功和机械能（7大题型）（解析版）-2025年中考物理专项复习

第13讲功和机械能

热点题型归纳

题型一判断力对物体是否做功

题型二功的计算

题型三功率的计算

题型四动能和势能的定义

题型五探究动能大小的影响因素

题型六探究重力势能大小的影响因素

题型七动能和势能之间的转化

考情分析

重难点

课标要求命题预测

1.结合实例，认识功的概念。用生《功和机械能》在中考常中常以选择L不做功的三种情况：有力无距

活中的实例说明机械功和功率的题（一般2分）、填空题（一般2离、有力但力的方向和距离垂直、

含义。分）、实验题（一般2〜6分）和计算有距离但无力。

题（一般8~12分）的形式出现。考查2、功率的应用：能够分析并解决

2.知道机械功和功率。用生活中的

情景可能会通过实际情境，来计算所与功率相关的实际问题，如计算

实例说明机械功和功率的含义。

做的功和功率或者通过物体在不同高机械的效率等。

度或速度下的机械能变化，来探究机、掌握机械能守恒定律及其应

3.通过实验，了解动能和势能的相3

互转化。举例说明机械能和其他形械能的转化与守恒，随着中考物理试用，即在没有外力做功的情况下，

式能量的相互转化。题的不断创新和改革，预测会出现一物体的机械能总量保持不变。

些新情境、新题型的考查。

题型分类•举一反三

题型一判断力对物体是否做功

【典型例题剖析】

【例1】（2024•江苏常州•中考真题）起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m,再悬停6s,起重机对重

物做功情况是（）

A.提升过程做了功，悬停过程做了功B.提升过程不做功，悬停过程不做功

C.提升过程不做功，悬停过程做了功D.提升过程做了功，悬停过程不做功

【答案】D

【详解】做功的两个必要条件：L有力作用在物体上，2.物体在力的方向上通过一段距离。故起重机将1000N

的重物先竖直向上匀速提升3m过程中，起重机对物体做功，再悬停6s过程中，有力作用在物体上，物体在力

的方向上没有通过一段距离，故起重机对重物不做功，故D符合题意，ABC不符合题意。

故选D

【中考考点对接】

1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。

2、我们要注意不做功的三种情况：

（1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。

（2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用（如物体因惯性而运动），此情况叫“不劳

无功”。

（3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直（如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动），

此情况叫“垂直无功”。

【解题能力提升】

1.要理解力做功的必要因素.与之对应的不做功的情况。

2.不做功的三种情况：有力无距离也叫“劳而无功”、有距离无力也叫“不劳无功”、力和距离垂直也叫

“垂直无功”。

【跟踪变式训练】

【变式1-1]（2024•四川巴中•中考真题）足球是全世界参与度最广的体育运动之一，如图是几个同学踢足球的

场景。下列说法正确的是（）

A.足球在空中运动时不受重力的作用

B.足球被踢时会微微变形，说明力可以改变物体的形状

C.足球在水平地面上滚动时，其重力做了功

D.足球离开脚后还能继续运动，是由于受到惯性作用

【答案】B

【详解】A.地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用，这是重力的基本性质。因此，足球在空中运动时，

同样受到重力的作用。故A错误；

B.力的作用效果之一就是改变物体的形状。当足球被踢时，它受到脚的作用力，从而发生微微变形。这说

明力确实可以改变物体的形状。故B正确；

C.功的定义是力与在力的方向上移动的距离的乘积。当足球在水平地面上滚动时，虽然它受到了重力的作

用，但重力方向是竖直向下的，而足球是在水平方向上移动的。因此，重力并没有在足球移动的方向上做功。

故C错误；

D.惯性是物体保持其运动状态不变的性质，它不是一种力，也不是一种作用。因此，我们不能说足球受到

惯性作用。足球离开脚后还能继续运动，是因为它具有惯性，会保持原来的运动状态不变。故D错误。

故选Bo

【变式1-2】如图所示是篮球运动员比赛时的情景。运动员把飞来的篮球接住，说明力可以改变物体的;

篮球离开手后，手对篮球（选填"做功"或"不做功”）。

石一

八或5里彳，£

【答案】运动状态不做功

【详解】⑴运动员把飞来的篮球接住，篮球从运动到静止，篮球的运动状态发生了改变，说明力可以改变

物体的运动状态。

⑵篮球离开手后，手对篮球没有力的作用，故手对篮球不做功。

【变式1-3】如图所示是一把弹弓，将橡皮筋拉开后松手，橡皮筋内包裹的小石头能被弹射很远。橡皮筋被拉开

表明力可以。小石头离开橡皮筋在空中飞行的过程中，弹力对它（选填"做功"或"不做功”）。

【答案】改变物体的形状不做功

【详解】⑴橡皮筋被拉开，形状发生了变化，表明力可以改变物体的形状。

⑵小石头离开橡皮筋在空中飞行的过程中，虽然通过了一定距离，但此过程中不再受到弹力的作用，所以

弹力对它是不做功。

题型二功的计算

【典型例题剖析】

【例2】（2024•辽宁•中考真题）质量为50kg的甲同学站在水平冰面上，与冰面接触的总面积为0.05m2。甲同学

用40N的水平推力推坐在冰车上的乙同学，沿直线前进10m。g取10N/kg。求：

Cl）甲受到的重力大小；

（2）甲站立时对冰面的压强；

（3）甲推乙过程中，推力做的功。

【详解】解：（1）甲受到的重力大小为

G=mg=50kgxlON/kg=500N

（2）甲站立时对冰面的压强为

（3）甲推乙过程中，推力做的功为

*人=40Nxl0m=400J

答：（1）甲受到的重力大小为500N；

（2）甲站立时对冰面的压强为lxl（）4pa;

（3）甲推乙过程中，推力做的功为400J。

【中考考点对接】

1、公式法：W=FS,其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米）。

2、功率法：功跟完成这些功所需时间的比值，叫做功率.对于一段时间内外力的功，有时可以直接利用W=Pt

求出功。

【解题能力提升】

理解计算功的方法，尤其要把握好知识点，熟悉公式的变形求功，然后才能正确运用这些规律和原理进行分析

或计算，并通过练习和运用达到对物理知识的进一步理解和掌握.初中物理关于功的计算公式有多个，它们之

间有什么区别，如何正确运用是解题关键。

【跟踪变式训练】

【变式2-1］（2024・四川乐山・中考真题）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从/点运动6m到达8点时

轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在。点。若运动员对冰壶的水平推力为9N,冰壶运动中受到水平方

向的阻力，大小恒定为1.5N。从/点到。点冰壶沿直线运动中（）

冰壶赛场俯视图

A.推力对冰壶做功为270JB.推力对冰壶做功为324J

C.冰壶克服阻力做功为54JD.冰壶克服阻力做功为45J

【答案】C

【详解】AB.冰壶从4点运动6m到达2点的过程中受到推力，则推力对冰壶做功为

W=Fs=9Nx6m=54J

故AB不符合题意；

CD.冰壶全程都受到阻力，则冰壶克服阻力做功为

W'=/s'=1.5Nx（6m+30m）=54J

故C符合题意，D不符合题意。

故选C。

【变式2-2】如图M0是相同水平地面，物体在M点受到5N的水平推力，推不动；增大推力为10N,仍然推不

动，此时物体受到摩擦力大小为No增大推力为15N,使物体开始运动，当运动到N时将推力减小

为12N,物体开始做匀速直线运动，则物体在段的合力为N。到达尸点时，撤去推力，施加8N

水平向左的拉力，物体又滑行2m静止在Q点，则物体在PQ段摩擦力做的功为J0

Q

【答案】10324

【详解】⑴当物体受到10N水平推力时静止，根据二力平衡，受到的摩擦力和水平推力是平衡力，故摩擦

力等于10No

⑵增大推力为15N,使物体开始运动，当运动到N点时物体开始做匀速直线运动，此时受到推力为12N,

滑动摩擦力与推力二力平衡，户12N,方向水平向左；由于滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，物

体在和NP段运动时，压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以物体所受的摩擦力相同，则物体在

段的合力为

尸冷=15N-12N=3N

⑶滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，与物体的运动速度无关，在压力和接触面粗糙程度

不变时，滑动摩擦力大小不变，所以物体在尸。段受到的摩擦力大小仍为12N,则在尸0段摩擦力做的功为

^f^/S=12Nx2m=24J

【变式2-3】(2024・四川广安・中考真题)周末，小成同学骑自行车前往离家较近的邓小平图书馆研修学习。在

某段平直的公路上，其运动的Vt图像如图所示。已知小成和自行车总重力为600N,运动时所受阻力大小

恒为总重力的0.2倍；

(1)求自行车在匀速直线运动时所通过的路程；

(2)如果自行车在前10s内所通过的路程为30m,那么自行车在0~50s内克服阻力所做的功为多少？

【详解】解：(1)由图可知，自行车从第10s开始做匀速直线运动，速度为5m/s,所以自行车在匀速直线

运动时所通过的路程

5=vt=5m/sx(50s-10s)=200m

(2)运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍，自行车在0~50s内克服阻力所做的功

W=/s-=0.2Gs-=0.2x600Nx(30m+200m)=27600」

答：(1)自行车在匀速直线运动时所通过的路程为200m；

(2)自行车在0~50s内克服阻力所做的功为27600J。

—

题型三功率的计算

【典型例题剖析】

【例3】(2024・山东济南・中考真题)如图所示是一辆无人配送车。若该无人配送车装运快递后的总重为6000N,

在某小区的平直道路上匀速行驶了60m,用时40s,此过程中受到的牵引力为600N,轮胎与地面接触的总

面积为gOOcinL通过计算回答：该无人配送车在40s的时间里；

⑴对水平地面的压强是多少？

⑵牵引力做功是多少？

⑶牵引力做功的功率是多少？

【详解】（1）无人配送车装运快递后的总重为6000N,轮胎与地面接触的总面积为800cm，则对水平地面

的压强

£6000JxM

S800cm2800xl0-4m2

（2）无人配送车在某小区的平直道路上匀速行驶了60m,受到的牵引力为6OON,则牵引力做功

W/=Fs=600Nx60m=3.6xl04j

（3）用时40s,则牵引力做功的功率

【中考考点对接】

1、功率的公式：P=—（其中P表不功率，W表不功，t表不时间）。

2、计算功率的另一个公式：P^Fv,即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F

所做的功的功率可表示为Fv.（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。

wwFs

a.推导：由尸=一，联立W=Fs,得尸=一-P=—=Fvo

ttt

由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。

b.应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。

【解题能力提升】

1.功率的定义式是指平均功率，即在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。

2.利用公式P=Fv时要注意以下几点：a.拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；b.计算时，v的

单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w；c.速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉

力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时，应用此公式解题会更简便。

【跟踪变式训练】

【变式3-1］（2024•四川眉山•中考真题）如图甲，粗糙程度不变的水平地面上，物体受到水平向右拉力。拉力

大小随时间变化的关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是（）

A.4~6s,物体运动路程为18mB.4-6s,拉力下的功率为12W

C./=ls时，物体受到摩擦力大于2ND.拉力为6N时，物体做匀速直线运动

【答案】B

【详解】A.由丙图可知，4~6s物体做匀速直线运动，速度为3m/s,物体运动路程为

s-vt=3m/sx2s=6m

故A错误;

B.4~6s物体做匀速直线运动，速度为3m/s,拉力的大小为4N,根据尸=网可知，拉力厂的功率为

P=Fv=4Nx3m/s=12W

故B正确;

C.f=ls时，物体静止不动，受力平衡，物体受到摩擦力等于拉力为2N,故C错误;

D.由图可知，在2~4s拉力为6N,物体速度不断增大，做加速运动，故D错误。

故选Bo

【变式3-2］（2024•内蒙古赤峰•中考真题）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重1.2X10&N的施工材料匀速

吊上6m高工作台，用了:10s。施工材料上升的速度是m/s；起重机对施工材料做功J,

做功的功率是W。

【答案】0.67.2xl047.2xl03

【详解】⑴施工材料上升的速度

v=£=黑=0.6m/s⑵起重机对施工材料做的功

t10s

W=G/）=1.2X104NX6m=7.2xl04j⑶起重机做功的功率

p=E=7.2xlO-J=72xio3w

t10s

【变式3-3］（2024•内蒙古包头•中考真题）如图，装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动，收割机

每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为5x103kg,车轮与地面总接触面积为0.5m2,车受到的

阻力为车总重力的0.2倍。（g取10N/kg,收割开始时车为空载状态，设装载车始终在水平地面上，不计空

气阻力）求

（1）装载车1分钟内走过的路程；

（2）装载车空载时对地面的压强；

（3）装载车工作多长时间功率达到30kW。

【详解】解：（1）装载车1分钟内走过的路程s=可=2m/sx60s=120m

（2）装载车空载时对地面的压力尸=G=机g=5x1kgx1ON/kg=5x1O,N

装载车空载时对地面的压强0=：=急黑=lxlO5Pa

（3）装载车功率达到30kW时，受到的牵引力为

F=P=3X10^=15><104N

v2m/s

装载车匀速行驶，处于平衡状态，受到的阻力与牵引力相等，即

/=F=1.5X104N

因车受到的阻力为车总重力的0.2倍，故

4

/=0.2Ge=1.5xl0N

车和粮食的总重力为

4

f_1,5X10N4

G怠02-02=7.5X10N

粮食的总重力

G粮=G&-G空=7.5xl0"N-5xl03kgxl0N/kg=2.5xl()4N

粮食的质量

Qg_2.5X104N

=2.5xl03kg

g1ON/kg

由题意可知，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上，则装载车工作的时间

2.5>l()3kg

=50min

50kg

答：（1）装载车1分钟内走过的路程为120m；

（2）装载车空载时对地面的压强为105pa；

（3）装载车工作50min功率达到30kW„

题型四动能和势能的定义

【典型例题剖析】

【例4】2024年春节前后的连续大雪天气里，城市道路上能看到许多抛洒融雪剂的车辆，融雪剂能有效降低雪

的，在水平路面上匀速行驶的车辆在抛洒融雪剂的过程中，其动能（选填"增大""不变"或"减

小"）。

【答案】熔点减小

【详解】⑺⑵抛洒的融雪剂，相当于在雪中掺入杂质，可以降低积雪的熔点，防止道路结冰。在水平路面

上匀速行驶的车辆在抛洒融雪剂的过程中，速度不变，质量减小，动能减小。

【中考考点对接】

1、动能

（1）概念：物体由于运动而具有的能,叫做动能。一切物体都具有动能。

（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。

（3）单位：焦耳（J）。

2、势能：弹性势能和重力势能统称为势能。

（1）重力势能

①概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。

②影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势

能就越大。

③单位：焦耳（J）,重为1N的物体（质量约为0.1kg）,被举高1m时所获得的能量，就是1J。

（2）弹性势能

①概念：物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。

②影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。

③单位：焦耳（J）。

【解题能力提升】

判断物体具有什么形式的能应依据动能、重力势能和弹性势能的定义来完成。另外，一个物体可以只具有一种

形式的能，也可以同时具有多种形式的能。

【跟踪变式训练】

【变式4-1】如图所示，投石车是抛射石弹的大型人力远射兵器。工作时，投石车的短处绑着重物，长端顶处用

木碗载石头并系一长绳，拉长绳把碗拉下来，将石弹放在碗处。投射命令下达时松开绳子，短处重物的重力

把长端迅速上扬，将石弹抛出。下列说法不正确的是（）

瓜4

A.投石车是利用杠杆原理抛射石弹的

B.抛射石弹前后，投石车对地面的压强不变

C.石弹被抛出的瞬间，由于力的作用是相互的，石弹将获得更大的速度和动能

D.若所抛投石弹重力不变，投石机长端和短处长度之比越大，短处所需重物的质量越大

【答案】B

【详解】A.抛石车使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，利用杠杆原理抛射石弹的，故A正确，不符

合题意；

B.抛射石弹前后，投石车对地面的压力不同，受力面积不变，由P=g可知，对地面的压强不同，故B错误,

符合题意；

C.石弹被抛出的瞬间，石弹给木碗一个力的作用，由于力的作用是相互的，木碗给石弹一个力的作用，石弹

获得更大的速度，具有更大的动能，故c正确，不符合题意；

D.若所抛投石弹重力不变，投石机长端和短处长度之比越大，由杠杆平衡条件可知

4=粤短处所需重物的重力越大，由6=加8可知短处所需重物的质量越大，故D正确，不符合题意。

/短G石

故选B。

【变式4-2］（多选）长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大贡献。2024年1月17日，搭载天舟七号

货运飞船的长征七号遥八运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭加速上升的过程中，天舟七号货运

飞船（）

A.动能增大B.质量变大

C.运动状态改变D.受平衡力的作用

【答案】AC

【详解】AB.火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船的位置发生了变化，但其所含物质的多少没有变化,

所以质量不变；同时其速度增大，动能增大，故A正确，B错误；

CD.火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船的速度大小改变，运动状态改变，因而受力不平衡，故C正

确，D错误。

故选ACo

【变式4-3】2023年10月31日，“神舟十六号”飞船从空间站成功返回地球。返回舱穿过大气层加速下落过程中,

重力势能,动能-（均选填"变大""变小"或"不变"）

【答案】变小变大

【详解】⑴⑵返回舱加速下落的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小。

题型五探究动能大小的影响因素

【典型例题剖析】

【例5】（2024•陕西・中考真题）请完成下列填空。

mL

|="1OO

三

三9O

一8O

-

三7O

吹

-

三

一

一50

三

-一40

三30

』20

三

-10

三

-一

三

-一

三

一

（1）如图-1,量筒中液体的体积为mL；

（2）如图-2,是某固体熔化前后温度随时间变化的图像，分析图像可知该固体是（选填"晶体"或"非

晶体”）;

（3）如图-3,在“探究动能大小与哪些因素有关"的实验中，将质量相同的小球从同一斜面的不同高度由静

止释放，比较纸盒被推动的距离可知：质量相同的物体，速度越大，动能越o如果要探究动能大小

与物体质量的关系，应该将质量不同的小球从同一斜面的（选填"相同"或"不同"）高度由静止释放,

比较纸盒被推动的距离。

【答案】60晶体大相同

【详解】（］）田如图-L量筒的分度值为2mL,液体的体积为60mL。

（2）⑵根据图-2固体熔化前后温度随时间变化的图像知，有一段时间吸热但温度保持不变，分析图像可知

该固体是晶体。

（3）⑶⑷物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个

因素不变。如图-3,在"探究动能大小与哪些因素有关"的实验中，根据小车被撞击通过的距离来表示小球的

动能大小，将质量相同的小球从同一斜面的不同高度（释放的高度越高，小球到达水平面的速度越大）由静

止释放，比较纸盒被推动的距离可知：质量相同的物体，速度越大，动能越大。如果要探究动能大小与物体

质量的关系，要控制小球的速度相同，应该将质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止释放，比较纸盒

被推动的距离。

【中考考点对接】

1、动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量,二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动

的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小，具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小

动能越小。

【解题能力提升】

1.分析物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体运动速度两个因素的变化情况，不能只考虑

其中的一个方面，特别是忽略物体质量的变化。例如：公路上匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，虽然速度大

小没有变化，但是洒水车的动能在减小，这是因为洒水车的质量在不断减小。

【跟踪变式训练】

【变式5-1］在"探究动能大小与哪些因素有关"的实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞

击水平面上的同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法中正确的是（)

A

A.该实验中研究的动能是指木块的动能

B.用小车代替木块更便于得到实验结论

C.木块被撞后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力相同

D.该实验的目的是探究物体动能的大小与高度的关系

【答案】C

【详解】A.该实验中研究的动能是铁球的动能，探究铁球动能与质量和速度的关系，故A错误；

B.小车与接触面的摩擦属于滚动摩擦力，摩擦力较小，不容易停下来，不便于得到实验结论，故B错误;

C.木块被撞击后滑行距离不同，但木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度都相同，木块对滑行时所受摩擦

力相同，故c正确；

D.实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，使小球到达斜面底端的速度不同，是探究铁

球动能的大小与速度的关系，故D错误。

故选C。

【变式5-2］在探究"物体动能的大小与哪些因素有关"的实验中。让同一小车从斜面的不同高度由静止释放，撞

击斜面底端的木块，比较木块移动的距离，这是为了探究对动能的影响；实验中若木块质量较大，

可能会导致,为了解决此问题，从实验操作方面提出一种改进的方法=如图是某同学实验

时的情景，请指出他操作中的错误是O

【答案】速度见解析增大小车下滑的高度没有控制木块的位置相同

【详解】田让同一小车从斜面的不同高度由静止释放，小车到达水平面时的初速度不同，所以探究的是速

度对动能的影响。

⑵若木块的质量较大，对水平面的压力较大，滑动摩擦力较大，木块在水平面上移动的距离较小，实验现

象不明显。

⑶为了解决此问题，可以让小车从更高的位置滑下或者增大小车的质量，使小车具有更大的动能，增大小

车对木块做的功，使木块获得更大的机械能，延长在水平面上移动的距离；也可以通过减小水平面的粗糙程

度，减小木块与水平面间的摩擦力，从而延长在木块水平面上移动的距离。

⑷由图可知，两图中木块的位置不同，没有控制变量，所以操作错误之处是：没有控制木块的位置相同。

【变式5-3](2024•吉林长春・中考真题)在"研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中。实验器材如下：带有合

页的长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计。

(1)如图甲所示，将木块放在水平放置的长木板上，用弹簧测力计沿方向拉动木块做匀速直线运动，

读出弹簧测力计的示数，则滑动摩擦力为N；

(2)将小球放在木块的凹槽内，重复(1)的操作，弹簧测力计的示数比(1)中的大。说明当接触面粗糙

程度相同时，滑动摩擦力的大小与有关；

(3)请在图甲中画出木块所受摩擦力的示意图；

(4)利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系，如图乙所示。

①进行实验时，为改变小球在水平面上开始运动的速度，应使小球从同一斜面上的高度由静止滚下；

②小球在同一斜面上的位置越高，滚下时木块被撞得越远，实验表明，质量相同的小球，运动的速度越大,

动能;

③请根据上述结论，对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议：。

【答案】水平0.8压力

11111111111■

11111|TTTTp

户喋N广厂亡^^不同越大严禁超速行驶

【详解】（1）⑴⑵测量滑动摩擦力的实验原理是二力平衡，必须沿水平方向匀速拉动木块才会使木块所受

摩擦力和拉力成为一对平衡力，此时弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小，由图可知此时摩擦力为

（2）⑶把小球放在木块凹槽内，增大了木块对木板的压力，发现弹簧测力计示数变大，故可以看出滑动摩

擦力的大小与压力大小有关。

（3）⑷摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，方向相反。如图所示：

户0.8N

（4）⑸为使小球到达水平面时速度不同，应让小球从不同高度滚下，高度不同，重力势能不同，到达水平

面时转化成的动能也不同，故速度不相同。

［6］由题意，木块被撞得越远，说明小球所做的功越多，动能越大。

⑺上述结论表明动能大小与速度大小有关，在交通安全方面应该禁止超速行驶。

题型六］探究重力势能大小的影响因素

【典型例题剖析】

【例6】小明和同桌利用一块面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究:

问题一：压力的作用效果与哪些因素有关；

问题二：重力势能的大小与哪些因素有关。

①②③

瓶子放在面团上瓶子从高处落入面团中

⑴实验①②③是为了探究(选填"问题一"或"问题二")。

(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与是否有关。

⑶《民法典》中规定："禁止从建筑物中抛掷物品。""高空抛物"危害性大的原因，可通过分析实验得

出的结论来解释。

【答案】⑴问题一

(2)质量

⑶⑤⑥

【详解】(1)实验①②受力面积相同，压力不同，所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系；②③

的压力相同，受力面积不同，探究的是压力的作用效果与受力面积的关系；所以①②③探究的是问题一。

(2)实验④⑤中，物体落下的高度相同，物体的质量不同，质量越大，下陷的深度越深，具有的重力势

能越大，所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关。

(3)实验⑤⑥中，物体的质量相同，物体落下的高度不同，高度越高，物体下陷的深度越深，具有的重

力势能越大，故分析⑤⑥可以得出结论为：在质量一定时，高度越高，重力势能越大，因此可通过分析实

验⑤⑥得出的结论来解释。

【中考考点对接】

1、重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的直度。当物体的质量一定

时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零

势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小，物体的质量越大，举得越

高，其重力势能就越大。

2、弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质,另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相

同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同

的弹簧弹性势能不同。

【解题能力提升】

1.分析物体重力势能大小变化时，要同时考虑物体的质量和物体所处的高度两个方面。

2.分析物体弹性势能大小变化时，要考虑形变的程度。

【跟踪变式训练】

【变式6-1］在探究"重力势能的大小与哪些因素有关"的实验中，重物的质量关系为%=啊力机c，木桩相同，

木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是

()

□deA

flf?pB□nc

甲乙

A.重物下落时，重物的重力势能转化为动能

B.木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小

C.比较A、B可知，重物下落的高度越高，重力势能越大

D.若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则，出＞叫

【答案】D

【详解】A.重物下落时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重物的重力势能

转化为动能，故A正确，A不符合题意；

B.根据转换法的思想，可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，故B正确，B不符合题意；

C.根据控制变量法的思想，A、B的重力相同，下落的高度不同，比较乙图可知B木桩下降深度深，即重力

势能大，所以可以得出重物下落的高度越高，重力势能越大，故C正确，C不符合题意；

D.B、C将木桩打入沙中的深度相同，说明B、C的重力势能相同，C下落的高度小，因此质量大，所以

mB＜mc,故D错误，D符合题意。

故选D。

【变式6-2］如图，已知吗=吗＜加3,木桩进入沙中的深度越深，说明物体对木桩做的功:比较。、6可知,

物体重力势能的大小与物体的有关；要研究重力势能是否与物体的质量有关，应对比两次实验的

结果。

m2

abc

【答案】越多高度。和c

【解析】【小题1】⑴物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功

越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转

换法。

⑵由a、6两图可知，物体的质量相等，从不同高度落下，物体落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的

重力势能越大，说明重力势能与高度有关。

[3]比较a、c两图可知，物体的质量物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力

势能与质量有关。

【变式6-3】小刚在探究"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。如图所示，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。如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)观察甲和乙两组实验，可以验证猜想，得出结论：当物体时，物体所处高度越大，重力势

能越大；

(4)通过比较(选填"甲和乙"、"乙和丙”或"甲和丙”)两图，可得出的结论是：物体所处高度相

同时，物体，重力势能越大。

□m□1.5加

【答案】重物桌腿陷入沙子的深度质量相同乙和丙质量越大

【详解】(1)口]让重物从高处落下，探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中，探究的是重物的重力势

能。

(2)⑵实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的，桌腿进入沙堆越深，说明物体做的

功越多，它具有的重力势能越大，运用了转换法。

(3)⑶根据控制变量法的思想，研究重力势能与高度的关系要控制质量相同，比较甲、乙两图，物体的质

量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿进入沙子较深，说明它的重力势能较大，可以得出：物体的质量相同

时，所在高度越高，重力势能越大。

(4)[4]⑸探究重力势能与质量的关系时，应保持物体的高度相同。乙和丙两图满足实验要求；丙图质量大,

桌腿进入沙子较深，说明物体所处高度相同时，物体质量越大，重力势能越大。

题型七动能和势能之间的转化

【典型例题剖析】

【例7】（2024•江苏无锡・中考真题）如图所示，将摆球从/点静止释放，经过最低点。到达2点，/、3两点

等高，摆球到达3点时动能为J;摆球从/点到。点的过程中，能转化为动能。整个过程中，摆

球的机械能大小（选填"不变"或"减小"）。

【答案】0重力势不变

【详解】田小球在4点时静止，动能为零，从/点由静止释放，能达到与/点等高的3点，说明没有能量

损失，即机械能守恒。由于8点与/点等高，重力势能相等，所以3点动能与/点相同也为0。

[2]摆球从4点运动到。点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐

渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。

[3]如图所示，摆球由/点静止释放，经过最低点。到达8点，/、8两点等高。说明摆球在运动过程中没有

能量损失，整个过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，因此摆球的机械能不变。

【中考考点对接】

1、在一定的条件下，动能和重力势能之间可以想互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过

程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。

2、在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化

为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。

3、机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能

守恒。

【解题能力提升】

1.机械能守恒必须是只有动能与势能的转化，只有在不计摩擦、空气阻力时才会守恒，只有在太空中飞行

的卫星不受空气阻力，机械能真正守恒。

2.分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。

3.通过物体的速度、所处高度、弹性形变程度的变化判定物体动能、重力势能、弹性势能的大小变化，能

量总是从逐渐减小的那种向逐渐增加的那种转化。

【跟踪变式训练】

【变式7-1]（2024•内蒙古通辽•中考真题）小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，如图。下列关于她

的机械能说法正确的是（）

A.动能增大，机械能增大B.重力势能增大，机械能增大

C.动能减小，机械能不变D.重力势能减小，机械能增大

【答案】B

【详解】小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，质量不变，速度不变，则动能不变；高度升高，则

重力势能增大；由于机械能为动能与势能之和，所以机械能增大，故B正确，ACD错误。

故选B„

【变式7-2]（2024•内蒙古呼和浩特•中考真题）如图所示，海天同学将小球由。点静止释放，小球在管道内沿

abed运动,M段和加段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，6点与1点等高。下列说法正确的是

（）

A.从a到c的过程中，小球重力势能不变

B.小球在c、d两点的动能可能相等

C.从。到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大

D.从a到d的过程中，小球机械能守恒

【答案】B

【详解】A.。点略高于c点，从。到c的过程中，小球重力势能先变小，后变大，。点的重力势能大于c点

的重力势能，故A错误；

B.cd段内壁粗糙，小球从c点到，点克服摩擦阻力，小球的机械能减小，小球在c点的机械能大于d点,

小球在c点的重力势能大于d点，因此c、4两点的动能可能相等，故B正确；

CD.6点与d点等高，6点与4点的重力势能相同，从。到d的过程中，用段和6c段内壁光滑，ac段机械

能守恒，cd段由于小球克服摩擦阻力，小球的机械能减小，机械能不守恒，小球在6点的机械能大于d点,

小球运动到6点时，动能最大，故CD错误。

故选B。

【变式7-3］（2024•青海,中考真题）2022年12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，返

回舱在减速着陆过程中，重力势能0如图所示，当返回舱静止在水平地面时，所受重力和地面对它的一

是一对平衡力。

【答案】减小支持力

【详解】田返回舱在减速着陆过程中，质量不变、高度减小，重力势能变小。

［2］如图所示，当返回舱静止在水平地面时，受力平衡，所受重力和地面对它的支持力是一对平衡力。

综合过关检测

1.（2024,黑龙江鸡西•中考真题）2024年6月2日，嫦娥6号在月背南极艾特肯盆地成功着陆，是我国探月工

程又一里程碑事件。关于嫦娥6号说法正确的是（）

A.在下落过程中，机械能减小

B.着陆后，质量变小，惯性变小

C.在下落过程中，相对于月球表面是静止的

D.四只宽大的脚，是为了增大压强

【答案】A

【详解】A.嫦娥6号在下落过程中，与空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A正确；

B.着陆后，质量不变，惯性不变，故B错误；

C.在下落过程中，嫦娥6号相对于月球表面的位置发生改变，是运动的，故C错误；

D.四只宽大的脚，是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，故D错误。

故选Ao

2.（2024•山东滨州•中考真题）以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》，其中说法正确的是（）

A.图甲"轧蔗取浆"中，牛拉"犁塘"匀速转动的过程中，其运动状态保持不变

B.图乙“湿田击稻”中，用力甩稻秆，稻粒落入木桶中，是因为受到惯性力

C.图丙“北耕兼种"中，楼下端的"戴尖”是通过减小受力面积来增大压力的

D.图丁"长流漂米"中，水从高处流下，水的重力势能转化为动能

【答案】D

【详解】A.图甲"轧蔗取浆"中，牛拉"犁塘”匀速转动的过程中，其运动方向不断变化，因此运动状态改变,

故A错误；

B.图乙"湿田击稻"中，用力甩稻秆，稻粒落入木桶中，是因为其具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性,

故B错误；

C.图丙"北耕兼种"中，楼下端的"^尖”是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C错误；

D.图丁"长流漂米”中，水从高处流下，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能增大，因此水

的重力势能转化为动能