2025年浙江省中考科學一輪復習考點突破課件機械能功和功率

主題四能的轉化與能量守恒第23課時機械能功和功率1.能描述動能、勢能的概念。2.能設計簡單的實驗方案探究動能、重力勢能的大小各與什么因素有關。3.知道動能和勢能可以相互轉化，以及機械能守恒的含義。①描述動能和勢能相互轉化的過程。②用能的轉化原理解釋相關現(xiàn)象。③動能和勢能的轉化過程中，若沒有能量損失，則機械能守恒。4.用實例說明功和功率的概念與意義。①結合實例識別做功與不做功的情形，描述做功的兩個必要因素；能熟練應用功的公式進行簡單的計算；體會做功的過程實質上就是能量轉化或轉移的過程。②知道功率可以表示能量轉化快慢；能熟練應用功率的公式進行簡單的計算。焦點1功的概念

例1在排球比賽中，跳發(fā)球是最具威力的發(fā)球方式，其動作要領可簡化為“①拋球、②騰空、③擊球和④落地”四個過程，其中運動員對排球做功的過程有(

)A.①②

B.③④

C.②④ D.①③【解析】做功的兩個必要因素：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上通過的距離(即力和距離的方向要一致)；二者缺一不可。拋球和擊球過程中，運動員對排球有力的作用并且排球在力的方向移動一段距離，故拋球和擊球時運動員對排球做了功；騰空和落地過程中，運動員對排球不再有力的作用，故運動員對排球不做功；所以運動員對排球做功的過程有①③。1.下列表述可以確定對物體做功的是(

)A.推大石頭沒推動 B.舉著石頭不動C.托著物體水平前行 D.將地上石頭撿起來

焦點2功的計算

例2中考體育考試中，擊排排球是其中的一個自選項目。材料一：考試規(guī)定，擊排球時球最高點必須達到或超過2米，擊排球的手不能超過肩。材料二：假設男女生的平均身高分別是172厘米和162厘米，男女生肩到頭頂?shù)木嚯x都是22厘米，排球的質量是280克。請回答下列問題：(1)在擊排球時人的

____能轉化為排球的動能。

(2)請計算在考試時每擊一次排球，男生至少要做多少功？(忽略空氣阻力影響)(3)若圖乙中曲線A為男生某次擊排球，排球離手后在空中運動時，動能隨時間變化關系圖，請在圖乙中畫出女生擊排球，排球離手后，排球的動能隨時間變化關系圖，并說明作圖依據(jù)。(空氣阻力忽略不計，男女生每次擊排球后，排球的最高點均為2米)動【解析】(1)在擊球時，人揮動的手臂撞擊排球，人的動能轉化為排球的動能。(2)在考試時每擊一次排球，排球上升的高度為h=2m-1.72m+0.22m=0.5m，忽略空氣阻力影響，人做的功等于排球上升過程克服重力做的功，至少需要做功W=Gh=mgh=280×10-3kg×10N/kg×0.5m=1.4J。(3)因為男女生都使得排球上升到2m，而女生的身高較小，排球上升的高度較大，動能轉化為重力勢能較多，故起點的動能較大，速度較大，上升的時間較長，如圖所示：3.下列過程中做功大小最接近1焦的是(

)A.克服兩個雞蛋的重力舉高1米B.實心球受到推力后向前運動了10米C.小汽車在牽引力下水平行駛100米D.神舟十八號點火后克服重力上升1000米4.運動有益身心健康。如圖甲為引體向上。(1)小明重500牛，每次引體向上需用力將人拉高0.6米。則完成一次引體向上，小明需克服重力做功

_____焦。

(2)專家建議，上肢力量較弱的初學者在做引體向上時，可借助彈力帶輔助訓練(如圖乙)。請從功和能的角度解釋，利用彈力帶更容易完成引體向上的原因。________________________________________________________________________________________。300

當彈力帶被拉伸時，彈性勢能增加，當彈力帶恢復原狀時，對人做功，彈性勢能轉化為人的動能

焦點3功率的概念及計算

例3體育中考測試時，小科選擇了引體向上的項目，如圖所示。他想要測量自己做“引體向上”時的功率，下面所列的科學量中，不需要測量的是()

A.自身的質量B.每次身體上升的高度C.單杠的高度D.完成“引體向上”的時間

例4《電動自行車安全技術規(guī)范》要求：最大速度≤25km/h，電動機輸出功率≤400W，質檢員小金對某款電動自行車進行測試，沿水平直路從A出發(fā)騎行至D結束，如圖所示。測試情況如表所示。路段ABBCCD路程/km0.64.80.6用時/h0.050.20.05速度特點逐步加速以最大速度勻速行駛逐步減速阻力特點越來越大恒為60N越來越小(1)BC段，電動自行車的動力做功

_________J，

______(選填“符合”或“不符合”)《電動自行車安全技術規(guī)范》關于電動機輸出功率的要求。

(2)從A到D全程，電動自行車的平均速度為

___km/h。

2.88×105符合20

5.小敏和小王分別把圖甲中三個質量均為1kg、棱長為30cm的均質正方體泡沫塑料塊按圖乙堆疊起來。小敏和小王疊起這堆正方體泡沫塑料塊，每人至少要做功

___J。比賽中小敏快于小王完成堆疊，則堆疊過程中小敏做功的功率

_____

(選填“大于”“等于”或“小于”)小王(g取10N/kg)。

9大于6.如圖甲所示，將A、B兩個完全相同的物體，分別在拉力F1、F2的作用下沿著光滑斜面的左右兩邊從底部拉到頂端。A物體運動的路程和時間關系如圖乙，B物體運動的速度和時間關系如圖丙。據(jù)圖分析：(1)F1、F2的大小關系為F1

___(選填“>”“<”或“=”，下同)F2；

(2)若F1、F2所做的功分別為W1、W2，則W1

___W2；

(3)若F1、F2的功率分別為P1、P2，則P1

___P2。

<=<7.如圖為杭州亞運會田徑比賽場上的“顯眼包”——四足機器狗，它是鐵餅搬運工。當鐵餅擲出后，機器狗跑到工作人員處，由工作人員把鐵餅夾到機器狗背部的卡槽里運回運動員身邊。若機器狗攜帶鐵餅后的總質量為17千克，以4米/秒的速度勻速直線跑回，用時15秒，所受阻力為重力的0.1倍。請回答：(1)機器狗勻速直線奔跑時受到的阻力為

____牛。

(2)機器狗在15秒內(nèi)克服阻力做功為多少？(3)機器狗跑回時的功率為多少？17

焦點4能的形式

例5現(xiàn)在很多住宅小區(qū)內(nèi)樓道路燈都由光控和聲控兩種開關控制，當光線較暗且有聲音時，兩開關閉合，燈亮。則光控開關和聲控開關接收信號的能量形式分別是(

)A.電磁能、聲能 B.光能、聲能C.聲能、化學能 D.電磁能、化學能【解析】住宅小區(qū)內(nèi)樓道路燈都由光控和聲控兩種開關控制，當光線較暗且有聲音時，兩開關閉合，燈亮。光控開關接收信號的能量形式為光能，聲控開關接收信號的能量形式為聲能。8.如圖所示為太陽能飛機，它的動力裝置由太陽能電池板、電動機等組成。機翼上的太陽能電池板面積較大是為了獲得更多的

_____

能，并將其轉化為

___

能，使電動機帶動螺旋槳轉動

。太陽電焦點5動能、重力勢能和彈性勢能的大小

例6霧炮車利用高壓裝置向天空噴水，使灰塵快速沉降，凈化空氣。在高溫天氣時，還可以起到降溫的作用。如圖所示是霧炮車在馬路上工作的情景。霧炮車在水平路面上勻速行駛并向天空噴水時，霧炮車的受到地面的摩擦力如何改變，動能將如何改變()A.摩擦力不變，動能不變B.摩擦力減小，動能減小C.摩擦力減小，動能不變D.摩擦力不變，動能減小【解析】在水平路面上勻速行駛的霧炮車作業(yè)時，其質量減小，重力減小，所以對地面的壓力減小，由于接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力會變?。毁|量變小，速度不變，則動能變小。例7如圖，甲、乙是處于同一水平面上兩個完全相同的小球。甲以速度v豎直上拋，乙以相同的速度v，與水平面成θ角向右上方拋出，有關小球達到最高點時具有的動能和重力勢能(不計空氣阻力)，說法正確的是(

)A.動能：E甲<E乙B.動能：E甲=E乙C.重力勢能：E甲<E乙D.重力勢能：E甲=E乙【解析】甲、乙是完全相同的小球，質量相同，開始時，速度相同，則動能大小相同；甲小球到達最高點時，速度為0，則動能為0，乙小球到達最高點時，在水平方向上速度不為0，則動能大于0，所以甲小球的動能小于乙小球的動能，即E甲<E乙；甲、乙是完全相同的小球，質量相同，開始時，高度為0，所以重力勢能都為0，不計空氣阻力，小球的機械能守恒，甲、乙兩個小球都到達最高點時，機械能相等，甲小球的動能小于乙小球的動能，所以甲小球的重力勢能大于乙小球的重力勢能。9.小梅是一名羽毛球運動愛好者，當她揮拍把羽毛球擊回到對方場地的過程中(羽毛球沒有破損)，下列說法正確的是(

)A.羽毛球上升過程中機械能變大B.羽毛球下落過程中機械能變大C.羽毛球上升過程中重力勢能一定變大D.羽毛球下落過程中動能一定變大10.如圖為玩具“跳跳桿”及組成部件，小俞站在踏板上彈簧向下伸長的過程中，下列說法正確的是(

)A.人的重力勢能增大B.彈簧的彈性勢能增大C.人的機械能守恒D.彈簧的彈性形變減小11.如圖為桌球運動員擊打白球后，白球撞擊黑球的運動軌跡圖，其中乙點和丁點為兩球撞擊后的瞬間，最終分別停留在丙點和戊點。假設黑白兩球完全一樣，桌面粗糙程度相同。下列有關不同點對應小球機械能大小關系錯誤的是(

)A.乙>丁 B.乙>丙C.甲>乙+丁 D.丙=戊12.游樂場的翻滾過山車是一種驚險有趣的游戲。人們坐上過山車后，由操縱臺上的電動機控制。圖甲中過山車上坡后，先后經(jīng)過A、B、C、D、E點；圖乙是過山車在B、C、D、E點的動能和重力勢能大小的示意圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)滑坡軌道相當于簡單機械中的斜面，坡度越緩，牽引力越

____。

(2)過山車在B點的重力勢能

_____

(選填“大于”“等于”或“小于”)E點的動能。

(3)從B點至E點的過程中，過山車的機械能大小是

_____

(選填“增大”“減小”或“不變”)的

。小等于減小焦點6探究動能、勢能的影響因素

例8如圖是小金探究“動能大小影響因素”的裝置，小球從斜面上由靜止釋放，沿斜面滾下后撞擊水平面上的彈簧，完成三次實驗，并記錄數(shù)據(jù)如表。實驗組別甲乙丙小球質量/克4164小球下滑高度/厘米55？彈簧的最大壓縮長度/厘米288(1)實驗甲、乙中，小球從斜面同一位置由靜止釋放，目的是

_________________________________。

(2)本實驗通過

____________________來反映小球動能的大小。

(3)根據(jù)實驗甲、乙，可得出的結論是

_____________________________________。

(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，實驗丙中小球下滑的高度為

___厘米。

控制小球到達水平面時的速度相同比較彈簧被壓縮長度物體速度相同時，質量越大，動能越大10【解析】(1)質量不同的小球從斜面的同一位置由靜止釋放的目的是控制小球到達水平面時的速度相同。(2)通過比較彈簧被壓縮長度來比較小球到達水平面時動能的大小，這是轉換法的應用。(3)分析比較甲和乙兩組實驗可知，小球的質量不同，從斜面下滑的高度相同，下滑到水平面時速度相同，故為了探究動能大小與質量的關系，乙中小球質量大，彈簧被壓縮長度大，由轉換法，可得結論：物體速度相同時，質量越大，動能越大。(4)比較題表中甲、乙數(shù)據(jù)可知小球的質量擴大4倍，滾下的高度相同，彈簧壓縮的長度擴大4倍，說明小球動能大小與小球質量成正比；比較題表中甲、丙兩組數(shù)據(jù)可知小球的質量相同，彈簧壓縮的長度擴大4倍，則小球滾下的高度擴大2倍，所以小球滾下的高度為5cm×2=10cm。例9現(xiàn)有兩個質量不同的實心小球、兩個高度不同的圓筒、撞針、泡沫、刻度尺，如圖所示。請利用上述實驗器材設計一個實驗證明：物體的重力勢能與物體所處位置的高度有關。(1)該實驗是通過比較

____________________來判斷重力勢能大小。

(2)寫出實驗步驟：

____________。

撞針陷入泡沫的深度見解析內(nèi)容【解析】(1)由于物體的重力勢能不易于直接觀察，即不易于直接比較重力勢能的大小，故在該實驗中，是通過比較撞針陷入泡沫的深度來判斷重力勢能的大小。(2)實驗步驟如下：①將圓筒A豎直放置，使圓筒內(nèi)的撞針的尖端剛好碰到泡沫表面，讓球1從圓筒的頂端自由下落，用刻度尺測量圓筒A的高度(即球1下落的高度)以及撞針陷入泡沫的深度，并記錄數(shù)據(jù)；②將圓筒B豎直放置，使圓筒內(nèi)的撞針的尖端剛好碰到泡沫表面，讓球1從圓筒的頂端自由下落，用刻度尺測量圓筒B的高度(即球1下落的高度)以及撞針陷入泡沫的深度，并記錄數(shù)據(jù)；③換用球2重復以上的實驗，并記錄實驗測得的數(shù)據(jù)。13.在“研究動能大小與速度關系”實驗中，小敏利用圖甲中的裝置進行研究，在水平面鋪上材料A制成的粗糙平板，同一小球從斜面不同高度由靜止釋放，運動一段距離后停止，位置如圖。(1)根據(jù)圖甲實驗結果，可得出的結論：質量相同時，物體的速度越大，

_________

。

(2)圖乙中，水平面鋪上不同材料的平板，其中材料A、B、C粗糙程度依次減小。小敏先后三次將同一小球從同一高度由靜止釋放，剛到底部時用頻閃照相機(間隔相同時間自動拍攝)開始記錄小球在平板上的位置情況。請在材料C平板上畫出第2、3次頻閃照相機拍攝到小球的大致位置。動能越大解答：(2)材料越光滑，阻力越小，小球在平面上速度減小得越慢，相同時間內(nèi)移動的距離越長，大致位置如圖。(3)小敏調(diào)節(jié)圖甲中的平板呈不同角度，重現(xiàn)伽利略斜面實驗。不考慮底部轉折處的能量損失，下列最符合實際的現(xiàn)象是

___。

B14.一次課外活動中，小金將浮有乒乓球的水杯在一定高度釋放，下落到達地面后，發(fā)現(xiàn)乒乓球反彈的高度遠大于乒乓球起始高度，如圖。為了探究乒乓球反彈的高度與哪些因素有關，他提出自己的猜想：猜想1：與水杯的起始高度有關。猜想2：與杯中的水量有關。猜想3：與杯子的材料有關。小金用同型號乒乓球和紙杯進行了多次實驗，數(shù)據(jù)如表格：實驗次數(shù)水量/mL起始高度/cm反彈高度/cm15050612507510235010014641001001845140100218(1)要研究乒乓球反彈的高度與水杯起始高度之間的關系，應比較第_________次實驗數(shù)據(jù)

。(2)比較第3、4、5次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結論是

___________________________________________________。

1、2、3乒乓球的起始高度相同，杯中水量越多，反彈高度越高(3)請結合反彈瞬間的圖示情境，從做功或能量的角度解釋“乒乓球反彈高度總比起始高度要高”的原因：

__________________________________________________________________________________________________________________________。

乒乓球被反彈，受到濺起水花的推力，推力對乒乓球做功，它的機械能大于開始的機械能，故乒乓球反彈高度總比乒乓球起始高度要高焦點7動能和勢能的相互轉化

例10跳臺滑雪是運動員以自身的體重通過助滑坡獲得的速度比跳躍距離和動作姿勢的一種雪上競技項目，若某運動員在該項目過程中的運動軌跡(a→b→c→d→e)如圖所示，不計空氣阻力，則下列有關能量隨時間變化的趨勢圖正確的是(

)A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③例11如圖所示，完全相同的甲、乙兩個小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由細繩系住，都從水平位置由靜止開始釋放。當兩球到達懸點正下方A點時，橡皮條長度恰好與細繩長度相等，不考慮橡皮筋重、繩重及空氣阻力大小，則該過程中小球重力所做功W甲

___W乙，在A點時兩球的速度v甲

___v乙。(均選填“>”“<”或“=”)

=<【解析】由題知，兩球的質量相同，則重力相等，當兩球到達懸點正下方A點時，兩球下落的高度相同，根據(jù)W=Gh可知，該過程中小球重力所做功W甲=W乙；由題知，最初兩球處于同一高度由靜止開始釋放，則兩球的重力勢能相等，下擺過程中，繩子不會伸長，而橡皮條會伸長，所以，當小球到達A點時，不計空氣阻力，甲球的重力勢能轉化為動能和橡皮條的彈性勢能，乙球的重力勢能全部轉化為動能，這樣，在最低點時，乙球的動能大，其速度較大，即v甲<v乙。15.小柯將鐵球用繩子懸掛起來，把其拉到自己鼻子附近由靜止釋放，如圖所示。鐵球來回擺動，且擺動幅度逐漸減小。下列說法正確的是(

)A.鐵球擺動到最高點時受力平衡B.鐵球擺動過程中機械能守恒C.鐵球從最低點擺動到最高點的過程中，克服重力做功D.鐵球擺回時，可能會碰到小柯的鼻子16.如圖是滾擺完成一次下降和上升的示意圖。該過程中，滾擺處于甲、乙位置時(

)A.重力勢能相同，機械能守恒B.重力勢能不同，機械能不守恒C.重力勢能相同，動能不同D.重力勢能不同，動能相同17.如圖所示為蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端系在運動員雙腳上，另一端固定在跳臺O點。運動員由靜止開始自由下落，A點處彈性繩正好處于原長；B點處運動員受到的重力與彈性繩對運動員的拉力大小相等；C點處是蹦極運動員到達的最低點。(整個過程忽略空氣阻力，彈性繩的自重不計)(1)從O點到A點的過程中，運動員的動能

_____

(選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”)。從A點到C點的過程中，重力做功的功率

______________(選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”)。

(2)從O點到B點的過程中，運動員減少的勢能轉化為

_________________________________。

(3)如果換一個質量更大的運動員完成相同的蹦極運動，則AB的距離將

_____

(選填“變大”“變小”或“不變”)。

增大先增大后減小

運動員的動能和彈性繩的彈性勢能

變大焦點8機械能守恒定律

例12如圖所示，乒乓球發(fā)球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，若不計空氣阻力，則落到水平桌面時三者的速度大小關系是(

)A.va>vb>vc B.vb>vc>vaC.va>vc>vb

D.va=vb=vc【解析】首先判定開始時三個球機械能的大?。浩古仪虬l(fā)球機