(物理)初中物理功和机械能解题技巧讲解及练习题(含答案)

1、（物理）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.如图所示的三种场景中，拉力 Fl、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Wl、W2、W3,下列关于它们大小关系的判断中正确的是FzB. W1VW2VW3C. Wi = W2< W3D. W2VW1VW3A. Wi = W2=W3【答案】C【解析】【详解】s,拉力做的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 功是：Wi=Fis；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

2、，拉力移动距离为2s,拉力做的功是:W3=F32s；又因为拉力Fi、F2、F3大小相等，综上分析知道：Wi=W2=Fs< W3=2Fs,2.如图所示，定滑轮重 4N,动滑轮重0.5N,在拉力F的作用下，is内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了 10cm.如果不计绳重和摩擦.则以下计算结果正确的是A .绳子自由端移动速度为 0.3m/sB.拉力F的大小为4NC.拉力F的功率为0.45WD.滑轮组的机械效率为 75%【答案】C【解析】【详解】由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n=2,A.绳端移动的距离是：s=2h=2X 0.1m=0.2m绳子自由端移动的速度是:0.2m/s ,s 0

3、.2m vt 1s故A错误；，一一一， 1 一 一 1B.不计绳重和摩擦，则拉力 F G G动二一 4N 0.5N2.25N ,n2故B错误;C.拉力做的总功：W总=Fs=2.25NX0.2m=0.45J拉力F的功率:W息0.45Jt 1s0.45W ,D.拉力做的有用功W有=Gh=4NX 0.1m=0.4J滑轮组的机械效率是:WW巧心、100%0.4J0.45J100% 88.9%故D错误。3 .如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到 2楼地面，用甲滑轮所做的功为 Wi,机械效率为 1 ；用乙滑轮所做的总功率为W2,机械效率为 2,若不计绳贝 % 摩 与 二一A, W1V

4、W2,印>平 B. Wi=W2,印V 印C. Wi> W2 , 1V 2 D. Wi=W2 , 1= 2【答案】A【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用 一一一 W功相同；根据 Y=*可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越W心、少，机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮彳的额外功多，则总功越多，机械效率越低。即 Wi<W2,匆>邛.故选C.4 .如图，在同样的水平面上，两人分别去推静止在水平面上重100N的同一课桌.小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动；小明用20N的水平推力，课桌

5、 在水平面上也做直线运动.则下列说法正确的是A .小芳推课桌时，推力做功的功率为20WB.小明推课桌时，课桌所受的摩擦力大小为20NC.小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小为100ND.小明推课桌时，课桌沿水平面也以2m/s做匀速直线运动【答案】A【解析】小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动，则小芳推课桌时，推力做功的功率 P=Fv=10NK 2m/s=20W,故A正确.根据小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以 2m/s做匀速直线运动可知，课桌处于平衡 状态，受平衡力的作用，课桌所受摩擦力的大小和推力相等，即 f=F=10N;小明推课桌 时，课桌对地面的压力和接触面粗糙

6、程度不变，摩擦力大小不变，仍为 10N,故B错误.小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为10N,故C错误.小明推课桌时，推力大于摩擦力，课桌做加速运动，故 D错误.答案为A.5.在学习和生活中，我们要善于发现，善于思考。下列对身边物理量估测的数据，你认为 符合实际的是A.八年级物理教科书重约100NB.人从一楼上到三楼做的功约3000JC.标准大气压约 IxiOPaD.多数人脉搏跳动 100次用时约15min【答案】B【解析】【详解】A、八年级物理教科书的质量在0.2kg左右。受到的重力在G =左右，故A不符合实际；B、初中生的体重在 500N左右，一楼到三楼

7、的高度在6m左右，人从一楼上到三楼做的功约为|W = * = 500nX 6nl = 3000左右，故b符合实际；C、标准大气压约1xi05Pa,故C不符合实际；D、正常情况下，人的脉搏跳动一次的时间接近1s,跳动100次的时间在“。号二L5min左右，故D不符合实际。故选：B。【点睛】此类型的题目要求对所学的物理量有熟悉的认知，特别是单位大小要认识清楚，能对生活中常见的物理量进行估计，要多注意理论联系实际，生活中留心积累。6.为了将放置在水平地面上重为 100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙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

8、随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下 列计算结果不正确的是A. 0s1s内，地面对物体的支持力大于10NB. 1s2s内，物体在做加速运动C. 2s3s内，拉力F的功率是100WD. 2s3s内，滑轮组的机械效率是83.33%【答案】C（1）由图乙可知，在01s内，拉力F=30N.取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力 G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力 F'作用，处于静止状态；地面对重物的支持力 F 支=6干'=G-3F 拉 +G 动=100N-3X 30N+G 动=6 动 +10N，10N,故 A 正确；（2）由图丙可知，1

9、s2s内，物体在做加速运动，故 B正确；（3）由图可知在23s内，重物做匀速运动,V3=2.50m/s,拉力F3=40N,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股 数）n=3,所以拉力F的作用点下降的速度 v'3=3v3=3X2.50m/s=7.5m/s,拉力做功功率（总功率）：P总=F3v'3=40NX7.5m/s=300W,故C错误；滑轮组的机械效率：刀=W 有Gh100N悭息><100% =门*><100% = 4力汽 x*M00%” 83.33% ,故 D 正确。故选 C. 【点睛】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n= 3,则

10、拉力F移动的距离s= 3h. （1）已知滑轮组绳子的段数 n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F',其关系为 FI拉="（F' +G）;地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力 F' （2）由F-t图象得出在12s内的拉力F,由h-t图象得出重物 上升的高度，求出拉力 F的作用点下降的距离，利用W=Fs求此时拉力做功.（3）由F-t图象得出在23s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力 F的作用点下降 的速度，利用P=Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的

11、机械效率.7.铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力的功率是一个重要问题.已知匀速行驶时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f=kv2;列车要提速，就必须研制出更大功率的机车.那么当列车分别以20m/s和36km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比为A. 2: 1B. 5: 9C. 16: 1D. 8: 1【答案】D【解析】【分析】当机车匀速前进时，处于平衡状态，机车的牵引力和阻力是平衡力，根据二力平衡的条件 得到牵引力和阻力的关系，根据公式P=Fv得到机车牵引力的功率之比。【详解】已知列车匀速行驶时所受阻力与速度平方成正比，即f=kv2,当列车在水平轨道上匀速

12、行驶时，牵引力和阻力是平衡力，根据二力平衡的条件得到牵引力等于阻力，即 F=f=kv2,功率公式P=Fv=kG,当列车分别以20m/s和36km/h=10m/s的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功Pl此力川 (20m/s)3 8率之比 =7 二T =q T°故选D。8 .跳伞运动员跳出飞机后，立即打开降落伞，下落过程中所受空气阻力随速度的增大而增大A.重力势能不断减少 B.重力势能不断减少 C.重力势能不断减少 D.重力势能不断减少【答案】C直至与重力等大。在整个下落过程中，运动员和降落伞的()，动能不断增加，机械能不变，动能不断增加，机械能减少,动能先增加然后保持不变，机械

13、能减少,动能先增加后减少，机械能不变【解析】分析：动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大;重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大; 动能和势能总称为机械能。解答：由于运动员在空中飞速下落，质量没发生变化，速度先逐渐增大后保持不变，故动 能先增大后保持不变；在下落过程中，高度降低，所以重力势能减小，机械能等于动能和 重力势能之和，所以机械能也是减小。故选：C【点睛】该题考查了动能和重力势能大小的影响因素，机械能的变化可以从动能和势能的变化来判断，也可以从机械能和其它形式的能之间是否有转化进行判断。9 .跳远运动的几个阶段（不计空气阻力）如图

14、所示，关于运动员的下列说法正确的是 （）I 儿u r .皿工k e蹲斛沙itA.在助跑阶段动能不变B.在起跳时动能最大C.在最高点时势能最小D.落地时势能最大【答案】B【解析】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，因此重力势能不变。机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此 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，故B正确。C.最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故C错误。D.落地时势能最小，故D错误。点睛：动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；重力 势能与物

15、体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。W与时间t的关系如图所示。若10.甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛，他们做的功 规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是B.乙C.丙D. 丁在相同时间内，做功越多，功率越大，也就是做功越快。由图像知，当时间相同时，甲做 功最多，所以由公式 P W知，甲功率最大，做功最快。故 A符合题意。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（）【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

16、引力也随之增大，根据P Fv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Do12 .如图，将铁锁从贴着鼻子尖释放，铁锁摆回时并没有碰到鼻子尖，下列说法正确的是A.铁锁向最低处摆动过程中动能转化为重力势能B.铁锁向最低处摆动过程中重力不做功C.铁锁从释放到摆回的过程中机械能减小D.铁锁在最低处的机械能最大【答案】C【解析】【详解】A.铁锁向最低处摆动过程中，质量不变，

17、高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。故A错误；B.铁锁向最低处摆动过程中，重力的方向竖直向下，铁锁高度降低，即向下运动了一定距 离，所以重力做功。故 B错误；C.铁锁从释放到摆回的过程中，要克服空气的摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机 械能减小。故C正确；D.铁锁在来回摆动的过程中，克服摩擦做功，机械能不断减少，所以在最初释放时机械能最大。故D错误。13 .工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为 300N的货物从图示位置向上缓慢提升段距离.Fi、巳始终沿竖直方向；图甲中 OB=2OA,图乙中动，t轮重为 60N,重物上升速度为0.01m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是（

18、）A.甲乙两种方式都省一半的力C.乙方式机械效率约为 83.3%【答案】C【解析】B.甲方式Fi由150N逐渐变大D.乙方式F2的功率为3W试题分析：由甲图可知,OB=2OA,即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重,图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即Fi=150N;由图乙可知，n=3,不计绳重和摩擦，则F2=G+G动）/3= （300N+60N） /3=120N,故A错误；甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1的大小不变，故 B错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机

19、械效率为：y =Wf/W总=W；f/W 有+W 额=6卜/6卜+6 轮h=G/G+G 轮=300N/300N+60N=83.3%,故 C 正确；乙方式中 F2=120N,绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/sX3=0.03m/s则乙方式 E的功率为：P=F? v绳=120NX 0.03m/s=3.6W 故 D 错误，故选 C.考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算F的作用，其F? t和14 .如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力甲乙丙A. t=ls时，物体处于静止状态，摩擦力是0B. t=3s时，物体受到摩擦力是 7NC. 4? 6 s内，拉力F做的功是2

20、0JD. 2? 4s内，物体的机械能保持不变【答案】C【解析】【详解】A.由丙图可知，前2s物体速度为零，处于静止状态，合力为零，则水平方向受到的摩擦 力和拉力是一对平衡力；由乙图可知，前2s物体所受拉力为 3N,所以摩擦力也为 3N;故A错误；B.由丙图知在4s-6s内，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由乙图知此时拉力F=5N,由平衡条件得滑动摩擦力f=F=5N,在t=3s时物体做加速运动，物体受到滑动摩擦力作用，由于滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关，而与拉力大小无关，因此在t=3s时，物体受到的摩擦力为5N,故B错误；C.由丙图可知，4s6s内，物体做匀速直线运动，速度为 v=

21、2m/s,贝U 4s-6s 内通过的距离 s=vt=2m/s x 2s=4m,由图乙知，4s6s时拉力F=5N,所以拉力 F做的功为 W=Fs =5N X 4m=20J,故C正确。D.由丙图可知，24s内物体正在做加速运动，其质量不变，高度不变，速度变大，则重力势能不变，动能变大，所以物体的机械能变大。故 D错误。15 .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F2。两次推力的功推力为Fi;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 率分别为Pi、P2。则下列关系正确的是D. F1<F2 Pi>P2sP 4m由图象甲可知，物体作匀速直线运

22、动，速度大小为v甲= =2m/s；由v-t图象乙可t甲2s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Fi =F2OP1VP2。已知v甲vv乙，由P= p =Fv可得，两次推力的功率16 .用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图象如图所示.其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是（）A. Fi>F2 Pi>P2B. F1VF2 Pi&

23、lt; P2C. Fi=F2 PK P2D. Fi=F2 Pi>P2【答案】D【解析】【详解】由图像知道，木块两次都进行匀速直线运动，所以拉力等于滑动摩擦力，又因为两次拉着同一物体在同一水平面上运动，所以滑动摩擦力相等，即两次弹簧测力计示数Fi=F2；由图象知道，第 次的运动速度v较小，由P=Fv知道，在当拉力相等时，速度越大，拉力的 功率越大，所以，Pi>P2,故选D.17. 一位初中生用A.几瓦【答案】C【解析】B.十几瓦C. 一百多瓦D. 一千多瓦中学生的质量约50kg,体重约500N左右，山坡的高度为 9m.登楼的功率:W GhP t t可见，他爬坡时的功率与 C选项最接近

24、;故选Co500N 9m30s150W ,30s从坡底爬上了 9m高的山坡.他爬坡时的功率与下列哪一个最接近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（）【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