培优功和机械能问题辅导专题训练及答案

1、一、初中物理功和机械能问题1.用水平拉力先后两次拉着重为20N 的同一物体， 沿同一水平面做直线运动第一次拉力为 10N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20J 的功；第二次拉力增大为20N,拉力对物体做了 48J 的功分析两次做功过程，以下判断正确的是A.第一次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了 1m【答案】C【解析】【分析】【详解】AB.物体在水平面上做匀速直线运动时，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是 对平衡力，故物体受到的拉力：F=f=10N;根据 W=Fs 可知，第一次物体通过的距离故 AB 错误；CD.若增大拉力，而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变，因此，物体受到

2、的摩擦力 不变，仍为10N;根据 W=Fs 可知，第二次物体通过的距离：g W4 48J,22.4m,F220N故 C 正确，D 错误.2.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 体上升，如图所示），一分钟跳100 次，下列说法正确的是（）饨A.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【答案】D【解析】B. 第一次物体受到的摩擦力是C. 第二次物体受到的摩擦力是D. 第二次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了 2m10N，物体运动了 2.4m20N，物体运

3、动了 4.8m3些凹F,10N2m,（人50W【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. 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=50kgx10N/kg=500N,小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500Nx0.06m=30J,故 C 错误；D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：W总30J 100卩=丄=50W，t60s故 D 正确。故选 D。3. 2019 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

4、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

5、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 Ao4.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C. c 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

6、球的机械能守恒。故小球从0 点由静5.下列估测最接近实际的是（）A.中学生的正常体温约为 38.6CB.中学生站立在地面上对地面的压强大约为103PaC.中学生游泳时受到的浮力大约是50ND.中学生从一楼走到五楼做的功大约6X1J【答案】D【解析】【分析】此题考查对生活中常见物体物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，必要 时进行相应的计算，找出符合实际的选项。【详解】A. 人的正常体温在 37C左右，变化幅度很小，故 A 不符合实际；B.般初中生每只鞋的底面积大约为200cm2，即0.02m2，中学生的体重大约为 50kg，则 其对地面的压强pF G皿50kg 10N/kg1.25

7、 104PaS S S 0.02m2故 B 不符合实际；C. 中学生的体重在 500N 左右，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力与重力相等，约500N，故 C 不符合实际；D.中学生的体重在 500N 左右，一楼到五楼的高度约12m，中学生从一楼走到五楼所做的 功约为W Gh 500N12m6 103J故 D 符合实际。故选 D。6.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FB. b 点D. d 点止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与0 点等高的 c 点，故选 C。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

8、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 Co7.月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑，关于造成陨石坑大小不一的因素，下列猜测不合理的是()A.陨石的质量B.陨石的撞击速度C.被撞处的硬度 D.被撞处是否在阴影中【答案】D【解析】【分析】【详解】A. 陨石的质量越大，在速度相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑就会 越大，因此这一猜测合理，故 A 不符合题意；B. 陨石的撞击速度越大，在质量相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑会 越大，因此

9、这一猜测合理，故 B 不符合题意；C. 被撞处的硬度越大，越不容易形变，相反，被撞处的硬度越小，则越容易形变，所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小，因此这一猜想合理，故C 不符合题意；D. 被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同，故与之无关，因此这一猜测不合理，故 D 符合题意；故选 Do&如图所示，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但没有推动，下列说法正确的是( )A. 箱子虽然没有被推动，但小明对箱子做了功B. 箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力C. 箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D. 箱子没有被推动，选择的参照物是地面【答案】D【解析】【分析】【详解】A.

10、箱子没有被推动，有力但没有距离，小明对箱子不做功，故A 错误；B.箱子没有被推动处于静止状态，受到的是平衡力，推力等于摩擦力，故B 错误；C. 箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故 错误；D.箱子没有被推动，相对于地面的位置没有改变，选择的参照物是地面，故D 正确; 故选D。9.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】【

11、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， 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， 错误；C. 用手从地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉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。10. 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

12、增大而增大，且落地前已做匀速运动.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

13、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.11.如图所示，图中速度 v 的方向是小强在体育中考 原地掷实心球”测试中球出手时的飞 行方向，从球出手到落地的过程，空气阻力忽略不计，下面关于机械能的一些说法中正确 的是（）A.球出手时动能最大 B.球出手时势能最大C.球落地时机械能最大D.球的机械能保持不变【答案】D【解析】【详解】ACD.由于空气阻力忽略不计，那么整个运动过程球的机械能保持不变，C 错误，D 正确;球出手时动能不是最大的，因为它还会落地，重力势能会转化为动能，球

14、落地的瞬间动能 才是最大的，A 错误；B. 球出手时势能不是最大，因为它还会上升，上升到最高点时，它的重力势能才是最大 的，B 错误；12.如图，细线上端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动, 点，C 是最低点，不计空气阻力，则（）A.球在 C 点时受力平衡A、B 是球摆动过程中的最高CB. 球在 A 点时速度最大C. 球在 A 点时绳子突然断开，小球将静止不动D. 球在 B 点时所受外力同时消失，小球将静止不动【答案】D【解析】【分析】【详解】A.球在 C 点时， 不是处于平衡状态，所以受到的不是平衡力，故A 错误；BCD.小球在 A、B 两点时，是摆动过程中的最高点，此时的动能最小，速度最小

15、为0，若在 A 点时绳子突然断开，小球由于受到重力的作用，会向下运动，若在B 点时，所受的外力同时消失，则球会保持静止不动，故A、C 错误，D 正确。故选 D。13.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（）A.0s1s 内，地面对物体的支持力是10NB. 1s2s 内，拉力 F 做的功是 62.5JC. 2s3s 内，拉力 F 的功率是 300WD.2s3s 内，滑轮

16、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F拉G G动3 40N120N由题意可知，0s1s 内，地面对物体的支持力符合关系式F支3F拉G G动120N从图甲可以看到，F拉30N，解得F支30N, 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s 3h 3 1.25m 3.75m拉力 F 做的功是W Fs 50N 3.75m 187.5J拉力 F 做的功是

17、187.5J, B 错误；C. 2s3s 内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F 的大小是 40N，绳端移动的速度v绳3 2.5m/s7.5m/s根据P Fv可知，拉力 F 的功率P Fv绳40N7.5m/s300W拉力 F 的功率是 300W，C 正确；D. 2s3s 内，物体上升的高度h 3.75m-1.25m2.5m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83.3%, D 错误。故选 Co14.建昌一中科学教室有个“逆天”的“锥体上滚”实验，V 形轨道两根导轨相距较小那端低，另一端高，静止的双锥体从低端往高端滚（由右向左），小明仔细观察后发现锥体 在低端时重

18、心高度 h1反而比高端时高度 h2要大，下面说法正确是（）A. 本实验不遵循能量守恒定律B. 双锥体在轨道“低端”（右端）时重力势能最小C. 当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中重力势能转化为动能D. 当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中动能转化为重力势能【答案】C【解析】【详解】A .自然界中能量是守恒的，本实验也遵循能量守恒定律的，故A 错误；B.由题意可知，锥体重心高度 h1比高端时高度 h2要大，所以锥体在右端时重力势能大, 故 B 错误W有用功W总功100% 100%Fs100N 2.5m40N 3 2.5m100% 83.3%CD.当双锥体从轨道“低端”（右端）向“高端”滚的过程中，重

19、心高度越来越低，重力 势能转化为动，故 C 正确，D 错误。故选 Co15.有一个小球从滑梯上A 点以一定的速度沿滑梯向上运动，到最高点B 后小球又沿滑梯向下运动到 C 点，不计摩擦。则（）A. 小球由 ATB 运动过程中，动能逐渐减小B. 小球在 B 点的机械能大于 A 点的机械能C. 小球由 BTC 运动过程中，机械能逐渐增大D. 小球在 C 点时重力势能最大【答案】A【解析】【分析】本题考查机械能的变化及守恒。【详解】A.小球由 A 向 B 运动的过程中，速度越来越慢，而小球的质量保持不变，所以动能逐渐减小，故 A 说法正确；BC.小球在滑梯上运动的过程中，不计摩擦，所以整个过程机械能守

20、恒，所以B 点和 A 点的机械能大小一样，B 到 C 的过程中机械能不变，故 BC 说法都不正确；D.小球在整个过程中质量保持不变， C 点相对其它点而言，高度最低，所以重力势能最小，故 D 不正确。故选 Ao16.在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡 皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图）。做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下，在 罐子向下滚动的过程中，小铁块会将橡皮筋卷紧，罐子的滚动先变快后变慢，直至速度为 零；接着罐子又会自动滚上斜面，整个过程忽略摩擦的影响。关于此过程中机械能的转 化，下列说法不正确的是（）A. 罐子加速滚下斜面的过程中，罐子和铁块的

21、重力势能转化为动能和弹性势能B. 罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为动能C. 罐子自动滚上斜面的过程中，速度先变快后变慢D. 罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置【答案】B【解析】【分析】【详解】A. 罐子加速滚下斜面的过程中，高度变小重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能，故A 正确，不符合题意；B.罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能，故B 错误，符合题意；C. 在橡皮筋恢复的过程中，铁罐会由斜面底部自动滚上去，从最低处滚上，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，故C 正确，不符合题意；D.

22、由于机械能是守恒的，所以罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位 置，故 D 正确，不符合题意。故选 Bo17.如图所示，重为 60 牛的物体甲放在水平桌面上，与重为6 牛的物体乙用细绳相连，绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。当物体乙恰好能以0.2 米/秒的速度匀速下落时，下列C.5 秒内绳的拉力对甲物体做的功为 60 焦D.绳的拉力做功的功率为 1.2W【答案】C【解析】【详解】A.图示滑轮为定滑轮，绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计，乙匀速下落，所以绳拉甲物体的力F=G乙=6N故 A 正确不符合题意；B.图示滑轮为定滑轮，甲、乙物体移动的速度相同，甲物体的速度 v r乙=0.2m/s，

23、故 B 正 确不符合题意；C. 5s 内甲物体移动的距离s=v甲t=0.2m/sx5s=1m绳的拉力对甲物体做的功W=Fs=6NX1m=6J故 C 错误符合题意；D.绳的拉力对甲物体做功功率W 6JP= =1.2Wt 5s故 D 正确不符合题意。18.两个质量相同的钩码，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 s t图像如图（b）所示贝 UA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

24、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 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=S可知，甲的速度大于乙的速度，所t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.19.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，贝 UA. 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