2024年中考物理压轴题剖析与训练：功、机械能（含解析）

专题10功机械能

【考点1】功

功和机械能

典例剖析

【考点1】：功

【例1】（2024•福建一模）如下图的三种场景中，拉力Fl、&、F3大小相等，在拉力的作用

下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为％、W?、W3,下列关于它们大小关系的

推断中正确的是（)

□

A.Wi=W2<W3B.Wi=W2=W3

C.W2<Wi=W3D.Wi<W2<W3

【考点】功的概念及计算

【答案】A

【解析】由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉

力移动的距离等于物体移动距离为s,拉力做的功为：Wi=Bs；

其次幅图中，拉力移动的距离也等于物体移动距离为S,拉力做的功为：W2=F2S；

第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s,拉力做的

1

功为：W3=FBX2S。又因为拉力FI、F2、F3大小相等，所以综上分析可得：W1=W2<W3.故

A正确，BCD错误。故选：Ao

【点评】本题考查功的计算，比较做功多少的题目，要紧扣做功的两个必要条件，只要

比较出拉力和移动距离的大小关系，即可依据公式W=FL比较出做功的多少关系。

【变式1T】（2024•广州）如图所示，0Q是水平地面，物体在水平拉力作用下从0匀速直

线运动到Q,0P段拉力Fi为300N,Fi做的功为W”功率为R；PQ段拉力F?为200N,F2

做的功为W2,功率为8.则（）

■►Fi”Fr

O4mp6mQ

A.Wi>W2B.Wi<W2C.Pi>P2D.P1VP2

【考点】功和功率的计算

【答案】C

【解析】（1）由图知，0P段的路程Si=4m,PQ段的路程S2=6m,0P段拉力Fl做的功为：

Wi=FiSi=300NX4m=1200J,PQ段拉力展做的功为：W2=F2s2=200NX6m=1200J,

比较可知,Wi=W2,故AB错误；

（2）物体在水平拉力作用下从。匀速直线运动到Q,所以，物体在0P段和PQ段速度相

同，又因为FAFz,所以依据P=N=E§_=Fv可知，Pi>P2,故C正确，D错误。

tt

【点评】此题考查功和功率的大小比较，关键是娴熟运用功和功率的计算公式。

【变式1-2］（2024•镇江）自动感应门俯视图如图所示：当有物体进入半径为2m的虚线圆

（圆心处为0）内时，宽度均为2m的两扇感应门马上向两边匀速开启，开启速度为0.lm/s,

感应门在物体离开虚线圆后关闭,在水平地面上，人用100N的水平推力F推动宽D=40cm

的货物，使货物的中心沿虚线s垂直地匀速通过该门，此过程中货物受到的摩擦力大小

为—N,从门起先开启到货物被推至门处的过程中，推力F做的功为—J；为能平安

通过该感应门，货物运动的速度应不超过m/s„

2

【考点】功的概念及计算

【答案】100；200；lo

【解析】（1）由题可知，人用100N的水平推力F推动宽D=40cm的货物使其匀速通过,

因而所受的摩擦力与推力为一对平衡力，即：货物受到的摩擦力：f=F=100N；

（2）由题可知，F=100N,在F的作用下货物运动了2m,所做的功：W=Fs=100NX2m

=200J；

（3）由题可知，货物的宽度为D=40cm,感应门打开的宽度至少为40cm,可知每扇运动

的距离为si=0.2m,感应门运动的时间：tj=±L=°-2击=2s

v10.Im/s

物体的运动时间：tz=ti=2s货物的运动速度：v2=-^-=—=lm/so

2s

【点评】本题考查的是速度公式和功的计算

【考点2】：功率

[例2]（2024•大庆）汽车在平直马路上以速度V。匀速行驶，发动机功率为P。，牵引力为

Fo,如时刻起先，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又起

先做匀速直线运动，速度为v,已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F

随时间变更的图象如图所示，则（）

A.a至t2时间内，汽车做加速运动

B.F0=2f

C.t?时刻之后，汽车将保持功率P。行驶

3

D.v=Avo

2

【考点】功率的理解和计算

【答案】D

【解析】由题知，在匕时刻以前，汽车以速度V。匀速行驶，发动机功率为P。，牵引力为

Fo,贝I」：Po=FoVo-------①；

在匕时刻，司机减小了油门，汽车的功率突然减小为P,在该瞬间汽车的速度不变（仍

为V。），由图象知牵引力由F。突然减小为工F。，所以：P=JiFov。-------------②，

22

由①②可知P=lPo（即汽车的功率突然减小为原来的一半）。

2

A.由图可知，ti至t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可得，汽车

行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故A错误；

B.汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F°=f,故B错误；

C.由题可知，如时刻后汽车的功率保持恒定；由前面分析知，汽车的功率将保持P=2P。

2

不变，故c错误；

D.由题知，到匕时刻，汽车又起先做匀速直线运动，速度为v；

由图可知，汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等，均为

一P^P0^0701

Fo；依据P=Fv可得其次次做匀速直线运动时的速度：v=_E_=>^=-......=Avo,

FoFoFO2

故D正确；故选：D»

【点评】本题考查了功率公式P=Fv敏捷应用，了解探讨对象的运动过程是解决问题的

前提，会依据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律是关键。

【变式2-1］（2024•镇江）如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N

水平拉力F的作用下，物块（体积忽视不计）从区域①的最左端由静止起先运动，在刚

进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运

动的v-t图象，则（）

图1

4

A.区域①路面的粗糙程度比②的大

B.拉力在区域①中做功的功率比②的小

C.物块在区域①上所受的摩擦力等于2N

D.物块在区域③上运动的时间可能为1s

【考点】功率的计算及应用

【答案】B

【解析】由图知：物体在。〜2s内做加速运动，在2s〜3s内做匀速运动，且物体在。〜

2s内图象与2s〜3s内图象与坐标轴围成的面积相同，说明物体运动的路程相同。即物体

在0〜2s内在区域①上做加速运动，在2s〜3s内在区域②上做匀速直线运动，区域①表

面上受到的摩擦力小于拉力F,在区域②表面上受到的摩擦力等于拉力F。

A、因为滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以区域①路面的粗糙

程度比区域②的粗糙程度小，故A错误；

B、拉力在两个区域上运动的距离相等，做功大小相等，作用时间不同，在区域①上运动

时间长，功率小。故B正确；

C、物体在区域①上受到的摩擦力小于F=2N.故C错误；

D、物块进入区域3时的速度为2m/s,做减速运动，在区域③的平均速度肯定小于2m/s,

所以运动时间肯定大于1秒。故D错误。故选：B。

【点评】此题考查的是力和运动的关系的应用，结合运动图象和速度-时间图象得到有

价值的信息，是解答此题的关键，难度较大。

【变式2-2］（2024•淄博）如图所示，AOBC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、

BC匀速推上顶端，推力分别为R、F2,功率分别为Pi、巳，在不考虑摩擦的状况下（）

------X

A.FI<F2,PI=PZB.FI>F2,PI>?2

C.FI=F2,P1=P2D.F1<F2,P1<P2

【考点】功和功率的应用

【答案】A

【解析】（1）不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC,贝l|AC>BC,所以物体沿AB运动时拉

力较小，即Fi<Fz；

5

（2）不计摩擦，运用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体

重力所做的功），即Wi=M；拉力做功相同，所用时间相同，依据P=I■可知，拉力做功

t

的功率相同，即P1=P2。故选：Ao

【点评】本题考查斜面的省力状况，物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道

接触面光滑，摩擦力为0,运用任何机械都不省功。

【考点3］动能和势能

【例3】（2024•常德）如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面

上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（）

M

A.小物块从P向M运动过程中，机械能减小

B.小物块从P向M运动过程中，重力势能增大

C.弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大

D.小物块从M向T运动过程中，速度变快

【考点】动能和势能的应用

【答案】A

【解析】A、小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点，说明接触

面不光滑，则小物块从P向M运动过程中，须要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为

内能，所以小物块的机械能减小，故A正确。B、小物块从P向M运动过程中，质量不变，

高度变小，其重力势能减小，故B错误；C、弹簧被压缩的过程，小物块的动能转化为弹

簧的弹性势能，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大，其弹性势能最大，此

时小物块的动能最小，故C错误；D、小物块从M向T运动过程中，动能不断转化为重力

势能和内能，所以小物块的动能减小、速度变慢，故D错误。故选：A„

【点评】本题考查了动能、势能、弹性势能的转化，以及机械能变更的推断，明确各自

的影响因素是解答此题的关键。

【变式3-1］（2024•淄博）如图所示，小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中（小球

和轨道间存在摩擦），下列说法错误的是（）

6

hCh

A.小球在A点的重力势能最大

B.小球在B点的速度最大

C.小球在C点和B点的机械能相等

D.小球不能到达D点

【考点】动能和势能的影响因素

【答案】C

【解析】A、小球在A时，高度最高，重力势能最大，速度增大，动能增大，由于存在摩

擦，减小的重力势能转化为动能和内能；故A正确。B、小球在B时，小球的质量不变,

高度最小，势能最小，动能最大，速度最大，故B正确；C、小球和轨道间存在摩擦，小

球须要克服摩擦做功，故小球从B点到C点的机械能减小，故C错误；D、因为小球须要

克服摩擦做功，在运动过程中有一部分机械能转化为内能，故小球不能到达D点，故D

正确。故选：Co

【点评】本题考查了影响动能和势能大小的因素以及能量的转化学问的应用，知道动能

和重力势能之间的相互转化是解决该题的关键。

【变式3-2］（2024•河北一模）投掷实心球是体育中考项目之一。若不计空气阻力，实心球

从离手到落地前的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变更的曲

线中，正确的是（）

【考点】动能和势能的应用

【答案】B

【解析】（1）小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时,

7

速度最小，动能最小，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。

所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大。故图①错误，图②

正确。（2）小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，

高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最终落地，重力势能越来越

小，直到为零。所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最终

为零。故图③正确，由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，图

④正确。故选：Bo

【点评】本题考查依据动能和势能的变更来推断图象，理解影响能量大小的因素和运动

的过程是解题的关键，有肯定难度。

【考点4］机械能及其转化

【例4】（2024•常州）北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀

速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的（）

A.动能不变，重力势能不变

B.动能不变，重力势能变大

C.动能变大，重力势能不变

D.动能变大，重力势能变大

【考点】机械能的转化及应用

【答案】D

【解析】电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，

扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大。

故ABC错误，D正确。故选：D„

【点评】本题考查了影响动能和势能的大小变更，分析好扫地车工作时速度、质量和高

度的变更是关键。

【变式4-1］（2024•南通）如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于0点时弹

8

簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由

静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（）

•O

A.运动至最高点时，受平衡力作用

B.被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力

C.从A点向上运动过程中，速度先增大后减小

D.从0点向上运动过程中，重力势能转化为动能

【考点】能量守恒、平衡状态的应用

【答案】C

【解析】A、不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A错误;

B、小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B

错误；C、不计空气阻力，小球在从A点向上运动到0点的过程中，受到两个力的作用,

一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，起先向上运动时，弹力大于重力，小

球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度

不断变小。当离开。点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度接

着减小。故其速度先增大后减小，故C正确；D、从0点向上运动过程中，小球的质量不

变，速度变小，同时高度上升，故动能减小，重力势能增加，所以动能转化为重力势能。

故D错误。故选：Co

【点评】此题通过一个场景，考查学生对动能和势能的转化与守恒、平衡状态的推断、

力与运动的关系等，综合性强，属于中考常考题型，有肯定难度。

【变式4-2］（2024•泰安）如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端

固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由

滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是（）

9

A.弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小

B.小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小

C.小物块从b向a运动的过程中，动能增加

D.小物块在整个运动过程中，机械能守恒

【考点】机械能及转化和应用

【答案】B

【解析】A、弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错

误；B、小物块从c向a运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；

C、小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度

会渐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；D、小物块在整个运动过程中，由于摩擦力

的作用，其机械能总量会削减，即机械能不守恒，故D错误。故选：B。

【点评】本题考查动能、势能及弹性势能的转化，以及机械能守恒的条件，明确动能和

势能大小的影响因素是解答此题的关键。

【考点5］功和功率的计算

【例5】（2024•重庆模拟）如图所示，重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻

质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，动滑轮重为2N,重为6N的物体B通过

滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s,2min后，物体B着地，以下说法

正确的是（）

A.物体A受到的摩擦力为3N

B.Imin内拉力对物体A做功为36J

C.2min内B物体的重力做功为144J

D.若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动，则F=8N

10

【考点】速度和功的公式计算

【答案】D

【解析】A、连接动滑轮绳子的股数n=2,不计绳重与滑轮间的摩擦，绳子的拉力：『

=1（GB+G动）=」X（6N+2N）=4N,物体A向右做匀速直线运动时处于平衡状态，受

n2

到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力，则物体A受到的摩擦力f=F'=4N,

故A错误；B、由v=且可得，Imin内物体A移动距离：s=vt=O.2m/sX60s=12m,拉

t

力对A物体做的功：W.=1s=4NXl2m=48J,故B错误；C、2min内物体A移动距离：

s'=vt'=0.2m/sX120sm=24m,B物体下降的距离：h=As'=1X24m=12m,B物

n2

体的重力做功为：WB=GBh=6NX12m=72J,故C错误；D、若用一个向左的拉力F使A

向左匀速运动，此时A的压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变，仍为4N,

对A来说受到向左的拉力F、向右的绳子拉力F，和摩擦力f处于平衡状态，其合力为零，

则有：F=f+F'=4N+4N=8N,故D正确。故选：D。

【点评】本题考查了动滑轮绳子拉力公式、速度公式、做功公式以及二力平衡条件的应

用等，涉及到的学问点较多，综合性强，有肯定的难度。

【变式5-1］（2024•威海）如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°,重500N的

物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面对上匀速运动2m的

过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小明对绳的拉力所做的功为1000J,克服弹

簧拉力做功300J,则克服物块重力做的功为—J,物块与斜面之间摩擦力的大小为

N.（忽视绳重、滑轮与轴的摩擦）

【考点】功的综合计算

【答案】500；100„

【解析】已知斜面的倾角为30°,物块沿斜面对上匀速运动2m,则斜面的高度h=ls

lx2m=lm,克服物块重力做的功W有用=Gh=500NXlm=500J；

2

11

W额=W总-%-W有用=1000J-500J-300J=200J,

由卬额=£$可得，物块与斜面之间摩擦力的大小£=垣=空2[=100凡

s2m

【点评】此题考查功的计算公式的应用，明确额外功为小明对绳的拉力所做的功减去克

服弹簧拉力做功，再减去有用功是关键。

【变式5-2】34.(2024•日照)如图,为迎宾路高架桥的部分路段示意图，水平路面AB=200m>

斜坡BC=120m、坡高CD=6m。搭载乘客后总重为G=1.5X10%的公交车，轮胎与水平

路面总接触面积为0.4nK当它以恒定功率Pi匀速通过AB段时，用时ti=20s；以恒定功

率Pz匀速通过BC段时，用时t2=16s。公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是

车总重的0.01倍。请完成下列问题：

(1)求出公交车静止在水平地面时对地面的压强，以及通过BC段时的速度。

(2)公交车通过AB段时，牵引力的功率Pi是多少瓦特？

(3)公交车通过BC段时，牵引力的大小为多少牛顿？

C

6m200m.4

D

【考点】功和功率的综合计算

【解析】(1)公交车静止在水平地面时对地面的压力F=G=1.5X1()5N,已知轮胎与水平

路面总接触面积S=0.4nL公交车静止在水平地面时对地面的压强：

p=£=L5乂1。玉=3.75X105Pa；BC段时的速度VBC=2^=&H=7.5m/s；

S0.4m216s

(2)AB段时的速度VAB=±娼=22®l=10m/s；

t[20s

公交车在AB段行驶时受到的阻力f=0.01G=0.01X1.5X10sN=l.5X103N,

因为匀速行驶,所以牵引力Fi=Fa=f=l.5X10%,

则牵引力储的功率：

34

P1=X=FS=FIVAB=1.5X10NX10m/s=1.5X10W；

tt

牵引力Fz的功率：Pz=也=F^=F2VBe=1.5X103NX7.5m/s=l.125X104W；

tt

(3)由题知，公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力相等，

35

公交车通过BC段时,克服阻力做的额外功：Wwh=fSBc=1.5X10NX120m=1.8X10J;

55

克服重力做的有用功：WWffl=GhcD=1.5X10NX6m=9X10J；

12

5

公交车通过BC段时牵引力做的功：WBC=Wffl+W»h=9X10>1.8X10J=1.08X10工

W6

由W=Fs可得，牵引力F=-^=L°8X10J=9><]03N；

$BC120m

【答案】（1）公交车静止在水平地面时对地面的压强为3.75X105Pa；通过BC段时的速

度为7.5m/s；

（2）公交车通过AB段时，牵引力的功率P为1.5X10，W；

（3）公交车通过BC段时，牵引力的大小为9X10，N。

【点评】本题考查了压强公式、功率公式以及二力平衡条件的综合应用，知道水平面上

物体的压力和自身的重力相等是关键。

压轴精练

1.（2024•鄂尔多斯）2024年6月5日长征11号运载火箭，以“一箭七星”的方式将卫星

送入预定轨道，填补了我国运载火箭海上放射的空白。下列说法，正确的是（）

A.长征11号放射过程中，其动能转化为重力势能

B.地球同步卫星进入轨道后相对于地面是静止的

C.火箭加速升空时，气体对火箭的力大于火箭对气体的力

D.长征11号全长近21m,重58t,起飞推力为120t

【答案】B

【解析】A、火箭放射过程中，速度增大，高度增大，则动能和重力势能都增大，所以不

是动能转化为重力势能，故A错误；B、地球同步卫星进入轨道后相对于地面是静止的;

故B正确；C、火箭加速升空时，气体对火箭的力和火箭对气体的力是一对相互作用力，

相互作用力的大小相等，所以气体对火箭的力等于火箭对气体的力，故C错误；D、重力

和推力的单位都是N,不是t,即所给数据的单位有错，故D错误。故选：B。

【点评】本题通过火箭放射以及飞行器对接考查其中的相关学问，留意了物理学问与科

技的联系，是中考的热点。

2.（2024•雅安）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面，一小球由A点以肯定的速

度u沿轨道滚下，经另一侧与A等高点B后到达最高点C.下列分析正确是（）

13

C

B

A.整个过程只有重力在对小球做功

B.小球在A点的惯性比在C点的惯性大

C.小球在A点的动能比在B点的动能大

D.小球在A具有的机械能等于它在C点具有的重力势能

【答案】C

【解析】A、小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功

的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A错误；B、惯性大

小只与质量有关，小球在运动过程中，质量不变，其惯性不变，故B错误；C、小球运动

过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小；小球质量不变，小球在A、B两点时的高度相

同，其重力势能相同，因A点的机械能大于B点的机械能（机械能等于动能与势能的总

和），所以可知A点的动能要大于B点的动能，故C正确；D、要克服摩擦力做功，机械

能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故D错误。

故选：Co

【点评】此题考查了力是变更物体运动状态的缘由、能量的转化和运动快慢的分析，是

一道综合题目。

3.（2024•荆州）如图，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（空气阻力忽视不计），下列说法正确的是

（）

A.在弹簧复原原状的过程中，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

【答案】C

【解析】A、在弹簧复原原状的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小。木块的速

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度变大，动能变大，同时因为水平面AB粗糙，木块须要克服摩擦力做功，内能变大，故

弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能，一部分转化为木块的内能。故A错误；

B、小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时，须要克服摩擦力做功，一部分机械

能转化为内能，所以机械能减小。故B错误；

C、小木块P在斜面上向上运动时，高度增加，重力势能变大，因为斜面BC光滑，且空

气阻力忽视不计，所以机械能守恒，故动能减小，故C正确；

D、因为斜面BC光滑，故木块不受摩擦力作用，若空气阻力忽视不计，小木块P运动到

最高点时受到垂直于斜面对上的支持力和竖直向下的重力作用，这两个力不在一条直线

上，不属于平衡力，所以木块处于非平衡状态，故D错误。故选：Co

【点评】此题考查平衡状态的推断、动能和势能的大小变更等。弹簧问题往往是动态变

更的，分析这类问题时用动态变更的观点进行，分析时关键抓住弹力的可变性，同时留

意其过程中的功能转化关系。

4.（2024•深圳）如图，弧形轨道ab段光滑，be段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c

点。下列分析正确的是（）

A.从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能

B.经过b点时，小球动能最大

C.从b到c的过程中，小球动能增大

D.从a到c的过程中，小球机械能守恒

【答案】B

【解析】A、从a到b的过程中，小球质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能削减，

动能增大，属于重力势能转化为动能，故A错误；B、小球从a运动到b动能增大；从b

运动到c动能减小，则在b点处小球动能最大，故B正确；C、小球从b到c的过程中，

高度增加，同时克服摩擦力做功，速度减小，则小球的动能减小，故C错误；D、be段弧

形轨道粗糙，因此小球在be段运动时会克服摩擦力做功，会有一部分机械能转化为内能，

则机械能会减小，故D错误；故选：B。

【点评】驾驭动能、重力势能的影响因素，理解重力势能和动能的转化可从高度和速度

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来理解，可以帮助我们更好的理解能量的转化。

5.（2024•苏州）将皮球从离地某一高度。点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动

轨迹如图所示。下列说法正确的是（）

A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等

B.皮球第■次反弹后到达最高点P点时速度为零

C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能

D.若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑

【答案】C

【解析】A、由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球

受到空气阻力，机械能渐渐变小，在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体

动能与势能的总和，在AB两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于在B点

的动能；故A错误。

B、从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。小球在最高点时，竖直

方向速度为零，但是仍旧能往右运动，说明小球还具有水平方向速度；故B错误。

C、每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械

能渐渐变小。在C点在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能；故C正确。

D、弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑

越大，形变越大。在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零，又因为小球在M点机

械能大于N点机械能，故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，故在M点的圆

斑要大于在N点的圆斑。故D错误。故选：Co

【点评】本题考查了机械能的相互转化的相关学问。

6.（2024•扬州）如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用

一个由零渐渐增大的水平作用力F压在物块上，墙壁足够高，则物块（）

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A.运动速度变大B.所受摩擦力变大

C.动能先变大后不变D.机械能先减小后不变

【答案】D

【解析】用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上，此时重力与拉力是一对平衡力；

当剪断细绳时，拉力消逝，但同时用■个由零渐渐增大的水平作用力F压在物块上，则

木块对墙面产生压力，进而产生沿墙壁向上的摩擦力，且摩擦力随着压力的增大而变大。

起先时摩擦力较小，小于重力，物块向下做加速运动；然后瞬间等于重力，物块做匀速

直线运动；再大于重力，物块做减速运动；当速度为零时物体静止，此时静摩擦力等于

物重。则：A、物块的速度先变大再变小，故A错误；B、物块所受摩擦力先变大后不变，

故B错误；C、物块的动能先变大再变小，故C错误；D、物块向下滑落的过程中，须要

克服摩擦力做功，机械能减小，当物块静止后，机械能不再变更，故机械能先减小后不

变。故D正确。故选：D„

【点评】此题通过一个场景，综合考查了摩擦力大小的影响因素、动能和势能的大小变

更等多个物理学问点，属于中考热点题型，本题关键是通过对物块进行正确的受力分析，

对物块在滑落过程中的运动状态作出精确推断，有肯定难度。

7.（2024•安徽模拟）在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示

位置；松手后，木块最终静止在图乙所示位置。下列说法正确的是（）

羊推—n—

---------►WVM-^A/WWWW-|

甲乙

A.弹簧被压缩过程中，长度变短，弹簧的弹性势能减小

B.木块被弹簧弹离的瞬间，假如它受到的力全部消逝，木块将静止

C.木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中，速度减小，摩擦力不变

D.图乙中，木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力

【答案】C

【解析】A、弹簧被压缩过程中，长度变短，形变变大，所以弹簧的弹性势能增大，故A

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错误；B、木块被弹簧弹离的瞬间具有肯定的速度，假如它受到的力全部消逝，由牛顿第

肯定律可知，木块将做匀速直线运动；故B错误；C、木块从被弹簧弹离至最终静止的过

程中，在水平方向上受到摩擦阻力和空气阻力的作用，导致其速度减小，但木块对水平

地面的压力和接触面的粗糙程度没有变，所以摩擦力的大小是不变的，故C正确；

D、图乙中，木块受到的重力和木块对水平面的压力方向相同，且作用在不同物体上，所

以不是一对平衡力，故D错误。故选：Co

【点评】此题考查弹性势能的影响因素、力与运动的关系、摩擦力的大小的影响因素、

平衡力的辨别等，涉及到的学问点，综合性强，但总体难度不大，驾驭基础学问即可正

确解题。

8.（2024•吉安一模）如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的0点动身，由静止起先下

滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（）

【解析】本试验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球

从。点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与。点等高的c点。故选：Co

【点评】本题主要考查了机械能守恒观点的运用，明确光滑的轨道摩擦力为零，是解答

的关键。

9.（2024•宜宾）如图所示，一个物体静止于光滑水平面上的。点，在水平恒力F作用下起

先向右加速运动，依次经过a、b、c三个点，且a、b之间和b、c之间的距离相等，F

在ab段做功％,做功功率R；在be段做功Wz,做功功率Pz,则有％W2,PiP?（选

填或“=”或）。

【答案】=;<»

【解析】由题知，a、b之间和b、c之间的距离相等，拉力恒定，依据W=Fs可知，两个

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过程中拉力做的功相等，即Wi=W2。物体向右做加速运动，速度在不断增大，运动相等

的路程，所用的时间削减，依据P=I可知，拉力做功的功率为：Pl<P2。

t

【点评】对于力对物体做功多少，不管物体做加速、减速还是匀速，不管接触面如何，

只要物体受到的拉力相等，通过距离相等，做功肯定相等。

10.（2024•咸宁）甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的

速度,将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。抛出时两球机械能选

填“相等”或“不相等”）；落地前的运动过程中，甲球的动能—（选填“增大”、“不

变”或“减小”），乙球的机械能—（选填“增大”“先增大后减小”“不变”或“减

【答案】相等；增大；不变。

【解析】抛出时甲乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相同，重力势能相同，

故机械能相同；甲球在空中下落时，甲球质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，

重力势能减小；乙球上升过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的。

【点评】（1）驾驭动能、重力势能、弹性势能的影响因素。（2）能推断动能、重力势能、

弹性势能、机械能的变更。

11.（2024•绍兴）某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速

运输到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC,最终在C点

静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相

同，且长度均为1米，空气阻力忽视不计。

⑴若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能—（选填“大

于”、“等于”或“小于”）在BC上减小的机械能。

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（2）若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，为防止货

物的碰撞与积累，货物之间的距离d至少为一米。

【答案】⑴小于；⑵2.4o

【解析】（1）货物在地面上运动时和地面之间存在摩擦力，机械能转化为内能，若货物

对AB的压力小于对BC的压力，AB与BC材料相同，接触面粗糙程度相同，货物和AB的

摩擦力小于和BC的摩擦力，且长度均为1米，货物在BC面上克服摩擦力做功多，机械

能转化为的内能多，机械能削减量就多，所以，则货物在AB上减小的机械能小于在BC

上减小的机械能。

（2）机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，所以货物之

间的距离最小为：d=vt=0.8m/sX3s=2.4m。

【点评】从克服摩擦做功多少来分析机械能削减多少是解题关键。

12.（2024•南京）如图为一辆正在匀速行驶喷射水雾的环保车，它的动能（选填“增大”、

“减小”或“不变”），水雾喷出后一会儿就消逝了，其中发生的物态变更是—，此过

程须要热。

【答案】减小；汽化；吸。

【解析】水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水，速度不变，质量减小，所以动能减小，

则机械能减小；水雾喷出后一会儿就消逝了，是由于水吸热后汽化变为水蒸气了。

【点评】本题考查了机械能的大小推断及汽化现象，关键驾驭影响动能、势能大小的因

素及六种物态变更。

13.（2024•山西）小明利用“3D”打印机,打印出和自己大小一样的“自己”模型，但质量

只有自己的1/10,这个模型的密度是小明密度的—。小明把模型从一楼搬到二楼教室

克服模型重力做功—Jo

【答案】J_；150o

10

【解析】因为模型和和自己大小一样，即体积V相同，己知质量只有自己的。，则这个

10

模型的密度是小明密度的」一小明的重力G=500N,一层楼的高度大约为3m,则模型的

10

20

重力G'=JL_G=_1-X500N=50N,一层楼的高度h=3m,

1010

把模型从一楼搬到二楼教室克服模型重力做功W=G'h=50NX3m=150J。

【点评】此题考查密度公式的应用和功的计算，其中估测小明的重力和一层楼的高度是

解答其次个问题的关键。

14.倔强系数为12N/cm（弹簧每受到12N的力，长度就要变更1cm）的一根弹簧自然悬挂时

的长度为6cm,在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过

程中，当弹簧的长度在—（填某一范围）时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性

势能。物体在经验了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减小的重力势能最终

转化为弹T性势能和—能。（上述过程没超出该弹簧的弹性限度）

i

i

r

【答案】10cm〜14cm；内。

【解析】（1）弹簧自然悬挂时的长度为L°=6cm,倔强系数为12N/cm,在它下面再悬挂

一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹力（向上的拉力）等

于物重时，即F=kAL=G,则弹簧的伸长量△L=E=_^_=4cm,所以物体在平衡

k12N/cm

位置b