最新初中物理功和机械能解题技巧讲解及练习题含答案.docx

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最新初中物理功和机械能解题技巧讲解及练习题含答案

最新初中物理功和机械能解题技巧讲解及练习题（含答案）

一、功和机械能选择题

1．非洲旱季，常用Hipporoller（中间有转轴的塑料桶）运水．如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（　　）

A．

B．

C．

D．

【答案】C

【解析】

【分析】

物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积．先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W＝Fs分析判断．

【详解】

由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，此时力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；

C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s相同，由W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意．

【点睛】

本题考查影响物体做功大小的因素（力的大小和物体在力的方向上移动距离）．

2．如图，小聪用力将水平地面上的箱子拉走了；小明用力推箱子，但没有推动．下面关于做功的分析，正确的是

A．小明、小聪都没有对箱子做功

B．小明对箱子做了功，小聪对箱子没有做功

C．小聪对箱子做了功，小明对箱子没有做功

D．小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功，小明在推箱子时，箱子的重力没有做功

【答案】C

【解析】

【详解】

根据做功的两个要素分析解答：

（1）小明用力推箱子，但箱子没有运动，只有力的作用，没有在力的方向上通过距离，所以他对箱子没有做功；

（2）小聪用力将箱子拉走了，在力的方向上通过了距离，因此她对箱子做了功，故AB错误，C正确；

（3）重力的方向是竖直向下的，箱子无论沿水平方向是否运动，箱子的重力都没有做功，故D错误．

故选C．

【点睛】

重点是做功的判断，要根据做功的两个要素进行判断，一要有力作用在物体上，二是物体在力的方向上通过一段距离，当力与物体运动方向垂直时，此力不做功．

3．下列事例中，有力对物体做功的是

A．小明背着书包在水平路面上前进                         

B．跳水运动员从跳台跳下

C．举重运动员举起杠铃停在空中不动                      

D．足球被踢出后在草地上滚动

【答案】B

【解析】

A、背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，不符合题意；

B、跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，符合题意．

C、举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，不符合题意．

D、足球在光滑水平面上，依靠的是足球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，不符合题意．

故选B．

4．下列数据中，不合理的是（）

A．教室里大气压值约为2×105Pa

B．教室门框高约为2m

C．小明从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功约为1500J

D．一名中学生的体重约为500N

【答案】A

【解析】

【详解】

A．一个标准大气压约是1.01×105Pa，教室里的气压接近一个标准大气压，故A说法不合理；

B．普通中学生的身高一般为1.7m左右，教室的门框高度要高于人的身高，应该为2m左右，故B说法合理；

C．根据克服重力做功公式W=Gh，因为小明的体重约是500N，每层楼高约3m，所以他从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功为1500J，故C说法合理；

D．一名普通中学生的质量约为50kg，体重G=mg=50kg×10N/kg=500N，故D说法合理。

5．如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（）

A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左

B．乒乓球弹跳时机械能守恒

C．乒乓球运动过程中重力势能一直减小

D．乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能

【答案】D

【解析】

【详解】

乒乓球在地面上连续弹跳中是动能和势能的相互转化．由于球与地面碰撞时有能量损失，运动中有空气阻力，所以小球在运动中机械能逐渐变小．小球向上运动时，动能转化为重力势能；下降时重力势能转化为动能，因为机械能在逐渐减小，所以球跳起的高度逐渐减小，AB选项不符合题意．乒乓球在向上运动时，重力势能增大，下降时重力势能减小，C选项不符合题意，D选项符合题意．

6．2017年春季，共享单车投向襄阳市场，为创建文明城市增加了一道亮丽的风景线．以下关于自行车的说法正确的是（）

A．较宽的坐垫可以增大压强

B．轮胎表面凹凸的花纹可以减少摩擦

C．骑车在水平路面上匀速行驶时机械能增大

D．快速骑车时，刹车后还会继续向前运动是因为人和车具有惯性

【答案】D

【解析】

【详解】

A．较宽的坐垫是为了在压力一定时，通过增大受力面积，从而减小压强，故A错误；

B．自行车轮胎上的花纹是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦，故B错误；

C．骑车在水平路面上匀速行驶时，质量和速度都不变，则动能不变，高度不变，势能不变，则机械能不变，故C错误；

D．骑着自行车的人原来处于运动状态，刹车时，人和车由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动，所以不能立即停下来，故D正确．

7．如图所示的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等．若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是

A．W1＝W2＝W3B．W1＜W2＜W3C．W1＝W2＜W3D．W2＜W1＜W3

【答案】C

【解析】

【详解】

定滑轮的特点是不省力，也不省距离，拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功是：

W1=F1s；

直接拉物体时，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s，拉力做的功是：

W2=F2s；

动滑轮的特点是可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力做的功是：

W3=F32s；

又因为拉力F1、F2、F3大小相等，综上分析知道：

W1=W2=Fs＜W3=2Fs，

8．跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有

A．重力势能减少，动能增加，机械能不变

B．重力势能增加，动能减少，机械能不变

C．重力势能减少，动能不变，机械能减少

D．重力势能增加，动能不变，机械能增加

【答案】C

【解析】解：

（1）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变．

（2）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小．

（3）动能不变，重力势能减小，机械能减小．

故选C．

9．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到

A．a点B．b点

C．c点D．d点

【答案】C

【解析】

【详解】

本实验中，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O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。

10．一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（）

A．球在甲、丙两个时刻的动能相等

B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大

C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小

D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小

【答案】B

【解析】

【详解】

由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的弹性势能转化动能，弹性势能减小，动能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B正确，ACD错误．

11．一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段泥泞路面，如果汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】D

【解析】

【详解】

汽车发动机的功率始终保持不变，途中经过一段泥泞路面，由于泥泞路面摩擦阻力增大，则汽车的牵引力也随之增大，根据

可知，汽车的速度变小；

速度变小，则相同时间内通过的距离变小。

A图，始终为匀速直线运动，不正确；

B图，中间一段，在相同时间内通过的距离更远，不正确；

C图，中间一段，随时间的变化，路程出现减小的情况，不正确；

D图，中间一段，在相同时间内通过的距离变小了，说明速度减小了，正确；

故选D。

12．下列事件中，力对物体做了功的是（）

A．用力推汽车，没有推动

B．将重物从一楼扛到二楼

C．举重运动员举着杠铃保持不动

D．提着水桶在水平路面上匀速前行

【答案】B

【解析】用力推汽车，没有推动，对汽车有力的作用，但汽车没有移动距离，所以不做功，故A不合题意；将重物从一楼扛到二楼，重物在提力的方向上移动了距离，做了功，故B符合题意；举重运动员举着杠铃站着不动，有力但没有移动距离，不做功，故C不合题意；提着水桶在水平路面上匀速前行，力与距离的方向互相垂直，所以不做功．故D不合题意；故应选B。

13．将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上，对物理课本所做的功最接近

A．0.02JB．0.2JC．2JD．20J

【答案】C

【解析】

一本物理课本的质量m=200g=0.2kg，

G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，

课桌高度约为1m，

人对课本做的功：

W=Gh=2N×1m=2J．

故选C．

14．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的

图像如图所示.根据图像，下列判断正确的是（）

A．物体10s时的速度大于4s时的速度

B．0～6s拉力对物体所做的功大于6～12s拉力对物体所做的功

C．0～6s拉力对物体做功的功率小于6～12s拉力对物体做功的功率

D．0～6s物体所受的拉力大于6～12s物体所受的拉力

【答案】B

【解析】

A、从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s的速度大于6～12s的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；BD、0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s物体所受的拉力等于6～12s物体所受的拉力，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m，由W＝Fs可知，0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功，故B正确，D错误；C、由于速度发生了改变，根据P＝Fv可知，由0～6s的速度大于6～12s的速度，0～6s拉力对物体做功的功率大于6～12s拉力对物体做功的功率，故C错误．故选B．

15．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧．通过计算可知，下列结果正确的是（　　）

①汽车行驶速度是20km/h②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J

③汽车牵引力做功的功率是30kW④汽车发动机的效率是20%

A．只有①和②B．只有②和③C．只有①和④D．只有②和④

【答案】D

【解析】

①汽车行驶速度是：

，故①错误；

②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是：

，故②正确；

③匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力，所以汽车牵引力做功的功率是：

，故③错误；

④汽车发动机的做的功为：

，

汽车发动机的效率是：

，故④正确．.

故选D．

点睛：

综合考查了速度、热值、功、功率、效率的计算，综合性较强，需要注意的是：

各个公式应用时，单位要统一，一般都使用主单位，特别是热值公式应用时，有时要用到体积，有进要用到质量，要统一单位后再计算．

16．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】

【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．

17．如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，下列表示木块的重力势能Ep，木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中，可能正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】B

【解析】

【详解】

A．当容器内的水流出后，木块的质量不变，高度减小，则木块的重力势能减小，当水不再流出时，木块的重力势能不变，即木块的重力势能先变小后不变，故A错误；

B．根据图示可知，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态，即浮力等于重力；当水位下降到一定高度时，木块对容器底有压力，浮力小于重力；由于木块的重力不变，则木块受到浮力先不变后减小；故B正确；

C．根据图示可知，在容器内水流出的过程中，并且当水位在一定高度时，木块下表面处水的深度不变，由p＝ρgh可知，木块下表面处的压强不变，即木块下表面受到水的压强不变；故C错误；

D．因为液体压强随深度的增加而增大，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，因此相同时间内，容器对桌面减小的压力相同，由

可得，容器对桌面的压强p2随时间均匀减小，故D错误．

18．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是

A．F1＜F2，W1=W2，P1＞P2

B．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2C．F1＜F2，W1＜W2，P1＜P2

D．F1＜F2，W1=W2，P1＜P2

【答案】D

【解析】

将同一物体分别沿光滑斜面（无摩擦力）AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功，而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同，故W1=W2；又因

，W相同，AB＞AC，所以F1＜F2，再由

知，速度相同，F1＜F2，则P1＜P2.

所以选择D.

19．如图甲所示，是建设罗泊湾大桥时使用的起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景．A在下降到江底之前，始终保持0.1m/s的速度不变．如图乙所示是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像（江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg）．则

A．A从开始下降直到江面的过程中，钢缆绳对A做的功为5×104J

B．A下降过程中重力的功率为5×103W

C．A的密度为1.6×103kg/m3

D．当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压强为5×103Pa

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由图乙可知，A从开始下降直到江面的过程中，下降高度

h=vt=0.1m/s×20s=2m，

钢缆绳对A做的功

W=Fs=3×104N×2m=6×104J，

故A错误．

B．A下降过程中重力的功率

，

故B错误．

C．A全部浸没在水中所受浮力

，

根据阿基米德原理

可得，

物体的体积

，

故A的密度

，

故C错误．

D．由图乙可知，A物体从开始浸入江水中至完全浸没所用时间

t’=30s-20s=10s，

A物体的高度

h’=vt’=0.1m/s×10s=1m，

圆柱体A的底面积

，

当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压力

，

则A对江底的压强

，

故D正确．

【点睛】

本题是力学综合计算题，具有一定的难度，读懂图，能从图像中找出有用的信息并加以应用是关键．

20．如图小红同学正在做“引体向上”。

她先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂伸直，然后缓缓曲肘，将身体向上拉起，直到下巴超过横杠。

这个过程中，小红做的功最接近的是

A．2000JB．200J

C．20JD．2J

【答案】B

【解析】

小红同学正在做“引体向上”，两臂将身体向上拉起，中学生的体重大约是G=500N，由题图可知，上升的高度大约是胳膊的长度0.4m，即h=0.4m，所以小红做的功最接近

W=Gh=500N×0.4m=200J，故B符合实际为答案。