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第一部分 基础知识演练
第十讲 功和机械能
考点清单
考点一 功和功率
1.功#1
定义 如果一个力作用在物体上，物体在这个力的________移动了一段距离， 就说这个力对物体做了____
做功的两 个必要因 素 一是作用在物体上的____；二是物体沿力的方向通过的______
不做功的 三种情况 （不劳无功）；（不动无功）；， ，但 （劳而无功）
大小 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的______
方向上
功
力
距离
乘积
计算公式 ________
单位 焦耳，
功的原理 使用任何机械 ________________ （1）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械
都适用.
（2）功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费
距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械
是不存在的.
（3）使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，
是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，
或者可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便
都不省功
续表
例1 小明用的水平推力，将重为的小推车沿水平地面向前推动了 ，
在此过程中，推力对小推车做功_______，重力对小推车做功___ .
5 000
0
2.功率
定义 功与做功所用时间之比
物理意义 描述物体__________的物理量
公式 定义式：___；导出式： ____
单位 单位：瓦特；工程技术上常用单位： ；换算关系：
做功快慢
例2 （2022·金昌）小勇背着重的书包沿水平路面走了，用时 ，又
用爬上了大约高的四楼回到了家，小勇的重力为 ，则他在回家过程
中对书包做的功为_____.他上楼过程中克服总重力做功的功率是____ .（沿水平路
面行走时不考虑重心高度的变化）
360
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考点二 机械能及其转化
1.能量
定义 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有______，简称能
实质 物体做功的过程就是能的______或______的过程
单位 焦耳，符号： ，与功的单位相同
备注 （1）能量是表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少
来衡量，物体能够做的功越多，它具有的能就越大.
（2）一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经
做功”.如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功
能量
转移
转化
2.机械能：在物理学中，把______、__________和__________统称为机械能.#2
动能
重力势能
弹性势能
机械能 动能 势能
重力势能 弹性势能
定义 物体由于______而具有的 能 物体由于受到重力并处 在一定高度时所具有的 能 物体由于发生______
_____而具有的能
影响因 素 质量相同的物体，运动的 速度越大，它具有的动能 越大；运动速度相同的物 体，质量越大，它具有的 动能也越大 物体质量越大，所处位 置越高，具有的重力势 能就越大 同一物体的弹性形
变越大，具有的弹
性势能就越大
运动
弹性
形变
机械能 动能 势能
重力势能 弹性势能
机械能 的转化 一个物体可以同时具有动能和势能，____________可以相互转化
机械能 守恒定 律 动能和势能相互转化时，机械能并不是总保持不变的，在只有动能和势 能相互转化时，机械能的总和保持不变，即机械能守恒，机械能守恒是 一种理想化的情况
动能和势能
续表
机械能 动能 势能
重力势能 弹性势能
备注 人造卫星运动中的机械能变化（如图）： （1）在近地点，卫星离地球最近，动能最大；在远地点，卫星离地球最 远，重力势能最大. （2）从近地点到远地点：动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势 能；从远地点到近地点：重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动 能 ________________________________________
续表
例3 （2022·兰州）2022年3月29日，我国成功发射“长征六号改”运载火箭，搭载了
“浦江二号”和“天鲲二号”卫星.在火箭加速升空的过程中，若以发射台为参照物，该
火箭是______的，卫星的机械能______（选填“增大”“不变”或“减小”）.
运动
增大
实验探究
探究动能的大小跟哪些因素有关
实验目的 探究动能的大小跟哪些因素有关
探究方法 控制变量法和转换法
实验器材 斜面、不同质量的木球和钢球、木块
实验装置
实验步骤 （1）将不同质量的钢球和木球从斜面的同一高度释放，观察推动水平
面上木块运动的距离.
（2）将同一质量的木球从斜面的不同高度释放，观察推动水平面上木
块运动的距离
实验结论 物体动能的大小与物体的______和______有关；速度越大，
__________；质量越大，__________
备注 （1）在探究质量对动能大小的影响时，使钢球和木球从同一斜面的同
一高度滚下，则两球到达斜面底端时速度大小相同.
（2）通过观察木块运动的距离，来反映小球的动能大小.
（3）在探究速度对动能大小的影响时，可让相同的球从不同的高度滚
下
速度
质量
动能越大
动能越大
续表
例 为了模拟研究超载和超速带来的安全隐患，小霞同学设计了如图所示的探究实
验：将、、三个小球从同一装置高度分别为、、 的位置由静止滚下
，推动小木块运动一段距离后停止，根据生活经验
和所学的物理探究方法，回答下列问题.
（1）在甲、丙两图所示的实验中，、 两
球刚滚到水平面时的速度______
（选填“相等”或“不相等”）.
相等
（2）用来研究超速带来的安全隐患时，小
霞应选择________两图所示的实验进行比较.
甲、乙
（3）后来小霞分别用B球和C球将弹性相同
的弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所
示，则两球离开弹簧时的速度________
（选填“相等”或“不相等”）.
不相等
甘肃真题链接
1.（2025·省卷）2025年5月17日，“朱雀二号”改进型遥二运载火箭成功将6颗卫星送
入预定轨道.关于卫星发射和运行过程，下列说法正确的是( )
D
A.火箭加速升空过程中，卫星的动能转化为重力势能
B.箭星分离前，以火箭为参照物，卫星是运动的
C.卫星上太阳能电池板的作用是将电能转化为机械能
D.卫星依靠电磁波来实现星地实时数据传输
2.（2025·省卷）始终水平匀速直线飞行的飞机，在向目标处空投物资后，飞机的机
械能______；物资在空中加速下落的过程中，其惯性将______.（均选填“变大”“变
小”或“不变”）
变小
不变
3.（2022·省卷）高空抛物坠物致人伤亡事件严重危害人民群众生命财产安全，原因
是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越____（选填“大”或“小”），当高
处的物体坠落时，因重力势能转化为____能，从而带来安全隐患.
大
动
4.（2021·天水）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，负
责执行我国第一次自主火星探测任务.加速上升过程中，火箭燃料的______能转化为
燃气的内能，卫星的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）.
化学
增大
5.（2022·省卷）如图所示，摆线的长度相同，小球、的质量 ，悬线与
竖直方向的夹角 .
（1）图甲、乙中，同时由静止释放、 两球，
观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达
竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻
速度大小与小球的______无关.
质量
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能
大小与哪些因素有关”.小球按图示位置由静止释
放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水
平面上的木块 发生碰撞，木块都会在水平面上
滑行一定距离后停止，本实验中通过比较_______
___________反映小球撞击木块 前的动能大小，
这种研究方法叫________（选填“控制变量法”或
“转换法”）.
木块
滑行的距离
转换法
（3）根据图乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块 滑行得更远，可得出结
论：小球的动能大小与______（选填“速度”“高度”或“质量”）有关.
速度
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块 被撞击
后，它将做______（选填“减速”“匀速”或“加速”）
直线运动.
匀速
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平桌面上将同一根弹簧
压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能
______（选填“相等”或“不相等”），该方案______（选填“正确”或“错误”）.
相等
错误
6.（2023·兰州）小彤设计了如图所示的实验
来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电
磁铁的控制，让质量分别为 和
的小钢球从圆弧轨道的一定高
度 由静止滚下，撞击水平面上的纸
盒并将纸盒推动一段距离.（实验中的圆弧轨
道、水平面和纸盒均不变）
（1）分析甲、乙两图可知，图____（选填“甲”
乙
或“乙”）中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大.
（2）比较甲、乙两图可知，在______一定时，小钢球的______越大，动能越大.
（3）比较________两图可以模拟汽车超载带来的危害.
质量
速度
乙、丙
（4）假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理
学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些
事项？__________________________________
（写一条）.
不超载行驶，不超速行驶（合理即可）
7.（2023·省卷）随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众
的青睐，某公司推出了如图所示的小型房车，小林和父母参观车
展时试驾了该车，该车在平直公路上以 的速度匀速行驶
（1）该房车匀速行驶了多长时间
解：该房车行驶的路程，行驶速度，由 可
得，该房车匀速行驶的时间 .
了.已知车轮与水平地面总接触面积为 ，试驾时房车和人总质量为
，阻力是房车和人总重的0.1倍 假定汽车静止时对地面的压力大小等于
汽车总重力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，取 .求试驾过程中：
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少
答案：房车和人的总质量 ，房车和人的总重力
，由 可得，
该房车对地面的压强 .
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大
答案：由题意可得，房车所受阻力 ，房车
在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，由二力平衡可得，房车所受牵引力
，由 可得，牵引力做功的功率
.
8.（2025·省卷）学校航模社团用无人机（如图）进行学科实践，已知无人机整机质
量为 .
（1）小高想要测量操场长度，他让无人机从操场一端以 的速度水平匀速直线
飞行到另一端，发现用时 ，请问他测得的操场长度为多少？
解：他测得的操场长度 .
（2）小飞想了解无人机上升过程中的输出功率，他让无人机匀速
直线上升，发现用时 ，请问此过程中他测得的无人机的
输出功率是多少？空气阻力不计，取
答案：无人机匀速直线上升，空气阻力不计，则无人机的牵引力与
无人机的重力大小相等，即 ,
无人机匀速直线上升的速度 ,则无人机的输
出功率 .
9.（2024·省卷）如图所示，电动独轮平衡车深受年轻人的青睐.爸爸给小东也买了一
辆平衡车作礼物，平衡车的一些参数如表格所示.小东在广场上的水平路面上以最高
速度匀速骑行了.若小东的质量为 ，求：
平衡车参数
净重 （含电池组）
最高车速
轮胎接地面积
（1）小东 骑行的距离.
解：由表格可知，最高车速
，小东 骑行的距离
.
（2）小东在水平路面上骑行时，车对路面的压强.取 ，车对路面的压力
等于人和车受到的总重力
答案：小东在水平路面上骑行时，车对路面的压力
，轮胎接地面积，即路面的
受力面积 ，车对路面的压强
.
（3）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小东在水平路面上以最高
速度匀速骑行时，平衡车的功率.
答案：车匀速直线行驶时，车的牵引力与所受阻力平衡，大小相等，即
，小东在水平路面上以最高速度匀速骑行
时，平衡车的功率 .

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