PAGE1專題12功和機械能目錄目錄01思維導圖：呈現教材知識結構，構建學科知識體系。02知識梳理：甄選核心考點，重難點逐項分解。03易混易錯：點撥易混易錯知識點04方法技巧：總結高效學習策略，快速掌握和鞏固知識05典例精析：針對典型題型，詳細解析解題步驟，引導解題思路06真題賞析：通過經典真題升華教材，提煉核心方法。功和機械能一般在選擇題、填空題、計算題中出現，結合常見的生活實際、體育運動、實驗探究等考查。?？伎键c有：做功的必要因素、功和功率的計算、動能和勢能大小變化的判斷（高頻）、實驗：探究動能大小的影響因素、機械能及其轉化（高頻）等。1、功、功率的相關計算作為中考高頻考點，多在選擇、填空、計算題中結合具體情境、模型等考查，主要考查勻速運動時功、功率的相關計算，常結合速度、固體壓強等計算綜合考查；2、探究動能大小的影響因素常以選擇題、填空題形式的實驗題進行考查，要學會理解“探究影響動能大小的因素”的實驗原理用控制變量的方法完成實驗探究，收集實驗數據，分析數據并得出結論。3、機械能及其轉化作為中考高頻考點，多在選擇、填空題中結合具體情境考查，主要考查動能和重力勢能的影響因素、機械能轉化情況分析等，要掌握機械能守恒的判斷方法和學會解釋一些常見生活現象中的機械能轉化過程。

考點一功知識點01功1、定義：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，就說這個力對物體做了功。2、做功的兩個必要因素：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上移動的距離。（缺一不可）3、三種不做功的情況三種情況實例有距離無力（不勞無功）足球離開腳后在水平面上滾動了一段距離，人對足球沒有做功有力無距離（勞而無功）兩名同學沒有搬起石頭，所以對石頭沒有做功力與距離垂直（垂直無功）提著水桶水平移動一段距離，豎直提水桶的力不做功知識點02功的計算1、功的計算：功的大小等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。2、公式：?！咀ⅰ咳绻侵亓ψ龉梢詫懗?，摩擦力做功。3、單位：國際單位制中，功的單位為焦耳，簡稱：焦，符號：J，1J=1N·m。4、公式的應用

（1）F與s具有同時性：即物體在受力的同時移動了距離，移動距離的同時受了力。公式中的F是使物體沿力F的方向通過距離s的過程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。（2）F與s具有同向性：公式中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F的方向上通過的距離。（3）F與s具有同體性：即F與s對應同一個研究對象。5、關于克服阻力做功如果物體在力的作用下移動的方向與一個力（阻力）的方向相反，我們就說物體克服這個力做功。例如，在水平面上推動物體前進時，要克服摩擦力做功；提高物體時要克服重力做功，人在爬樓梯時，要克服自身重力做功?？键c二功率知識點01功率1、比較做功快慢的兩種方法（1）時間相同，比較物體做功的多少，做功多的做功快。（2）做功相同，比較做功的時間，時間短的做功快。2、功率定義：功與時間之比叫做功率，它在數值上等于單位時間內所做的功。3、物理意義：表示物體做功快慢。4、公式：。5、單位：瓦特，簡稱瓦，符號W。工程技術上還常用千瓦（kW），1kW=103W。知識點02功率計算的推導公式1、推導過程當物體在力F的作用下，以速度v沿力的方向做勻速直線運動時，力F做功的功率可以表示為，即率的大小等于作用在物體上的力與物體速度的乘積。2、運用由可知，當機車的輸出功率P一定時，機車的速度v越小，機車發動機輸出的牽引力F越大。因此，某些阻力較大的情況下，當發動機輸出功率不能改變時，人們常常通過降低速度來獲得較大的牽引力，所以當汽車要爬又長又陡的坡時，司機常換低速擋位，以獲得更大的牽引力從而順利上坡?？键c三動能和勢能知識點01能量1、定義：物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。能量的單位與功的單位相同，也是焦耳（J）。2、功與能的聯系與區別（1）一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。（2）具有能量的物體有做功的本領，但不一定要對外做功。（3）物體對外做功的過程，就是能量的釋放（能量的轉化和轉移）過程。知識點02動能1、定義：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切運動的物體都具有動能。2、實驗探究：物體的動能跟哪些因素有關（1）實驗方法：控制變量法；轉換法：通過木塊被推動的距離遠近來反映鋼球動能的大小。（2）實驗步驟①探究物體的動能與速度的關系讓同一鋼球從斜面的不同高度處由靜止開始滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推距離的遠近。②探究物體的動能與質量的關系換用質量不同的鋼球，讓它們從斜面的同一高度處由靜止開始滾下，滾下后推動木塊移動，比較兩次木塊被推距離的遠近。（3）實驗結論（影響動能大小的因素）物體動能的大小跟速度、質量有關，質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能也越大。（4）實驗考點①使鋼球獲得動能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放（重力勢能轉化為動能）。②將質量不同的鋼球放在斜面上同一高度處靜止釋放的目的：控制鋼球達到斜面底端時速度相同。③將質量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球達到斜面底端時的初速度。④木塊被撞后滑出木板的解決辦法：換質量更大的木塊，換質量更小的鋼球，換更長的木板。知識點03勢能1、重力勢能（1）定義：在地球表面附近，物體由于受到重力并處在一定高度時所具有且的能，叫做重力勢能。（2）影響因素：物體的質量和物體所處的高度。物體的質量一定，高度越大，其重力勢能越大；高度一定，物體的質量越大，其重力勢能越大。2、彈性勢能（1）定義：物體由于發生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。（2）影響因素：彈性勢能的大小與物體的材料、彈性形變的大小有關，同一物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大。3、實驗探究：影響重力勢能大小的因素（1）實驗步驟①探究重力勢能的大小與高度的關系：讓同一物體分別從不同的高度由靜止開始下落，觀察桌腿在沙坑下陷的深度。②探究重力勢能大小與質量的關系：讓質量不同的物體分別從同一高度由靜止開始下落，觀察桌腿在沙坑下陷的深度。（2）實驗結論：物體重力勢能的大小跟高度、質量有關。質量相同的物體，高度越高，它的重力勢能越大；高度相同的物體，質量越大，它的重力勢能也越大?？键c四機械能及其轉化知識點01機械能及其轉化1、機械能動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能。機械能是和物體的機械運動緊密聯系的能量。機械能的單位是焦耳（J）。2、動能和勢能的相互轉化物體在運動或發生彈性形變的過程中，動能與重力勢能、彈性勢能之間都可以相互轉化。（1）動能和重力勢能的轉化如圖所示，擺球在豎直平面內擺動，在A、C點時最高，在B點時最低，所以擺球的運動可分為下降段和上升段。其能量轉化情況見下表。運動過程高度重力勢能速度動能能的轉化A→B降低減小變大增大重力勢能→動能B→C升高增大變小減小動能→重力勢能C→B降低減小變大增大重力勢能→動能B→A升高增大變小減小動能→重力勢能（2）動能和彈性勢能可以相互轉化如圖所示，在光滑的水平面上運動的小球撞擊到彈簧。研究過程球的速度、動能彈簧形變程度、彈性勢能能的轉化甲→乙不斷減小直至為零由零不斷增大動能→彈性勢能乙→丙由零不斷增大不斷減小直至為零彈性勢能→動能知識點02機械能守恒1、機械能守恒如果只有動能和勢能相互轉化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，即機械能是守恒的。2、機械能守恒的條件只有動能和勢能的相互轉化，而沒有機械能與其他形式的能的相互轉化（即忽略摩擦阻力造成的能量損失）。在物理學中常常出現“光滑的表面”、“不計空氣阻力”、“不計摩擦”等文字描述，表示沒有摩擦阻力，機械能是守恒的。知識點03水能和風能的利用1、水能：流動的水既具有動能也具有勢能，即機械能，簡稱為水能。水能轉化為其他形式的能：水車、水電站等。2、風能：流動的空氣既具有動能也具有勢能，即機械能，簡稱為風能。風能轉化為其他形式的能：風力發電站。易混易錯點1：功的計算及大小比較時注意事項（1）當力或運動狀態發生變化時，要分階段計算，最后進行相加。（2）功的大小取決于力與物體在力的方向上通過的距離，與物體的質量、運動狀態無關；若力和物體在力的方向上通過的距離都相等，那么力所做的功就相等。易混易錯點2：做功“多少”與“快慢”的意義不同做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功時間相同時，做功多的做功才快，即功率才大所以描述功率時不能說物體做功越多，功率越大，也要注意時間的多少般敘述為單位時間內（或相同時間內）物體做功越多，功率越大。易混易錯點3：“能夠做功”與“做了功”的區別物體“能夠做功”與“做了功”是兩個不同的概念。“能夠做功”表示物體具有做功的本領，與做不做功沒關系?！白隽斯Α北硎窘Y果，是物體對另一個物體施力并經過一段距離后取得了成效。易混易錯點4：在判斷動能和勢能的變化時，易忽略個別因素影響動能大小的因素有物體的質量和物體運動的速度；影響重力勢能大小的因素有物體的質量和物體被舉高的高度。在判斷動能和勢能的變化時，要認真審讀題意，分析所要研究的物體的質量、運動速度、高度是否發生變化，是變大還是變小，然后進一步判斷動能和勢能的大小變化。易混易錯點5：動能和勢能的相互轉化的條件（1）動能和勢能的相互轉化過程中，必定有動能和勢能各自的變化，而且一定是此增彼減。（2）動能的增減變化要以速度的變化來判斷；重力勢能的增減變化要以物體離地面高度的變化來判斷；彈性勢能的增減變化要根據彈性形變大小的變化來判斷。方法技巧1：對“物體在力的方向上移動距離”的理解力對物體做功時，物體的移動方向并非一定要與力的方向完全一致，移動的方向和力的方向有夾角（夾角不等于90°）時力也對物體做功。如圖中，小車在斜向上拉力的作用下在水平地面上運動，重力對物體不做功，拉力對物體做功。方法技巧2：圖象中的功率問題與功率相關的圖象一般有s-t圖像和v-t圖像兩種。（1）s-t圖像是傾斜直線或v-t圖像平行于時間軸，說明物體做勻速直線運動，傾斜程度大的速度大。此時，拉力或牽引力不變。根據P＝Fv可知，速度大的功率大。（2）v-t圖像是傾斜直線，說明物體速度均勻增大（或減?。?，拉力或牽引力不變時，根據P＝Fv可知，速度增大（或減?。?，功率增大（或減?。７椒记?：判斷動能、勢能大小的變化（1）動能、勢能的影響因素定義影響因素動能物體由于運動而具有的能質量m和速度v重力勢能物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能質量m和高度h彈性勢能物體由于發生彈性形變而具有的能材料、彈性形變的程度等（2）明確題干中的詞語描述的含義①勻速：v不變；加速、啟動：v增大；減速、剎車：v減小。②上升、起飛：h增大；下落、下滑、降落：h減??；水平路面、懸停：h不變；近地點：h最小；遠地點：h最大。③正在灑水的灑水車、空投救災物資的飛機：m減小。方法技巧4：人造地球衛星的機械能轉化許多人造地球衛星沿橢圓軌道繞地球運行。離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點。衛星在大氣層外運行，不受空氣阻力，只有動能和勢能的轉化，因此機械能守恒。（1）衛星在遠地點時勢能最大，當它從遠地點向近地點運動時，勢能減小，動能增大，速度增大。（2）當衛星從近地點向遠地點運動時，它的動能減小，勢能增大，速度減小。方法技巧5：判斷機械能是否變化的方法（1）無外力（除重力及物體彈力之外的力）情況下的機械能轉化:此時機械能守恒，動能和勢能中一種能量減少，另一種能量必然增加。（2）存在除重力、彈力外其他外力情況下的機械能變化，由“機械能=動能+勢能”判斷。若質量和速度不變，高度增加，則動能不變，重力勢能增大，機械能增大。高頻命題點1判斷是否做功【例1】下列有關力做功的說法中正確的是（

）A．舉重運動員舉著杠鈴不動，舉力做了功B．用水平力推著購物車前進，推車的力做了功C．在光滑的水平冰面上滑動的冰塊，有力對物體做了功D．被腳踢出的足球在草地上滾動的過程中，腳對足球做了功【答案】B【解析】A．舉重運動員舉著杠鈴不動，沒有移動距離，所以舉力沒有做功，故A錯誤；B．用水平力推著購物車前進，購物車在推力方向上移動了一段距離，所以推力做了功，故B正確；C．在光滑的水平冰面上滑動的冰塊，受到重力和支持力，這兩個力都是豎直方向的，但冰塊在豎直方向上沒有移動距離，所以沒有力做功，故C錯誤；D．被腳踢出的足球在草地上滾動的過程中，腳對足球沒有施加力的作用，所以腳對足球不做功，故D錯誤。故選B?！纠?】一個重10N的保齡球被人拋出，在水平的冰面上滑行40m停下來，保齡球在滑行過程中（）A．人對保齡球做功B．重力對保齡球做了功C．摩擦力對保齡球做了功D．以上說法都不對【答案】C【解析】保齡球在滑行過程中，人不對保齡球施加力的作用，因此人對保齡球不做功；重力的方向是豎直方向的，保齡球在豎直方向無距離，因此重力對保齡球不做功；保齡球受到的摩擦力是水平方向的，且沿水平方向有距離，因此摩擦力對保齡球做功，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。高頻命題點2功和功率的計算【例1】用起重機將重的集裝箱勻速提升10m，隨后再勻速平移5m。提升過程中起重機對集裝箱做的功為J，平移過程中起重機對集裝箱做的功為J。若集裝箱上升的速度為0.5m/s，則上升過程中起重機對集裝箱做功的功率為W?！敬鸢浮?【解析】[1][2]由題意可知，提升過程中，起重機對集裝箱施加向上的拉力，集裝箱勻速運動時，拉力等于集裝箱的重力；提升過程中，集裝箱高度上升時，拉力對集裝箱做功，集裝箱平移時，拉力與集裝箱運動的方向垂直，拉力不做功，平移過程中起重機對集裝箱做的功為0J；起重機對集裝箱做的功為[3]集裝箱上升10m所用的時間上升過程中起重機對集裝箱做功的功率為【例2】【結合圖像】在粗糙程度均勻的水平地面上運動的物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，其和圖像分別如圖甲和圖乙所示。下列有關拉力做功及其功率的分析正確的是（

）A．0-3s內拉力做功9J B．3-6s內拉力的功率逐漸變小C．第10s拉力的功率為60W D．9-12s內拉力做功18J【答案】D【解析】A．由圖乙知，0~3s內，物體速度為0，處于靜止狀態，沒有在拉力F的方向上移動距離，拉力不做功，故A錯誤；B．由圖甲可知，3~6s內，拉力為F=9N，由圖乙知，3~6s內，物體運動速度逐漸增大，由可知，功率逐漸變大，故B錯誤；C．由圖甲可知，第10s拉力的大小為F=6N，由圖乙可知，10s時速度為1m/s，由可知，功率為故C錯誤；D．由圖甲可知，9~12s內，拉力為F=6N，由圖乙知，9~12s內，物體做勻速直線運動，所以9~12s內物體移動的距離則推力對物體做功故D正確。故選D?！纠?】我國在無人機的研發和生產技術處于世界領先。如圖所示，快遞公司用無人機運送包裹，無人機和包裹總重150N，快遞員操作該無人機先以1m/s的速度沿豎直方向勻速上升40m，接著又以2m/s的速度沿水平方向勻速飛行40m。無人機在上升過程中，克服自身重力做的功是（選填“有用”“額外”或“總”）功；無人機在上升過程中，克服總重力做功J；在整個飛行過程中，無人機克服總重力做功的功率為W?！敬鸢浮款~外6000100【解析】[1]快遞公司用無人機目的是為了運送包裹，故對包裹做的功為有用功，克服無人機自身重力做的功為額外功。[2]無人機的重力150N，無人機在上升過程中需要克服重力做功為[3]上升飛行的時間為水平飛行的時間為整個飛行過程的時間為水平飛行時，沒有豎直方向上移動距離，故沒有克服重力做功，則在整個飛行過程中克服重力做功的功率為【例4】按國家標準，電動自行車的最高時速不得超過25km/h。若龍老師騎著電動自行車在水平路面上勻速行駛時，牽引力做功的功率為150W，車和人所受的阻力為25N，則電動自行車行駛速度大小為。【答案】6m/s【解析】由于電動自行車勻速運動，根據二力平衡知識可知，驅使電動自行車的力為F=f=25N電動自行車的功率為150W，電動自行車的速度為高頻命題點3判斷動能、勢能大小的變化【例1】騎行的意義在于綠色出行，強身健體。小明騎著自行車勻速上坡的過程中，他的動能，機械能（兩空均選填“增大”“不變”或“減小”）?！敬鸢浮坎蛔冊龃蟆窘馕觥縖1][2]騎自行車在勻速上坡的過程中，其質量不變，速度不變，故其動能不變，同時其質量不變，高度增加，故其重力勢能變大，故機械能變大?！纠?】為爭創文明、衛生縣城，我縣的環衛部門每天都要在縣城的主要街道上灑水，在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業時，該灑水車的慣性大小，動能（選填“增大”“減小”或“不變”）【答案】減小減小【解析】[1][2]在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業時，灑水車的質量不斷減小，該灑水車的慣性大小減小，速度不變，質量減小，動能也減小。【例3】如圖所示，單擺中的小球在ABC間不停地往復運動。如果不考慮阻力的影響，小球（）A．在A、C處的重力勢能最大B．運動到C處時繩子沒有發生形變C．由A到B過程中，動能轉化為重力勢能D．在A處受到的重力和繩子拉力是一對平衡力【答案】A【解析】A．影響重力勢能大小的因素是質量和高度，質量一定，高度越高，重力勢能越大。小球質量一定，在A、C處的高度最高，重力勢能最大，故A符合題意；B．小球運動到C處時，對繩子仍有拉力作用，繩子發生形變，故B不符合題意；C．由A到B過程中，高度減小，重力勢能變小，速度增大，動能增大，重力勢能轉化為動能，故C不符合題意；D．小球運動到A處時，細繩對它拉力斜向上，而重力方向豎直向下，所以重力和繩子拉力不是一對平衡力，故D不符合題意。故選A?！纠?】【結合體育賽事】如圖所示，運動員在進行蹦床比賽，他離開蹦床向上運動到最高點又落回蹦床直到最低點的過程，不計空氣阻力，下列說法中正確的是（）A．離開蹦床上升過程中，運動員的重力勢能轉化為動能B．上升到最高點時，運動員所受合力為零，動能為零C．下降過程中，運動員減小的重力勢能全部轉化為他增加的動能D．下降過程中，運動員所受重力做功快慢先增大后減小【答案】D【解析】A．離開蹦床上升過程中，動能減小，重力勢能增大，所以是動能轉化為重力勢能，故A錯誤；B．上升到最高點時，只受到重力，合力不為零，但此時速度為0，所以動能為零，故B錯誤；C．下降過程中，壓縮蹦床時，一部分重力勢能轉化為了彈性勢能，且壓縮一定程度后，重力勢能和彈性勢能都會轉化為彈性勢能，在最低點，重力勢能和動能全部轉化為了彈性勢能，故C錯誤；D．下降過程中，在重力等于蹦床對運動員支持力之前，速度一直增大，在兩個力大小相等之后，速度減小，根據P＝Gv可知，下降過程中，運動員所受重力做功快慢，即中立的功率先增大后減小，故D正確。故選D。高頻命題點4實驗：探究動能大小的影響因素【例1】在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，小智同學設計了如圖甲、乙、丙所示的三次實驗，讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的木塊相碰，鐵球與木塊在水平面上共同移動一段距離后靜止。（1）本實驗探究的是（選填“鐵球”或“木塊”）的動能大小影響因素；在探究動能大小與物體質量關系時，應選圖中兩次實驗進行探究，使鐵球到達水平面時的相同；（2）如圖甲、乙所示，質量為m的大球與質量為的小球，從同一斜面的同一高度由靜止釋放，觀察到大球將木塊推出的距離較遠，由此可得到的結論是：當速度相同時，質量越大，越大；甲圖中木塊被推動時所受摩擦力大?。ㄟx填“大于”、“小于”或“等于”）乙圖中木塊被推動時所受摩擦力大?。唬?）如圖兩個交通標志中，圖運用到了（2）所述結論?！敬鸢浮浚?）鐵球甲、乙速度（2）動能等于（3）乙【解析】（1）[1]實驗中運用轉換法，用容易觀察的木塊被撞后移動的距離，來判斷不容易觀察的鐵球的動能大小，所以本實驗探究的是鐵球的動能大小的影響因素。[2]在探究動能大小與物體質量關系時，運用控制變量法，控制鐵球的速度相同，改變鐵球的質量，由于鐵球從斜面的相同高度滾下，到達水平面時速度相同，所以應選圖中甲、乙兩次實驗進行探究。[3]由圖甲、乙所示實驗可知，兩球從同一斜面的同一高度由靜止釋放，則兩球到達水平面時的速度相等，所以圖甲、乙兩次實驗可以使鐵球到達水平面時的速度相同。（2）[1]由圖甲、乙所示實驗可知，兩球從同一斜面的同一高度由靜止釋放，兩球到達水平面時的速度相等，質量為m的大球比質量為的小球將木塊推出的距離更遠，即質量為m的大球比質量為的小球的動能大，所以可得到的結論是：當速度相同時，質量越大，動能越大。[2]由于摩擦力受壓力大小和接觸面粗糙程度影響，圖甲、乙所示實驗中，木塊對水平面的壓力大小不變，接觸面粗糙程度也不變，所以甲圖中木塊被推動時所受摩擦力大小等于乙圖中木塊被推動時所受摩擦力大小。（3）圖甲是限速標志，防止質量一定時，速度過大，動能過大，造成交通事故；圖乙是限重標志，防止速度一定時，質量過大，動能過大，造成交通事故；（2）中結論是當速度相同時，質量越大，動能越大，所以乙圖運用到了（2）所述結論?！纠?】汽車的超載、超速行駛很容易造成交通事故。小東由此想要探究動能大小與質量、速度的關系。實驗過程如圖，其中。（1）三次實驗應讓小球由靜止開始滾下。實驗中，動能的大小是通過來反映的；（2）甲、乙兩次實驗探究的是動能與的關系；（3）進行圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，由此可推斷A、B兩球的質量關系是：mAmB，與乙圖實驗進行比較，可以得出：相同時，質量越大，動能越大。為了實驗安全，需改進丙圖實驗，再與乙圖實驗對比，在不改變木板長度的情況下，以下可行的方法是（填寫正確選項前的字母）。A．換用質量更小的鋼球

B．給水平木板鋪上毛巾C．適當降低鋼球B的高度

D．換用一個較重的木塊（4）善于動腦的小東又設計了如圖丁所示的方案：用同一個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到不同程度，兩次實驗彈簧具有的彈性勢能（填“相同”或“不同”）。放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊時的速度也不同，從而驗證了動能與速度的關系。接著讓質量不同的兩個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到相同程度，放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊，這樣做（填“能”或“不能”）驗證動能與質量的關系?！敬鸢浮磕緣K移動的距離速度<速度A不同不能【解析】（1）[1]實驗中，動能大小是通過小木塊移動的距離大小來反映的，用到了轉換法。（2）[2]甲、乙兩次實驗，小球的質量不變，而滾下的高度不同，到達水平面的速度不同，探究動能與速度的關系。（3）[3][4]由圖乙和圖丙可知，兩個小球的質量不同，小球滾下的高度相同，到達水平面的速度相同，圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，說明丙圖中B球的動能較大，B球的質量較大，可以得到速度相同時，質量越大，動能越大。[5]A．換用質量更小的鋼球，在速度不變的情況下，動能更小，推動木塊移動的距離變小，故A符合題意；B．給水平木板鋪上毛巾，不能與乙控制相同的接觸面，故B不符合題意；C．適當降低鋼球B的高度，鋼球的速度發生了變化，無法完成探究，故C不符合題意；D．換用一個較重的木塊，與原來木塊受到的摩擦力不同，不能完成探究，故D不符合題意。故選A。（4）[6]用同一個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到不同程度，彈簧的彈性形變不同，兩次實驗彈簧具有的彈性勢能不同。[7]若用質量不同的鐵球將同一彈簧壓縮相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關，故彈簧勢能相同，轉化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實驗的。高頻命題點5機械能及其轉化【例1】【新考法】結合生活場景考查體育課上小唐同學進行傳接排球訓練，他將球斜向上拋出，球的運動軌跡如圖所示，a、b、c、d為軌跡上的點，其中a、c兩點高度相同，不計空氣阻力，則球在a點的機械能d點機械能（選填“大于”、“小于”、“等于”）；球在a、b、c、d四點中點的重力勢能最大。【答案】等于b【解析】[1]因為不計空氣阻力，所以小球整個運動過程機械能守恒。因此小球在a點的機械能等于d點機械能。[2]重力勢能與物體的質量和高度有關，在質量一定時，高度越大，重力勢能越大，所以b點的重力勢能最大?！纠?】如圖甲所示是足球比賽中某球員傳球后足球在空中飛行的一段運動軌跡，忽略空氣阻力，圖乙是該足球落地后彈跳的過程。關于以上兩過程下列說法正確的是（）A．圖甲中足球從A點移動至B點的過程中，球員對球做了功B．圖甲中足球在A點移動至B點的過程中，動能轉化為重力勢能C．圖乙中A、B兩點為同一高度，該足球在這兩點機械能相等D．圖乙中足球在最高點D點的動能為零【答案】B【解析】A．圖甲中足球從A點移動至B點的過程中，球員沒有對球施加力，所以對球不做功，故A錯誤；B．圖甲中足球在A點的高度小于B點的高度，足球的質量不變，所以圖1中足球在A點的重力勢能小于B點的重力勢能，從A點到B點的過程中，速度減小，將動能轉化為重力勢能，故B正確；C．由圖乙可知，足球跳起的高度逐漸變小，這說明足球的機械能是逐漸變小的，該足球在A、B兩點的高度相等，重力勢能相等，但速度不同，動能不一樣，因此足球在A、B兩點的機械能不相等，故C錯誤；D．圖乙中足球在從D點向后的過程中繼續水平方向運動，說明D水平方向的速度不為0，故最高點D點的動能不為零，故D錯誤。故選B?！纠?】如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面上，小球由A點以速度v沿軌道滾下，經過右側等高點B后到達最高點C。下列分析正確的是（

）A．小球在A、B、C三點的速度大小關系是vC<vB=vAB．小球在A、B兩點的動能之差等于小球從A點到B點克服摩擦力做的功C．小球在A、B兩點具有的動能相同D．整個過程只有重力對小球做功【答案】B【解析】AC．小球運動過程中，要克服摩擦力做功，機械能逐漸減小；小球質量不變，在A、B、C三點高度關系為hA=hB<hC所以重力勢能關系為EA=EB<EC所以在A、B、C三點動能關系為EkC<EkB<EkA即在A、B、C三點的速度大小關系是vC<vB<vA故AC錯誤；B．小球在A、B兩點高度相同，所以重力勢能相等，速度不同，動能不同；在粗糙的弧形軌道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球運動過程中，減小的動能全部用來克服摩擦力做功，所以小球在A、B兩點的動能之差等于小球從A點到B點克服摩擦力做的功，故B正確；D．小球受到豎直向下的重力的作用，下落中，移動了距離，小球的重力是做功的，因為是粗糙的弧形軌道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故D錯誤。故選B?！纠?】如圖是小明用易拉罐制作的“魔罐”，橡皮筋兩頭分別固定在罐子的頂部和底部，中間系一個鉤碼，當小明將“魔罐”在水平地面上滾出后，它能自動滾回來，下列說法中正確的是（）A．“魔罐”滾動過程中機械能保持不變B．“魔罐”滾出去的過程中，主要是彈性勢能轉化為動能C．“魔罐”滾回來的過程中，主要是動能轉化為彈性勢能D．“魔罐”滾至最遠時，橡皮筋的彈性勢能最大【答案】D【解析】魔罐”在開始滾動的時候，具有動能，滾動的過程中，罐子動能轉化為橡皮筋的彈性勢能，當動能為0時，即滾動至最遠時，橡皮筋的彈性勢能最大，“魔罐”開始向回滾動，在“魔罐”滾回來的過程中橡皮筋的彈性勢能減小，罐子的動能增大，彈性勢能轉化為動能，整個滾動過程中要克服摩擦做功，機械能減小。故ABC錯誤，D正確。故選D。1．（2024·江蘇常州）起重機將1000N的重物先豎直向上勻速提升3m，再懸停6s，起重機對重物做功情況是（

）A．提升過程做了功，懸停過程做了功 B．提升過程不做功，懸停過程不做功C．提升過程不做功，懸停過程做了功 D．提升過程做了功，懸停過程不做功【答案】D【解析】做功的兩個必要條件：1．有力作用在物體上，2．物體在力的方向上通過一段距離。故起重機將1000N的重物先豎直向上勻速提升3m過程中，起重機對物體做功，再懸停6s過程中，有力作用在物體上,物體在力的方向上沒有通過一段距離，故起重機對重物不做功，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D2．（2024·四川樂山）如圖所示，某次比賽中，運動員推著冰壺從A點運動6m到達B點時輕輕松手，隨后冰壺沿冰道運動30m停在O點。若運動員對冰壺的水平推力為9N，冰壺運動中受到水平方向的阻力，大小恒定為1.5N。從A點到O點冰壺沿直線運動中（）A．推力對冰壺做功為270J B．推力對冰壺做功為324JC．冰壺克服阻力做功為54J D．冰壺克服阻力做功為45J【答案】C【解析】AB．冰壺從A點運動6m到達B點的過程中受到推力，則推力對冰壺做功為故AB不符合題意；CD．冰壺全程都受到阻力，則冰壺克服阻力做功為故C符合題意，D不符合題意。故選C。3．（2024·內蒙古通遼）小麗站在自動扶梯上隨扶梯一起向上勻速運動，如圖。下列關于她的機械能說法正確的是（）A．動能增大，機械能增大 B．重力勢能增大，機械能增大C．動能減小，機械能不變 D．重力勢能減小，機械能增大【答案】B【解析】小麗站在自動扶梯上隨扶梯一起向上勻速運動，質量不變，速度不變，則動能不變；高度升高，則重力勢能增大；由于機械能為動能與勢能之和，所以機械能增大，故B正確，ACD錯誤。故選B。4．（2024·青海西寧）小寧同學兩次水平拉動同一物體，使它們在同一水平面上做勻速直線運動，兩次物體運動的s－t圖像如圖所示。下列說法正確的是（

）A．物體第一次運動速度為1m/s，第二次運動速度為2m/sB．物體第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力C．0~8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍D．0~8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍【答案】C【解析】A．由圖像可知，0~8s內，物體第一次運動了8m，第二次運動了4m，則第一次速度為第二次速度為故A錯誤；B．兩次水平拉動同一物體，均在同一水平面上做勻速直線運動，受力平衡，拉力等于摩擦力，壓力和接觸面粗糙程度不變，則摩擦力不變，所以物體第一次所受的摩擦力等于第二次所受的摩擦力，兩次拉力也相等，故B錯誤；CD．0~8s，兩次拉力相等，第一次的路程是第二次的2倍，根據可知拉力第一次做的功等于第二次的2倍，根據，拉力第一次做功的功率等于第二次的2倍，故C正確，D錯誤。故選C。5．（2024·山東德州）水平面上的物體受到水平拉力F的作用，拉力F的大小與時間t的關系如圖甲所示，t=6s時，將拉力F撤掉，物體運動的速度v與時間t的關系如圖乙所示，已知物體運動的v-t圖像與時間軸圍成的面積大小等于物體運動的路程，下列說法正確的是（）A．0~2s內物體受到的摩擦力為0B．2~4s內物體受到的摩擦力為6NC．2~6s內拉力F做的功為28JD．2~7s內物體運動的路程為5m【答案】C【解析】A．由圖乙可知，0~2s內物體靜止，處于平衡狀態，水平方向上受到的拉力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，由圖甲可知，0~2s內拉力為2N，則摩擦力為2N，故A錯誤；B．由圖乙可知，2~4s內物體做加速運動，受力不平衡，4~6s內物體做勻速直線運動，受力平衡，由圖甲可知，4~6s內拉力為4N，則滑動摩擦力為4N，運動過程中接觸面的粗糙程度和物體對水平面的壓力大小都不變，所以2~4s內物體受到的滑動摩擦力也為4N，故B錯誤；C．根據題意，2~4s內物體通過的路程為4~6s內物體通過的路程為則內拉力做的功為故C正確；D．根據題意，內物體運動的路程故D錯誤。故選C。6．（2024·四川廣元）2024年5月23日至24日，東部戰區在我國臺灣省周邊開展“聯合利劍—2024A”軍事演習，震懾臺獨分裂勢力，堅決捍衛國家主權和領土完整。參加演習的某架戰機加速升空過程中，若不考慮燃油消耗引起的質量變化，則該戰機（）A．動能減少，重力勢能減少 B．動能減少，重力勢能增大C．動能增大，重力勢能減少 D．動能增大，重力勢能增大【答案】D【解析】戰機加速升空過程中，若不考慮燃油消耗引起的質量變化，則它的質量不變，速度變大，則動能變大，高度變高，則重力勢能增大，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。7．（2024·山東青島）（多選）如圖是小明家附近山景公園的等高線圖．周末小明爬山鍛煉身體，他的質量60kg，在他勻速下山過程中，下列判斷不正確的是（）A．小明的機械能守恒 B．小明的動能逐漸增大C．小明的重力勢能逐漸減小 D．小明從B點到A點重力做功【答案】ABD【解析】ABC．小明在勻速下山的過程中，質量不變，速度不變，動能不變，高度減小，重力勢能減小，下山的過程中需要克服摩擦力做功，機械能會減小，故AB錯誤，符合題意，C正確，不符合題意；D．由等高線圖可知，B點的高度為200m，A點的高度為100m。從B點到A點高度下降100m，重力做功為故D錯誤，符合題意。故選ABD。8．（2024·山東淄博）2024年4月30日16時56分，北京航天飛行控制中心通過地面測控站發出返回指令，“神舟十七號”載人飛船軌道艙與返回艙成功分離。之后，返回艙的反推發動機啟動，向下推動空氣，減速“剎車”，最終成功著陸。下列說法錯誤的是（

）A．控制中心發出的返回指令是通過電磁波傳遞的B．向下推動空氣，返回艙減速，表明物體間力的作用是相互的C．返回艙減速下落的過程中，重力勢能減小D．返回艙減速下落的過程中，機械能保持不變【答案】D【解析】A．電磁波可以傳遞信息，且傳播時不需要介質，所以控制中心發出的返回指令是通過電磁波傳遞的，故A正確，不符合題意；B．向下推動空氣，空氣給返回艙一個向上的力，使返回艙減速，說明物體間力的作用是相互的，故B正確，不符合題意；CD．返回艙減速下落的過程中，速度減小，高度減小，反推發動機消耗燃料噴出燃氣，返回艙質量減小，因此返回艙的動能減小、重力勢能減小，則其機械能減小，故C正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。故選D。9．（2024·山東泰安）在“探究動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，讓小車從斜面上由靜止滑下，撞擊放在水平面上的木塊，小車推動木塊滑行一段距離后停止，實驗過程如圖所示。下列說法正確的是（

）A．實驗中木塊被推出距離的遠近反映小車動能的大小B．由甲、乙兩圖可知，小車動能的大小與質量有關C．由乙、丙兩圖可知，小車動能的大小與速度有關D．小車從斜面上滑下其重力勢能轉化為動能，機械能增大【答案】A【解析】A．在研究動能大小與什么因素有關時，我們是通過觀察小車推動木塊移動的距離來反映小球動能大小的，采用的是轉換法的思想，故A正確；B．甲、乙兩圖中，小車的質量相同，釋放的高度不同，則到達水平面的速度不同，木塊被推出距離不同，說明小車動能的大小與速度有關，故B錯誤；C．乙、丙兩圖中，小車的質量不同，釋放的高度相同，則到達水平面的速度相同，木塊被推出距離不同，說明小車動能的大小與質量有關，故C錯誤；D．小車從斜面上滑下其重力勢能轉化為動能，因為要克服摩擦做功，機械能轉化為內能，所以機械能減小，故D錯誤。故選A。10．（2024·山東濟南）2024年2月，國內首顆X波段合成孔徑雷達衛星“濟高科創號”發射成功。如圖所示，“濟高科創號”衛星在隨火箭加速直線升空的過程中（）A．動能減小，重力勢能減小，機械能減小 B．動能減小，重力勢能增大，機械能不變C．動能增大，重力勢能增大，機械能增大 D．動能增大，重力勢能減小，機械能不變【答案】C【解析】“濟高科創號”衛星在隨火箭加速直線升空的過程中，質量不變，速度不斷增大，動能增大；衛星的高度升高，因此它的重力勢能增大；衛星的機械能等于動能與勢能之和，因此衛星的機械能增大，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。11．（2024·內蒙古呼和浩特）如圖所示，海天同學將小球由a點靜止釋放，小球在管道內沿abcd運動，ab段和bc段內壁光滑，cd段內壁粗糙，a點略高于c點，b點與d點等高。下列說法正確的是（

）A．從a到c的過程中，小球重力勢能不變B．小球在c、d兩點的動能可能相等C．從a到d的過程中，小球運動到d點時，動能最大D．從a到d的過程中，小球機械能守恒【答案】B【解析】A．a點略高于c點，從a到c的過程中，小球重力勢能先變小，后變大，a點的重力勢能大于c點的重力勢能，故A錯誤；B．cd段內壁粗糙，小球從c點到d點克服摩擦阻力，小球的機械能減小，小球在c點的機械能大于d點，小球在c點的重力勢能大于d點，因此c、d兩點的動能可能相等，故B正確；CD．b點與d點等高，b點與d點的重力勢能相同，從a到d的過程中，ab段和bc段內壁光滑，ac段機械能守恒，cd段由于小球克服摩擦阻力，小球的機械能減小，機械能不守恒，小球在b點的機械能大于d點，小球運動到b點時，動能最大，故CD錯誤。故選B。12．（2024·內蒙古）如圖所示，從A點沿水平桌面滾落的小球運動軌跡如虛線所示，C、F兩點等高，D為小球與水平地面的接觸點，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．小球在C點和F點的機械能相等 B．小球在C點和F點的動能相等C．小球從E點到F點的過程中，機械能變小 D．小球在E點的動能不為零【答案】D【解析】A．小球在C點到F點過程中，由于物體與地面發生碰撞，且上升的高度E點低于B點，故機械能有損失，故小球在C點的機械能大于F點的機械能，故A錯誤；B．在C點的機械能大于F點的機械能，高度相同，重力勢能相同，動能不等，故B錯誤；C．小球從E點到F點的過程中，不計空氣阻力，只有重力做功，機械能不變，故C錯誤；D．小球E點有速度，小球在E點的動能不為零，故D正確。故選D。13．（2024·江蘇鎮江）如圖所示，某種可重復使用火箭在降落過程中，通過控制推力，沿豎直方向先從A點減速運動到B點，再從B點勻速運動到C點，且，不計運動過程中的空氣阻力，忽略火箭質量的變化。則（

）A．火箭受到推力的施力物體是空氣 B．AB段的推力小于BC段的推力C．AB段重力做功的功率大于BC段 D．AB段火箭的重力勢能轉化為動能【答案】C【解析】A．火箭的運動方向是向下，火箭受到豎直向下的重力，推力的方向是向上，火箭受到推力的施力物體是火箭發動機向下噴出的氣體，故A不符合題意；B．火箭的運動方向是向下，忽略火箭質量的變化，則火箭的重力不變，AB段做減速運動，推力大于重力；BC段勻速運動，推力等于重力，所以AB段的推力大于BC段的推力，故B不符合題意；C．AB段，火箭的質量不變，重力不變，高度變低且，重力做功相同，但AB段所用的時間小于BC段，根據可知，AB段重力做功的功率大于BC段，故C符合題意；D．AB段，火箭的質量不變，高度變低，速度變低，重力勢能變小、動能也變小，因此重力勢能沒有轉化為動能。故D不符合題意。故選C。14．（2024·遼寧）2024年5月22日，遼寧男籃奪得2023-2024賽季中國男子籃球職業聯賽（CBA）總冠軍，實現了三連冠。比賽中運動員投出的籃球（）A．離開手后由于慣性繼續運動B．上升過程中重力勢能減小C．到達最高點時不受力的作用D．下落過程中運動狀態保持不變【答案】A【解析】A．比賽中運動員投出的籃球離開手后由于慣性要保持運動狀態不變，所以在空中繼續運動，故A符合題意；B．籃球上升過程中，質量不變，高度增加，重力勢能增大，故B不符合題意；C．籃球到達最高點時仍受到重力的作用，故C不符合題意；D．下落過程中籃球運動的速度和方向改變，則運動狀態改變，故D不符合題意。故選A。15．（2024·山東淄博）在某次測試中，一款重為6.4×104N的超音速汽車以1260km/h的速度在水平軌道上勻速直線行駛，受到的阻力為1.8×105N，10s內汽車通過的路程是m，牽引力做功的功率是W，重力做功是J?！敬鸢浮?5006.3×1070【解析】[1]已知汽車的速度為v=1260km/h=350m/s10s內汽車通過的路程s=vt=350m/s×10s=3500m[2]汽車在做勻速運動，處于平衡狀態，根據二力平衡可知，牽引力等于阻力，即F牽=f=1.8×105N牽引力做功的功率P=F牽v=1.8×105N×350m/s=6.3×107W[3]重力的方向始終是豎直向下的，汽車在豎直方向沒有移動距離，因此重力不做功，為0J。16．（20