2026中考物理二轮复习专题08 机械功与机械能单元应知应会练习（解析版）

这是一份2026中考物理二轮复习专题08 机械功与机械能单元应知应会练习（解析版），共12页。试卷主要包含了结合实例，认识功的概念，知道机械功和功率，知道动能、势能和机械能， 机械能及其转化，35等内容，欢迎下载使用。
1.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。
2.知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。
3.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。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
对单元知识点的深化理解
知识点1. 功
1.功的概念
（1）功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。
（2）功的计算公式：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）。
（3）功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m
（4）判断力是否做功包括两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
2.三种不做功的情况
（1）有力无距离。例如搬石头而未动、推桌子而未动、提着一桶水静止不动等。虽然对物体施加了力，但物体没有在力的方向上通过距离，即s=0， W=Fs=0J
（2）有距离无力。例如踢出的足球在草地上滚一段距离、小球在光滑水平面上匀速运动一段距离等。足球滚动过程中没有受到脚的"踢力"，此过程中人对足球做功为零;小球在光滑水平面上匀速运动的过程中水平方向上没有受到力的作用，所以没有力对小球做功。
（3）力与距离垂直。例如提着水桶在水平地面上走一段距离、背着书包去上学等。物体（水桶或书包等）均受到竖直向上的力，但物体在水平方向上运动，在竖直方向上通过的距离为零，因此力对物体做功为零。
知识点2. 功率
1.功率的概念：
（1）功率定义：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示。
（2）功率意义：物理学中，用功率来表示物体做功的快慢。
（3）功率公式：P=W/t
（4）推导公式∶P=Fv
（5）功率单位：国际单位：瓦（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=1000W。
2. 功率大小比较：一般采用下列三种办法比较大小。
（1）在相同时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，功率越大。
（2）在完成相同功的条件下，比较所用时间的长短，所用时间越短的物体，功率越大。
（3）做功多少和所用时间都不同的情况下，通过公式P=W/t计算，然后进行比较。
知识点3. 动能和势能
1.能量∶物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
（1）一个正在做功的物体一定具有能量，一个具有能量的物体不一定正在做功。"能够对外做功"是指这个物体具有做功的本领，但它不一定做了功或者正在做功。
（2）功和能量的关系
①功是能量转化的量度，功是一个过程量，而能量是物体本身具有的，是一个状态量。
②做功的过程，一定伴随着能量的转化。物体做功越多，说明某种形式的能转化为其他形式的能就越多。
2.动能
（1）概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。
（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）。
3.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）。
知识点4. 机械能及其转化
1.机械能的概念：动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。
2.机械能守恒
（1）机械能守恒∶如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
（2）机械能守恒的条件∶机械能守恒是有条件的，只有动能和势能相互转化时，或者说只有重力和弹力做功时，机械能才守恒。
（3）机械能不守恒的情况
①受到阻力作用的物体机械能不守恒。如果运动的物体受到摩擦或空气阻力，机械能就会转化为其他形式的能，从而使机械能逐渐减小，不再守恒。如落地的篮球越跳越低，最终静止在地面上，机械能逐渐减小。
②有重力或弹力以外的力对物体做功时，机械能不守恒。
单元重难点问题解题方法
1. 应用 W = Fs计算机械功时的注意事项
（1）做功的多少只由 F和s决定，与物体的质量大小、速度大小、运动的方向、物体是否做匀速运动、是否受摩擦力等均无关。
（2）要明确是哪个力对哪个物体做功。
（3）公式中的F是作用在物体上的力，s是物体"在力F的方向上通过的距离"。
（4）物体在力的方向上移动的距离应该是这个力作用在物体上时物体移动的距离，该力撤销后物体移动的距离不能计算在内。
2. 应用功率的公式进行计算时应注意以下几点
（1）P=W/t是功率的定义式，它表示做功的物体在一段时间内的平均功率，既适用于匀速直线运动，也适用于非匀速直线运动。
（2）运用P=W/t计算时，一定要注意 P、W、t 三个量的对应关系，功"W "一定是对应时间"t"内完成的，且各物理量的单位分别是瓦（W）、焦（J）、秒（s）。
（3）P = Fv是功率的推导式，它是物体在恒力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时计算功率的公式，因此拉力 F必须是恒力，且物体做匀速直线运动。
（4）运用P = Fv进行计算时，P、F、v的单位分别是瓦（W）、牛（N）、米每秒（m/s）。
3.探究决定动能大小的因素实验须知
（1）实验研究：研究对象小钢球。 方法有控制变量法；转换法。
如何判断动能大小：看木块被小钢球推动的距离多少。
使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同；
如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；
（2）分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时，速度越大，动能越大；
保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（3）得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
（4）斜面的作用：是物体具有速度并改变物体速度的大小。
（5）水平面的作用：是物体在竖直方向上受力平衡，在水平方向只受摩擦力。
（6）能量转化：在斜面上机械能转化过程：重力势能转化成动能 ， 在水平面上能力转化过程：动能转化为内能。
（7）木块最终停下来的原因：在水平面受到摩擦力。
（8）实验推理与假设：当水平面绝对光滑，小球将做匀速直线匀速，不能达到探究目的。
（9）超载、超速问题判断：超速时，质量不变，速度越大，动能越大；超载时，速度不变，质量越大，动能越大。
（10）用小球做实验有不足之处是：不能保证小球在水平面上沿直线运动。
4. 探究物体的重力势能跟哪些因素有关的实验思路引领
【实验猜想】重力势能可能跟物体的高度、质量有关。
【实验图示】
【实验步骤】
（1）如图甲、乙所示，将质量相等（均为 m）的重物分别从不同高度（高度分别为h和 2h）由静止释放，记录这两次实验小桌陷下去的深度;
（2）如图乙、丙所示，将质量不等（分别为 m 和 M）的重物从相同高度（均为2h）由静止释放，记录这两次实验小桌陷下去的深度。
【注意事项】（1）实验操作时，要注意使重物下落后击中小桌的中部，以免小桌发生歪斜，影响陷入深度的测量。
（2）每次实验后要将实验小桌恢复原样放置。
物理方法：转换法、控制变量法
（1）转换法∶重物的重力势能大小无法直接观察，实验中将重物的重力势能大小转换为被撞击的小桌陷入沙子的深度，这是转换法的应用。
（2）控制变量法∶实验中应注意控制变量法的应用。探究重力势能大小与高度的关系时，应保持重物质量相同，高度不同，即图甲、乙;探究重力势能大小与质量的关系时，应控制高度相同，质量不同，即图乙、丙。
【实验结论】物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高，物体所具有的重力势能就越大。
对单元重要考点例题的解析
考点1. 机械功的概念及其计算
【例题1】在图的四种情境中，人对物体不做功的是（ ）

A.提着水桶在水平地面上匀速前进
B.扛着米袋慢慢爬上楼梯
C.用力推汽车，汽车没动
D.举着杠铃原地不动
【答案】ACD
【解析】A．提着水桶在水平地面上匀速前进，人给水桶一个向上的力，水桶向上没有移动距离，人对水桶没有做功。故A符合题意；
B．扛着米袋慢慢爬上楼梯，人给米袋一个向上的力，米袋在力的作用下向上移动一定的距离，人对米袋做功。故B不符合题意；
C．用力推汽车，汽车没动，人给汽车一个向前的力，汽车向前没有移动距离，人对汽车没有做功。故C符合题意；
D．举着杠铃原地不动，人给杠铃一个向上的力，杠铃向上没有移动距离，人对杠铃没有做功。故D符合题意。故选ACD。
考点2. 机械功率的概念及其计算
【例题2】如图甲所示，放在水平地面上重为100N的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．0--2s内推力对物体做的功为20J
B．2--4s内物体的动能保持不变
C．4--6s内重力对物体做的功为800J
D．4--6s 内拉力做功的功率为80W
【答案】D
【解析】A．由图丙可知，0--2s内物体运动的速度为0，处于静止状态，由W=Fs可知，0--2s内推力对物体做的功为0J，故A错误；
B．由图丙可知，2--4s内物体做加速直线运动，而动能的大小与物体的速度和质量有关，当质量一定时，速度越大，动能越大，即物体的动能增大，故B错误；
C．由图丙可知，4--6s内物体运动的速度4m/s不变，做匀速直线运动，而物体在竖直方向上通过的距离为0，则由W=Gh可知，4~6s内重力对物体做的功为0J，故C错误；
D．由图乙可知，4--6s内物体受到的拉力为20N，拉力的功率
故D正确。故选D。
【例题3】（2023上海）用大小为10牛的水平方向的推力F使重力为20牛的物体在5秒内匀速运动4米，求这段时间里物体推力F做的功W和功率P。
【答案】40J，8W
【解析】推力F做的功W
推力F的功率
答：这段时间里物体推力F做的功W为40J，功率P为8W。
考点3. 动能与势能
【例题4】（2023福建省） 东南海域水质改善，给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 海豚跃出海面减速上升过程，动能不变
B. 海豚跃起到最高点时，重力势能最大
C. 海豚从高处落回海面过程，重力势能不变
D. 海豚在海面下加速下潜过程，动能变小
【答案】B
【解析】A．海豚跃出海面减速上升过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故A错误；
B．海豚跃起到最高点时，质量不变，高度最大，重力势能最大，故B正确；
C．海豚从高处落回海面过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故C错误；
D．海豚在海面下加速下潜过程中，质量不变，速度变小，动能变小，故D错误。故选B。
【例题5】如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）在研究物体的动能与速度的关系时，将质量相同的小球从斜面的________高度（选填“相同”或“不同”）由静止释放，其目的是让小球到达水平面时________不同。小球动能的大小是通过________来反映的，类似这种研究方法称做________。
（2）分析比较甲、丙两次实验，可探究出的结论是：_______。
（3）甲实验中木块被碰撞后受________个力的作用，最终木块会停下来是因受到_______的作用。
【答案】不同 初速度 木块移动的距离 转换法 速度一定时，质量越大动能越大 3 阻力（摩擦力）
【解析】（1）在研究物体的动能与速度的关系时，应控制物体的质量相同，速度不同，故应将质量相同的小球从斜面的不同高度由静止释放，使小球到达水平面时速度不同。
实验中小球滚到水平面后对木块做功，小球动能越大，对木块做的功越多，木块运动的距离越远，小球的动能大小通过木块移动的距离转换出来，这种方法叫控制变量法。
（2）甲丙使小球从同一高度静止滚下，控制了小球到达水平面的初速度相同，图甲中使用质量为m的小球，图丙中使用质量为2m的小球，图丙中小球使木块移动的距离较远，因此可得结论：速度相同时，质量越大，动能越大。
（3）木块被碰撞后，受重力、支持力、摩擦力的作用。
最终木块会停下来是因为受到摩擦力作用，摩擦力改变了木块的运动状态。
【例题6】某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是________（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的________有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为________能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为________。
【答案】（1）转换法；（2）质量；（3）内；（4）h＝4.9t2。
【解析】（1）由题意知，实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的，运用了转换法；
（2）由题知m1＜m2，即图甲和图乙中物体的质量不同，但从同一高度落下，且乙图中小球进入细砂中的
深度更深，因此可知重力势能与物体的质量有关；
（3）当小球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能；
（4）根据表中实验数据可知，小球下落高度与所需时间之间的关系为：h＝4.9t2。
考点4. 机械能及其转化
【例题7】掷实心球是中考体育加试项目之一。图为掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处。则实心球（a点、c点高度相同，不计空气阻力）（ ）
A．在a处重力势能最小
B．在b处动能为零
C．在d处动能为零
D．在a、b、c三处机械能相等
【答案】D
【解析】A．不计空气阻力，小球在空中运动的过程中，小球的机械能守恒，在d处时高度最低，重力势能最小，动能最大，所以小球在d处时的动能最大，而不是在a处动能最大，故A不符合题意；
B．小球在b处时具有一定的速度，动能不为0；在e处时，小球的速度为0，动能为0，所以在e处动能最小，故B不符合题意；
C．由A项解答可知小球在d处时动能不为零，而是动能最大，故C不符合题意；
D．因为不计空气阻力，所以，在动能与势能的相互转化过程中，小球的机械能没有损失（即机械能守恒），则小球在a、b、c三处机械能相等，故D符合题意。故选D。
【例题8】（2023湖北宜昌）如图在跳板跳水比赛中，运动员向下压跳板使之弯曲，跳板恢复原状时将运动员向上高高弹起，下列说法正确的是（ ）

A. 运动员对跳板的压力是跳板形变产生的
B. 运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是一对平衡力
C. 运动员起跳时的动能是由跳板的弹性势能转化而来的
D. 运动员在空中上升过程中，机械能逐渐增大
【答案】C
【解析】A．运动员对跳板的压力，施力物体是运动员，不是跳板形变产生的，而是运动员施加给跳板的压力使跳板发生了形变，故A错误；
B．运动员对跳板的压力，受力物体是跳板；跳板对运动员的支持力，受力物体是运动员；两个力没有作用在同一个物体上，所以不是一对平衡力，故B错误；
C．运动员起跳时，受到了跳板的弹力，跳板在恢复原状的过程中，弹性势能变小，运动员受力后速度变大动能变大，所以是弹性势能转化为动能，故C正确；
D．运动员在空中上升过程中，动能减小，重力势能增大；但运动员还受到了空气阻力作用，部分机械能会转化成内能，所以机械能会逐渐减小，故D错误。故选C。
【例题9】（2023齐齐哈尔）人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，当卫星从远地点向近地点运动过程中，势能_______，速度_______。（均选填“增大”或“减小”）

【答案】 减小 增大
【解析】卫星从远地点向近地点运动过程中，高度减小，质量不变，重力势能减小，由于卫星在运行过程中机械能保持不变，则动能增大，速度增大。
【例题10】（2023湖南株洲）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（ ）

A. 80JB. 100JC. 180JD. 280J
【答案】A
【解析】由题可知，因为不计空气阻力，机械能守恒，铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化，若铅球落到地面时重力势能为零，则动能为最大值280J。由图可知，当铅球到最高点时，即距离地面2.5米时，动能为180J，则重力势能最大值为100J；已知铅球出手高度为2m，所以其重力势能小于100J。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0