上海中考物理重难点复习专练：机械功、机械能 （解析版）

专项三机械和功

重难点07机械功机械能

知识梳理

―7

一、机械功

1.机械功：一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了一段距离，物理学上称这个力对

物体做了机械功，简称做了功。。

2.公式表达：W=Fs,条件：尸与s必须是在同一条直线上。

功的单位是“焦耳”(J)。把两个鸡蛋举高1m所做的功大约是1J；

3.机械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。

不做功的三种情况

①力不为零，在力的方向上通过的距离为零；

②距离不为零，作用在物体上的力为零；

③力和距离都不为零，但力和距离的方向垂直。

4.功率：描述物体做功快慢的物理量，单位时间内做的功叫做功率。

注意：功率大的做功一定快，做功不一定多。

5.公式表达：P=W/t,当物体做匀速运动时，P=Fv.

6.功率的单位是瓦特(W),常用单位是千瓦(kW),lkW=1000W

二、机械能：

1.物体能够做功，表示这个物体具有能或具有能量

2.动能：物体运动时具有的能量叫做动能，运动物体的速度越大，质量越大，其动能就越大。

3.重力势能：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能，物体质量越大，举得越高，其重

力势能就越大。

4.物体的动能和势能统称为机械能，物体的动能和势能之间可以相互转化，动能可以转化为

势能，势能可以转化为动能。

命题管势

、考试内容与要求

1.功。（B）

2.功率。（B）

3.动能。（A）

4.势能。（A）

5.动能与势能的相互转化。（A）

【试题研究】功和功率是核心概念，是学生第一次接触到的物理学中的过程量，根据教学要

求，中考主要考察功和功率的计算，在机械能中简单考察了动能、势能及其转化过程。

【例题分析】

例1.（2022•上海中考）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中能量转

化的顺序为（）

A.动能一重力势能一电能B.重力势能一动能一电能

C.电能一重力势能f动能D.重力势能一电能一动能

【答案】B

【解析】解：瀑布从高峰倾泻而下，将重力势能转化为动能，驱动发动机转动发电，又将

动能转化为电能，所以能量转化是重力势能一动能一电能。

故选：Bo

例2.（2022•上海中考）用大小为5牛的水平方向的拉力F使重力为20牛的物体在10秒

内匀速运动10米，求这段时间里物体拉力F做的功W和功率P»

【答案】见解析

【解析】解：物体拉力F做的功W=Fs=5NX10m=50J,

拉力F的功率P=手=黑=5W。

答：拉力做的功是50J；拉力的功率5W。

例3.（2021•上海中考）火箭加速上升过程中，相对于地面是；火箭的重力势

能，惯性o（不考虑质量变化）

【答案】运动的；增大；不变。

【解析】解：

（1）火箭加速上升过程中，其相对于地面的位置在不断发生变化，则火箭相对于地面是运

动的；

（2）火箭加速上升的过程中，其质量不变，高度增大，所以火箭的重力势能增大；

（3）惯性大小只与物体的质量有关，因火箭的质量不变，则它的惯性不变。

故答案为：运动的；增大；不变。

例4.（2020•上海中考）物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10秒

内前进了20米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。

【答案】见解析

【解析】解：拉力做的功：

W=Fs=10NX20m=200J；

拉力的功率：

p=JV=200/

t10s

答：此过程中拉力做的功为200J,功率为20W。

例5.（2020•上海中考）2020年5月，我国新一代载人飞船试验船返回舱成功返回。在返

回舱降落的过程中，以地面为参照物，返回舱是的（选填“运动”或“静止”），

舱内物体的重力势能,其惯性（后两空均选填“增大”“不变”或“减

小”）。

【答案】运动；减小；不变。

【解析】解：在返回舱降落的过程中，以地面为参照物，返回舱相对于地面发生了位置的

变化，所以返回舱是运动的。

物体的重力势能与物体的质量和距离参照面的高度有关。返回舱降落的过程中，舱内物体

的质量不变，高度减小，所以，舱内物体的重力势能减小。

惯性是物体本身固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，降落过程中，舱内物体的

质量不变，所以惯性不变。

故答案为：运动；减小；不变。

例6.（2019•上海中考）如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和滑轮重力。

分别用力Fi、F2匀速提起重为10牛的物体，图_________中的滑轮可以看作等臂杠杆；图

（b）中力F2的大小为牛；图（a）中物体被竖直提升1米过程中，力F1所做的

(b)

【答案】（a）；5；IO0

【解析】解：由图知，（a）不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；（b）是动滑

轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆；

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不计滑轮重和摩擦，能省一半力，拉力F2=今3=/X1ON=5N；

当物体上升1米的过程中，A中绳子的拉力Fi=G=10N,绳端向下移动的距离s=lm,力

F1所做的功：W=Fis=10NXlm=10J。

故答案为：（a）；5；10o

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选择题（共1小题）

1.（2022•上海模拟）跳伞运动员在匀速下降的过程中，他的（）

A.动能变大B.动能变小C.势能变大D.势能变小

【答案】D

【解析】解：

跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度减小，

所以重力势能减小。

故选：D。

二.填空题（共8小题）

2.（2022•闵行区二模）2022年冬奥会短道速滑接力赛为中国夺得首金，比赛中运动员加

速向前滑，需要用力蹬地，这表明力的作用是的；图中运动员交接棒时，后面

运动员向前推队友的过程中，推力对队友功（选填“做了”或“不做”）。当最

后一棒运动员到达终点后，由于会继续向前滑行，滑行中冰刀与冰面之间的摩

擦属于摩擦。

【答案】相互；做了；惯性；滑动。

【解析】解：（1）在比赛中，运动员用力向后蹬冰面，就可以向前运动，这是由于物体间

力的作用是相互的；

（2）后面运动员向前推队友的过程中，推力对队友施加了力，并且队友在力的方向上通过

了距离，推力对队友做了功；

（3）当最后一棒运动员到达终点后，由于具有惯性，会继续向前滑行，不能立即停下来;

（4）在滑行的过程中，冰刀在冰面上滑动，所以冰刀与冰面之间的摩擦是滑动摩擦。

故答案为：相互；做了；惯性；滑动。

3.（2022•金山区二模）如图甲在升旗仪式中旗杆顶端A的装置是滑轮（选填

“定”或“动”），国旗在匀速上升过程中动能（选填“增大”、“不变”或“减

小”）。如图乙所示的冰球比赛中，球被击打飞出主要表明力可以改变物体的o

甲乙

【答案】定；不变；运动状态。

【解析】解：旗杆顶端A装置的轴不能随物体一起移动是定滑轮，其本质是等臂杠杆，使

用它不省力，但是可以改变用力方向；

国旗在匀速上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变；

球被击打飞出后球的运动方向和速度都发生了变化，说明力改变了球的运动状态。

故答案为：定；不变；运动状态。

4.（2022•徐汇区二模）如图所示，无人驾驶的清扫车在平直地面上匀速前进，同时将落叶

等杂物吸入机身集尘盒内，此过程中，清扫车整体的动能,重力势能

，惯性（选填“变大”“不变”或“变小”）。

【答案】变大；变大；变大。

【解析】解：电动扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的杂物吸入车内的过程中，其

质量变大，速度不变，动能变大，高度不变，重力势能变大；

惯性大小只与质量有关，清扫车整体质量变大，惯性变大。

故答案为：变大；变大；变大。

5.（2022•静安区二模）重为15牛的物块，在大小为2牛的水平拉力作用下沿水平面做匀

速直线运动，10秒内前进了6米。此过程中，物块的运动状态变化（选填“发

生”或“不发生”），重力做功为焦，拉力的功率为瓦。

【答案】不发生；0；1.2o

【解析】解：

（1物体在水平面上做匀速直线运动，处于平衡状态，速度大小和方向都不变，

所以物块的运动状态不发生改变；

（2）物块在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0J；

（3）拉力做的功：W=Fs=2NX6m=12J,

拉力的功率：P=y=^=1.2Wo

故答案为：不发生；0；1.2。

6.（2022•嘉定区二模）某物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5

秒内前进了2米，则此过程中拉力做的功为焦，功率为瓦。若物体

的体积为1X103米3,将其浸没在水中，其受到的浮力大小为牛。

【答案】20；4；10o

【解析】解：

（1）根据W=Fs可得，拉力做功：W=Fs=10NX2m=20J,

拉力的功率：p=I^=鬻=4W,

（2）因为物体浸没在水中，即丫排=丫物，

根据5浮=「g丫排可得，物体浸没所受的浮力：F浮=p水8丫排=lX103kg/m3xi0N/kgXl><

103m3=10N；

故答案为：20；4；10o

7.（2022•长宁区二模）如图所示，是北京冬奥会高山滑雪比赛中运动员穿越旗门时的场

景，以旗门为参照物，运动员是（选填“运动”或“静止”）的；图（b）中运

动员碰撞旗杆时，旗杆发生弯曲，说明；运动员从山上向终点下滑的过程中，

他的转化为动能。

（a）（b）

【答案】运动；力可以改变物体的形状；重力势能。

【解析】解：以旗门为参照物，运动员与旗门的位置发生改变，因此运动员是运动的；

运动员碰撞旗杆时，旗杆发生弯曲，说明力可以改变物体的形状；

运动员从山上向终点下滑的过程中，他质量不变，高度变小，重力势能变小；质量不变，

速度变大，动能变大；他的重力势能转化为动能。

故答案为：运动；力可以改变物体的形状；重力势能。

8.（2022•浦东新区二模）如图所示，分别使用A、B两滑轮匀速提起重力为10牛的同一

物体，其中可以看作等臂杠杆（选填“A”或"B"）；若不计摩擦和滑轮重力，

所需竖直向上的拉力F2为牛。当物体匀速上升时，它的机械能（选

填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】A；5；增大。

【解析】解：由图知，A图中滑轮不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆，它的好

处是可以改变力的方向；B是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，不计滑轮

重和摩擦，能省一半力，则拉力F2=*G=*xlON=5N；

分别用力Fi、F2匀速提起重为10牛的物体，物体匀速上升，质量不变，速度不变，动能

不变，高度增加，重力势能增大，而机械能等于动能与势能之和，故在此过程中物体的机

械能增大。

故答案为：A；5；增大。

9.（2022•长宁区二模）用如图所示的滑轮装置匀速提升重为50牛的物体，若不计滑轮重

及摩擦，则拉力F的大小为牛；若该物体5秒内匀速升高了2米，则此过程中

拉力F所做的功为焦，功率为瓦。

【答案】25；100；200

【解析】解：若不计滑轮重及摩擦，图使用的是动滑轮，能省一半力，拉力F=±G=

1

^x50N=25No

拉力F所做的功W=Fs=FX2h=25NX2X2m=100J,

拉力F的功率P=y=曙=20Wo

故答案为：25；100；20。

三.计算题（共5小题）

10.（2022•金山区二模）木块在大小为20牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进5

米，求此过程中拉力做的功W及功率P。

【答案】见解析

【解析】解：

（1）根据W=Fs可得，拉力做功：W=Fs=20NX5m=100J,

⑵根据P=?可得，拉力的功率：p=?=^=iow；

答：⑴拉力做功为100J；

（2）拉力的功率为lOWo

11.（2022•青浦区二模）物体在100牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10

秒内前进了5米。求此过程中拉力做的功W和功率P?

【答案】见解析

【解析】解：此过程中拉力做的功W=Fs=100NX5m=500J,

功率P=?=翌=50W»

答：此过程中拉力做的功W和功率P分别为500J、50Wo

12.（2022•松江区二模）用如图所示的滑轮将重为10牛的物体A在5秒内匀速向上提高2

米。不计绳子和滑轮间的摩擦，求：

①拉力F所做的功W。

②拉力F的功率P。

五

【答案】见解析

【解析】解：①不计绳子和滑轮间的摩擦，根据定滑轮的工作特点可知，拉力F=G=

10N；

绳端移动的距禺，s—h—2m；

拉力做功为：W=Fs=10NX2m=20J；

②拉力F的功率为：P=y