中考物理压轴题专题功和机械能问题的经典综合题

1、一、初中物理功和机械能问题1一个超级惊险项目 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，

2、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。2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F 的作用，其推力大小随时间变化的图像（ F-t 图像）和物体速度大小随时间变化的图像（v-t 图像）分别如图所示，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 3N C在匀速直线运动阶段，拉力 F 做的功是 16J D 24s 内，物体的机械能保持不变答案】 C解析】分析】 详解】

3、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fF 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 fF1NF-t 图像可知，此时的推力 F =2；N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 8

4、m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 C。3举重是我国的优势体育项目，如图所示，运动员需将杠铃举过头顶，等到裁判判定站稳 之后才能算成绩有效。在抓举时，两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起，一位运动 员将杠铃举起 1.9m， 另一位运动员将杠铃举起 1.8m 。如果他们对杠铃所做的功分别为W1和 W2，功率分别为 P1 和 P2，则下列关系式中正确的是（）AW1 < W2BW1 > W2CP1 = P2DP1 < P2【答案】 B【解

5、析】【分析】详解】AB根据 W Gh可得，他们把同样重的杠铃举起，克服杠铃的重力做功，对杠铃所做的功只与被举高的高度有关，高度越大，做功越多，即W1 > W2。故 A错误， B正确；CD他们用相同时间把同样重的杠铃举起，相同的时间内，做的功越多，功率越大。由上 可知 W1 > W2，所以 P1 > P2。故 CD错误。A 点以速度 v 沿轨道滚下，经 ）故选 B。4如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由列分析不正确的是（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小球在 A

6、、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；BCA、B 两点高度相同，小球的质量不变，故小球的重力势能相同，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。

7、5 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错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

8、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。人整50W6 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（ ）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】【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

9、小，故 B 错误；C. 小明的重力为：G=mg=50kg × 10N/kg=500N ， 小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500N ×0.06m=30J ，故 C 错误；D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：W总 30J 100P= 总 =50W ，t 60s故 D 正确。 故选 D 。3 秒钟，在这 3 秒钟内7举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止A杠铃受到的重力和人对它的支持力是平衡力B运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力C运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功D杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力 【答案】 A【解析】【分析】本题要抓住做

10、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；从平衡力和相互作用力的条件判断两个力是平衡力，还是相互作用力；平衡 力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；相互作用 力：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。【详解】A杠铃受到的重力和对它的支持力符号二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故A 正确；B运动员所受的重力和地面对它的支持力，大小不相等，所以不是一对平衡力，故B 错误；C因为做功需要对物体施力，并且在力的方向上需要移动距离，而运动员向上支持杠铃， 但没有发生位移，故 C 错误；D杠铃对运动员的压力和人对它的

11、支持力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，不 是平衡力，故 D 错误。故选 A。8 小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、 c 两点处于同一高度则下列判断中正确的是（ ）A皮球由 a 到 b 时，动能逐渐增大B皮球由 c 到 d 时，机械能一直减小C皮球在 b 点时的机械能最大D皮球在 a、 c 两点时动能相等【答案】 B【解析】试题分析：皮球由 a到 b时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A错；皮球由 c到 d时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B 正确；皮球在 a 点时的机械能最大，故 C错；皮球在 a、c 两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相

12、等，故D错；应选 B考点：机械能转化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

13、的机械能变小。故选 C。10把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂 浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源 的说法中正确的是（ ）A是由水的内能转化来的B是由水的重力势能转化来的C是由乒乓球的内能转化来的D是由乒乓球的化学能转化来的【答案】 B【解析】【分析】机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有 关。【详解】 松手后，乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上，乒乓球上升的过程中，水的重心不断降 低，重力势能减小，重力势能转化为乒乓球的机械能。故选 B。11如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固

14、定在水平面上，t 0时刻，将一重为 G50N 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，则At1时刻小球的动能最大Bt2 时刻小球的动能最大Ct2 到 t 3时间内，小球的动能先增加后减少Dt2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】 At1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 t1 时刻小球速度不是最大，动能

15、也不是最大。故A错误。Bt2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 t 2时刻小球动能最小。故 B 错误。CDt2到 t 3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。12如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景，对此过程A运动员下滑过程中动能增大，重力势能也增大 B运动员下滑过程中，动能的增加量等于重力势能的减小量 C运动员的动能是由重力势能转化来的 D运动员弓着腰，是为了通过降低重心来增

16、大惯性 【答案】 C 【解析】 【详解】 A运动员下滑过程中，质量不变，速度越来越大，高度不断变小，所以动能增大，重力 势能减小，故 A 错误； B运动员下滑过程中，由于要克服摩擦做功，有一部分动能转化为内能，所以动能的增加 量小于重力势能的减小量，故 B 错误； C运动员下滑过程中，动能增大，重力势能减小，所以，运动员的动能是由重力势能转化 来的，故 C 正确；D 错误。D运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，不能改变惯性的大小，故 故选 C。13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

17、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C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。14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

18、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 1mB第一次物体受到的摩擦力是 20N，物体运动了 2mC第二次物体受到的摩擦力是 10N，物体运动了 2.4mD第二次物体受到的摩擦力是 20N，物体运动了 4.8m 【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，并且二力是一 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S1 W1F120J10N2m，故 AB 错误；CD若增大拉力，而压力大小和接触面的粗糙程度

19、都没有改变，因此，物体受到的摩擦力不变，仍为 10N；根据 W=Fs 可知，第二次物体通过的距离：W2 48JS222.4m ，2 F2 20N 故 C 正确， D 错误15如图，细线上端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动，A、B 是球摆动过程中的最高点， C是最低点，不计空气阻力，则（）B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，速度最小为0，若在 A

20、 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。16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

21、重力势能转化为内能，故A 错误；B罐子从斜面滚下的过程中，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。17 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

22、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

23、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 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 FsP Fv 3N 2m/s 6W tt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。18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 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