2020-2021中考物理功和机械能问题-经典压轴题含答案

1、一、初中物理功和机械能问题1 .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P"可知，功率变大。故 ACD错误，B正确。故选B。2 .如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小

2、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 Vc Vb VaB.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.小千在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 Vc Vb Va,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

3、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。3.跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg,每次跳起高度约为 6 cm （人整体上升，如图所示），一分钟跳 100次，下列说法正确的是（）。/，力rsryA.向上起跳过程中小明的动能持续增大B.下落过程中小明的重力势能保持不变C.小明跳一次克服重力做功约3JD.小明在这一分钟内跳绳的功率约为50W【答案】D【解析】【详解】A.向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故 A错误；B

4、.下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故 B错误；C.小明的重力为：G=mg=50kg X 10N/kg=500N ,小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500N X 0.06m=30J ,故C错误；D.小明在这一分钟内跳绳的功率：W 息 30J 100=50W,P=t 60s故D正确。故选Do4.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

5、.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。5 立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为

6、（ ）A. 3X10JB. 3X10JC. 3X14JD. 3X 15J【答案】 A【解析】【分析】【详解】中学生重力的平均值约 600N ，当起跳后重心升高的高度为： h=0.5m ；在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了，所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是：E=W=GA h=600NX 0.5m=300J=3 >2/0故A正确，BCD错误；应选 A6 .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 so他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（ ）A 1.5 WB 15 WC 150 WD 1500 W【答案】 C【解析】【分析】【详解】一层楼的高度约为 3

7、m,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=50kg x 10N/kg x 9m=4500J克服重力做功的功率故ABD,都不符合题意, 故选CoP W tC符合题意。4500J30s150W7 .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Co8.如图所示是

8、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8 .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

9、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Do【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。F的作用，其推力大小 v-t图像）分别如图所9 .如左图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力 随时间变化的图像（F

10、-t图像）和物体速度大小随时间变化的图像（示，下列说法正确的是（）A.当t=1s时，物体处于静止状态，摩擦力为 0NB.当t=3s时，物体受到的摩擦力是3NC.在匀速直线运动阶段，拉力F做的功是16JD. 24s内，物体的机械能保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】A.由v-t图像可知，02s时物体的速度大小为零，即t=1s时物体处于静止状态；此时物体受到推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；由 F-t图像可知，t=1s时，F=1N,则此时 的摩擦力f F故A错误；B.由v-t图像可知，46s时，物体匀速运动；由 擦力与推力F是一对平衡力，所以此时的摩擦力f F1NF-t图像可知，此时的推力

11、 F' =2N由于摩2N24s内，物体做加速运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变（与匀速运动时的摩擦力大小相等），仍为 2N,故B错误；C.在46s时，物体匀速运动，通过的路程s vt 4m/s 2s 8m拉力F做的功W F s 2N 8m 16J故C正确；D. 24s内，物体做加速运动，速度增加，动能增加，高度不变，重力势能不变，则物体 的机械能增加，故 D错误。故选Co10.如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（）A.在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B.在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功C.在c到d的过程中，没有力对铅球做功D.

12、在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】图中从a到b过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对 铅球做了功，A说法正确；从b到c过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球 没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功，B说法正确；从c到d的过程中，铅球受到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功，C说法错误；从a到d的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状态在不断改变，D说法正确；答案选C.11.如图甲所示，重为 160N的物体在大小为 20N,水平向左的拉力 Fi作用下，沿水平地面以3m/s的速度

13、做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力Fi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Pi=60WB.物体与地面之间的摩擦力f=20NC.物体向右运动时，拉力F2=40ND.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v 2v物 2 3m/s 6m/s则物体向左运动时，由 P Fv可得拉力Fi的功率 t tR Fiv 20N 6m/s 120W故A错误；B.

14、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f 2F1 2 20N40N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2F2 2F1 f 80N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W2 F2s2 40N 2 1m 80J故D正确。故选CD。12. 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

15、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（）甲乙«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

16、;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 3N。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W FsPFv 3N 2m/s 6Wt t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Co13.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为 G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又 被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反

17、复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（）oA. ti时刻小球的动能最大B. t2时刻小球的动能最大C. t3时刻小球的重力势能最大D. t2到t3时间内，小球的动能先增加后减小【答案】D【解析】【分析】【详解】A.由图象可知，ti时刻弹力为0,此时小球刚接触弹簧，在重力作用下小球继续做加速运 动，动能继续变大，故 A错误；B. t2时刻小球速度为0,此时动能最小，故 B错误；C. t3时刻，此时小球离开弹簧且只受到重力作用，继续向上做减速运动，还未达到最高点，重力势能还会继续增大，故C错误；t2D. t2到t3时间内，小球在弹力的作用下先加

18、速上升，动能变大；当弹力等于重力时，速 度最大，动能最大；继续上升时重力大于弹力，小球做减速运动，动能变小；综上所述 到t3时间内，小球的动能先变大后减小，故 D正确。故选D。14.某块砖在一对平衡力作用下运动，则该科（）A.机械能一定不变，动能一定不变B.机械能可能改变，动能一定不变C.机械能可能改变，动能可能改变D.机械能一定不变，动能可能改变【答案】B【解析】【分析】要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态；要了解 机械能包括动能和势能，动能和物体的质量以及速度有关，重力势能与物体的质量和被举 的高度有关。【详解】物体在平衡力的作用下，即一定处于平衡状态，即

19、或是静止状态或是匀速直线运动状态，由于其动能的大小与质量及运动的速度有关，所以对于同一砖块来说，质量不变，其不管 是保持静止还是匀速直线运动，其速度都是不变的，故其动能一定不变；但其重力势能却 有可能改变，如将砖匀速提高，在该过程中，动能不变，但其重力势能变大，即机械能变 大；同理若将醇匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，B符合题意。故选B。测得台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 500 N,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=11 s时停止, 秤对自己的支持力 F随时间t变化的图象如图所示，则/1N：45 C；1

20、;o1-i h 医A. 02 s的过程中，小明的动能不变B. 2 s10 s的过程中，小明的重力势能转化为动能C. 10 s11 s的过程中，小明的机械能不断减小D. 011 s的过程中，小明的机械能不断增大【答案】C【解析】【分析】【详解】A.。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. 2s10s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. 10s11s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. 011s的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所

21、以机械能不断减小，故 错误； 故选C.16.如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，至ij C点滑出下落至D点。A和B,间的垂直距离均为 h,则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（）A. D点与C点相比，机械能不变B. B点的动能一定大于 A点的动能C. B点的动能可能等于 D点的动能D. A点到B点减少的重力势能小于 C点到D点减少的重力势能【答案】C【解析】【分析】本题考查机械能的变化。【详解】A. D点的机械能比C点的少，因为从 C到D有部分的机械能克服空气阻力做功，转化为 内能，故A不正确；B.木块以一定的速度滑过 AB点，而从A到B的过程，木块的重力势能减小，减小的重力 势能虽然

22、转化为动能和内能，但若接触面足够粗糙，摩擦力足够大，那么木块可能在AB间做匀速直线运动或减速运动，所以B点的动能可能等于可小于 A点的动能，故 B不正确；C.木块从B到C,若木块与接触面有摩擦，则 C点的动能小于B点的动能，从C到D, 木块的重力势能减小，动能增加，那么 D点动能大于C点动能，所以D点的动能有可能等 于B点的动能，故C正确；D.因为A和B, C和D之间的垂直距离均为 h,则从A至ij B和从C至U D的重力势能的减 少量都是mgh （设木块的质量为 m）,故D不正确。故选Co17.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为 G= 50N的金属小球从弹簧正

23、上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后 又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传A. ti时刻小球的动能最大B. t2时刻小球的动能最大C. t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少D. t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】D【解析】【详解】A . ti时刻是小球与弹簧开始接触的时刻，此时小球向下加速运动，在弹力增大到等于重力之前小球一直加速，所以 ti时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。故 A错误。B. t2时刻是指弹簧被压到最低点，此时小球速度为零，小球动能全部转化为弹簧的弹性势能。所以t2时刻小球动

24、能最小。故 B错误。CD. t2到t3时间内是弹簧的弹性势能向小球动能转化的过程，t3时刻弹力为零即弹性势能为零，小球动能最大。所以在 t2到t3时间内，小球动能一直在增加，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能。故 C错误，D正确。18.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. Fi=F2,Pi>P2B,Fi>F2 ,Pi>P2C,Fi<F2 ,Pi=P2D,F1VF2,PkP2【答案】A【解析】【分