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第10讲　功和机械能
课标要求 3.1.1　了解能量及其存在的不同形式.能描述不同形式的能量和生产生活的联系. 3.1.2　通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以相互转化. 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. 3.2.1　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. 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.
近五年广州市中考考查情况 年份 题型 分值 难易程度 考点 备注
2021 选择题 填空题 计算题 11 中等 容易 中等 动能与速度的判断；动能和机械能的变化；功和功率的计算 通过图像判断动能的大小，结合受力分析比较重力以及速度的大小.根据影响因素判断动能与重力势能的变化，从而判断机械能的变化.结合s－t图像考查功和功率的计算.
2022 填空题 计算题 6 中等 容易 机械能转化；功和功率的计算 考查动能和势能的转化，关键是从机械能是否守恒以及机械能等于动能与势能之和两方面考虑.计算题的考查难度不大，主要考查根据公式W＝Fs和P＝推导出P＝Fv进行简单计算.
2023 选择题 填空题 6 容易 容易 机械能转化；功和功率的计算 考查动能、重力势能和机械能的变化；结合二力平衡条件考查做功公式、功率公式的应用.
2024 填空题 计算题 6 容易 容易 机械能转化；功和功率的计算 考查机械能损失的原因以及机械能等于动能与势能之和；考查根据公式W＝Fs和P＝推导出P＝Fv进行简单计算.
2025 选择题 填空题 4 容易 容易 做功的条件；功的计算 考查力做功的必要因素；考查做功公式的应用.
命题规律 本部分主要考查机械能及其转化的知识，以选择题、填空题为主；功和功率的计算也是常考点，以计算题为主，难度不大. 关于功W＝Fs，关键是找准力及物体沿该力的方向移动的距离；功率的计算方法是直接代入数据.机械能的转化及动能和势能的变化是每年必考的基本点，注意从影响因素角度分析判断.
功
【知识回顾】
1.做功包含两个必要因素：一是　作用在物体上的力　；另一个是　物体沿力的方向移动了距离　.
2.功的计算公式：　W＝Fs　；单位：　J　，1 J＝　1　N·m.
3.判断力是否对物体做功时，一定注意s和F的对应关系，以下三种情况不做功：
①有距离无力，F＝0；
②有力无距离，s＝0；
③力的方向与运动方向垂直，例如物体在水平方向运动时重力是不做功的.
【回归教材】
下列说法正确的是(B)
甲 乙
A.图甲，人搬石头时，搬而未起，人对石头做功
B.图甲，人搬石头时，搬而未起，人对石头没有做功
C.图乙，人推车在水平方向上前行，支持力对车做功
D.图乙，人推车在水平方向上前行，人对车的推力没有做功
【重点突破】
1.[物理观念]关于功，下列说法正确的是(D)
A.力越大做功越多
B.物体在力的方向上移动的距离越大做功越多
C.做功所用的时间越长做功越多
D.功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积
2.小明用100 N的力踢一个重5 N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了20 m.在球滚动的过程中(D)
A.小明对足球做功2 000 J B.重力对足球做功100 J
C.小明对足球做功2 100 J D.小明和重力对足球做功都是0
3.如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球　做　功，细绳对小球的拉力　不做　功.(均选填“做”或“不做”)
4.小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示的甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，下列关于做功大小的说法正确的是(C)
A.W甲＜ W乙＜ W丙 B.W甲＞ W乙＞ W丙
C.W甲＝W乙＝W丙 D.W甲＝W乙＜ W丙
功的计算
用W＝Fs求功的大小前，要弄清楚题中问的是哪个力做的功，且判断该力是否有做功：画出该力的示意图，然后画出物体移动的距离，接着看是否属于不做功的三种情况之一.
功率
【知识回顾】
1.　功与做功所用时间之比　叫作功率，功率是表示　做功快慢　的物理量.
2.功率的定义式：　P＝　.功率的推导式：　P＝Fv　.功率的基本单位：　W　，1 kW＝　1 000　W.
【回归教材】
有两批相同的砖块需要从地面送到屋顶，一批由工人搬运，共用时2 h，另一批用起重机搬运，只用了20 min.下列关于工人和起重机搬运砖块过程中做功多少和快慢的说法正确的是(D)
A.工人做功时间长，做功快 B.起重机做功时间短，做功少
C.工人做功时间长，做功多 D.起重机做功时间少，做功快
【重点突破】
1.下列关于功率的说法正确的是(C)
A.功率越大的机械，做功越多
B.功率是表示物体做功快慢的物理量，所以做功时间越短，功率越大
C.功率越大的机械做功越快
D.做功所用的时间越长，做的功越多，功率就越大
2.[物理学与日常生活]春游时，小明和小红决定比赛爬山，他们同时出发，结果又同时到达山顶.想判断谁的功率大，还需知道的物理量是(B)
A.山的高度 B.两人的体重
C.爬山的时间 D.两人的身高
3.物体在自由下落过程中运动速度会越来越快.一小球由A点自由下落，经过B、C两个位置，且AB＝BC，如图所示.小球重力在AB、BC段做的功分别为WAB、WBC，功率分别为PAB、PBC，则(D)
A.WAB＞WBC B.WAB＜WBC
C.PAB＞PBC D.PAB＜PBC
4.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s－t图像分别是图乙中的图线①、②，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则F1　＝　F2，P1　＞　P2.(均选填“＜”“＝”或“＞”)
5.小明同学用50 N的水平推力，使放在水平桌面上重200 N的物体做匀速直线运动.若该物体在10 s内移动了4 m，则在此过程中，物体受到的摩擦力是　50　N，小明推力做的功是　200　J，做功的功率是　20　W.
6.在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示.若实心球重20 N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7 m，用时约0.75 s.则球下降过程中重力做功为　54　J，功率为　72　W.
7.(2025·苏州改编)叉车常用于货物的转运，如图所示.叉车在10 s内将质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m，g取10 N/kg，求此过程中：
(1)叉车对货箱所做的功；
(2)叉车对货箱所做功的功率.
解：(1)叉车对货箱所做的功W＝Gh＝mgh＝300 kg×10 N/kg×3 m＝9 000 J
(2)叉车对货箱所做功的功率P＝＝900 W
答：(1)叉车对货箱所做的功为9 000 J；(2)叉车对货箱所做功的功率为900 W.
机械能及其转化
【知识回顾】
1.物体由于　运动　而具有的能叫作动能，动能的大小与物体的　质量　和　速度　有关.
2.物体由于　受到重力　并处在一定高度而具有的能叫作重力势能，重力势能的大小与物体的　质量　和　所处的高度　有关.
3.物体由于发生　弹性形变　而具有的能叫作弹性势能.弹性势能的大小与物体的　弹性形变的大小　有关.
4.　动能和势能　统称为机械能.动能和势能可以相互转化.
5.如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和　不变　，或者说机械能是　守恒　的.
【回归教材】
把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示.下列说法中正确的是(C)
A.铁锁摆回时一定会打到鼻子
B.铁锁最终会停下来是因为机械能消失了
C.铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能主要转化为动能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力的作用
【重点突破】
1.如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a点运动到d点，足球(C)
A.在b、d两点的动能相等
B.在a、d两点的机械能相等
C.从b点到c点的过程机械能减少
D.从c点到d点的过程重力势能减少
2.[科学思维]如图是运动员在铅球比赛中的场景.铅球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是(A)
3.如图所示，火星探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化.探测器由近火点向远火点运动时，速度不断减小，在这个过程中，探测器的　动　能转化为　重力势　能，探测器的机械能　守恒　(选填“守恒”或“不守恒”).
4.撑竿跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越竿下落.起跳后到达最高点的过程中动能和　弹性势能　转化为　重力势能　；下落过程中　动　能逐渐增加.
5.[科学探究]为了“探究动能大小的影响因素”，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动.
(1)该实验中所探究的是 钢球 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小，通过　木块移动的距离　判断其动能大小，这种研究问题的方法叫作　转换　法.
(2)要探究动能大小与物体质量的关系应选用　甲、丙　两图，实验中应控制　钢球到达水平面的速度　相同，具体的做法是让　质量　不同的钢球从斜面的　同一　(选填“同一”或“不同”)高度由　静止　滑下，此处用到的研究方法是　控制变量　法.
(3)要探究动能大小与速度的关系应选用　甲、乙　两图，可探究出的结论是　质量　相同的物体，速度越大，物体的动能　越大　.
【实验拓展】
(4)若图甲中木块的重力为1 N，水平移动的距离是30 cm，则重力对木块做的功为　0　J.
(5)钢球从斜面上滑下时，钢球的　重力势　能转化为　动　能，从斜面的底端直至停止的过程中，动能转化为　内　能；全程中钢球的机械能　减小　(选填“增大”“减小”或“不变”).
(6)实验中木块最终停下来是因为受到　摩擦力(阻力)　的作用.若斜面下方水平面光滑，本实验　不能　(选填“能”或“不能”)达到实验目的.
(7)实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，可　增大　(选填“增大”或“减小”)钢球由静止下滑的高度.
【拓展提升】
(8)某同学用如图丁所示的装置探究动能的大小与质量和速度的关系，他将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离.要想探究动能与质量的关系，合理的操作是　将不同质量的钢球从同一高度由静止释放　，要想探究动能与速度的关系，合理的操作是　将同一钢球从不同高度由静止释放　.
6.小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动.
甲
乙
丙
(1)如图甲所示，小球从A点静止释放，到达C点时速度是否为零 　为零　(选填“为零”或“不为零”).
(2)将轨道BC段改为水平，如图乙所示.小球仍从A点静止释放，经过M点时的机械能　等于　(选填“大于”“小于”或“等于”)其在A点时的机械能.以小球经过M点时为计时起点，在图丙中大致画出小球在MN段运动的速度—时间图像.
判断机械能是否守恒
在只有重力(或弹力)做功的情形下，只有物体的重力势能(或弹性势能)和动能相互转化，机械能总和保持不变.在题目中通常会出现“不计摩擦(空气)阻力”“光滑”等字眼.若考虑物体受到的阻力，由于摩擦生热，会有部分机械能转化为内能.
1.[物理观念](2025·广州)在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上，运动员用水平推力从a点推动冰壶，经过b点时松手，冰壶到达c点停止运动，由a到b和由b到c的过程中，设冰壶受到的滑动摩擦力分别为fab和fbc、运动员对冰壶做的功分别为Wab和Wbc，则(B)
A.fab＜fbc B.fab＝fbc
C.Wab＜Wbc D.Wab＝Wbc
2.(2025·广州节选)图a是旅游景区某大山及其等高线地形图的示意图，A、B是山上的两个位置，地形图上的A1、B1分别对应A、B，AC为垂直电梯通道，CB为水平隧道.某游客乘电梯(图b)从A到C，再通过隧道到B.游客所受重力为500 N，从A到B的过程中，其重力做的功为　4×104　J.
3.(2024·广州节选)如图所示，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力.篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为　1　J，在乙位置时的动能为　2　J.
　　　
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
4.[物理观念](2023·广州)如图所示，重物上升过程经过M、N、O、P四点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在(C)
A.MN段动能不变 B.MN段机械能不变
C.NO段机械能增大 D.OP段重力势能减小
5.(2023·广州节选)物体A重5 N，如图所示，A在水平拉力F作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3 s.A从M运动到N，F做的功为　0.3　J，功率为　0.1　W，A所受重力做的功为　0　J.
6.(2022·广州)如图所示，小芳设想利用升降台让球越弹越高.将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N.经台面反弹后上升过程中球的动能　减小　(选填“增大”“不变”或“减小”)，N　可能　(选填“可能”或“不可能”)比M高.球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，到达的最高点P　不可能　(选填“可能”或“不可能”)比N高.
【解析】球经台面反弹后上升的过程中，质量不变，速度变小，高度升高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能.球以一定速度从M点抛出，下降过程中，重力势能转化为动能，动能增大；球接触台面的过程中，动能转化为弹性势能及内能；反弹过程，弹性势能转化为动能，但此时的动能比接触台面时的动能小；上升过程，动能转化为重力势能，到达M点时，重力势能与下降时相同，动能一定比下降时的小，但不一定为0，球仍可向上升，直到速度为0，所以N点可能比M点高.小球从N点下降时，初速度为0，与台面接触的过程中，有部分机械能转化为内能，则再次上升的过程中，速度为0时，高度一定小于N点.
7.[科学思维](2021·广州)如图甲所示，用大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动，此过程中M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示.用GM和GN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N所受的重力、摩擦力和运动速度的大小，下列判断一定正确的是(D)
A.GM＜GN B.vM＞vN
C.fM＜ fN D.fM＝fN
8.(2021·广州)如图甲所示，小丽站在商场的手扶电梯上，随电梯匀速下楼，运动轨迹如图乙虚线所示.
(1)在图乙中画出小丽的受力示意图.(图中“·”表示小丽)
(2)此过程中，小丽的动能　不变　(选填“增大”“不变”或“减小”)，机械能　减小　(选填“增大”“不变”或“减小”).
9.(2021·广州)如图甲所示，吊机将重为5 000 N的货物从地面A处竖直匀速提升 40 s 到达B处，再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼顶D处.货物从C到D用时50 s，路程随时间变化图像如图乙所示.g取10 N/kg.
(1)求货物的质量；
(2)求BC段吊机对货物的拉力做的功；
(3)求CD段货物所受重力做功的功率；
(4)在图丙中作出货物从A到B的速度随时间变化的图像(仅作图，不用写出计算过程).
解：(1)货物的质量m＝＝500 kg
(2)BC段吊机对货物的拉力竖直向上，货物在拉力的方向上没有移动距离，所以拉力没有对货物做功，故BC段吊机对货物的拉力做的功WBC＝0
(3)由题图乙可知，货物在CD段运动的距离是5 m，CD段货物所受重力做的功
W＝Gh＝5 000 N×5 m＝25 000 J
CD段货物所受重力做功的功率P＝＝500 W
答：(1)货物的质量是500 kg；(2)BC段吊机对货物的拉力做的功是0；(3)CD段货物所受重力做功的功率是500 W.
误认为有力有距离就一定做功
　[物理观念]重为100 N的小车，受到20 N的水平推力，在水平地面上匀速前进10 m，撤去推力后，小车仍然能继续前进0.5 m.则小车前进10.5 m的过程中，重力做的功为　0　J，推力做的功为　200　J，地面对小车的支持力做的功为　0　J.
做功须同时具备两个必要因素：一是有力的作用，二是物体在此力的方向上通过了一段距离.利用公式W＝Fs计算功时，F、s 一定要对应，s必须是在力的方向上、在力的作用下移动的距离.
忽略质量对动能、重力势能的影响
　如图是在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是(D)
A.加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小
B.受油机动能增大，重力势能不变，机械能增大
C.加油机动能减小，重力势能增大，机械能不变
D.受油机动能增大，重力势能增大，机械能增大
动能和重力势能都受质量影响.分析物体的动能和重力势能是否变化时，首先分析研究对象的质量如何变化，注意隐含条件，如“洒水、喷气、投救灾物资、播撒干冰、抛掉副油箱、加油机加油过程”等都是“抛物”现象，这些现象中隐含着物体的质量减小的条件.
误认为物体在升降过程中，一定是重力势能和动能的相互转化
　[物理学与社会发展]2025年7月15日，我国用“长征七号”遥十运载火箭成功发射了“天舟九号”货运飞船.7月15日，“天舟九号”货运飞船与中国空间站“天和”核心舱完成了交会对接.下列说法正确的是(D)
A.“天舟九号”货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
B.“天舟九号”货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
C.“天舟九号”货运飞船加速上升过程中动能增大，重力势能减小
D.“天舟九号”货运飞船加速上升过程中机械能增大
物体升降过程中，重力势能和动能之间是否相互转化，要看物体速度和高度的变化：若动能转化为重力势能，则速度减小、高度增加；若重力势能转化为动能，则高度减小、速度增大.
1.(2025·广西)如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗(C)
A.动能增大　 B.动能减小　　
C.重力势能增大 D.重力势能减小
2.[科学态度与责任](2025·乐山)为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动.爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是(D)
A.A处 B.B处
C.C处 D.D处
3.(2025·龙东地区)如图所示，2025年4月19日，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭成功将试验二十七号卫星01星~06星发射.有关发射的描述正确的是(D)
A.发射前，以发射塔为参照物，运载火箭是运动的
B.发射时，发射塔周围出现大量“白气”是升华现象
C.加速升空过程中，卫星的动能转化为重力势能
D.加速升空过程中，卫星的机械能增大
4.(2025·自贡)如图所示，“神舟十九号”返回舱打开降落伞后，在竖直匀速下落过程中，下列有关返回舱的说法正确的是(A)
A.重力势能减小 B.动能增大
C.重力势能转化为动能 D.机械能守恒
5.(2025·德阳)荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程.如图所示，用细线把一个小球悬挂起来，小球由A点静止释放后，将在A、C两点之间来回摆动(不计空气阻力)，下列说法正确的是(D)
A.小球在C点时，动能最大
B.小球在B点时，重力势能最大
C.小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小
D.小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小
6.小明用4 N的水平推力，将重为166 N的购物车沿水平地面向前推动了4 m，在此过程中，推力对购物车做功　16　J，支持力对购物车做功　0　J.
7.(2025·安徽改编)网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变，如图所示，则在球拍恢复原状的过程中，球拍的　弹性势　能转化为网球的　动　能.
8.(原创)[物理学与社会发展]2025年11月14日，神舟二十一号返回舱携三位航天员成功着陆，如图所示.进入大气层后，降落伞打开，返回舱减速下落，返回舱在这段时间内动能　变小　，机械能　变小　(前两空选填“变大”“变小”或“不变”).在着陆过程中，返回舱从距地面1 m高处竖直向下落地，此过程中返回舱携带的质量约34.6 kg的“太空特产”所受的重力做的功为　346　J.(g取10 N/kg)
9.(2025·广州二模)图甲是球被投出后，先后经过A、B、C、D四个位置的运动轨迹，C位置为最高点.
(1)若球运动到D位置时受到的所有力突然消失，则球将　做匀速直线运动　(选填“静止”“做匀速直线运动”或“做加速直线运动”).
(2)图乙为球的动能和重力势能在不同位置的大小情况，但是粗心的小明忘记在柱状图上标记出对应的位置，请在图中横坐标的方框内标记出C的位置.
(3)球在B点的动能　等于　(选填“大于”“等于”或“小于”)其在D点的动能.
10.质量相同的甲、乙两个小球，由静止自由下落经过如图所示的位置时机械能相等，不考虑空气阻力.下列说法正确的是(C)
A.此时甲、乙两球的动能相等
B.此时甲、乙两球的重力势能相等
C.两球在落地前的速度相等
D.两球下落的初始位置的高度不同
【解析】两个小球质量相等，由静止自由下落经过题图的位置时机械能相等，由题图可知，乙球的高度大于甲球，则乙球的重力势能大于甲球，机械能等于动能和势能之和，所以此时甲球的动能大于乙球，故AB错误；不计空气阻力，小球在下落过程中机械能守恒，故只有重力势能转化为动能，两球在落地前，重力势能全部转化为动能，由于机械能守恒且相等，则两球在落地前的动能相等，动能的大小与质量和速度有关，因此两球在落地前的速度相等，故C正确；下落的初始位置均静止，动能为0，而机械能相等，所以在高处开始下落时的重力势能是相同的，即高度相同，故D错误.
11.如图所示，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定.小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计)，下列说法正确的是(C)
A.在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C.小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态
12.(原创)如图甲所示，小明骑自行车经过两段不同的平直道路，他骑车的动力随时间的变化关系和自行车行驶的路程随时间的变化关系分别如图乙、丙所示，则下列说法不正确的是(C)
A.小明在0~6 min内骑车做的功是3×105 J
B.小明在0~6 min内比6~15 min内骑车做功多
C.小明在0~6 min内骑车做功的功率为3 000 W
D.小明在0~6 min内骑车做功比6~15 min内骑车做功快
13.[科学思维]如图所示，一辆重1.2×104 N的卡车在900 N水平向右的牵引力F牵(未画出)作用下，沿水平路面匀速直线运动 1 000 m，用时100 s.
(1)求牵引力对卡车做的功及功率；
(2)求卡车受到的摩擦力；
(3)在虚线框内画出卡车运动时的受力示意图(以黑点代表卡车).
解：(1)牵引力对卡车做的功
W＝F牵s＝900 N×1 000 m＝9×105 J
做功的功率P＝＝9 000 W
(2)因为卡车做匀速直线运动，F牵与f二力平衡，所以摩擦力f＝F牵＝900 N
答：略.第10讲　功和机械能
课标要求 3.1.1　了解能量及其存在的不同形式.能描述不同形式的能量和生产生活的联系. 3.1.2　通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以相互转化. 3.1.3　结合实例， 功的概念. 做功的过程就是能量转化或转移的过程. 3.2.1　 动能、势能和机械能.通过 ， 动能和势能的相互转化. 机械能和其他形式能量的相互转化. 3.2.2　 机械功和功率.用生活中的实例说明机械功和功率的含义.
近五年广州市中考考查情况 年份 题型 分值 难易程度 考点 备注
2021 选择题 填空题 计算题 11 中等 容易 中等 动能与速度的判断；动能和机械能的变化；功和功率的计算 通过图像判断动能的大小，结合受力分析比较重力以及速度的大小.根据影响因素判断动能与重力势能的变化，从而判断机械能的变化.结合s－t图像考查功和功率的计算.
2022 填空题 计算题 6 中等 容易 机械能转化；功和功率的计算 考查动能和势能的转化，关键是从机械能是否守恒以及机械能等于动能与势能之和两方面考虑.计算题的考查难度不大，主要考查根据公式W＝Fs和P＝推导出P＝Fv进行简单计算.
2023 选择题 填空题 6 容易 容易 机械能转化；功和功率的计算 考查动能、重力势能和机械能的变化；结合二力平衡条件考查做功公式、功率公式的应用.
2024 填空题 计算题 6 容易 容易 机械能转化；功和功率的计算 考查机械能损失的原因以及机械能等于动能与势能之和；考查根据公式W＝Fs和P＝推导出P＝Fv进行简单计算.
2025 选择题 填空题 4 容易 容易 做功的条件；功的计算 考查力做功的必要因素；考查做功公式的应用.
命题规律 本部分主要考查机械能及其转化的知识，以选择题、填空题为主；功和功率的计算也是常考点，以计算题为主，难度不大. 关于功W＝Fs，关键是找准力及物体沿该力的方向移动的距离；功率的计算方法是直接代入数据.机械能的转化及动能和势能的变化是每年必考的基本点，注意从影响因素角度分析判断.
功
【知识回顾】
1.做功包含两个必要因素：一是 ；另一个是 .
2.功的计算公式： ；单位： ，1 J＝ N·m.
3.判断力是否对物体做功时，一定注意s和F的对应关系，以下三种情况不做功：
①有距离无力， ；
②有力无距离， ；
③ ，例如物体在水平方向运动时重力是不做功的.
【回归教材】
下列说法正确的是( )
甲 乙
A.图甲，人搬石头时，搬而未起，人对石头做功
B.图甲，人搬石头时，搬而未起，人对石头没有做功
C.图乙，人推车在水平方向上前行，支持力对车做功
D.图乙，人推车在水平方向上前行，人对车的推力没有做功
【重点突破】
1.[物理观念]关于功，下列说法正确的是( )
A.力越大做功越多
B.物体在力的方向上移动的距离越大做功越多
C.做功所用的时间越长做功越多
D.功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积
2.小明用100 N的力踢一个重5 N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了20 m.在球滚动的过程中( )
A.小明对足球做功2 000 J B.重力对足球做功100 J
C.小明对足球做功2 100 J D.小明和重力对足球做功都是0
3.如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球 功，细绳对小球的拉力 功.(均选填“做”或“不做”)
4.小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示的甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，下列关于做功大小的说法正确的是( )
A.W甲＜ W乙＜ W丙 B.W甲＞ W乙＞ W丙
C.W甲＝W乙＝W丙 D.W甲＝W乙＜ W丙
功的计算
用W＝Fs求功的大小前，要弄清楚题中问的是哪个力做的功，且判断该力是否有做功：画出该力的示意图，然后画出物体移动的距离，接着看是否属于不做功的三种情况之一.
功率
【知识回顾】
1. 叫作功率，功率是表示 的物理量.
2.功率的定义式： .功率的推导式： .功率的基本单位： ，1 kW＝ W.
【回归教材】
有两批相同的砖块需要从地面送到屋顶，一批由工人搬运，共用时2 h，另一批用起重机搬运，只用了20 min.下列关于工人和起重机搬运砖块过程中做功多少和快慢的说法正确的是( )
A.工人做功时间长，做功快 B.起重机做功时间短，做功少
C.工人做功时间长，做功多 D.起重机做功时间少，做功快
【重点突破】
1.下列关于功率的说法正确的是( )
A.功率越大的机械，做功越多
B.功率是表示物体做功快慢的物理量，所以做功时间越短，功率越大
C.功率越大的机械做功越快
D.做功所用的时间越长，做的功越多，功率就越大
2.[物理学与日常生活]春游时，小明和小红决定比赛爬山，他们同时出发，结果又同时到达山顶.想判断谁的功率大，还需知道的物理量是( )
A.山的高度 B.两人的体重
C.爬山的时间 D.两人的身高
3.物体在自由下落过程中运动速度会越来越快.一小球由A点自由下落，经过B、C两个位置，且AB＝BC，如图所示.小球重力在AB、BC段做的功分别为WAB、WBC，功率分别为PAB、PBC，则( )
A.WAB＞WBC B.WAB＜WBC
C.PAB＞PBC D.PAB＜PBC
4.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s－t图像分别是图乙中的图线①、②，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则F1 F2，P1 P2.(均选填“＜”“＝”或“＞”)
5.小明同学用50 N的水平推力，使放在水平桌面上重200 N的物体做匀速直线运动.若该物体在10 s内移动了4 m，则在此过程中，物体受到的摩擦力是 N，小明推力做的功是 J，做功的功率是 W.
6.在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示.若实心球重20 N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7 m，用时约0.75 s.则球下降过程中重力做功为 J，功率为 W.
7.(2025·苏州改编)叉车常用于货物的转运，如图所示.叉车在10 s内将质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m，g取10 N/kg，求此过程中：
(1)叉车对货箱所做的功；
(2)叉车对货箱所做功的功率.
机械能及其转化
【知识回顾】
1.物体由于 而具有的能叫作动能，动能的大小与物体的 和 有关.
2.物体由于 并处在一定高度而具有的能叫作重力势能，重力势能的大小与物体的 和 有关.
3.物体由于发生 而具有的能叫作弹性势能.弹性势能的大小与物体的 有关.
4. 统称为机械能.动能和势能可以相互转化.
5.如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和 ，或者说机械能是 的.
【回归教材】
把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示.下列说法中正确的是( )
A.铁锁摆回时一定会打到鼻子
B.铁锁最终会停下来是因为机械能消失了
C.铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能主要转化为动能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力的作用
【重点突破】
1.如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a点运动到d点，足球( )
A.在b、d两点的动能相等
B.在a、d两点的机械能相等
C.从b点到c点的过程机械能减少
D.从c点到d点的过程重力势能减少
2.[科学思维]如图是运动员在铅球比赛中的场景.铅球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是( )
3.如图所示，火星探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化.探测器由近火点向远火点运动时，速度不断减小，在这个过程中，探测器的 能转化为 能，探测器的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”).
4.撑竿跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越竿下落.起跳后到达最高点的过程中动能和 转化为 ；下落过程中 能逐渐增加.
5.[科学探究]为了“探究动能大小的影响因素”，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动.
(1)该实验中所探究的是 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小，通过 判断其动能大小，这种研究问题的方法叫作 法.
(2)要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图，实验中应控制 相同，具体的做法是让 不同的钢球从斜面的 (选填“同一”或“不同”)高度由 滑下，此处用到的研究方法是 法.
(3)要探究动能大小与速度的关系应选用 两图，可探究出的结论是 相同的物体，速度越大，物体的动能 .
【实验拓展】
(4)若图甲中木块的重力为1 N，水平移动的距离是30 cm，则重力对木块做的功为 J.
(5)钢球从斜面上滑下时，钢球的 能转化为 能，从斜面的底端直至停止的过程中，动能转化为 能；全程中钢球的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”).
(6)实验中木块最终停下来是因为受到 的作用.若斜面下方水平面光滑，本实验 (选填“能”或“不能”)达到实验目的.
(7)实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，可 (选填“增大”或“减小”)钢球由静止下滑的高度.
【拓展提升】
(8)某同学用如图丁所示的装置探究动能的大小与质量和速度的关系，他将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离.要想探究动能与质量的关系，合理的操作是 ，要想探究动能与速度的关系，合理的操作是 .
6.小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动.
甲
乙
丙
(1)如图甲所示，小球从A点静止释放，到达C点时速度是否为零 (选填“为零”或“不为零”).
(2)将轨道BC段改为水平，如图乙所示.小球仍从A点静止释放，经过M点时的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)其在A点时的机械能.以小球经过M点时为计时起点，在图丙中大致画出小球在MN段运动的速度—时间图像.
判断机械能是否守恒
在只有重力(或弹力)做功的情形下，只有物体的重力势能(或弹性势能)和动能相互转化，机械能总和保持不变.在题目中通常会出现“不计摩擦(空气)阻力”“光滑”等字眼.若考虑物体受到的阻力，由于摩擦生热，会有部分机械能转化为内能.
1.[物理观念](2025·广州)在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上，运动员用水平推力从a点推动冰壶，经过b点时松手，冰壶到达c点停止运动，由a到b和由b到c的过程中，设冰壶受到的滑动摩擦力分别为fab和fbc、运动员对冰壶做的功分别为Wab和Wbc，则( )
A.fab＜fbc B.fab＝fbc
C.Wab＜Wbc D.Wab＝Wbc
2.(2025·广州节选)图a是旅游景区某大山及其等高线地形图的示意图，A、B是山上的两个位置，地形图上的A1、B1分别对应A、B，AC为垂直电梯通道，CB为水平隧道.某游客乘电梯(图b)从A到C，再通过隧道到B.游客所受重力为500 N，从A到B的过程中，其重力做的功为 J.
3.(2024·广州节选)如图所示，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力.篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J.
　　　
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
4.[物理观念](2023·广州)如图所示，重物上升过程经过M、N、O、P四点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在( )
A.MN段动能不变 B.MN段机械能不变
C.NO段机械能增大 D.OP段重力势能减小
5.(2023·广州节选)物体A重5 N，如图所示，A在水平拉力F作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3 s.A从M运动到N，F做的功为 J，功率为 W，A所受重力做的功为 J.
6.(2022·广州)如图所示，小芳设想利用升降台让球越弹越高.将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N.经台面反弹后上升过程中球的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”)，N (选填“可能”或“不可能”)比M高.球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，到达的最高点P (选填“可能”或“不可能”)比N高.
7.[科学思维](2021·广州)如图甲所示，用大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动，此过程中M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示.用GM和GN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N所受的重力、摩擦力和运动速度的大小，下列判断一定正确的是( )
A.GM＜GN B.vM＞vN
C.fM＜ fN D.fM＝fN
8.(2021·广州)如图甲所示，小丽站在商场的手扶电梯上，随电梯匀速下楼，运动轨迹如图乙虚线所示.
(1)在图乙中画出小丽的受力示意图.(图中“·”表示小丽)
(2)此过程中，小丽的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”)，机械能 (选填“增大”“不变”或“减小”).
9.(2021·广州)如图甲所示，吊机将重为5 000 N的货物从地面A处竖直匀速提升 40 s 到达B处，再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼顶D处.货物从C到D用时50 s，路程随时间变化图像如图乙所示.g取10 N/kg.
(1)求货物的质量；
(2)求BC段吊机对货物的拉力做的功；
(3)求CD段货物所受重力做功的功率；
(4)在图丙中作出货物从A到B的速度随时间变化的图像(仅作图，不用写出计算过程).
误认为有力有距离就一定做功
　[物理观念]重为100 N的小车，受到20 N的水平推力，在水平地面上匀速前进10 m，撤去推力后，小车仍然能继续前进0.5 m.则小车前进10.5 m的过程中，重力做的功为 J，推力做的功为 J，地面对小车的支持力做的功为 J.
做功须同时具备两个必要因素：一是有力的作用，二是物体在此力的方向上通过了一段距离.利用公式W＝Fs计算功时，F、s 一定要对应，s必须是在力的方向上、在力的作用下移动的距离.
忽略质量对动能、重力势能的影响
　如图是在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是( )
A.加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小
B.受油机动能增大，重力势能不变，机械能增大
C.加油机动能减小，重力势能增大，机械能不变
D.受油机动能增大，重力势能增大，机械能增大
动能和重力势能都受质量影响.分析物体的动能和重力势能是否变化时，首先分析研究对象的质量如何变化，注意隐含条件，如“洒水、喷气、投救灾物资、播撒干冰、抛掉副油箱、加油机加油过程”等都是“抛物”现象，这些现象中隐含着物体的质量减小的条件.
误认为物体在升降过程中，一定是重力势能和动能的相互转化
　[物理学与社会发展]2025年7月15日，我国用“长征七号”遥十运载火箭成功发射了“天舟九号”货运飞船.7月15日，“天舟九号”货运飞船与中国空间站“天和”核心舱完成了交会对接.下列说法正确的是( )
A.“天舟九号”货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
B.“天舟九号”货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
C.“天舟九号”货运飞船加速上升过程中动能增大，重力势能减小
D.“天舟九号”货运飞船加速上升过程中机械能增大
物体升降过程中，重力势能和动能之间是否相互转化，要看物体速度和高度的变化：若动能转化为重力势能，则速度减小、高度增加；若重力势能转化为动能，则高度减小、速度增大.
1.(2025·广西)如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗( )
A.动能增大　 B.动能减小　　
C.重力势能增大 D.重力势能减小
2.[科学态度与责任](2025·乐山)为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动.爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是( )
A.A处 B.B处
C.C处 D.D处
3.(2025·龙东地区)如图所示，2025年4月19日，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭成功将试验二十七号卫星01星~06星发射.有关发射的描述正确的是( )
A.发射前，以发射塔为参照物，运载火箭是运动的
B.发射时，发射塔周围出现大量“白气”是升华现象
C.加速升空过程中，卫星的动能转化为重力势能
D.加速升空过程中，卫星的机械能增大
4.(2025·自贡)如图所示，“神舟十九号”返回舱打开降落伞后，在竖直匀速下落过程中，下列有关返回舱的说法正确的是( )
A.重力势能减小 B.动能增大
C.重力势能转化为动能 D.机械能守恒
5.(2025·德阳)荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程.如图所示，用细线把一个小球悬挂起来，小球由A点静止释放后，将在A、C两点之间来回摆动(不计空气阻力)，下列说法正确的是( )
A.小球在C点时，动能最大
B.小球在B点时，重力势能最大
C.小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小
D.小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小
6.小明用4 N的水平推力，将重为166 N的购物车沿水平地面向前推动了4 m，在此过程中，推力对购物车做功 J，支持力对购物车做功 J.
7.(2025·安徽改编)网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变，如图所示，则在球拍恢复原状的过程中，球拍的 能转化为网球的 能.
8.(原创)[物理学与社会发展]2025年11月14日，神舟二十一号返回舱携三位航天员成功着陆，如图所示.进入大气层后，降落伞打开，返回舱减速下落，返回舱在这段时间内动能 ，机械能 (前两空选填“变大”“变小”或“不变”).在着陆过程中，返回舱从距地面1 m高处竖直向下落地，此过程中返回舱携带的质量约34.6 kg的“太空特产”所受的重力做的功为 J.(g取10 N/kg)
9.(2025·广州二模)图甲是球被投出后，先后经过A、B、C、D四个位置的运动轨迹，C位置为最高点.
(1)若球运动到D位置时受到的所有力突然消失，则球将 (选填“静止”“做匀速直线运动”或“做加速直线运动”).
(2)图乙为球的动能和重力势能在不同位置的大小情况，但是粗心的小明忘记在柱状图上标记出对应的位置，请在图中横坐标的方框内标记出C的位置.
(3)球在B点的动能 (选填“大于”“等于”或“小于”)其在D点的动能.
10.质量相同的甲、乙两个小球，由静止自由下落经过如图所示的位置时机械能相等，不考虑空气阻力.下列说法正确的是( )
A.此时甲、乙两球的动能相等
B.此时甲、乙两球的重力势能相等
C.两球在落地前的速度相等
D.两球下落的初始位置的高度不同
11.如图所示，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定.小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计)，下列说法正确的是( )
A.在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C.小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态
12.(原创)如图甲所示，小明骑自行车经过两段不同的平直道路，他骑车的动力随时间的变化关系和自行车行驶的路程随时间的变化关系分别如图乙、丙所示，则下列说法不正确的是( )
A.小明在0~6 min内骑车做的功是3×105 J
B.小明在0~6 min内比6~15 min内骑车做功多
C.小明在0~6 min内骑车做功的功率为3 000 W
D.小明在0~6 min内骑车做功比6~15 min内骑车做功快
13.[科学思维]如图所示，一辆重1.2×104 N的卡车在900 N水平向右的牵引力F牵(未画出)作用下，沿水平路面匀速直线运动 1 000 m，用时100 s.
(1)求牵引力对卡车做的功及功率；
(2)求卡车受到的摩擦力；
(3)在虚线框内画出卡车运动时的受力示意图(以黑点代表卡车).

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