培优 易错 难题功和机械能问题辅导专题训练附答案.docx

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培优易错难题功和机械能问题辅导专题训练附答案

一、初中物理功和机械能问题

1．一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。

2．下列说法中正确的是（　　）

A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功

B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功

C．用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功

D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力已经不存在了，推力对它没有做功，A错误；

B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力是竖直向上的，水桶在竖直方向上没有移动距离，即水桶在拉力的方向上没有移动距离，那么手的拉力对水桶没有做功，B错误；

C．用手从地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉力的方向上移动了距离，所以手的拉力对水桶做了功，C正确；

D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力的方向上没有移动距离，那么推力在这个过程中对汽车没有做功，D错误。

故选C。

3．利用如图所示的滑轮组将重为20N的物体在2s内匀速提升2m，拉力

等于12N。

此过程中，下列说法不正确的是（）

A．拉力所做的有用功为40J

B．拉力所做的总功为48J

C．拉力

的功率大小为20W

D．滑轮组的机械效率为

【答案】C

【解析】

【详解】

A．根据公式可得

故A正确，不符合题意；

B．由图可知

根据公式可得

故B正确，不符合题意；

C．拉力的功率

故C错误，符合题意；

D．滑轮组的机械效率

故D正确，不符合题意。

故选C。

4．将皮球从离地某一高度O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A、B两点时，动能相等

B．皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能为零

C．皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能

D．若将皮球表面涂黑，则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑

【答案】D

【解析】

【详解】

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，机械能逐渐变小，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A、B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，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，动能不为零；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，机械能逐渐变小。

在C点在在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能；故C错误。

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正确。

5．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他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．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等

B．木块第1次受到的拉力较大

C．木块两次的动能一样多

D．两次拉力对木块做的功一样多

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

AB．从图象上可以看出，木块两次都是作匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。

因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则两次滑动摩擦力大小不变，所以两次木块受到的拉力相等，故A选项正确，B选项错误；

C．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能多，故C选项错误；

D．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，故D选项错误。

故选A。

6．在雄壮的国歌声中，升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端，下面分析正确的是（）

A．缓缓上升，动能转化为重力势能

B．升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下

C．他对国旗做功的功率最接近于1W

D．旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的

【答案】C

【解析】

【分析】

（1）影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度；在一定条件下，动能和势能可以相互转化；

（2）两个物体发生相对运动时，摩擦力方向与相对运动的方向相反；

（3）已知国旗重力，估计出旗杆高度，可以得到克服旗杆重力做的功；功与时间之比为功率；

（4）定滑轮的本质是等臂杠杆，所以不能省力。

【详解】

A．国旗匀速上升过程中，速度不变，质量不变，则动能不变，高度增大，国旗的重力势能逐渐增大，没有动能转化为重力势能，故A错误；

B．由于力的作用是相互的，升旗同学向下拉绳，升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向上，故B错误；

C．已知国旗的重力5N，旗杆大约10m高，克服国旗的重力做功为

国歌的演奏一遍的标准时间是50秒，他对国旗做功的功率最接近于

故C正确；

D．国旗杆上的滑轮为定滑轮，则利用定滑轮升国旗，可以改变施力的方向但不能省力，故D错误。

故选C。

7．如图所示，小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，并最终刚好到达等高的C点，下列说法中正确的是（　　）

A．因为最终到达了与A等高的C点，所以小球机械能守恒

B．小球在B点的机械能最大

C．小球从B到C的过程只是动能转化为重力势能

D．小球从A到C的整个过程中动能的变化量等于克服摩擦力做功

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，在A点具有动能和重力势能，并最终刚好到达等高的C点，C点速度为0，只有重力势能，A、C两点的重力势能相等，但A点的机械能大于B点的机械能，说整个运动过程中，机械能在减小，所以A点的机械能最大，故AB错误；

C．小球从B到C的过程中先将重力势能转化为动能，再将动能转化为重力势能，故C错误；

D．A、C两点的重力势能相等，整个过程动能减小为0，用来克服摩擦力做功，故D正确。

故选D。

8．一位质量约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．

9．炎热的夏天海口，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在水平马路匀速行驶过程中，以下说法正确的是（）

A．动能减少，机械能不变B．动能不变，机械能减少

C．动能减少，机械能减少D．动能增大，机械能增大

【答案】C

【解析】

【分析】

动能大小跟质量、速度有关；质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；重力势能大跟质量、高度有关；质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大；机械能=动能+势能。

【详解】

洒水车在平直的马路上匀速行驶，在工作的过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能变小，重力势能变小，则洒水车的机械能变小。

故选C。

10．如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。

如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比（　　）

A．功率增大、机械效率增大B．功率增大、机械效率不变

C．功率不变、机械效率不变D．功率不变、机械效率增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

前后两次的滑轮组是同一个滑轮组，则做的有用功、额外功、总功不变，则机械效率不变；加快电动机的转速，则物体提升的速度增大，若两次提升高度相同，则后一次所需要的时间小于前一次所需要的时间，根据

可知，功率变大。

故ACD错误，B正确。

故选B。

11．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。

下列说法错误的是（　　）

A．F2的功率为0.6WB．弹簧测力计读数为9N

C．地面对物体A的摩擦力为2ND．如果增大F2，物体A可能向左运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．由图知，水平使用滑轮组，对于物体B来说n=2，拉力端移动速度

拉力F2做功功率

故A正确，不符合题意；

B．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，对于弹簧测力计来说是3股，所以弹簧测力计的示数

故B正确，不符合题意；

C．对于物体A，受到的力：

B向左的摩擦力

向右的拉力F1=4N，因为A静止，所以地面向右的摩擦力

故C正确，不符合题意；

D．如果增大F2，由于B对A压力的大小没变，接触面的粗糙程度没变，所以B对A的摩擦力不变，此时物体A相对于地面仍然静止，故D错误，符合题意。

故选D。

12．王强同学在探究凸透镜成像的规律后，又想采用实验中的装置来比较甲、乙、丙、丁四个透镜焦距的大小，在实验中还测出了其中一个透镜的焦距．实验时凸透镜和烛焰的距离保持16cm不变，烛焰通过四个凸透镜的成像情况如下表所示，由此可推断（）

凸透镜

像的性质

甲

倒立

放大

实像

乙

倒立

等大

实像

丙

倒立

缩小

实像

丁

正立

放大

虚像

A．甲透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8cm

B．乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16cm

C．丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8cm

D．丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是16cm

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

根据表中数据可知，丁的焦距最大，其次是甲，再次是乙，最小的是丙，根据乙透镜成像情况可知，放在了二倍焦距上，即2f=16cm所以乙透镜的焦距是8cm，C对，所以正确选项为C

13．如图是某山地的等高线图，数字表示海拔高度，其单位是米。

质量是60kg的小凯早上8：

00从A点出发，8：

50到达B点的观景台；质量是50kg的小旋早上7：

40从C点出发，8：

50到达D点的半山亭。

下列说法中正确的是（　　）

A．他们对自己做的功一样多

B．小凯的平均功率较小

C．8：

50分时，小旋的动能一定小于小凯的动能

D．8：

50分时，小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．60kg的小凯从A点到达B点做的功为

；

质量是50kg的小旋从C点到达D点做的功为

；

小凯做的功多，故A错误；

B．小凯的运动时间为

；

平均功率为

，

小旋的运动时间为

，

平均功率为

，

小凯的平均功率较大，故B错误；

C．动能的大小与质量和速度有关，由于不知道8：

50分时的他们的速度，所以无法比较动能的大小，故C错误；

D．重力势能的大小与质量和所处的高度有关，小凯的质量和所处的高度都比小旋的大，所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能，故D正确。

14．如图所示，重为60牛的物体甲放在水平桌面上，与重为6牛的物体乙用细绳相连，绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。

当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时，下列判断中不正确的是

A．绳拉甲物体的力为6牛

B．甲物体的速度为0.2米/秒

C．5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦

D．绳的拉力做功的功率为1.2W

【答案】C

【解析】

【详解】

A．图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力

F=G乙=6N

故A正确不符合题意；

B．图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v甲=v乙=0.2m/s，故B正确不符合题意；

C．5s内甲物体移动的距离

s=v甲t=0.2m/s×5s=1m

绳的拉力对甲物体做的功

W=Fs=6N×1m=6J

故C错误符合题意；

D．绳的拉力对甲物体做功功率

P=

=

=1.2W

故D正确不符合题意。

15．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．

16．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。

在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。

不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（　　）

A．该滑轮的机械效率η=75%B．滑轮所做的有用功为1200J

C．滑轮自身的重力为100ND．绳子自由端移动的距离大小为3m

【答案】A

【解析】

【详解】

AB．滑轮所做的有用功为：

W有用=Gh=600N×3m=1800J，

因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m，则拉力做的总功为：

W总=Fs=400N×6m=2400J，

所以动滑轮的机械效率为：

，

故A正确，B错误；

C．不计绳重及摩擦，则拉力为：

，

那么动滑轮的重为：

G动=2F-G=2×400N-600N=200N，

故C错误；

D．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：

s=nh=2×3m=6m，

故D错误；

故选A。

17．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s-t关系图像如图乙所示。

两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2。

.下列判断正确的是（　　）

A．F1=F2，P1＞P2B．F1＞F2，P1＞P2C．F1

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

从图乙可以看到，两次拉动，木块都是做匀速直线运动，都是处于平衡状态，水平方向受力平衡，拉力大小等于滑动摩擦力大小，而木块的自身重力不变，接触面的粗糙程度也不变，那么滑动摩擦力大小不变，两次拉力的大小不变，即

因木块匀速直线运动，那么其功率可表示为

，从图乙可看到，第1次的速度大于第2次的速度，即

那么可知

故选A。

18．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端连接一个小球。

弹簧未发生形变时，小球静止在A点。

用手把小球向左运动压缩弹簧至B点后松开手，小球在水平光滑地面BC间来回运动。

不考虑空气阻力，下列说法中正确的是（　　）

A．当小球从B运动至A的过程，弹簧产生的弹力变大

B．当小球从B运动至C的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能

C．小球在A点时的机械能最大

D．在来回运动中，小球的机械能保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】

A．当小球从B运动至A的过程，弹簧恢复原状，弹簧的形变减小，则弹簧产生的弹力变小，故A错误；

B．当小球从B运动至C的过程，弹簧的形变变大，弹性势能变大，小球的速度减小，动能减小，即小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故B错误；

CD．由于水平地面是光滑的，没有摩擦，所以弹簧的弹性势能和小球的动能的和是保持不变的，故在任何一点的弹性势能和动能的和都相同，在A点时，弹簧的弹性势能最小，小球的动能最大，即此时小球的机械能最大，故C正确，D错误。

19．如图所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功

A．都必须大于mgh

B．都不一定大于mgh

C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh

D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh

【答案】C

【解析】

【详解】

从起跳后至越过横杆的过程中，跨越式跳高时重心在横杆的上面，故跨越式跳高时运动员克服重力所做的功一定大于

，而背越式跳高时其重心不一定在横杆的上面，可以在横杆的下面，故其克服重力的功不一定大于

，也可以小于

，也可以等

，故ABD错误，C正确。

故选C。

20．如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab＞tcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（）

A．ab段做功较多

B．ab段与cd段的功一样多

C．ab段功率较大

D．ab段与cd段的功率一样大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

拉力大小相等且sab＝scd，根据W＝Fs可知：

拉力所做的功相同，故A错误，B正确；由于tab＞tcd，根据

得：

Pab＜Pcd，故C、D错误．