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第 10 讲—功和机械能
2023 年中考物理一轮复习讲练测
一、思维导图二、考点精讲
考点1 功
1. 功
（1）定义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动了一段距离，这个力的作
用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。
（2）做功的两个必要因素：
①作用在物体上的力，
②物体在这个力的方向上移动的距离。
（3）不做功的三种情况：①有力无距离；②有距离无力；③有力有距离，但是力垂直距离。
【归纳总结】不做功的三种情况
图示
特点 物体运动但在水平方向不 物体受力，但静止 有力有距离，但力的方向与
受力，因惯性而动 运动方向垂直
踢出去的足球会继续往前 推而未动，搬而未起 人提水桶水平前进，提水桶
滚动，但是人已经没有对 的力水桶的重力均不做功
举例
它做功
2. 功的计算
(1)计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即：W=Fs。
(2)符号的意义及单位：W表示功，单位是焦耳(J)，1J=1N·m；F表示力，单位是牛顿(N)；s
表示距离，单位是米(m)。
注意事项：
①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。
②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。
③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。
(4)变形公式：求距离：s＝ ；求力：F＝ ．
(5)常考功的估算
a．将地面上的物理课本捡起放到课桌上，人对课本做的功约为2 J；
b.从地上拿起一个鸡蛋，缓缓举过头顶做的功约为1 J；
c.一名普通中学生从一楼走到三楼，克服自身重力做的功约为3 000 J.
考点2 功率1. 定义：功与做功所用的时间的比值叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功，用
符号“P”表示。
2. 物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。
3. 公式：P＝ ．在国际制单位中，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，则功率的单位是焦
耳每秒，它有个专门的名称叫做瓦特，简称瓦，符号是W．工程技术上常用千瓦(kW)作为
功率的单位．
4. 单位换算：1 kW＝1000W.
5. 变形公式：求物体所做的功：W＝Pt；求做功所用的时间：t＝ .
6. 做匀速直线运动的物体的功率公式推导：P＝Fv.
(1)要特别注意公式中速度v的单位必须是m/s，力F的单位是N，功率P的单位是W.
(2)由公式可知，当功率一定时，减小速度可以增大牵引力．(如汽车上坡时换挡减速)
7. 功率的估测：中学生跳绳的功率约为 60 W、中学生正常步行上楼的功率约为 150 W、家
用小轿车正常行驶的功率约为80 kW.
考点3 动能和势能
1. 能量
（1）物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。
（2）单位：焦耳（J）
2. 动能
(1)定义：物体由于运动而具有的能，叫做功能。
(2)影响动能大小的因素：
①物体的质量；
②物体运动的速度。物体的质量越大，运动速度越大，物体具有的动能就越大。
3. 重力势能
(1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素：
①物体的质量；
②物体被举高的高度。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
4. 弹性势能
(1)定义：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：物体发生弹性形变的程度。物体的弹性形变程度越大，具有
的弹性势能就越大。
考点4 机械能及其转化
1. 机械能
(1)定义：动能和势能统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量。
(2)单位：J。
2. 动能和势能的转化
(1)在一定的条件下，动能和势能可以互相转化。
(2)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，但是机械能的总和不变，
或者说机械能是守恒的。
(3)在分析动能和势能转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析物体
质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。
注意：机械能的转化：
3. 水能和风能的利用
(1)从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。让水流冲击水
轮转动，用来汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动航行。到 19世纪，人类开始利用水能发
电。
(2)修筑拦河坝来提高上游的水位，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，
能发出的电就越多。风能也可以用来发电，风吹动风车可以带动发电机发电。
4. 人造地球卫星
(1)人造地球卫星沿椭圆轨道绕地运行，所以存在动能和势能。
(2)卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。
(3)当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能减小、动能增大；当卫星从近地点向远地点
运动时，它的势能增大、动能减小。
三、例题精析
1．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点返回（不考虑空气阻力）。关
于摆球，下列说法中正确的是（ ）A．在O点时重力势能最大 B．从A点到B点的过程中机械能守恒
C．在B点时受平衡力作用 D．从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】B
【详解】A．在O点时速度最大，动能最大，高度最小，重力势能最小，故A错误；
B．不考虑空气阻力，从A点到B点的过程中只有动能和势能之间的转化，机械能守恒，故
B正确；
C．在B点时，摆球受到重力、拉力，二力不在同一直线上，受非平衡力作用，故C错误；
D．从A点到O点，动能增大，重力势能减小，为重力势能转化为动能，故D错误。
故选B。
2．以下是对杨阳同学部分生活事例的分析，其中合理的是
A．去游泳馆游泳时，受到水的浮力约为2000N
B．全家6月份自来水用量26m3， 算出其质量为26kg
C．从一楼走到三楼家中，克服自身重力做功约为100J
D．参加800m跑步的成绩是4min10s，则她跑步的平均速度是3.2m/s
【答案】D
【详解】A、杨阳质量约为50kg，所受重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N，游泳时要漂浮在
水面上，所受浮力F=G=500N，故A错误；
B、水的质量m=ρV=1×103kg/m3×26m3=2.6×104kg，故B错误；
C、沿楼梯登上家中3楼，克服自身重力做功约为W=Gh=500N×3m×2=3000J，故C错误；
D、运动时间t=4min10s=250s，平均速度 ，故D正确．
故选D．
3．根据你对生活中物理量的认识，你认为下列数据最符合实际情况的是（ ）
A．一名中学生的重力约为 B．一名中学生从一楼到二楼，所做的功大约为
C．一只鸡蛋重约为 D．一名中学生双脚站立时对地压强约为
【答案】B
【详解】A．一名中学生的重力约为 ，故A不符合题意；B．一名中学生从一楼到二楼，所做的功大约为
故B符合题意；
C．一只鸡蛋重约为 ，故C不符合题意；
D．一名中学生双脚站立时对地压强约为
故D不符合题意。
故选B。
4．唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，前一句生动形象地表明黄
河水蕴藏着大量的__________，后一句表明长江水具有丰富的________。（均选填“动能”
或“势能”）
【答案】 势能 动能
【详解】[1]“黄河远上白云间”表明黄河之水高高在上，具有一定的高度，从而表明黄河水
蕴藏着大量的重力势能。
[2]“不尽长江滚滚来”说明长江之水在快速流动，具有较大的速度，从而表明长江水具有丰
富的动能。
5．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹
簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小
球从a运动到c的过程中，在______（选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的
过程中，小球的动能转化为弹簧的______，小球从a运动到b的过程机械能总量______（选
填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 b 弹性势能 变大
【详解】[1][2][3]由题意可知，小球从a运动到b的过程中，弹簧的形变程度减小，其弹性
势能减小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，而小球的重力
势能不变，所以小球的机械能总量变大；到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹
性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为
弹簧的弹性势能，小球的动能会变小。因此，在b点时小球的动能最大。6．北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛中，我国选手徐梦桃凭借最后一轮的高难度动
作一举夺冠。徐梦桃起跳后能继续升高是因为她具有_______，完成动作下落过程中，她的
机械能怎样变化？_______。
【答案】 惯性 变小
【详解】[1]徐梦桃起跳时向上运动，由于惯性，继续保持原来的运动状态，故徐梦徐梦桃
起跳后能够继续升高。
[2]由于存在空气阻力，运动过程中有一部分机械能转化为内能，故机械能减小。
7．小明同学了解到中考体育跳绳需要达到1分钟180个才能满分，于是，小明在学校操场
上进行了测试；同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小明同学跳绳的功率；
（1）要达到实验目的，兴趣小组需要选择的测量器材有台秤、______和秒表；
（2）请你帮兴趣小组的同学在线框内设计一个实验记录表格；______（小明每次跳起的高
度大约相等）
（3）兴趣小组的同学根据小明跳绳情况制作了一张图，如图所示，假设小明整个跳绳过程
是匀速的；通过计算，可以判断出这次跳绳，小明 ______（选填“能”或“不能”）获得
满分；
（4）试根据中学生体重，估测小明跳一次绳克服重力所做的功为 ______J。
【答案】 刻度尺 见详解 不能 20
【详解】（1）[1]测量跳绳的功率就是测量克服自身重力做功的平均功率，由
可知，需要的实验器材有：测量小明质量m的台秤、测量重心上升高度h的刻度尺和测量时间的秒表。
（2）[2]实验中需要测量小明的质量、跳起的高度、1min内跳绳的次数，然后根据
求出跳绳的功率，所以实验记录表格如下：
小明跳起的高度 1min内跳绳的次
小明的质量m/kg 跳绳的功率P/W
h/cm 数n
（3）[3]由图像可知，跳一次绳的时间为0.4s，则1min内跳绳的次数
因为150＜180，所以这次跳绳小明不能获得满分。
（4）[4]由图像可知，跳一次绳重心上升的高度
h＝4cm＝0.04m
小明的质量约为50kg，则跳一次绳克服重力所做的功
8．如图是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验操作过程，A、B是两个质量不同
的小球（mA
