物理功和机械能问题的专项培优练习题含答案及答案.docx
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物理功和机械能问题的专项培优练习题含答案及答案
一、初中物理功和机械能问题
1．如图中甲图所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像．下列说法正确的是
A．两次木块运动的速度相同B．木块第一次受到的摩擦力较大
C．两次拉力对木块做的功一样多D．两次拉力对木块做功的功率一样大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．两次木块运动相同的距离，第2次所用时间比第1次长，两次木块运动的速度不相同，A选项说法不正确；
B．摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同，B选项说法不正确；
C．木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因摩擦力大小相等，两次的拉力相等，由W=Fs可得两次拉力对木块做的功一样多，C选项说法正确；
D．由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由
得两次拉力对木块做功的功率不一样大，D选项说法不正确；
故选C．
2．如图所示，动滑轮的质量为m，所挂重物的质量为M，重物在时间t内被提升的高度为h，不计绳重及摩擦，则（ ）
A．滑轮组的机械效率为
B．滑轮组的机械效率为
C．拉力F的功率为
D．拉力F的功率为
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．滑轮组做的有用功为
总功为
滑轮组的机械效率为
故A正确，B错误；
CD．拉力F的功率为
故CD错误。
故选A。
3．一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间的变化图像可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知，不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的速度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能Ep减小得越来越快，符合这一规律的只有C图，而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢，故D错误。
故选C。
4．一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家，对此，下列说法错误的是（）
A．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少
B．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多
C．爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率大
D．爬相同的楼梯，儿子坐电梯先到达，儿子的功率大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题知，他们上相同的楼梯，h相同，父亲的体重G1大于儿子的体重G2，根据爬楼做功
，所以父亲爬楼做功W1大于儿子爬楼做功W2，即W1＞W2，故A、B正确，不符合题意；
C．父亲爬楼做功多，父亲比儿子先到达，做功时间少，根据
可知父亲做功功率大，故C正确，不符合题意；
D．儿子坐电梯先到达，但爬楼过程中儿子没有施加力，儿子做功为0J，做功功率为0W，故D错误，符合题意。
故选D。
5．把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。
乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。
下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（ ）
A．是由水的内能转化来的B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的D．是由乒乓球的化学能转化来的
【答案】B
【解析】
【分析】
机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。
【详解】
松手后，乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上，乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能减小，重力势能转化为乒乓球的机械能。
故选B。
6．下列估测最接近实际的是（）
A．中学生的正常体温约为38.6℃
B．中学生站立在地面上对地面的压强大约为103Pa
C．中学生游泳时受到的浮力大约是50N
D．中学生从一楼走到五楼做的功大约6×103J
【答案】D
【解析】
【分析】
此题考查对生活中常见物体物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，必要时进行相应的计算，找出符合实际的选项。
【详解】
A．人的正常体温在37℃左右，变化幅度很小，故A不符合实际；
B．一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm2，即0.02m2，中学生的体重大约为50kg，则其对地面的压强
故B不符合实际；
C．中学生的体重在500N左右，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力与重力相等，约500N，故C不符合实际；
D．中学生的体重在500N左右，一楼到五楼的高度约12m，中学生从一楼走到五楼所做的功约为
故D符合实际。
故选D。
7．小明用弹簧测力计拉动木块，使它沿同一水平木板滑动，如图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像．下列说法正确的是
A．木块两次具有的动能一样大B．两次拉力对木块做的功一样多
C．木块第一次受到的拉力较大D．第一次拉力对木块做功的功率较大
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图知，第一次物体的速度较大，第一次物体的动能较大，故A错误；
B．从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，由W=Fs可知，但是在没有指出是相同时间内，因此不能比较二者做功多少，故B错误；
C．由A分析知，木块两次受到的拉力相等，故C错误；
D．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式P=Fv可知，力F相同，第一次速度v大，所以功率大，故D正确。
8．甲物体放在光滑的水平面上，乙物体放在粗糙的水平面上，它们分别在相等的水平力F作用下移动相等的距离s，那么，力F对两物体所做的功（ ）
A．甲较多B．乙较多C．相等D．无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
物体受力，且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。
【详解】
根据条件，物体受力相同，移动的距离相同，则力对物体做的功相同，故C正确。
故选C。
9．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过另一侧高点B后到达最高点C．下列分析不正确的是（ ）
A．小球在A、B、C三点的速度大小关系是
B．小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
C．小球在A、B两点具有的重力势能相同
D．整个过程只有重力对小球做功
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．小球运动过程中会克服摩擦力做功，且质量不变，故从A运动到C的过程中，机械能减小，小球在A与B点的势能相同，故在A点的动能大于B点的动能，C点最高，故小球在C点的势能最大，动能最小，所以
，故A正确，不符合题意；
BC．A、B两点高度相同，小球的质量不变，故小球的重力势能相同，小球从A点运动到B点，会克服摩擦力做功，动能减小，动能之差等于克服摩擦力所做的功，故B、C正确，不符合题意；
D．整个过程中，摩擦力也会对小球做功，故D错误，符合题意。
故选D。
10．如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N的力F．物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO段做匀速直线运动，F在MN、OP段做功分别为WMN、WOP，功率分别为PMN、POP，则
A．WMNB．WMN>WOP
C．PMN>POP
D．PMN【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO段做匀速直线运动，由图可得MN的距离等于OP的距离，根据功的公式W=FS可知：
在F相同和S相同的情况下，W应该相同，所以AB均错误；在做功相同时，MN段所用时间是OP段时间的2倍，根据P=W/t，得出PMN11．如图甲所示，重为160N的物体在大小为20N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。
如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动了1m，若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（ ）
A．物体向左运动时，拉力F1的功率P1=60W
B．物体与地面之间的摩擦力f=20N
C．物体向右运动时，拉力F2=40N
D．物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=80J
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图甲可知，绳子承担物体受到的拉力的段数n为2，物体以3m/s的速度做匀速直线运动，在拉力作用下绳子末端的速度为
则物体向左运动时，由
可得拉力F1的功率
故A错误；
B．图甲中物体做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，而绳子承担力的段数n为2，所以物体与地面之间的摩擦力
故B错误；
C．物体向右运动时，由于物体和地面没有改变，则所受摩擦不变，方向向左，同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为20N，物体右侧的滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2，则有
解得F2=40N，故C正确；
D．在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时，物体向右运动时，拉力F2所做的功
故D正确。
故选CD。
12．如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚．弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化
A．只有动能和重力势能
B．只有动能和弹性势能
C．只有重力势能和弹性势能
D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
【答案】D
【解析】
【详解】
根据题意，玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚．
首先将弹簧作为一个简单对象考虑，向下翻滚过程中，质量不变，但高度降低了，所以重力势能会减小；
弹簧弹起后，另一端接触斜面时，动能减小，弹性势能增大，且减小的重力势能，会转化弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性形变变大；
弹簧弹起时，弹性势能又转化为动能．
所以这个过程中，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化，故D正确．
13．一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示；F的大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。
以下说法正确的是（ ）
A．当t=1s时，木块受到的摩擦力是0
B．当t在2~4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N
C．当t在4~6s内，拉力F的功率为6W
D．当t在2~6s内，木块的机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图乙可知，物体在t=1s时受到的拉力为1N，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N，故A错误；
B．由图乙可知，物体在4~6s内受到的拉力为3N，由图丙可知4~6s内物体做匀速运动直线运动，在4~6s内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在2~4s内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在2~4s内受到的摩擦力为3N。
故B错误；
C．由图乙可知，物体在4~6s内受到的拉力为3N，由图丙可知4~6s内物体做速度为2m/s的匀速运动直线运动，此时拉力的功率
故C正确；
D．在2~6s内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D错误。
故选C。
14．静止在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，如图（甲）所示。
在水平路面上直线运动时记录的v-t图像，下列说法正确的是（ ）
A．物体在0~t1时间内做匀速直线运动
B．物体在t1~t2时间内动能不断变大
C．物体在t3~t4时间内的摩擦力力小于t1~t2时间内的摩擦力
D．物体在t3~t4时间内拉力小于摩擦力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由v-t图像可知，0~t1时间内速度越来越大，故A错误；
B．由v-t图像可知，t1~t2时间内速度不变，所以动能不变，故B错误；
C．物体在t3~t4时间内和t1~t2时间内受到的都是滑动摩擦力，由于压力大小和粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变，故C错误；
D．由v-t图像可知，在t3~t4时间内物体作减速运动，所以合力方向与运动方向相反，因此向前的拉力小于向后的摩擦力，故D正确。
故选D。
15．有一个小球从滑梯上A点以一定的速度沿滑梯向上运动，到最高点B后小球又沿滑梯向下运动到C点，不计摩擦。
则（ ）
A．小球由A→B运动过程中，动能逐渐减小
B．小球在B点的机械能大于A点的机械能
C．小球由B→C运动过程中，机械能逐渐增大
D．小球在C点时重力势能最大
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查机械能的变化及守恒。
【详解】
A．小球由A向B运动的过程中，速度越来越慢，而小球的质量保持不变，所以动能逐渐减小，故A说法正确；
BC．小球在滑梯上运动的过程中，不计摩擦，所以整个过程机械能守恒，所以B点和A点的机械能大小一样，B到C的过程中机械能不变，故BC说法都不正确；
D．小球在整个过程中质量保持不变，C点相对其它点而言，高度最低，所以重力势能最小，故D不正确。
故选A。
16．两个质量相同的钩码，下端固定有纸带并穿过打点计时器，在拉力作用下两钩码分别同时从同一位置开始沿竖直向上方向运动，纸带上留下的点迹如图（a）所示，它们的s—t图像如图（b）所示．则
A．甲的拉力大
B．甲的机械能小
C．乙的动能小
D．无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
A．在图a中的甲、乙两图中，打点计时器打出的各点之间的距离是相同的，由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态，即平衡状态，所受的力一定是平衡力，此时的钩码只受两个力的作用：
弹簧秤竖直向上的拉力和重力．根据二力平衡的条件可知这两个力相等，即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力，由于钩码的质量相等，则重力相等，所以甲的拉力等于乙的拉力．故A不符合题意；
BCD．两个钩码的质量相同，由题意知，两个钩码上升的高度相同，由图（b）知，甲、乙上升相同的高度，甲所用时间小于乙所用时间，根据v=
可知，甲的速度大于乙的速度，所以，甲的动能大于乙的动能，甲的势能等于乙的势能，机械能为动能和势能之和，所以，甲的机械能大于乙的机械能．故B不符合题意．C符合题意．D不符合题意．
17．小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动．他先在地面上用台秤称得自己的体重为500N，再将台秤移至电梯内，电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11s时停止，测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示，则
A．0~2s的过程中，小明的动能不变
B．2s~10s的过程中，小明的重力势能转化为动能
C．10s~11s的过程中，小明的机械能不断减小
D．0~11s的过程中，小明的机械能不断增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．0～2s的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故A错误；
B．2s～10s的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故B错误；
C．10s～11s的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在降低的，所以重力势能在减小，故小明的机械能不断减小，C正确；
D．0～11s的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故D错误；
故选C．
18．物体只受一对平衡力作用时，对于它具有能的判断中正确的是（）
A．机械能一定不变B．重力势能可能减少
C．动能可能变小D．重力势能一定不变
【答案】B
【解析】
【分析】
首先要对物体在平衡力作用下是处于平衡状态中的哪一种要明确，然后再分析其机械能的变化情况。
【详解】
平衡状态有两种：
静止状态、匀速直线运动状态；当物体处于静止状态时，物体的动能、势能都不变，所以机械能也不变；当物体在水平方向上做匀速直线运动时，其动能、势能都不变，即机械能不变；当物体在竖直方向上做匀速直线运动时，其动能不变，但其势能要发生变化，故机械能也随之变化；总之，物体在以上所处的这几种可能的运动状态下，势能与机械能的大小有两种可能：
不变或变化；而动能只有一种情况：
不变；综上分析，故选B。
【点睛】
本题考查物体在平衡力作用下的状态分析，要求学生一定要分类且考虑全面，本题容易出现漏分析其中某种情况而导致错误。
19．如图所示，图中速度v的方向是小强在体育中考“原地掷实心球”测试中球出手时的飞行方向，从球出手到落地的过程，空气阻力忽略不计，下面关于机械能的一些说法中正确的是（）
A．球出手时动能最大B．球出手时势能最大
C．球落地时机械能最大D．球的机械能保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】
ACD．由于空气阻力忽略不计，那么整个运动过程球的机械能保持不变，C错误，D正确；球出手时动能不是最大的，因为它还会落地，重力势能会转化为动能，球落地的瞬间动能才是最大的，A错误；
B．球出手时势能不是最大，因为它还会上升，上升到最高点时，它的重力势能才是最大的，B错误；
20．一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为
A．60JB．600JC．6000JD．0000J
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
上楼过程中要克服重力所做的功，根据题意知道，该同学的质量是50kg，所以体重是：
G=mg=500N，楼层高度越是3m，一楼走到五楼的高度大约是：
h=4×3m=120m，所以，上楼过程中克服重力所做的功是：
W=Gh=500N×12m=6000J，故选C．
【点睛】
本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大．
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