2024年安徽中考物理
八年级物理功和机械能专题讲解
专题热度 ★★★★☆
命题热点 (1)功 (2)功率 (3)机械能
热门方法 对比法、等效法、转换法
热点题型 选择题、填空题
热点1 功
名师点拨 1.功的定义：一个力作用在物体上，使物体在 力的方向上通过一段 距离 ，这个力就对物体做了功。 2.功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：。 3.功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m 。 4.功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中s一定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不是力和力臂的乘积（牛·米，力臂单位不能写成“焦”）。
【例1】（2023春 兴宾区期末）如图所示的四个情景，人对物体做了功的是
A．甲图中举重运动员手举杠铃静止不动
B．乙图中的女同学用力搬石头而没能搬动
C．丙图中的男同学推着小车前进了一段距离
D．丁图中的男同学提着滑板在水平路面上匀速前行
【答案】
【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。
【解答】解：、举重运动员手举杠铃静止不动，有力但无距离，故人对物体没有做功，故不符合题意；
、女同学用力搬石头而没能搬动，虽然有力，但没有距离，故人对物体没有做功，故不符合题意；
、男同学推着小车前进了一段距离，人对小车施加了力的作用，并且小车在力的方向上移动了距离，故人对小车做了功，故符合题意；
、提着滑板在水平路面上匀速前行，此时滑板有距离，但受到的力与运动方向垂直，故人对滑板不做功，故不符合题意。
故选：。
【例2】（2023 镇江）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则
A．①中小华对这筐玉米做了功 B．②中小华对这筐玉米做了功
C．③中他们对这筐玉米做了功 D．④中他们对手推车没有做功
【答案】
【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。若做功，利用计算。据此分析判断。
【解答】解：、①她用力搬一筐玉米，未能搬起，没有移动距离，故不做功，故错误；
、②她又用力推筐，仍未推动，虽然用力了，但没有移动距离，故不做功，故错误；
、③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；抬的力竖直向上，玉米在竖直向上的方向上移动了距离，故他们对这筐玉米做了功，故正确；
、④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，推力水平方向，推车在水平方向移动了距离，因而做功了，故错误。
故选：。
【例3】（2023 鄄城县二模）如图，用的水平推力推着重为的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了的功，则在这一过程中
A．重力做的功一定为 B．物体定受到的摩擦力
C．物体一定运动了 D．物体一定运动了
【答案】
【分析】（1）物体在力的作用下沿力的方向移动了距离，我们说这个力对物体做了功。
（2）物体在做匀速直线运动或处于静止状态下受力平衡；
（3）已知推力的大小和做功的多少，根据可求出物体在水平方向运动的距离。
【解答】解：．物体在重力的方向没有移动距离，故重力做的功为0，故错误；
．用的水平推力推着重为的物体沿水平方向做直线运动，没有说是匀速直线运动，故摩擦力不一定是，故错误；
．由可得，物体沿水平方向运动的距离：
。故正确，错误。
故选：。
【例4】（2023秋 句容市期中）体育中考时小明投掷实心球的过程如图所示，点是实心球运动的最高点，下列说法不正确的是
A．球从运动到的过程中该同学对球做了功
B．球从运动到的过程中动能先变小后变大
C．球运动到最高点点时重力势能最大
D．球运动到最高点点时动能为零
【分析】（1）力做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。
（2）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（3）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：、球从运动到的过程中，该同学对球施加了力的作用，球在该力的方向上通过距离，所以该同学对球做功。故正确；
、球从 点运动到 点过程中，质量不变，速度先变小后变大，故动能先变小后变大；故正确；
、球运动到最高点点时高度最大，所以重力势能最大。故正确；
、球运动到最高点点时，在水平方向上速度不为零，所以动能不为零，故错误。
故选：。
【例5】（2023春 双鸭山期末）如图所示是小李同学将书包从学校大门提到楼上教室中的情景：①将书包从地面提起；②提着书包沿水平方向匀速行走；③提着书包上楼；④静止站在门口等候开门。其中，他对书包的提力做功的是
A．只有①③ B．只有①②③ C．只有②① D．只有①③④
【答案】
【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
【解答】解：①将书包从地面提起，有力，有距离，人对书包做功；
②提着书包沿水平方向行走，力的方向与运动方向垂直，人对书包没有做功；
③提着书包上楼，有力，有距离，人对书包做功；
④站在门口等候开门，有力，无距离，人对书包没有做功。
故选：。
热点2 功率
名师点拨 1.定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功。 2.功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。 3.公式。 4.单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。常用单位还有千瓦（kW）、马力。 换算关系：1kW=103W 1马力=735W 5.功率公式的解释： （1）物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即。 （2）利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
【例6】（2023秋 花山区校级期中）如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使木块沿水平木板匀速滑动，图乙是他在同一木板上两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是
A．木块第1次受到的拉力较大
B．第1次拉力做功的功率较大
C．第2次拉力做的功较多
D．木块第2次受到的摩擦力较大
【答案】
【分析】（1）滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关；先判断两次运动过程中滑动摩擦力的大小，然后根据图像判断木块两次的运动状态，然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系；
（2）根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析；
（3）根据作用在物体上的拉力和在拉力方向上通过的距离，利用公式比较两次做功的多少。
【解答】解：、由于滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，上述两种过程中，木块对木板的压力没有变，接触面的粗糙程度没有变，故两次运动过程中滑动摩擦力相等，故错误；
从图像上可以看出，木块两次都是做匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等，因为摩擦力相等，拉力也相等，故错误；
、从图中可以看出第1次木块运动的速度较大，而木块所受的拉力不变，根据公式可知，拉力第1次做功的功率大，故正确；
、两次的拉力相同，两次运动距离不确定，所以不能确定两次做的功大小，故错误。
故选：。
【例7】（2023秋 涟水县校级期中）如图，水平向右的力和竖直向上的力大小相等，分别沿水平、竖直方向拉不同的物体，两物体运动的距离，运动时间，比较两种情况下拉力所做的功和功率
A．段的功较多 B．段与段的功一样多
C．段的功率大 D．段与段的功率一样大
【答案】
【分析】（1）水平向右的力和竖直向上的力大小相等，且物体运动的距离，根据可知段和段做的功的大小关系；
（2）已知运动时间，且已知段和段做的功的大小关系，根据可知段和段的功率大小关系。
【解答】解：、水平向右的力和竖直向上的力大小相等，且物体运动的距离，根据可知段和段做的功一样多，故错误、正确；
、已知运动时间，且段和段做的功一样多，根据可知段功率较大，段功率较小，故错误。
故选：。
【例8】（2023秋 东海县期中）大人与小孩比赛从一楼登上五楼，比比谁的功率大，为此，需要测量一些物理量：①五楼地面到一楼地面的高度；②从一楼到达五楼所用的时间；③大人与小孩的质量或体重；④一楼到五楼楼梯的长度。上述物理量中必须测量的量是
A．①②③ B．②③④ C．①④ D．②③
【答案】
【分析】登楼时是克服自身的重力做功，功等于重力和楼高的乘积，功除以登楼时间就是登楼的功率。
【解答】解：登楼是大人与小孩克服自身重力在竖直方向上做功，功率的计算公式为，
大人与小孩上楼的高度相同，不需要测量楼高，需要测量的物理量是：大人与小孩的质量或体重，从一楼到达五楼所用的时间，故正确，不正确。
故选：。
【例9】（2023秋 京口区期中）体重的小明1分钟跳绳120次，平均每次跳起重心上升，则他跳绳时的平均功率最接近于
A． B． C． D．
【答案】
【分析】根据求出跳一次克服重力做的功，进而求出跳120次做的总功，利用求跳绳时的平均功率。
【解答】解：跳一次克服重力做的功：，
跳120次做的总功：，
则跳绳时的平均功率：，故正确。
故选：。
【例10】（2023秋 江都区校级期中）学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛，“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法。比赛中，初三某同学内摇轻绳240圈，则他在整个跳绳过程中的功率最接近于
A． B． C． D．
【答案】
【分析】首先估测出学生的质量，根据重力公式求出其重力，再估测出每次起跳的高度，根据求出跳一次绳做的功；最后根据摇绳的次数和时间，结合求出他在整个跳绳过程中的功率。
【解答】解：中学生的质量约为，其重力约为，
每次起跳的高度约为，
则他跳一次绳做的功：；
因为“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法，
所以内摇轻绳240圈，则人跳起的次数为次；
则在内一共做的功：，
他在整个跳绳过程中的功率：，与较接近。
故选：。
热点3 机械能
名师点拨 1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2.动能与势能的相互转化 （1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。 （2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 （3）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 （4）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。
【例11】（2023 姑苏区校级一模）如图所示在水平台面上，一根弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到位置，释放滑块，是滑块能到达的最右端，，滑块从位置滑到位置的过程中（滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方，不计空气阻力），下列说法正确的是
①速度最快的位置在之间
②弹簧对滑块弹力最大的位置在点
③滑块在从位置滑到位置的过程中机械能不变
④滑块最终可能停在点的右侧
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【答案】
【分析】弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；动能的大小与质量、速度有关；
小球从运动到的过程中，弹簧由压缩到恢复原状，此时小球所受弹力方向向右，弹力大于摩擦力时，速度增大，弹力小于摩擦力时速度减小，故速度先增大后减小；小球从运动到的过程中，弹簧被拉伸，小球所受弹力方向向左、速度不断减小；小球在运动过程中受弹力和摩擦力作用，当二者平衡时，小球可能静止。
【解答】解：从到，，说明此过程存在摩擦力；
①③金属滑块从运动到的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力；开始时，弹力大于摩擦力，滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，滑块的速度最大；继续运动到的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从运动到的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小，所以速度最大点在之间，而由于摩擦力的存在，滑块和弹簧整个过程机械能逐渐减小，因而滑块的机械能不守恒，故①正确，③错误；
②点是弹簧保持原长时滑块的位置，已知，所以弹簧在点的形变量最大，即弹力最大的位置在点，故②正确；
④金属滑块运动到点，速度为零，停止运动，但是由于弹簧要恢复原来的形状，受到水平向左的弹力作用，所以金属滑块可能不会保持静止，有可能向左运动，直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等，故物体最终可能停在的右侧，故④正确。本题共有3个正确。
故选：。
【例12】（2023 涪城区一模）如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧。上升到最大高度后又下落，如此反复不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力随时间变化的图象如图所示，则
A．此运动过程中，小球的机械能守恒
B．这段时间内，小球的动能在逐渐减小
C．这段时间内，小球的动能与重力势能之和逐渐增大
D．在时刻，小球的动能最大
【答案】
【分析】小球先自由下落，与弹簧接触后，弹簧被压缩，在下降的过程中，弹力不断变大；当弹力小于重力时，物体加速下降，合力变小，加速度变小，小球做加速度减小的加速运动；当加速度减为零时，速度达到最大，之后物体由于惯性继续下降，弹力变得大于重力，合力变为向上且不断变大，加速度向上且不断变大，故小球做加速度不断增大的减速运动；同理，上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大，之后做加速度不断增大的减速运动，直到小球离开弹簧为止。对于小球和弹簧组成的系统机械能守恒。
【解答】解：、由图看出，弹簧的弹力在变化，说明在运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则知小球的机械能不守恒。故错误。
、这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先小于重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，小球先加速后减速，所以小球的动能先增加后减小，故错误。
、这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹性势能逐渐减小，根据系统的机械能守恒知：小球的动能与重力势能之和逐渐增大，故正确。
、这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，小球先加速后减速，当弹力等于重力时速度最大，所以时间内某时刻速度最大，动能最大。故错误。
故选：。
【例13】（2023春 太康县期末）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能不变
C．动能不变，机械能减小 D．重力势能不变，机械能减小
【答案】
【分析】动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的质量、高度有关；机械能为动能与势能的总和。
【解答】解：木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，其质量不变，速度不变，则动能不变；同时高度减小，则木块的重力势能减小，所以机械能减小。
故选：。
【例14】（2023 天元区三模）茶美在球场上将篮球斜向上抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图甲所示，、两点的动能和重力势能如图乙所示。下列说法正确的是
A．球在运动过程中机械能不守恒
B．球上升过程中动能增大，重力势能减小
C．点离地高度比点低
D．球从点运动到点过程中，球的重力势能一直保持不变
【答案】
【分析】影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；
影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大；动能和势能之和称为机械能。
【解答】解：、根据图乙可知，、的高度相同，重力势能相同，点的动能大于点的动能，所以点的机械能大于点的机械能，由此可知，球在运动过程中机械能不守恒，故正确、错误；
、球上升过程中质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能变大，故错误；
、球从点运动到点过程中，球的质量不变，高度发生了改变，重力势能改变，故错误。
故选：。
【例15】（2023秋 姜堰区期中）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动下列说法正确的是
A．滚摆下降时，重力势能增大，动能减小
B．滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能
C．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
D．滚摆整个运动过程中，机械能总量不变
【答案】
【分析】分析滚摆的向上运动时的速度及高度的变化，则可知动能及重力势能的变化；根据机械能的定义可知机械能的变化。
【解答】解：、滚摆在下降过程中，位置降低，速度增大，重力势能减小，动能增大，故错误；
、滚摆到最低点后又上升，质量不变，速度减小，动能减小，同时高度增加，重力势能增加，故是将动能转化为重力势能的过程，故错误；
、由题意知，滚摆运动过程中，滚摆每次上升的高度逐渐减小，长时间后停止上下滚动，说明滚摆要克服阻力做功，有一部分机械能转化为内能，所以滚摆的机械能减小，故正确，错误。
故选：。
