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模块三　力学
第十三讲　功和机械能
第一篇　考点梳理·过教材
目录
CONTENTS
考点梳理回归教材
常考重难突破训练
一题练透教材实验
考点1 功
定义 一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功
做功的两个必要因素 ①有作用在物体上的 。
②物体在 上有移动的距离
功的大小 功等于 与
的乘积，表达式为
力　
力的方向　
力　
物体在力的方向上移动的距
离　
W＝Fs　
功的单位 焦耳，符号为 ，1 J＝1 N·m
三种
不做
功的
情况 ①有距离无力（不劳无功）：物体没有受到力的作用，但由于 通过了一段距离。如踢出去的足球在空中运动，脚对球不做功。
②有力无距离（劳而无功）：物体受到力的作用，但保持 状态，即没有移动距离。如“推而不动”“搬而未起”等。
③力与距离垂直（垂直无功）：物体受到力的作用，也移动了一段距离，但移动方向与力的方向 。如手提物体沿水平方向移动
J　
惯性　
静止　
垂直　
1. （八下P84、85、86图11.1－1、3、4、5情境变式）如图所
示的情境中，对物体不．做．功．的是（　A　）
A. 图甲：用力搬石头，没有搬动
B. 图乙：推车向前加速运动
C. 图丙：将货物从地面举到高处
D. 图丁：将构件匀速提升到平台
A
2. （八下P87练习与应用1题变式）在冰壶运动中，若比赛用的
冰壶质量为19 kg，冰壶底面积为0.02 m2，比赛场地面积为190
m2，g取10 N/kg。如图所示，某次投掷时运动员用20 N的水平
力将冰壶从水平冰道的A点推至B点后放手，离手后冰壶继续滑
行至C点停止。下列说法正确的是（　D　）
A. BC段冰壶受到推力的作用
B. AB段冰道对冰壶的支持力做了功
C. AC段运动员对冰壶做的功为800 J
D. 冰壶对水平冰道的压强为9 500 Pa
D
考点2 功率
比较做功快慢 的方法 ①若做相同的功，则 的物体做功快。
②若做功的时间相同，则 的物体做功快
定义 与 之比叫作功率。它是表示物体 的物理量
用时短　
做功多　
功　
做功所用时间　
做功快慢　
公式
及推
导
单位
及换
算 国际单位是 ，符号是 ；工程技术上还常
用千瓦，符号是 。
单位之间的换算关系：1W＝1J/s，1kW＝ W
一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定，功率大的
做功不一定多，做功多的功率也不一定大。
　
Pt　
　
Fv　
瓦特　
W　
kW　
103　
3. （八下P90练习与应用2题变式）某建筑工地上一台升降机的
厢体连同货物的质量为1.2 t，在20 s内从2楼上升到8楼。若每
层楼高 3 m，厢体和货物所受的总重力为 N，从2
楼到8楼做的有用功为 J ，升降电动机的功率至
少为 W。（g取10 N/kg）
1.2×104　
2.16×105　
1.08×104　
4. （八下P90练习与应用3题变式）功率为20 kW的拖拉
机，它3 h做的功如果由功率是0.4 kW 的耕牛来完成，需
要 h。
150　
5. （八下P90练习与应用4题变式）一辆重型卡车以80 km/h的
速度匀速行驶时发动机的功率恒为200 kW。卡车行驶1.5 h，
发动机做的功是 J，卡车的牵引力是 N。
1.08×109　
9 000　
考点3 动能和势能
1. 能量
定义 物体能够对外 ，我们就说这个物体具有能
量，简称能
单位 焦耳，符号是
实质 一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大
做功　
J　
2. 动能和势能
动
能 定义 物体由于 而具有的能，叫作动能
影响 因素
重
力 势
能 定义 物体由于受到重力并处在一定 时所具有的
能，叫作重力势能
影响 因素 物体的 越大，位置 ，它的重力势
能就 （Ep＝mgh）
运动　
速度　
质量　
高度　
质量　
越高　
越大　
弹性 势能 定义 物体由于 而具有的能，叫作
弹性势能
影响 因素 同种材料的物体的 越大，它具有
的弹性势能
实际
应用 水能发电、风能发电、潮汐能发电、抽水蓄能电站等 发生弹性形变　
弹性形变　
越大　
6. （八下P93图11.3－3情境变式）某段道路的标志牌显示：小
型客车最高行驶速度不得超过100 km/h，大型客车、载货汽车
最高行驶速度不得超过80 km/h。关于对机动车的最高行驶速度
进行限制，下列说法不．正．确．的是（　B　）
B
A. 对机动车限制速度，是为了限制它的动能
B. 小型客车的最高行驶速度比大型客车的最高行
驶速度大，惯性也大，行驶时危险性大
C. 对机动车限定最高行驶速度，是因为质量相同
时，速度越大动能越大
D. 对不同车型限定不一样的最高行驶速度，是因
为速度相同时，质量越大，动能越大
7. （八下P94图11.3－6情境变式）如图所示，网球拍击中飞过来的网球，网球发生了明显的形变。下列说法错误的是（　B　）
A. 球拍击中网球，球拍和网球都发生了弹性形变
B. 球拍能将网球弹开，说明球拍对网球的弹
力大于网球对球拍的弹力
C. 网球离开球拍后能在空中飞行一段距离，
是由于网球具有惯性
D. 网球和球拍接触的过程中，弹性势能和动
能相互转化
B
考点4 机械能及其转化
1. 机械能
、 和弹性势能统称为机械能。
动能　
重力势能　
2. 机械能的相互转化及守恒
相互 转化 规律 减少的能量转化为增加的能量
人造地球卫星
的能量转化 ①近地点→远地点： 能转化
为 能。
②远地点→近地点： 能转
化为 能
机械能
守恒 如果只有动能和势能相互转化，动能和势能的总和保
持 ，或者说机械能是守恒的 动　
重力势　
重力势　
动　
不变　
①“在光滑斜面上自由滑动”表示没有能量损失，机械能
守恒。②“在斜面上匀速下滑”表示有阻力，有能量损失，机
械能会减少，机械能不守恒。
8. （八下P96图11.4－1情境变式）如图所示，先用绳子把一个
铁锁悬挂起来，然后把铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后由静
止释放，保持头不动，铁锁向前摆去又摆回来，直到最后停
下。下列说法正确的是（　C　）
A. 铁锁摆回后能碰到鼻子
B. 铁锁的机械能始终不变
C. 铁锁第一次摆动到最低点时，动能最大
D. 铁锁下摆过程中，重力势能全部转化为动能
C
9. （八下P96图11.4－2情境变式）蹦床运动是奥运会比赛项
目。如图所示，运动员比赛开始前直立在蹦床中央，比赛开始
时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起，离开蹦床时一直保持
直立状态，到达最高点后下落到接触蹦床时，又快速下蹲并立
即恢复直立，再次被蹦床弹起，达到更高点。忽略空气阻力，
下列说法正确的是（　C　）
C
A. 在整个过程中，运动员机械能守恒
B. 在整个过程中，运动员机械能一直在增加
C. 从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中，运动员机
械能守恒
D. 从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中，运动员机
械能守恒
10. （八下P99图11.4－5情境变式）如图所示的抽水蓄能电
站，在电力负荷低谷时利用电能抽水至上水库，在电力负荷高
峰期再放水至下水库发电。下列说法错误的是（　C　）
C
A. 电力负荷低谷时抽水机抽水至上水库，
将电能转化为水的机械能
B. 电力负荷高峰期时放水至下水库发电，
将水的机械能转化为电能
C. 水坝根据流体压强与流速的关系建造成上窄下宽的形状
D. 水库可以降低周围环境的昼夜温差，是因为水的比热容较大
11. （八下P100练习与应用4题变式）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，其示意图如图乙所示。如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后，又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。下列说法正确的是（　A　）
A
A. 罐子在A点的重力势能
最大，橡皮筋在D点的
弹性势能最大
B. 罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能
C. 若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子也可能自行返回滚上斜面
D. 第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
功和功率的比较
1. [2025·南充]新学期，老师组织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书。在下列过程中，同学们对书不．做．功．的是（　B　）
A. 图甲中将书从地面提起的过程
B. 图乙中在水平路面匀速推车的过程
C. 图丙中将书搬上教学楼的过程
D. 图丁中将书堆放在桌面的过程
B
1
2
3
4
5
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9
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2. [2024·连云港改编]如图所示，一个人先后两次用同样的时
间、同样大小的力，将质量不同的物体在不同的水平面上分别
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，功率的大小分别为P1、P2，下列关于它们之间的大小关
系，说法正确的是（　C　）
C
A. W1＜W2，P1＜P2
B. W1＞W2，P1＞P2
C. W1＝W2，P1＝P2
D. W1＜W2，P1＞P2
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功和功率的计算
3. [2025·凉山州]甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线
行驶，它们的s－t图像如图所示。已知甲车总重为1.2×104 N，若甲车0～8 s内的牵引力大小恒为1.6×103 N，则（　D　）
A. 乙车的速度大小为10 m/s
B. 0～6 s内，以甲车为参照物，乙车向北运动
C. 0～6 s内，甲车重力做的功为7.2×105 J
D. 0～6 s内，甲车牵引力的功率为1.6×104 W
D
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4. [2025·南充]如图所示，重为100 N的物体在10 N水平拉力F的
作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的
摩擦力是其重力的0.12倍。若物体在10 s内向左移动了10 m，
则拉力做的功为 J，滑轮组有用功的功率为 W。
300　
12　
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3
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5. [2025·苏州]如图所示，叉车常用于货物的转运，若叉车在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）货箱的速度；
（2）叉车对货箱所做的功；
（3）叉车对货箱所做功的功率。
1
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解：（1）货箱的速度v＝＝＝0.3 m/s。
（2）叉车对货箱所做的功
W＝Gh＝mgh＝300 kg×10 N/kg×3 m＝9 000 J。
（3）叉车对货箱做功的功率
P＝＝＝900 W。
解：（1）货箱的速度v＝＝＝0.3 m/s。
（2）叉车对货箱所做的功
W＝Gh＝mgh＝300 kg×10 N/kg×3 m＝9 000 J。
（3）叉车对货箱做功的功率
P＝＝＝900 W。
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动能和势能的影响因素
6. [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
A
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7. [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
D
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8. [2025·天津]我国大力发展新质生产力。最新研发的人形机器
人，关节处有液态润滑剂形成的润滑膜，可减小 ，
使其动作更灵活。山区果农用无人机将一筐橙子从山上运往山
下的过程中，这筐橙子的重力势能 （选填“增大”
“减小”或“不变”）。
摩擦力　
减小　
1
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9. [2025·凉山州]2025年5月10日，代号“鲲龙”的水陆两栖飞
机AG600，批产首架机总装下线，这是我国自主研制的全球最
大的水陆两栖特种用途飞机。“鲲龙”飞行时机翼上方受到的
空气压力 （选填“大于”“小于”或“等于”）下方
受到的空气压力。如图甲所示，匀速飞行的“鲲龙”在投水灭
火时，其动能会 （选填“变大”“变小”或“不变”，下同）。如图乙所示，“鲲龙”执行海上救援任务时，可一次性救援50名遇险人员，在海上救援
时，“鲲龙”静止在水面，若此
时遇险人员被救上“鲲龙”，它
受到的浮力将 。
小于　
变小　
变大
1
2
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4
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机械能及其转化
10. [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
D
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11. [2023·凉山州]如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球
运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接
触点。不计空气阻力，下列说法不．正．确．的是（　A　）
A. 小球在C点的机械能等于在F点的机械能
B. 小球在C点的动能大于在F点的动能
C. 小球从E点到F点的过程中，机械能不变
D. 小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能
转化为重力势能
A
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12. [2022·凉山州]如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实
验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点。B点是橡
皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自
由释放后所能达到的最低点。不考虑空气阻力，关于小球从A
点到C点的运动过程，下列说法中正确的是（　A　）
A. 小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能
B. 小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用
C. 小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小
D. 小球在B点时受到平衡力的作用
A
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5
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12
研究物体的动能跟哪些因素有关
为避免骑行电动自行车造成的伤害，有关部门做出以下规定：
成年人驾驶电动自行车只能搭载一名十六周岁以下的未成年
人；禁止超速行驶。小明为了验证上述规定的缘由，对骑乘造
成伤害程度的影响因素进行了如下猜想。
猜想一：由限载猜想骑乘造成的伤害程度与人和车的总质量
有关；
猜想二：由禁止超速猜想骑乘造成的伤害程度与车速有关。
为了验证上述猜想，小明用金属球模拟电动自行车，用木块模
拟被撞物体，进行了如图所示的实验探究，其中mA＝mB＜
mC，hA＜hB＝hC。
（1）实验中通过观察 来比较造成的伤害
程度，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或
“转换法”）。
木块移动的距离　
转换法　
（2）由甲、乙两次实验可得结论：质量相同的电动自行
车， 越大，骑乘造成的伤害程度越大。由
两次实验可得结论：速度相同的电动自行车，质量越大，骑乘
造成的伤害程度越大。
速度　
乙、丙　
（3）进行丙实验时，若发现金属球将木块撞出了木板，
则 （选填“需要”或“不需要”）将木板加长。若
水平面是光滑的，则 （选填“能”或“不能”）达到
实验的目的。
（4）通过物理学习，小明发现骑乘的伤害程度与机械能有
关，比较甲、乙、丙三次实验，释放A、B、C球前，它们的机
械能EA、EB、EC的大小关系是 。
不需要　
不能　
EA＜EB＜EC　
（5）同组的小华发现，这个实验装置和研究“阻力对物体运
动的影响”的实验装置很相似，若还想利用如图所示的器材探
究“阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材
是 （填序号）。
A. 倾斜程度不同的斜面 B. 粗糙程度不同的水平面
C. 质量不同的小球
B　
（6）同组的佳佳同学尝试改用图丁所示的装置探究物体动能
大小与哪些因素有关，经过思考设计了以下两个实验方案。
丁
【实验方案一】探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同
一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，每次钢
球释放位置与木块间的距离相同，比较木块被撞击的距离。
【实验方案二】探究动能大小与质量的关系：用质量不同的
钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木
块，每次钢球释放位置与木块间的距离相同，比较木块被撞
击的距离。
关于佳佳的实验方案，下列实验评估正确的是 （填
序号）。
A. 只有实验方案一可行
B. 只有实验方案二可行
C. 两个实验方案均可行
A　
丁

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