物理物理功和机械能问题的专项培优练习题含答案.docx

1、物理物理功和机械能问题的专项培优练习题含答案一、初中物理功和机械能问题1如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员（ ）A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大D经过最高点时重力势能最大【答案】D【解析】【分析】影响动能大小的因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越大，重力势能就越大；机械能等于动能和势能之和。【详解】A助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，则重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，所以机械能增大，故A错误；B起跳时，运动

2、员的速度达到最大值，动能达到最大值，重力势能不变，机械能达到最大值，故B错误；C上升过程中，动能转化为重力势能，所以经过最高点时，动能减小，重力势能最大，故C错误；D最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故D正确。故选D。【点睛】影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化；影响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化。解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词，从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼，从而分析机械能的变化情况。2关于能的概念，以下说法正确的是（）A在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具

3、有能B悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能C甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大D甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大【答案】A【解析】【分析】【详解】A在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A正确；B悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能，B错误；C甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C错误；D甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲物体的势能可

4、能比乙物体的势能小，D错误。故选A。3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

5、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。4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40JB拉力所做的总功为48JC拉力的功率大小为20WD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。5如图所示，动滑轮的质量为m，所挂重

6、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。6工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法不正确的是（ ）A绳子自由端沿水平方向移动了4m B物体受到的拉力为750NC拉力F的功率为375W D该滑轮组的机械效率一定小于100%【答案】B【

7、解析】【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据求出绳子自由端沿水平方向移动；(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据求出物体受到的拉力；(3)根据求出拉力F做的功，根据求出拉力F的功率；(4)任何机械效率一定小于100%。【详解】A由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离故A正确，不符合题意；B物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力故B错误，符合题意；C拉力F做的功则拉力F的功率故C正确，不符合题意；D该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故D

8、正确，不符合题意。故选B。72019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。下列说法错误的是（ ）A运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大B运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的C北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用D北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒【答案】A【解析】【分析】物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有

9、克服摩擦做功，机械能守恒。【详解】A火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故A错误，符合题意；B火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故B正确，不符合题意；C火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故C正确，不符合题意；D北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故D正确，不符合题意。故选A。8九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为 30 s。他上楼过程

10、克服自身重力做功的功率最接近（ ）A1.5 W B15 W C150 W D1500 W【答案】C【解析】【分析】【详解】一层楼的高度约为3m，三层高度约为9m，九年级的同学体重大约为50kg，则克服自身重力所做的功约为W=Gh=mgh=50kg10N/kg9m=4500J克服重力做功的功率故ABD，都不符合题意，C符合题意。故选C。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

11、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，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AWMNWOPCPMNPOPDPMNPOP【答案】D【解

12、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PMNPOP；答案选D11如图，一辆电动车在月球表面（月球面附近无大气层）沿着平直轨道行驶，物体M相对于车静止，则以下说法中正确的是（）A电动车动能一定增加BM受到的摩擦力一定向右C此时小车可能做匀速直线运动D若电动车急刹车，M受到的摩擦力一定向左【答案】B【解析】【分析】【详解】A由图中彩旗展开的方向可知，

13、电动车向右加速运动或向左减速运动，所以动能有可能增大也有可能减小，故AC错误；B不管电动车是向右加速，还是向左减速，相对车静止的物体M都有向左运动的趋势，所以其受到的摩擦力一定向右，故B正确；D若电动车原是向右加速运动的，急刹车时，车的速度减小或停下，而M由于惯性要保持原来的速度向右运动，此时所受的摩擦力应向左，才能让M相对车静止。若电动车原是向左减速运动的，急刹车时，M物体由于惯性会保持原来的速度继续向左运动，此时所受的摩擦力方向应仍然向右，才能让M相对车静止，故D错误。故选B。12今年3月4日，在我市阳新地区下了一场冰雹已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，且落地前已做

14、匀速运动关于冰雹的下落过程，下面说法正确的是（ ）A冰雹的重力势能越来越大B冰雹的机械能越来越小C当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功D冰雹受到的空气阻力越来越大，可能大于重力【答案】B【解析】【分析】【详解】A冰雹下落过程中，高度减小，重力势能越来越小，故A错误；B由于冰雹要克服空气阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能减小，故B正确；C当冰雹匀速下落时，冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动，所以空气阻力对冰雹是做功的，故C错误；D冰雹在运动过程中，速度变大，阻力变大，当阻力等于重力时，冰雹会做匀速直线运动，速度保持不变，所以阻力不可能大于重力，故D错误故选B【点睛】要能从能的转化理解冰雹的

15、机械能变化，因为冰雹下落过程中克服阻力做功，最终转化为内能，所以机械能必定是减小的13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

16、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14如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（）A罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能B罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化C因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面D如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去【答案】C【解析】【分析】【详解】A罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A错误；B罐子从斜面滚下的过程

17、中，重力势能转化为动能和内能，故B错误；C罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C正确；D罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故D错误。故选C。15一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

18、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0B当t在24s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5NC当t在46s内，拉力F的功率为6WD当t在26s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46s内受到的拉力为3N，由图丙可知46s内物体做匀速运动直线运动，在46s内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在24s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24s内受到的摩擦力为3

19、N。故B错误；C由图乙可知，物体在46s内受到的拉力为3N，由图丙可知46s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26s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。16如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面a点自由滚下，分别经过图中b，c，d各位置，关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是（）A小球的重力势能一直在减小B在d点的重力势能小于在c点的重力势能C从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能D从a到b小球速度越来越大，机械能越来越大【答案】C【解析】【分析】【详解】A小球从a到b的过程中，高度变小，重力势能减小，从b

20、到c或d的过程，高度增大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，故A错误；Bc、d两点在同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，故B错误；C小球从b点到c点的过程中，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故C正确；D在伽利略理想实验中，机械能是守恒的，所以从a点到b点，小球的机械能不变，故D错误。故选C。17为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果正确的是（）A0s1s内，地面对

21、物体的支持力是10NB1s2s内，拉力F做的功是62.5JC2s3s内，拉力F的功率是300WD2s3s内，滑轮组的机械效率是62.5%【答案】C【解析】【分析】【详解】A从图乙可以看到，时间从第2s到第3s时，速度大小是不变的，这时处于平衡状态，物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重，即由题意可知，0s1s内，地面对物体的支持力符合关系式从图甲可以看到，解得，A错误；B从图甲可以看到，1s2s内，拉力F的大小是50N，物体上升的高度是1.25m，三条绳子托着动滑轮，绳端移动的距离是拉力F做的功是拉力F做的功是，B错误；C2s3s内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F的大小是40N，绳端

22、移动的速度根据可知，拉力F的功率拉力F的功率是300W，C正确；D2s3s内，物体上升的高度拉力F的大小是40N，则滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率约是，D错误。故选C。18某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为50g）在2s内把重物G1和G2提高10cm，已知Fl和F2的大小均为2N，不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。下列说法中不正确的是（）A重物G1的重力大小为5.5NB乙滑轮组所做的有用功是0.7JCF1和F2做功的功率之比为3:4D两个滑轮组的机械效率之比为4:3【答案】D【解析】【分析】【详解】A从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，动滑轮只是一个，重力大小是把动

23、滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知解得，重物G1的重力大小为5.5N，A正确，不合题意；B在图乙中，把两个动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知解得，重物升高的高度是，乙滑轮组所做的有用功是乙滑轮组所做的有用功是，B正确，不合题意；C重物G1移动的速度是甲图中绳端移动的速度是重物G2移动的速度是乙图中绳端移动的速度是那么可知F1和F2做功的功率之比是F1和F2做功的功率之比为3:4，C正确，不合题意；D甲滑轮组所做的有用功是所做的总功是乙滑轮组所做的总功是由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是，那么两个滑轮组的机械效率之比是两个滑轮组的机械效率之比是；D错误，符合题意

24、。故选D。19两个质量相同的钩码，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st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

25、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20一个超级惊险项目18米长悬崖秋千惊现重庆某公园!小明被缆绳拉到6层楼的高度，释放后自由摆动冲向峡谷（如图所示），伴随着人们的惊呼声，秋千越荡越低。下列有关说法中正确的是（ ）A秋千荡回来经过最低点时，小明的机械能最大B整个过程小明的动能与重力势能之和不变C秋千荡到最高点时，小明的动能为零D在向下摆的过程中，小明的重力势能全部转化为动能【答案】C【解析】【详解】A机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，所以秋千第一次在最高点时，机械能最大，A错误；B机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，整个过程小明的动能与重力势能之和变小，B错误；C秋千荡到最高点时，秋千速度为0，所以小明的动能为零，C正确；D在向下摆的过程中，小明的重力势能绝大部分转化为动能，D错误。故选C。