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第十一章
功和机械能
第一部分
教材梳理
课程
标准 3.1.3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.
3.2.2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.
3.2.1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.
课标
解读
与
命题
规律 1.功的概念比较抽象，《课程标准》要求结合实例认识功；对三种能及其相互转化的要求是“知道”；对机械功和功率的第一点要求是“知道”，具体表现是知道做机械功的两个要素，知道机械功的物理意义、公式及单位，知道机械功率的物理意义、定义式、单位；第二点要求是“用生活中的实例说明机械功和功率的含义”.
2.预计2025年考查题型以填空题、选择题、计算题、综合能力题为主.考查重点是做功的两个必要因素，功、功率的简单计算，动能和势能、机械能的转化.
1.(2024 江西)如图所示，物块在大小为 F 的拉力作用下，在时
间 t 内沿拉力方向移动的距离为 s，则此过程中拉力对物块做的功
为______，功率为______.(均用题中所给字母表示)
2.(2023 长沙)如图所示，大人和小孩分别将 5 块相同的砖从一
)
D
楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是(
A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多
D.大人对砖做功更快
3.(2024 大庆)神舟十八号是中国载人航天工程第十八艘载人
飞船，于 2024 年 4 月 25 日，在酒泉卫星发射中心发射成功.中国
国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站，由神舟十八号
航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示.
在飞船加速上升的过程中，若不考虑其质量的变化，下列分析正
确的是(
)
C
A.重力势能增加，动能不变
C.重力势能增加，动能增加
B.重力势能减少，动能增加
D.重力势能不变，动能不变
4.(2024 连云港)如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同
样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的
距离.该力在此过程中所做功的大小分别为 W1、W2，功率的大小分
)
C
别为 P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是(
A.W1＜W2 P1＜P2 B.W1＞W2 P1＞P2
C.W1＝W2 P1＝P2 D.W1＜W2 P1＞P2
5.(2024 赤 峰 ) 某老旧小区改造工地 ， 工人用起重机将重
1.2×104 N 的施工材料匀速吊上 6 m 高工作台，用了 10 s.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：0.6
7.2×104 7.2×103
考点 1 功和功率
力的方向
作用在物体上的力
1.功：作用在物体上的力，使物体在________上通过了一段距
离，我们就说这个力对物体做了功.判断做功与否的两个必要因素：
一是__________________________；二是物体在这个__________
上通过了一段距离.
力的方向
Fs
s
m
2.功的计算：W＝________.式中________指的是物体在力的方
向上通过的距离，单位用________表示.
物体单位时间
快慢
快
慢
功
时间
3.功率：________________内所做的功叫功率.功率是一个描
述做功________的物理量.功率大是指做功________；功率小是指
做功________.功率大小由________和________共同决定.
4.功率的计算：P＝_____.
5.功率的单位有________(W)、________(kW)，它们间的换算
关系是：1 kW＝________W.
瓦
千瓦
103
考点 2 机械能
运动
质量
速度
增大
1. 动能：物体由于________ 而具有的能叫动能. 动能大小与
________和________有关.判断动能的增减，关键是看影响动能大
小的两个因素如何变化：速度不变时，质量增大，动能________；
质量不变时，速度增大，动能________.
增大
被举高
2.重力势能：物体由于__________而具有的能叫重力势能.重
力势能的大小与________和物体___________有关.判断重力势能
的增减，关键是看影响重力势能的两个因素如何变化：高度不变
时，质量增大，重力势能________；质量不变时，高度增大，重
力势能________.
质量
所处高度
增大
增大
发生弹性形变
材料
弹性形变程度
大
3.弹性势能：物体由于____________________而具有的能叫弹
性势能.弹性势能的大小与________和________________有关.同
种材料的物体，弹性形变越大，弹性势能越________.
4. 机械能：________ 和________ 统称为机械能.________ 和
________是可以相互转化的，如果只有________和________相互
转化，没有其他形式的能参与，则机械能________.
动能
势能
动能
势能
动能
势能
守恒
精讲 1 功
)
【例 1】(2023 连云港)下列有关功的说法正确的是(
A.用力推车没有推动，人对车也做了功
B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C.运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
解析：用力推车没有推动，有力没有移动距离，人对车没有
做功.足球在水平地面上滚动时，足球没有在重力的方向上通过一
定的距离，重力没有对足球做功.运动员举起杠铃在空中静止不动，
杠铃没有在力的方向上通过一定的距离，运动员没有对杠铃做功.
学生背着书包在水平路面上行走，书包没有在力的方向上移动距
离，学生对书包没有做功.
答案：B
变式拓展
D
1.(2024 常 州 ) 起重机将 1000 N 的重物先竖直向上匀速提升
)
3 m，再悬停 6 s，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
2.(2024 乐山)如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从 A
点运动 6 m 到达 B 点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动 30 m 停在
O 点.若运动员对冰壶的水平推力为 9 N，冰壶运动中受到水平方
向的阻力，大小恒定为 1.5 N.从 A 点到 O 点冰壶沿直线运动，此
过程中(
)
C
A.推力对冰壶做功为 270 J
B.推力对冰壶做功为 324 J
C.冰壶克服阻力做功为 54 J
D.冰壶克服阻力做功为 45 J
精讲 2 功率
【例 2】一次体育课上，甲、乙两人进行爬杆比赛，甲从某一
位置匀速爬到杆顶用时 8 s，乙从同一位置爬到杆顶用时 10 s.若甲、
乙两人体重相等，则他们爬杆功率之比为(
)
A.5∶4
C.25∶16
B.4∶5
D.16∶25
解析：爬杆运动是克服自身重力做功，甲、乙两人从同一位
置匀速爬到杆顶则 h 相同，可以计算出两人爬杆做功的关系；又
知道两人的做功时间，根据功率公式得出他们的功率之比.
本题中因为甲、乙两人从同一位置爬杆到顶端，所以爬杆上
升的高度 h 相同.
又因为W＝Gh，甲、乙两人的体重G甲∶G乙＝1∶1，
所以甲、乙两人爬杆做功W甲∶W乙＝G甲 h∶G乙 h＝G甲∶
G乙＝1∶1.
因为甲、乙两人爬杆所用时间t甲∶t乙＝8 s∶10 s＝4∶5，所
以甲、乙两同学爬杆做功功率：
答案：A
变式拓展
D
A.3∶5，9∶25
C.3∶5，3∶5
B.3∶5，1∶1
D.1∶1，3∶5
3.(2022枣庄)如图甲，物体在同一水平面上做匀速直线运动，
当物体运动路程与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为
F1；当物体运动的速度与时间的关系图象如图丙时，受到的水平
推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则F1∶F2和P1∶P2分别
为(　　)
4.(2024 眉山)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.4～6 s，物体运动路程为 18 m
B.4～6 s，拉力 F 的功率为 12 W
C.t＝1 s 时，物体受到摩擦力大于 2 N
D.拉力为 6 N 时，物体做匀速直线运动
答案：B
精讲 3 动能和势能
【例 3】如图所示，苹果树上结有甲、乙、丙三个质量相等的
苹果，哪一个苹果的重力势能最大(
)
A.甲
B.乙
C.丙
D.一样大
解析：重力势能大小的影响因素包括质量、被举的高度.质量
越大，高度越高，重力势能越大.甲、乙、丙三个苹果的质量相等，
从图上可以看出丙所处的位置高度最高，所以丙的重力势能最大.
答案：C
【例 4】如图是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实
验示意图.
(1)实验要探究的是物体动能的大小与物体______________和
质量的关系.
(2) 实验中探究的是__________( 选填“A” 或“B”) 物体的动
能，物体动能的大小是通过______(选填“s”或“h”)的大小来反映
的.
解析：(1)动能大小与物体的速度和质量有关，所以实验要探
究的是物体动能的大小与物体速度和质量的关系.(2)实验中探究
的是小球 A 的动能，其大小是通过将木块推动的距离来判断的.
答案：(1)速度 (2)A
s
变式拓展
C
5.(2024 成都)2023 年 7 月 28 日，第 31 届世界大学生夏季运
动会在成都隆重开幕.如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景.
)
关于跳高运动员的能量，下列结论正确的是(
A.助跑过程中，动能保持不变
B.助跑过程中，机械能总量保持不变
C.起跳后的上升过程中，重力势能增大
D.越过横杆后的下降过程中，动能保持不变
精讲 4 机械能及其转化
【例 5】(2024 武汉)如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，
让小球从 A 点静止释放，小球会在 A、C 两点之间来回摆动，最
终静止.下列说法正确的是(
)
A.小球从 A 点摆动到 B 点，动能转化为重力势能
B.小球能从 B 点摆动到 C 点是由于受到惯性
C.小球每次经过 B 点，其动能都比上一次小
D.小球最终静止在 A 点
解析：本题考查单摆的机械能及其转化，在能量转化中，减
小的能转化为增大的能，当有阻力作用时，机械能逐渐减小.动能
大小跟质量、速度有关，重力势能大小跟质量、高度有关，球从 A
点摆动到 B 点的过程中，小球的质量不变、高度减小，重力势能
减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；由于小球运
动过程中机械能损失，所以小球每次经过 B 点的速度都有所减慢，
小球每次经过 B 点，其动能都比上一次小，小球最终静止在 B 点；
小球在 B 点时有一定的速度，由于小球具有惯性，小球会从 B 点
摆动到 C 点，惯性是一种性质，不能说受到惯性.
答案：C
变式拓展
D
6.(2024 内蒙古)如图所示，从 A 点沿水平桌面滚落的小球运动
轨迹如虚线所示，C、F 两点等高，D 为小球与水平地面的接触点，
不计空气阻力，下列说法正确的是(
)
A.小球在 C 点和 F 点的机械能相等
B.小球在 C 点和 F 点的动能相等
C.小球从 E 点到 F 点的过程中，机械能变小
D.小球在 E 点的动能不为零

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