第13章 功和机械能 学案-2025年河北中考物理一轮复习（含答案）

第十三章功和机械能

2022课程标准

结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。

❷知道机械功和功率。能用生活中的实例说明机械功和功率的含义。

知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化，能举例说明机械能和其

他形式能量的相互转化。

教材考点•深度梳理

考点一功、功率

功

⑴功的计算：功等于①与②的乘积，表达式:

⑵单位:④，符号为⑤；1J=1N-mo

藤三种不做功的情况

(1)不劳无功:物体没有受到力的作用，但由于惯性通过了一段距离。

⑵不动无功:物体受到力的作用，但没有移动距离。

(3)垂直无功:物体移动方向与力的方向垂直。

功率

(1)定义:在物理学中，把⑥与⑦之比叫做功率。

(2)公式及推导:P=@，若物体在力F的作用下以速度v匀速运动，由W=Rs,得尸量=

Fs

L。

(3)单位:基本单位是⑨，符号是⑩;1卜亚=⑪Wo

考点二动能、势能

动能

⑴定义:物体由于⑫而具有的能，叫做动能。

⑵影响因素:质量相同的物体，运动的速度越大,它的动能越⑬;运动速度相同的物体，⑭

越大，它的动能越大。

重力势能

⑴定义:物体由于受到重力并处在一定⑮时而具有的能，叫做重力势能。

⑵影响因素:物体的⑯越大，⑰越高，它具有的重力势能就⑱。

❸弹性势能

⑴定义:物体由于⑲而具有的能，叫做弹性势能。

⑵影响因素:物体的⑳越大,它具有的弹性势能㉑。

考点三机械能及其转化

机械能

定义:㉒、㉓和弹性势能统称为机械能。

机械能的转化

⑴转化的规律:减少的能量转化为增加的能量。

⑵人造地球卫星的能量转化:近地点一远地点:㉔能转化为㉕能;远地点一近地

点:㉖能转化为㉗能。

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㉘。

藤若有“在光滑斜面上滑动”，则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒;“在斜面上匀速下滑.

表示有能量损失一机械能不守恒。

教材图片•解读延伸

命题点:机械能及其转化

如图，蹦床运动员从高处落下，与蹦床面接触后,床面发生形变，运

动员的转化为蹦床的。

（人教八下图1L4-1）

命题点:机械能及其转化、惯性

如图,小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头

保持不动，铁锁向前摆去又摆回。在铁锁下摆过程中,能转

化为能;铁锁摆到最低点后继续上升，是因为；在铁

（人教八下图1L4-3）

锁摆动过程中，机械能总量________（选填“增大”“减小”或"不变’）。

命题点:机械能及其转化

•近地点

如图为人造卫星绕地球运动的椭圆形轨道。当卫星在远地点时,

动能，势能;（均选填“最大”或“最小”）当卫星由远

沅地点♦

地点向近地点运动时，动能，势能。（均选填“增大”或“减

（人教八下图11.4-6）

小”）

命题点:机械能及其转化

如图为自动回转的“魔罐”。橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和

底部，中间系一个小铁块，将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚

（人教八下图11.4-7）回来的原因是能转化为能。

重点难点•提升训练

重难点一功和功率的相关计算

而1第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器

人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m,用时2s,此过程中对物体做功

J,功率为Wo（g取10N/kg）

H图0D随

（2024.河北模拟）快递业务服务提升了生活质量，为了提高快递配送效率，可使用如图所示的物

流机器人完成快速智能配送。若空载时该物流机器人的重力为6xl03N,轮胎与地面的总接触面

积为0.2日,当该物流机器人完成所有配送任务后返回服务站时,在某平直道路上匀速行驶了

4x103m,用时1.2x103s,已知机器人匀速行驶时，牵引力为120N,g取10N/kgo求此过程中：

⑴机器人对水平路面的压强。

（2）机器人匀速行驶时牵引力所做的功。

（3）机器人匀速行驶时牵引力的功率。

重难点二机械能及其转化

’同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示,3-。一。表示实心球离开手之后的运动轨

迹。下列说法正确的是（）

C

B一一。一、

飞’X

A.实心球到达最高点C时，动能为零

B.实心球从BTC—D过程中，没有力对它做功

C.实心球从B-C过程中，动能减小,重力势能增大

D.不论是否考虑空气阻力,实心球在空中运动时机械能都守恒

H国耻随

2024年2月17日，第十四届全国冬季运动会（简称“十四冬”）在内蒙古呼伦贝尔正式拉开帷幕。滑

雪大跳台比赛中运动员在空中运动的轨迹如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

"b〃

A.运动员在a处和c处的重力势能相等

B.运动员从a处到b处重力势能转化为动能

C.从c处到d处的过程中,运动员的机械能变小

D.运动员滑离跳台后能在空中继续向前运动是因为受到惯性的作用

重点实验•完全突破

实验探究物体的动能跟哪些因素有关

实验装置图

A

实验器材

质量不同的钢球、木块、斜面等。

实验方法

⑴转换法:通过木块来反映钢球动能的大小。

(2)控制变量法

①探究动能的大小与速度的关系:让同一钢球从斜面的由静止释放,观察木块被推

动的距离。

②探究动能的大小与质量的关系:让质量不同的钢球从斜面的由静止释放,观察木

块被推动的距离。

❹实验结论

在物体的运动速度相同时，物体的质量越大，动能；在物体的质量相同时，物体的速度越大,

动能。

交流与反思

⑴控制钢球从斜面同一高度由静止释放:使钢球到达水平面时的相同。

⑵若水平面绝对光滑:木块将做运动，无法比较被推动的距离,不能得出实验结论。

⑶钢球在水平面上不能立即停下的原因:钢球具有。

(4)木块最终停止的原因:受到摩擦力的作用(力是改变物体运动状态的原因)。

(5)能量的转化:钢球从斜面某高度处运动到底端的过程中,能转化为动能;从斜面底

端直至停止的过程中，动能转化为能。

一^一一^100国缭________/

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次

实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸

盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

⑴要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球达到水平面的相同，为了达到这一目

的，所采取的具体操作方法是使铁球。

⑵选用甲、丙两次实验可以得出的结论是当物体质量相同时,。

⑶三次实验中，碰撞前动能最小的是图(选填“甲”“乙”或"丙”)中的铁球,原因是

（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面,让小车从斜面顶端由静止滑

下,比较在不同表面滑行的距离，如表所示，小车在三个表面克服摩擦力做功（选填“相等”

或“不相等”）;若水平面绝对光滑，小车将做_________运动。

表面毛巾棉布木板

摩擦力最大较大最小

小车运动距离最近较远最远

【补充设问】

（5）小欣同学通过观察纸盒移动的距离长短，来判断铁球动能的大小，这种研究方法是（选

填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑,本实验（选填“能”或“不能”）达到探究

目的。

（6）该实验中所探究物体的动能是指（选填“铁球'或"纸盒”）的动能。

⑺实验中若纸盒的重力为1N,水平移动的距离是30cm,则重力对纸盒做功为Jo

河北中考•真题体验

命题点一功和功率的相关计算

（2024.河北改编）如图1所示，在一次社会实践活动中,小明用一辆小车运送货物时，先后经过同

一平直路面上的甲、乙、丙三个地点，图2为运动路径示意图。小明先用水平推力p把装有货物

的小车从甲匀速推到乙,用时为白；在乙停车卸货用时为⑵再用水平推力尸将空车从乙匀速推到

丙用时为r3o两次推力做功之比为2：1,下列说法不正确的是（）

A.小明全程的平均速度为当

B.从乙到丙的过程中，小明的水平推力为警

2s2

c.从乙到丙的过程中，小明推力做功的功率为粤

2t3

D.若把空车从丙沿原路匀速推回到甲，推力做功为鲁X（S1+S2）

2s2

命题点二机械能及其转化

（2024.河北）2024年5月7日,河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。正在运输货物

的无人机如图，下列说法正确的是（）

A.无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小

B.无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变

C.无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零

D.无人机下降过程中,货物的动能一定增大

（2022.河北）2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞,经过三个多小

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

（2023・河北节选）如图所示,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币跳过木块。

跳起的硬币在上升过程中重力势能越来越，下降过程中动能越来越o

（2021.河北）如图所示是一幅撑竿跳高的图片。关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问

题。

（1）问题:运动员对竿的力的作用效果是什么?

回答:_________________________________

（2）请从机械能角度提出一个问题并回答。

问题:?

回答:______________________________________________________________________________

（2020.河北）蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置乃点是游戏

者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐

转化为能;游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的能逐渐增加;到达B点时

游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。

【详解答案】

教材考点•深度梳理

①力②物体在力的方向上移动的距离

③W=Ps④焦耳⑤J⑥功

⑦做功所用时间⑧?⑨瓦特⑩W

⑪1。3⑫运动⑬大⑭质量⑮高度

⑯质量⑰高度⑱越大

⑲发生弹性形变⑳弹性形变㉑越大

㉒动能㉓重力势能㉔动㉕重力势

㉖重力势㉗动㉘不变

教材图片•解读延伸

1.动能弹性势能

2.重力势动惯性减小

3.最小最大增大减小

4.弹性势动

重点难点•提升训练

重难点一

例1.500250

解析:对物体做的功为W=Gh=mgh=50kgxlON/kgxlm=500J,功率为尸=7=嘿=250W。

变式训练

1.解:(1)机器人对水平路面的压力：

3

Fffi=G=6xlON,

p3

机器人对水平路面的压强:p=T得祟=3x104pa。

(2)机器人匀速行驶时牵引力所做的功:W=Fs=120Nx4xl03m=4.8xl05J。

(3)机器人匀速行驶时牵引力的功率:尸¥=笠黑=400W=

重难点二

例2.C解析:实心球到达最高点C时，竖直方向的速度为0,但水平方向有速度，所以动能不为零，故A错误;实心

球从B-C-D过程中，受到重力作用而下降,重力对其做功，故B错误;实心球从B-C过程中，质量不变,速度变

小，动能减小，高度增加，重力势能增大,动能转化为重力势能，故C正确;不计空气阻力，则实心球在空中运动时的

机械能是守恒的，如果考虑空气阻力，实心球与空气摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故D错误。

变式训练

2.A解析:运动员在a处和c处的高度相同，所以重力势能相等，故A正确;运动员从a处到b处时，质量不变，速

度变小，动能变小，高度变大,重力势能变大，是动能转化为重力势能，故B错误;从c处到d处的过程中，不计空气

阻力,运动员的机械能守恒，保持不变，故C错误;惯性是一种性质，不能说受到惯性的作用，故D错误。

重点实验•完全突破

实验

3.(1)被推动的距离

(2)①不同高度②同一高度

4.越大越大

5.(1)速度(2)匀速直线(3)惯性(5)重力势内

即时演练

(1)速度从斜面的同一高度由静止滚下

(2)速度越大，动能越大

(3)丙纸盒被推动的距离最近

(4)相等匀速直线

⑸转换法不能(6)铁球(7)0

解析:(4)三次实验中同一小车从同一斜面顶端由静止滑下，到达水平面时的速度相同，即机械能相同,最终停下来,

是因为运动过程中小车克服摩擦力做功，机械能全部转化成了内能，所以小车在三个表面克服摩擦力做功相等。

由实验现象可知，水平面越光滑,小车受到的阻力越小，小车运动距离越远，在此实验的基础上推理得出,若水平

面绝对光滑，小车在水平方向上受到的阻力为0,将以恒定不变的速度永远运动下去，即做匀速直线运动。(5)通

过观察纸盒移动的距离长短来判断铁球动能的大小,体现了转换法的思想。根据牛顿第一定律，若水平面绝对光

滑，则纸盒不受摩擦力的作用，撞击后将保持匀速直线运动,实验将不能达到探究目的。(6)该实验研究的是铁球

动能的大小与速度和质量的关系。(7)纸盒在水平方向上移动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，

重力对纸盒做功为0Jo

河北中考•真题体验

1.A解析:小明全程的平均速度为故A不正确;从甲到乙的过程中,推力做的功为跖=国1,由两次推力

匕1十七2十七3

做功之比为患=爵=2：1,可知从乙到丙的过程中，小明的水平推力为尸=居，故B正确;从乙到丙的过程中，小明

C

推力做功的功率为尸=臀=妙=祟，故正确;若把空车从丙沿