2025年中考物理临考解题技法速练-专题13 功和机械能（方法与技巧）（解析版）

专题13功和机械能一．物体克服阻力做功是什么含义？【方法技巧】若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。比如:物体在竖直向上运动h的过程中，物体克服重力做功，功的大小为W=Gh；再如：物体在水平方向上向前运动s，物体克服摩擦力做功，功的大小为W=fs。【温馨提醒】：克服重力做功（W=Gh）与克服阻力（摩擦力）做功（W=fs）是常见的功的表达方式。【典例剖析】1.在《向左走，向右走》的漫画中，男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m，女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m，他们中，对物体没有做功的是______（选填“男孩”或“女孩”），其理由：______。【答案】

男孩

没有在力的方向上移动一段距离【解析】[1][2]做功的要求是在力的方向上移动一段距离，女孩的拉着箱子在力的方向上移动了一段距离，所以女孩对物体做了功，男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走，力的方向向上，运动的方向水平，力的方向与运动方向垂直，不做功。2.如图所示，悬挂在细线下的小球从A点由静止释放，O为最低点.不计空气阻力，若在B点绳子突然断裂，关于小球的下列说法中正确的是（）A．小球所受的绳子拉力是由于小球发生弹性形变产生的B．小球向右摆动到O点时，受到重力、绳子拉力和水平向右的动力C．小球B点后的运动轨迹最符合实际的是bD．在小球运动过程中，只存在动能和重力势能的相互转化【答案】D【解析】A．小球所受的绳子拉力是由于绳子发生弹性形变产生的，故A错误；B．小球向右摆动到O点时，受到重力、绳子拉力，没有受水平向右的动力，故B错误；C．小球B点后，小球只受重力的作用，同时有一个斜向上的速度，之后会做斜上抛运动，但最高点到不了与A向平的点，故小球的运动轨迹最符合实际的是c，故C错误；D．由于不计空气阻力，小球运动过程中机械能是守恒的，该运动过程中小球不存在弹性势能的影响，所以只存在动能和重力势能的相互转化，故D正确。故选D。如何判断物体做功？

【方法技巧】判断力是否对物体做功的关键要看是否满足做功的两个必要因素，两者缺一不可。重点抓住力作用在物体上是否有“成效”。

不做功的三种情况：①有力无距离（物体受力没有移动），如搬石头未搬动，推箱子未推动。②有距离无力（物体凭惯性运动），如物体在光滑平面上自由滑动，足球踢一脚后的运动。③力和距离的方向垂直（物体沿力方向没有通过距离），如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动，拉力不做功。

【典例剖析】如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（）A．背着书包水平行走 B．用力搬起箱子C．用力推石头没有推动 D．举着杠铃原地不动【答案】B【解析】A．中学生背着书包水平行走，人给书包一个向上的力，但书包向上没有移动距离，则人对书包没有做功，故A不符合题意；B．用力搬起箱子，人给箱子一个向上的力，箱子向上移动了距离，所以人对箱子做了功，故B符合题意；C．用力推石头没有推动，人给石头一个力的作用，石头没有在力的方向上通过一定的距离，所以人推石头没有做功，故C不符合题意；D．运动员举着杠铃原地不动，运动员给杠铃一个向上的力，但杠铃向上没有移动距离，则运动员对杠铃没有做功，故D不符合题意。故选B。三．如何正确计算功的大小？【方法技巧】利用W=Fs计算功时，首先要明确题中求的是什么力对物体做功；其次要注意s应和F相对应，s必须是物体在力F的方向上通过的距离，千万不能“张冠李戴”。如：某人用50N的水平推力推动重100N的箱子在平地上前进10m，则人的推力对箱子的做的功为W=Fs=50N×10m=500J重力对物体做的功为W=Gh=100N×0m=0J【温馨提醒】：①F与s的方向应在同一直线上(初中要求)，比如一个人提着一重物G，从山脚顺着一之字形的山路爬到山顶，此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长，而是从山脚到山顶的高；②做功的多少，由W=Fs决定，而与物体的运动形式无关。【典例剖析】如图甲，粗细均匀的木棒AO放置在水平地面上，小明用100N竖直向上的力将木棒A端举过头顶，此时木棒A端距地面的高度为2m，已知OA＝10m，B为木棒的中点，木棒在O点受到的摩擦阻力忽略不计。求；（1）木棒的重力；（2）如图乙，小明缓慢向O点移动，直至将木棒的中点B位置举过头顶。此过程中克服木棒重力做的功。【答案】（1）200N；（2）200J【解析】解：（1）由几何关系得，小明用100N竖直向上的力将木棒A端举过头顶时，动力臂为OC，阻力臂为，由杠杆平衡条件得则（2）由几何关系得，小明缓慢向O点移动，直至将木棒的中点B位置举过头顶的过程中，木棒的中心升高的高度为此过程中克服木棒重力做的功答：（1）木棒的重力为200N；（2）小明缓慢向O点移动，直至将木棒的中点B位置举过头顶，此过程中克服木棒重力做的功为200J。

四．如何正确理解功率？【疑难诠释】（1）功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样。只有在做功时间相同时，做功多的就做功快。否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大。也就是说:功率与功和时间两个因素有关。（2）功率的公式是指在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率；当物体在力F作用下，沿力的方向以速度v匀速运动时，由W=Fs及，可得由P=Fv可知，功率一定时，机械的牵引力和速度成反比。要使牵引力大，就要减速。这就是汽车在上坡时为什么要减速以获得较大的牵引力。【典例剖析】1．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度运动了2s，弹簧测力计的示数为5N，此过程中，物体A运动的距离是______m，拉力F做功为______J，拉力F的功率是______W。【答案】

0.8

8

4【解析】[1]物体A运动的距离是[2]弹簧测力计的示数即为拉力的大小，F=5N，动滑轮上有2股绳，所以绳自由端移动的距离是所以拉力F做功为[3]拉力F的功率是2．小明为了把水平地面上重为200N的木箱移到1m高的平台上，搭建了长为2m斜面。如图所示，现对木箱施加平行于斜面的大小为120N的拉力，将其由底端以0.2m/s的速度匀速拉到顶端，在此过程中拉力的功率为______W，摩擦力大小为______N。【答案】

24

20【解析】[1]此过程中拉力的功率为[2]拉力所做的有用功拉力所做的总功所做的额外功摩擦力大小为五．如何判断机械能的变化？【方法技巧】由于机械能=动能+势能，判断机械能的大小变化时，要根据动能、势能各自的影响因素进行分析。如在高空同一高度匀速飞行的飞机，抛出救灾物资后，尽管其速度、飞行高度不变，但飞机的总质量减小，其动能、势能和机械能都要减小。【典例剖析】下列说法中，正确的是（）A．做功的过程就是能量转化或者转移的过程B．人类使用机械的目的就是为了省力，从而实现省功C．通过提高使用机械功率的办法，就可以提高其机械效率D．使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以机械效率总是小于100%【答案】AD【解析】A．钻木取火，通过做功将机械能转化为内能，能量发生了转化，原来静止的小球被运动的小球撞击而运动，通过做功使能量发生了转移，所以做功的过程就是能量转化或者转移的过程，故A正确；B．人类使用机械的目的有时是为了省力，有时是为了省距离，但使用任何机械都不能省功，故B错误；C．功率与机械效率之间没有必然的联系，所以提高机械功率，机械效率也不一定会提高，故C错误；D．有用功与总功的比值叫机械效率，而额外功是总功的一部分，由于要克服机械自重、克服摩擦等原因，使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以机械效率总是小于100%，故D正确。故选AD。六．如何判断机械能守恒？【方法技巧】判断机械能是否守恒的关键是看，在动能和势能相互转化的过程中是否有机械能损失。如果没有机械能与其它形式的能之间的转化，即没有空气阻力和摩擦等原因造成的机械能损失，机械能的总量是保持不变的。如果存在空气阻力和摩擦等，机械能的总量减小。【温馨提醒】：题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。【典例剖析】小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，若不计空气阻力，则下列说法中错误的是（）A．铁锁从开始出发到第一次达到最低点的过程中，动能转化为重力势能B．当铁锁摆到左侧最高点的瞬间，绳子断开，铁锁将沿竖直方向下落C．铁锁来回摆动过程中，绳子对铁锁的拉力不做功D．小明说“它打不着我”，因为铁锁在摆动过程中机械能守恒【答案】A【解析】A．出发到最低点的过程，位置降低，速度增大，重力势能转化为动能，故A错误，A符合题意；B．左侧最高点，速度为零，绳子断开在重力作用下，沿竖直方向下落，故B正确，B不符合题意；C．铁锁在拉力方向没有运动距离，不做功，故C正确，C不符合题意；D．因为不计空气阻力，机械能受力，所以回到释放位置时速度为零，打不到小明，故D正确，D不符合题意。故选A。什么是功的原理？【疑难诠释】使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。

在理想情况下，使用机械所做的功等于不使用机械所做的功。

在实际情况中，使用机械所做的功大于不使用机械所做的功。【温馨提醒】：我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械自重），使用理想机械做的功等于直接用手提重物所做的功：Fs=Gh。在实际情况下，Fs＞Gh。【典例剖析】1．下列说法中，正确的是（）A．做功多的机械功率一定大B．功率小的机械做功一定慢C．功率大的机械一定省力D．功率大的机械做功效率一定高【答案】B【解析】AB．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的机械做功一定快，功率小的机械做功一定慢，功率与做功多少和时间都有关系，不知道做功时间，无法确定功率的大小，故A错误，B正确；C．功率是表示做功快慢的物理量，功率的大小与是否省力没有直接关系，故C错误；D．功率是单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量。由公式功率的大小与做功多少和所用时间都有关系，机械效率，是有用功与总