地后的运动员仍有惯性，故D错误。

故选BC。

【变式5-2】（2024•湖北武汉•一模）如图所示是某运动员参加跳台滑雪比赛，该运动员不借助任何外

力，从起滑台起滑，在助滑道上获得高速度，于台端飞出，飞行一段时间后落到斜坡上，不计空气阻力，

关于运动员的说法正确的是（）

出发点

A.腾空下落过程中，重力对她没有做功B.在飞行过程中运动状态不变

C.在飞行过程中机械能守恒D.在助滑道上速度变大，机械能增加

【答案】C

【详解】A.腾空下落过程中，她在重力的方向上通过了距离，所以重力对她做了功，故A错误；

B.运动员在飞行过程中，其速度大小和运动方向都发生变化，运动状态发生了改变，故B错误；

C.运动员在飞行过程中，不计空气阻力，只有动能和重力势能的相互转化，机械能是守恒的，故C正

确；

D.运动员在助滑道上时，重力势能转化为动能，动能变大，速度变大，由于克服摩擦力做功，机械能会

减小，故D错误。

故选Co

题型突破六：怎样解影响动能大小因素的探究

(1)明确影响动能大小的因素：物体的质量和物体运动的速度。

(2)在实验中，让不同的小球在同一位置由静止释放的目的是控制不同的小球在撞击木块时速度相同，即研

究动能与质量的关系时，保持速度相同。

(3)在实验中，让同一个小球在不同的位置由静止释放的目的是控制同一小球在撞击木块时速度不同，即研

究动能与速度的关系时，保持质量相同。

(4)实验中动能的大小无法测量，我们采用了动能产生的效果——对外做功的多少来反映动能大小，这是一

种运用转换法进行实验设计的思想。

【典例6】(2023•山东淄博•中考真题)利用下图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实

验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。

(1)实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与质量的关系；让同

一个小车从斜面的高度滑下，探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测量，我们通过—

来判断小车动能的大小；

(2)小车从斜面上滑下，它的转化为动能，碰上物体B后，小车的部分转移给了物体

B,这个能量的转化转移过程机械能总量________；

(3)小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水

平面对小车的支持力，其中是一对平衡力，方向相同(两空均填序号)。拿走物体B,

如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将；

(4)下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问题：0

物体动能/J物体动能/J

步行的人约30百米跑中的运动员约3xl()3

行走的牛约160刚射出的步枪子弹约5x103

中速行驶的小汽车约2xl()5高速行驶的小汽车约6义1。5

【答案】不同B运动的距离重力势能动能不变①④②③匀速

直线运动见解析

【详解】(1)口]让同一小车在不同高度下滑，可使小车获得不同的速度，而此时小车的质量保持不变，可

探究动能与速度的关系。

⑵通过观察物体B移动的距离的大小，来说明小车对物体B做功的多少，从而判断出小车具有的动能的

大小。

(2)[3]小车从斜面上滑下，质量不变，速度变大，高度降低，它的重力势能转化为动能。

[4][5]碰上物体B后，B由静止到运动，小车的部分动能转移给了物体B,据能量守恒定律知，这个能量的

转化转移过程机械能总量不变。

(3)[6]根据平衡力的特点，小车所受的重力与水平面对小车的支撑力大小相等，方向相反，作用在同一

物体上，所以可知①重力、④水平面对小车的支持力是一对平衡力。

⑺由图示知，②摩擦力的方向水平向左，③物体B对小车的压力也水平向左，方向相同。

网如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，据牛顿第一定律知，小车将做匀速直线运动。

(4)[9]由表格数据可知，不同物体运动的速度不同，它的动能也不同，因此可以提出：物体的动能与速

度的关系。

【变式6-1】(2024•陕西西安•一模)如图1所示，同一小球从不同高度滑下，到达水平面并撞击木

块，小球释放的高度越高，木块被撞击的越远，说明同一物体的越大，动能越大；如图2所示，

让不同质量的小车从同一高度下滑到相同水平面，停止运动时记录下位置，根据滑行的距离可判断

小车的动能最大，小车的质量最大(均选填或"C”)。

图I图2

【答案】速度cC

【详解】［1］同一小球从不同高度滑下，到达水平面的速度不同，小球释放的高度越高，木块被撞击的越

远，根据转换法可知，说明小球的动能越大，说明同一物体的速度越大，动能越大。

［2］［3］如图2所示，从同一高度下滑到相同水平面，小车到达水平面的速度相同，根据转换法可知，根据滑

行的距离可判断动能大小，小车C滑行的距离最远，所以小车的动能最大，动能最大的原因是小车C的质

量最大。

【变式6-2］（2024•山西•一模）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他

们进行了如下探究：

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；

由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始

滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动

能就越o

7//////////////////////Z//////77777777777777777777777777777777'777/777777777777777777777777Z

甲

【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到结论是o

【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车（选填“超载”或“超速

"））行驶时危险性大的原因。

【答案】大质量相同时，速度越大，物体的动能越大超载

【详解】［1］实验中通过物块被撞击后运动距离的远近判断小球的动能大小，物块被撞击得越远，说明物块

需要克服摩擦力做的功越多，也就是动能越大。

⑵甲丙两图，小球的质量都为冽，甲图小球初始位置较高，物块被撞击得远；丙图小球初始位置较低，物

块被撞击得近，所以得到结论：质量相同时，速度越大，物体的动能越大。

［3］甲乙两图小球的初始位置一样高，甲小球质量为如物块被撞击得远，乙图质量为0.5利，物块被撞击得

近，所以得出结论，动能的大小与质量有关，所以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。

题型突破七：怎样解影响重力势能大小因素的探究问题

（1）重力势能的大小与质量和被举高的高度有关，探究时运用控制变量法设计实验：控制质量不变，改

变重物的高度，研究重力势能的大小与高度的关系；控制高度不变，改变重物的质量，研究重力势能的大

小与质量的关系。

（2）运用转换法判断物体重力势能的大小：通过物体陷入沙中的深度来显示重力势能的大小，物体陷入沙中

越深，重力势能越大。

【典例7】（2023•山东威海•中考真题）小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如

图甲所示。

（1）将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度，整个过程涉及的能量

转化情况为;铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的

重力势能越（选填“大”或“小”）。

（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度4、%（4＜生）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为

卜i2（4＞z2）,则你能得出的结论是o

（3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路：。

（4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在_______位置较为合理（选填“。’或

"O'）;你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件：。

【答案】重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能小质量相同，高度越高，重力

势能越大质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度。水资

源丰富和地势高度差大

【详解】（1）口］［2］整个过程涉及的能量转化情况为：重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；铁

球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说

明铁球的重力势能越小。

（2）［3］将同一铁球先后从同一斜面的不同高度可、h2（4＜也）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别

为卜k（4＞，2），结合（1）的分析上可得出的结论是：质量相同，高度越高，重力势能越大。

（3）[4]探究重力势能大小与物体质量的关系，就要控制铁球的高度相同，改变铁球的质量，设计思路

为：质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度。

（4）[5][6田位置与上游的高度差较大，所以应该安装在。位置；水资源丰富（或水量大）和地势高度差

大，重力势能就大，转化为的动能就越大，适合建造大型水力发电站。

【变式7-1】（2024•重庆一模）小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重

力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。他将金属块分别从同一高

度々静止释放，实验现象如图（b）、（c）、（d）所示。再将同一金属块从高度也以速度匕释放、高度均以

速度匕释放，已知匕＜岭，实验现象如图（e）、（f）所示。请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现

象，回答下列问题。

--

]铜1

块铁块铝块1

1

t]V2

hi*铝块

—1—1一

（C）1

(b)⑻(/)

①比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得：当物体的相同时，相同；

②小华比较图（a）、（e）、（f）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具

有的重力势能的大小与高度无关。请判断该结论是（选填“错误”或“正确”），理由是o

【答案】质量和高度重力势能错误实验中没有控制物体的初速度相同

【详解】口]⑵比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得物体重力势能的大小由物体的高度

与质量决定，即物体高度和质量相同时重力势能相同；

[3][4]要探究物体所具有的重力势能大小与高度的关系，应控制物体向下运动的初速度和质量相同，才能得

出正确的结论，该实验中没有控制物体的初速度相同，故结论是错误的。

【变式7-2】（2023•山东潍坊•一模）同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出

了如下猜想：

猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；

猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。

为了验证上述猜想，他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。把小桌放在平整的沙

面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。下图为实验过程中的有关情景。

（1）实验探究的是（选填“重物”或“小桌”）的重力势能;

（2）实验中通过比较来判断物体重力势能的大小;

（3）通过比较（选填“甲乙”“乙丙”“丙丁”或“甲丁”）两图，可得出的实验结论是：

（4）如图所示的实验，（选填“能”或“不能”）顺利验证两个猜想。

【答案】重物桌腿陷入沙子的深度甲、乙物体的质量相同时，所在高度越高，重力

势能越大不能

【详解】（1）口］（2）［2］实验探究的是重物的重力势能,重物下落撞在桌子上，桌腿陷入沙子中，重物的

重力势能通过小桌陷入沙子的程度看出。

（3）［3］重力势能与物体质量、高度有关，研究某一变量时，要控制另一变量相同，由图得，甲乙中控制

重物的质量相同，改变物体下落的高度，物体下落高度越高，小桌陷入沙子中的深度较深，说明物体的质

量相同时，所在高度越高，重力势能越大。

（4）［4］如图所示的实验，通过比较甲乙实验，质量相同，下落高度不同，可以验证重力势能与高度有

关；甲乙丙丁实验中，重物下落高度都不同，无法验证重力势能与高度的关系。

素养提升△

一、单选题

1.（2024.江西南昌•一模）图是2023年10月26日我国成功发射神舟十七号载人飞船的情景。下列关

于神舟十七号载人飞船说法正确的是（）

A.火箭发动机应选用比热容大的燃料

B.神舟十七号和火箭升空过程中，机械能的总量保持不变

C.穿越大气层时，神舟十七号和火箭克服摩擦，将内能转化为机械能

D.神舟十七号随火箭升空时，燃料燃烧，质量减少，惯性减小

【答案】D

【详解】A.火箭发动机应选用热值大的燃料，这样才能在相同的质量下完全燃烧放出更多的热量，故A

错误；

B.机械能是动能和势能之和，质量越大、速度越大，物体的动能越大，质量越大、位置越高，物体的重力

势能越大，升空过程中，神舟十七号和火箭的高度和速度都在变大，所以动能和重力势能都在变大，即机械

能也在增大，故B错误；

C.神舟十七号和火箭在穿越大气层时，克服摩擦做功，将机械能转化成内能，故C错误；

D.惯性与质量有关，质量越大，惯性越大，则神舟十七号随火箭升空时，燃料的质量减少，惯性减小，

故D正确。

故选D。

2.（2024•陕西西安•一模）2023年9月23日，杭州第19届亚运会开幕。如图，这是亚运会运动项目的

图标，其中图标与物理知识对应正确的是（）

A.图1,起跑时脚蹬地利用了力的作用是相互的

B.图2,网球在空中运动的过程中，受到平衡力的作用

C.图3,运动员将弓拉弯，说明力能改变物体的运动状态

D.图4,运动员举着杠铃不动时对杠铃做了功

【答案】A

【详解】A.图1,起跑时脚蹬地，脚对地施加一个向后的作用力，同时，地面对人施加一个向前的作用

力，使人前进，利用了力的作用是相互的，故A正确;

B.图2,网球在空中运动的过程中，受到重力和空气阻力，这两个力大小不相等，不是一对平衡力，故B

错误；

C.图3,运动员将弓拉弯，说明力能改变物体的形状，故C错误；

D.图4,运动员举着杠铃不动时，运动员对杠铃施加了力的作用，但是杠铃没有在力的方向上运动一段

距离，他对杠铃没有做功，故D错误。

故选Ao

3.（2024•陕西西安•一模）小明利用如图所示的滑轮组将重为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身

重为500N,对绳子施加的拉力尸=200N,两脚与地面接触的总面积S=400cm2。则此过程中（）

A.物体的动能变大B.图中定滑轮可以看成省力杠杆

C.小明对地面的压强为75PaD.滑轮组的机械效率为70%

【答案】D

【详解】

A.动能大小与质量和速度有关，物体匀速上升过程中质量和速度均不变，故动能不变，故A不符合题意;

B.图中定滑轮不省力也不费力，其作用是改为力的方向，可以看成等臂杠杆，故B不符合题意；

C.小明对地面的压力为4=G人一尸=500N-200N=300N

压强为片q=Mo黑V=75x10%

故C不符合题意;

D.如图所示，2段绳子承担重物，滑轮组的机械效率为==杀、1°0%=70%

故D符合题意。

故选D。

4.（2024•安徽•一模）在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中，两次水平拉动同一个物块

在同一水平面上做匀速直线运动，根据记录的数据描绘出两次物块的s-f图像，如图所示。根据图像下列

分析正确的是（）

A.两次物块运动的速度之比为1:2B.两次物块所受的摩擦力大小关系：h

C.两次物块所受的摩擦力大小关系：力寸D.在0~8s内两次拉力对物块做的功：叱〈叱

【答案】C

【详解】A.由图像得，两次物块都做匀速直线运动，运动相同路程，所用时间之比为1:2,由旷=士得，

t

速度之比为2:1,故A错误；

BC.两次物块对水平面的压力相同，接触面粗糙程度不变，所受的摩擦力大小不变，则所受的摩擦力大小

关系为工=力

故B错误，C正确；

D.由二力平衡条件得，两次运动中，物块受到的拉力相同，均等于摩擦力大小。在0~8s内，第一次物块

运动的距离较长，由W=R得，两次拉力对物块做的功叱＞也

故D错误。

故选C。

5.（2024•陕西西安•二模）2023年12月1日，我校组织水火箭大赛。如图1为物理老师自制的水火箭

结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水

向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（）

A.利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大

B.打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同

C.水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的

D.水火箭加速升空阶段机械能一定在增大

【答案】D

【详解】A.利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故

A正确，不符合题意；

B.向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能；能量转化方式

是相同的，故B正确，不符合题意；

C.水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使

水火箭升空，故C正确，不符合题意；

D.水火箭加速升空阶段，向下不断喷水，质量变小，高度和速度都变大，则动能和势能的变化无法判

断，所以机械能的变化也无法判断，故D错误，符合题意。

故选D。

6.（2024•河南驻马店•一模）如图所示，在水平桌面上，一个质量，"=0.5kg的物体P,通过一个定滑

轮和一个动滑轮与三个总质量M=0.6kg的钩码相连，动滑轮重2N,绳子的质量以及绳与滑轮间的摩擦均

可忽略不计，并且物体P以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动（g取10N/kg）。下列说法正确的是

()

A.物体P受到水平向左的摩擦力大小为3N

B.绳子拉力对物体P做功的功率为Q8W

C.2s内钩码重力所做的功为1J

D.若使物体P水平向左匀速运动，需施加向左的拉力6N

【答案】B

【详解】A.物体P向右匀速直线运动时，受到绳子的拉力和向左的摩擦力的作用，这两个力是一对平衡

力。钩码的重力G、=Mg=0.6kgxION/kg=6N

动滑轮的重力G?=2N,所以钩码及动滑轮的总重G&=G1+G2=6N+2N=8N

图示滑轮组承重绳子为2根，不计绳重及摩擦力时，绳子的拉力E=总=gx8N=4N

所以P受到的摩擦力为/=P=4N

方向水平向左，故A错误；

wFs

B.此时拉力做功的功率P=—=—=FV=4Nx0.2m/s=0.8W

tt

故B正确；

C.2s内拉力移动的距离s=vt=0.2m/sx2s=0.4m

钩码下降的高度h^-s=-x0.4m=0.2m

22

2s内克服钩码重力所做的功W=Gh=6NxO.2m=L2J

故C错误；

D.P向左匀速直线运动时，压力不变，接触面的粗粒程度不变，所受的摩擦力大小不变，方向水平向

右，此时P受到水平向左的拉力和水平向右的绳子的拉力及摩擦力的作用。水平向左的拉力

4=E+/=4N+4N=8N

故D错误。

故选B。

7.（2024•安徽•一模）如图所示，弹簧左端固定在竖直墙壁上，原长在A位置，用一个轻质小球把弹

簧向左压缩到8,松开手后，小球向右运动把水平桌面C处泡沫推到。处静止，下列关于能量或能量转化

分析不正确的是（）

ZIIV

/II）■\

BACD

A.弹簧从B恢复到A时刻弹性势能最大

B.小球从B到A是弹簧弹性势能转化为小球的动能

C.小球在A处的动能大于转化给泡沫的动能

D.若不考虑摩擦等阻力，小球和泡沫都能做匀速直线运动

【答案】A

【详解】A.弹簧原长在A位置，弹簧从2恢复到A时，弹簧的伸长长度为0,此时弹性势能为0,故A

错误，符合题意；

B.小球在8位置形变量最大，到A时，弹性势能为0,从2到A是弹簧弹性势能转化为小球的动能，故

B正确，不符合题意；

C.当小球与A处的C处泡沫接触时，要克服与桌面的摩擦力做功，消耗一部分动能，故小球在A处的动

能大于转化给泡沫的动能，故C正确，不符合题意；

D.若不考虑摩擦等阻力，小球和泡沫在水平方向上不受力的作用，由牛顿第一定律，小球和泡沫都能做

匀速直线运动，故D正确，不符合题意。

故选Ao

8.（2024•安徽合肥•一模）如图所示是皮球从高处下落到水平地面不断弹起前进的过程中，每隔相等时

间曝光一次所得到的照片，皮球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是（）

A.皮球运动时，机械能保持不变B.皮球在3位置时动能为0

C.皮球在1位置的动能比2位置大

D.皮球在3位置时，如果所有力都消失，将水平向左匀速直线运动

【答案】D

【详解】

AC.如图所示，皮球运动时，由于和地面撞击及空气摩擦，后面跳起的高度变小，表明存在机械能的损失，

即机械能在变小，2位置的机械能要大于1位置的机械能，而高度相同，即重力势能相同，质量不变，1位

置的动能小于2位置。故AC错误；

BD.皮球在3位置时向上的速度为0,但向左的速度不为0,故动能不为0,如果在3位置，所有力都消失，

由于惯性，将水平向左匀速直线运动，故B错误，D正确。

故选D。

二、多选题

9.（多选）（23-24九年级下•河南•开学考试）如图所示，分别用相同的滑轮把重力相同的两物体在相

同时间内匀速提升相同的高度（G动＜G物），不计绳重和摩擦。所用拉力与、心，拉力做功抽、色，拉

力做功的功率玲、P小两个滑轮的机械效率〃甲、〃乙，以下判断正确的是（）

甲乙

A.辱B.%=%C.D.外＞%

【答案】CD

【详解】A.由定滑轮的使用特点可知，不计绳重和摩擦时，有外=G,由动滑轮的使用特点可知，不计

绳重和摩擦时，有七=g宇

又因为G动＜G物，则g=G+；动＜G

则拉力盘〉心，故A错误；

B.由于乙需要克服动滑轮重力做功，所以使用动滑轮做的总功较多，即需＜%,故B错误；

C.由于叫〈%，又因为厢=坛，由尸=?可知，/＜生,故C正确；

D.因为两物体重力相同，提升相同的高度，所以甲、乙的