初中物理功和机械能解题技巧讲解及练习题(含答案)

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．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（）

A．拉力F甲小于拉力F乙

B．F甲做的功大于F乙做的功

C．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率

D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率

【答案】D

【解析】

【详解】

由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额＝G动h可知W甲额＝W乙额，因为W总＝W有+W额,所以W总甲＝W总乙。A. 由图可知,n1＝

2,n2＝3，不计绳重及摩擦，则F甲＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝55N，F乙＝（G+G 动）＝×（100N+10N）＝36.7N

η＝可知,η甲＝η乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P＝,由于W总甲＝W总乙、时间t也相同,所以P甲＝P乙，故D正确；故选D.

【点睛】

甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值．

2．如图所示的光滑轨道，BC为水平面，小球从A点静止释放运动到C点的过程中，小球的动能和重力势能的变化情况是（）

A ．A 到

B 小球的重力势能不变

B ．A 到B 小球的动能减少

C ．B 到C 小球的重力势能增大

D ．B 到C 小球的动能不变

【答案】D

【解析】

【详解】

A ．由图示可知，小球从A 到

B 高度减小，重力势能减小，故A 错；

B ．小球从A 到B 速度变大，动能增大，故B 错；

C ．小球从B 到C 高度不变，重力势能不变，故C 错；

D ．由于平面是光滑的，小球不受摩擦力，所以小球在平面上是匀速直线运动，所以从B 到C 的速度不变，动能不变，故D 正确．

3．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N 的物体A ，使物体A 在4s 内匀速前进了4m ，物体A 受到地面的摩擦力f =300N ，所用拉力F =120N ，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是

A ．绳子自由端在4s 内移动了8m

B ．物体A 重力做功的功率为1000W

C ．物体A 克服摩擦力做的功为480J

D ．滑轮组的机械效率约为83.3%

【答案】D

【解析】

【详解】

A ．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n =3，因此物体A 在4s 内匀速前进了4m ，则 绳子自由端在4s 内移动了s 绳子=3×4m=12m 。故A 错误。

B ．物体在重力方向上没有做功，所以物体A 重力做功的功率为0，故B 错误。

C ．物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，故C 错误。

D ．由题可知：物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，拉力F 所做的总功W 总=Fs 绳子=120N×12m=1440J ，所以滑轮组的机械效率 00001200J 10010083.3%1440J

W W η=

?=?≈有用总， 故D 正确为答案。

4．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 ．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功

D ．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功

【答案】C

【解析】

【详解】

A ．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，不再受到推力的作用，只有距离，没有推力的作用，所以对铅球不做功，故A 错误．

B ．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，没有在拉力方向上通过距离，故拉力没有做功．故B 错误．

C ．用水平力推着购物车前进，购物车受到水平力的作用且在力的方向上通过了距离，推车的力做了功．故C 正确．

D ．书静止在水平桌面上，书受到支持力的作用但没有在力的方向上通过距离，所以支持力没有做功，故D 错误．

故答案为C ．

【点睛】

做功的两个必要因素：1）作用在物体上的力；2）物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可．

5．如图所示，用一滑轮组在5s 内将一重为200N 的物体向上匀速提起2m ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。则

A ．物体上升的速度是2.5m/s

B ．拉力F 大小为400N

C ．拉力F 的功率为40W

D ．拉力F 的功率为80W 【答案】D

【解析】

【详解】

A ．由s v t

=得体的速度： 2m 0.4m 5s

h v t === 故A 项不符合题意；

B ．图可知，绳子段数为2n =，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：

11200N 100N 22

F G ==?= 故B 项不符合题意；

CD ．绳子自由端移动的速度：

220.4m s 0.8m s v v ==?=绳物

拉力F 的功率：

100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t

====?= 故C 项不符合题意，D 项符合题意。

6．关于滚摆在运动过程中能量的分析，下列说法正确的是

A ．下降过程中动能不变

B ．最低点动能为零

C ．上升过程中重力势能减小

D ．最高点重力势能最大

【答案】D

【解析】

滚摆下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增加，动能增加，故A 错误；滚摆下降到最低点时，速度最大，动能最大，故B 错误；滚摆上升过程中，高度增加，重力势能增大，故C 错误；滚摆到达高点时，高度最大，重力势能最大，故D 正确．

7．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 ．

8．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（）

A ．乙升降机提升重物做的有用功较多

B ．甲升降机的电动机做的额外功较

多

C ．甲升降机的电动机做的总功较少

D ．乙升降机的电动机做的总功较少

【答案】C

【解析】

【详解】

A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误；

BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD错误，C正确．

9．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图象如图，根据图象，下列判断正确的是（）

A．两次物体运动的速度：v1＜v2

B．两次物体所受的拉力：F1＞F2

C．0﹣8s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2

D．0﹣8s两次拉力对物体所做的功：W1＝2W2

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由图象知道，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，即v1＞v2，故A错误；

B．由图象知道，两次物体都做匀速直线运动，即物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；又因为是同一物体，在同一水平面上运动，故对水平面的压力和接触面的粗糙程度均相同，所以，两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等；即两次物体所受的拉力相等，大小是F1 =F2 =f，故B错误；

CD．由图象知道，0～8s物体第一次通过的路程为0.8m，第二次通过的路程为0.4m，又知两次拉力相等，由W=Fs知道，两次拉力对物体所做的功满足：

W1 =2W2；

由

W

P

t

知道，0～8s两次拉力对物体做功的功率是：

P1＞P2，

故C错误，D正确。

10．如图所示，水平地面上放着一只重1000N的木箱，用100N的水平推力，将木箱沿力的方向，匀速向前推动1m，则有（）

A ．重力所做的功是1000J

B ．推力所做的功是1000J

C ．摩擦力所做的功是100J

D ．推力所做的功是100J

【答案】D

【解析】

A 、由题意可知，木箱没有在重力的方向上通过距离，根据做功的两个必要条件可知，重力做功为0J ．故A 错误；

BD 、推力做功：1001100W Fs N m J ==?=．故B 错误，D 正确．

C 、因为物体在水平面上做匀速直线运动，所以摩擦力f=F=100N ，方向与F 相反，由于木箱沿力F 的方向移动，物体移动的距离与摩擦力的方向相反，则1001100W fs N m J '==?-=-（），故C 错误．

故选D ．

【点睛】此题考查功的计算，力是否做功的判断，关键是掌握做功的两个必要条件．注意水平方向运动的物体，重力是不做功的．

11．如甲图所示，小明用弹簧测力计水平拉木块，使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象．下列说法错误的是

A ．两次木块都做匀速直线运动

B ．两次木块受到的摩擦力一样大

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】D

【解析】

【详解】

A ．物体做匀速直线运动时，路程与时间成正比，由图像可知两次均为正比函数，故选项A 说法正确，不符合题意；

B ．因滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动时压力大小相同，接触面的粗糙程度相同，故摩擦力一样大，选项B 说法正确，不符合题意；

C ．因两次移动距离相同，两次拉力大小相同，故两次对木块做功相同，选项C 说法正确，不符合题意；

D．由公式P=Fv可得；拉力大小相同时，速度大小不同，两次做功功率不同；选项D说法错误，符合题意．

12．物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是

A．F1=F2 P1>P2B．F1=F2 P1F2 P1>P2D．F1P2

【答案】B

【解析】

【详解】

由图象甲可知，物体作匀速直线运动，速度大小为v甲=s

t

甲

甲

=

4m

2s

=2m/s；由v-t图象乙可

知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙=4m/s；因为两次都是匀速直线运动，推力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，受到的水平推力为F1=F2。

已知v甲＜v乙，由P=W Fs

t t

=Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。

13．如姿同学在整理物理笔记时，有如下四句话其中错误的是

A．成年人步行速度约为1m/s B．一个中学生体重约为450N

C．用手托起两个鸡蛋的力约为0.1kg D．功和能的单位都是焦耳

【答案】C

【解析】

根据常识知道，人步行的速度一般在1.1m/s左右，故A正确，不符题意；中学生的质量一般在100斤即50kg左右，所以一个中学生体重约是：G=mg=50kg×10N/kg=500N，故B正确，不符题意；一个鸡蛋的质量约是50g（0.05kg），所以，其重力约为

G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋的力大约为1N，故C错误，符合题意；功和能量的单位都是焦耳，故D正确，不符题意，故选C．

14．射箭时，拉开的弓弦能将箭射出，箭离开弓弦后还能继续飞行，小明根据这一现象得出了以下结论：①弓弦对箭施加的力改变了箭的运动状态：②弓弦的弹性势能转化为箭的动能；③箭由于惯性作用仍能继续飞行；④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将处于静止状态，其中说法正确的是（）

A．只有①B．只有①②C．只有①②③D．①②③④都正确【答案】B

【解析】

【详解】

①弓弦对箭施加的力使箭由静止变为运动，改变了箭的运动状态，故①正确；

②箭射出时，弓弦的弹性形变程度变小，弹性势能减小；箭由静止变为运动，动能增大；所以，弓弦的弹性势能转化为箭的动能，故②正确；

③射出去的箭离开弓以后能够继续向前运动，是箭由于惯性仍然保持原来的运动状态；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能说由于惯性作用，故③错误；

④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将保持原来的运动状态，继续做匀速直线运动，故④错误；

综上分析可知，只有①②正确；故应选B。

15．在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（）

A．B．C．D．

【答案】A

【解析】

影响动能大小的因素是：质量与速度．质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素是：质量与被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．小明把排球竖直向上抛出，在排球向上运动的过程中，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，到达最高点时速度为零，动能为零；然后排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，所以，排球在运动中动能先变小至零，然后再变大，故A图符合题意，故选A．

点睛：本题考查的是影响动能、重力势能的因素，注意利用控制变量法判断动能、重力势能的变化即可．

16．跳绳是中考体育项目，小强每跳起一次，克服重力做的功最接近（）

A．3J B．30J C．300J D．600J

【答案】B

【解析】小强同学每跳起一次，克服重力所做功：W=Gh=50kg×10N/kg×0.05m=25J，最接近于30J．

故选B．

17．山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以

A．减小所必需的牵引力 B．提高机械效率

C．提高功率 D．减小所做的功

【答案】A

【解析】

A. 斜面模型加长了运动距离，但可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，说法正

确，符合题意。 B. 从机械效率的公式η可知，要想判断机械效率的大小，应该同

时考虑有用功和总功，说法错误，不符合题意。C. 从功率的计算公式P可知，要想判断功率的大小，应该同时考虑做功的多少和做功的时间，说法错误，不符合题意。D. 从功的原理可知，使用任何机械都不省功，说法错误，不符合题意。

18．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E p，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

F

p

S

可得，容器对桌面的压强p2

随时间均匀减小，故D错误．

19．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，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t变化的图像如图所示，则（）

A．V＝1/2V0 B．ｔ1至ｔ2时间段内汽车做加速运动

C．Ｆ０＝1/2ｆ D．ｔ2时刻后，汽车将保持功率Ｐ0行驶

【答案】A

【解析】由题知，t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，则有

P0=F0v0………①

t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，在该瞬间汽车的速度不变（仍为v0），牵引力F0减小为，所以………………..②

由①②可得，.

AD．由题，t1时刻后汽车的功率保持恒定，由前面分析可知，汽车的功率将保持不变，故D错误；

到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，由图可知，汽车再次做匀速直线运动时的牵引力与开始时做匀速直线运动的牵引力大小相等，均为F0.

根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度：，故A正确；B．由图可知，t1到t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可知，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故B错误；

C．汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0=f，故C错误。

20．根据如图所示的几个情景，下列说法正确的是（）

A．女孩搬起一个箱子，女孩对箱子做了功

B．司机费了很大的力也未能推动汽车，但司机对汽车做了功

C．吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对货物做了功

D．足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球做了功

【答案】A

【解析】

【详解】

A．女孩搬起一个箱子，女孩给箱子一个向上的力，箱子在力的方向上移动了距离，女孩对箱子做了功，故A正确。

B．司机费了很大的力也未能推动汽车，人对汽车有推力作用，但是汽车没有在力的方向上移动距离，所以人对汽车没有做功，故B错误。

C．吊车对货物施加一个竖直向上的力，吊车吊着货物水平移动一段距离，没有在力的方向上移动距离，所以吊车没对货物做功，故C错误。

D．足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球没有力的作用，对足球不做功，故D错误。

【点睛】

有力作用在物体上，力对物体不一定做功；物体运动了一段距离，可能没有力对物体做功；做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。