培优功和机械能问题辅导专题训练附答案解析

1、、初中物理功和机械能问题1.如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短.从 a至c处的过程中，小球在 b处速度最大.小球的速度 v和弹簧被压缩的长度 L之间的关系如乙图所示.不计空气阻力，则从 a至c处的过程 中，下列说法中正确的是（）*矶而旬b c“亡 AUfcni甲乙A .小球所受重力始终大于弹簧的弹力 B.小球的重力势能先减小后增大 C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能 D.小球的动能一直减小【答案】C【解析】 【详解】在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab段，重力大于弹力，合力向下，

2、小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增 大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（ bc段），弹力大于 重力，合力向上，小球速度减小；故 A错误；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小 球的重力势能一直在减小，故 B错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械 能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故 C正确；由图乙可知，小球的速 度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故 D错误；故应选C.2 .工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.

3、4倍。在此过程中卜列说法不正确的是（） A .绳子自由端沿水平方向移动了4mC.拉力F的功率为375W【答案】BB.物体受到的拉力为 750ND .该滑轮组的机械效率一定小于100%（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s nSA求出绳子自由端沿水平方向移动;(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据Fa f 0.4G求出物体受到的拉力； W巧，根据W Fs求出拉力F做的功，根据P J求出拉力F的功率；(4)任何机械效率一定小于 100%。【详解】A.由图可知，n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s nsA 2 2m 4m故A正确，不

4、符合题意；0.4 1500N600N0.4GB.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则 物体受到的拉力故B错误，符合题意；W心、Fs 375N 4m 1500JC.拉力F做的功则拉力F的功率W 巧 1500J375W4s故C正确，不符合题意；D.该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%,故D正确，不符合题意。故选B。3 .在雄壮的国歌声中，升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端，下面分析正确的是()A.缓缓上升，动能转化为重力势能B.升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下C.他对国旗做功的功率最接近于1WD.旗杆顶端的滑

5、轮在使用时是省力的【答案】C【解析】【分析】(1)影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度；在一定条件下，动 能和势能可以相互转化；(2)两个物体发生相对运动时，摩擦力方向与相对运动的方向相反；(3)已知国旗重力，估计出旗杆高度，可以得到克服旗杆重力做的功；功与时间之比为功 率；(4)定滑轮的本质是等臂杠杆，所以不能省力。【详解】A.国旗匀速上升过程中，速度不变，质量不变，则动能不变，高度增大，国旗的重力势能逐渐增大，没有动能转化为重力势能，故 A错误；B.由于力的作用是相互的，升旗同学向下拉绳，升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向 上，故B错误；C.已知国旗的重力 5N,旗

6、杆大约10m高，克服国旗的重力做功为W Gh 5N 10m 50J国歌的演奏一遍的标准时间是50秒，他对国旗做功的功率最接近于50J50s1W故C正确;D.国旗杆上的滑轮为定滑轮，则利用定滑轮升国旗，可以改变施力的方向但不能省力, 故D错误。故选Co4 . 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】

7、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 息；B.火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，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

8、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A。5 .小美用200N的力将重10N的足球踢出去15m远，她对足球做的功是（）A. 3000JB. 150JC.没有做功D.做了功，但无法确定做功多少【答案】D【解析】【分析】【详解】题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为200N ,而没有说明足球在该力的作用下移动的距离（15m是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做 的功，故A、B、C不符合题意，D符合题意。故选D。6 .一个超

9、级惊险项目一一18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，整个过程小 明的动能与重力势能之和变小， B

10、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Co7. 一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A. 60JB. 600JC. 6000JD. 0000J【答案】C【解析】【分析】【详解】上楼过程中要克服重力所做的功 ，根据题意知道，该同学的质量是50kg,所以体重是：G=mg=500N,楼层高度越是 3m, 一楼走到五楼的高度大约是：h=4 x 3m=120m所以，上楼过程中克服重力所做的功是 ：W=Gh=500NX 12m=6000J,故选C.【点睛】本题考查的是做

11、功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大.8.如图所示，水平地面 O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N的力F.物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动，F在MN、OP段做功分别为 Wmn、Wop,功率分别为Pmn、Pop,则F=3KF=3N切/"）7力f-1* 3m 3mHna。pqA. Wmn<WopB. Wmn>WopC. Pmn>PopD. Pmn<Pop【答案】D【解析】【分析】【详解】物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置.物体在 MO段做匀 速直线运动

12、，由图可得 MN的距离等于 OP的距离，根据功的公式 W=FS可知：在F相同和 S相同的情况下， W应该相同，所以 AB均错误；在做功相同时， MN段所用时间是 OP段 时间的2倍，根据P=W/t,得出Pmn<Pop；答案选D.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（)。2460246A.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

13、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 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

14、 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，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.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

15、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。11.如图所不，Fi=4N, F2=3N,此时物体 A相对于地面静止，物体 B以0.1m/s的速度在物 体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（）A. F2的功率为0.6WC.地面对物体A的摩擦力为2N【答案】D【解析】B.弹簧测力计读数为 9ND.如果增大F2,物体A可能向左运动A.由图知，水平使用滑轮组，对于物体v 2v物B来说n=2,拉力端移动速度2

16、0.1m/s 0.2m/s拉力E做功功率P2 F2v 3N 0.2m/s 0.6W故A正确，不符合题意;B.不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，对于弹簧测力计来说是3股，所以弹簧测力计的示数F 3F2 3 3N 9N故B正确，不符合题意；C.对于物体 A,受到的力：B向左的摩擦力fB 2F2 2 3N 6N向右的拉力Fi=4N,因为A静止，所以地面向右的摩擦力f 地 fB Fi 6N 4N 2N故C正确，不符合题意；D.如果增大F2,由于B对A压力的大小没变，接触面的粗糙程度没变，所以 B对A的摩 擦力不变，此时物体 A相对于地面仍然静止，故 D错误，符合题意。故选D。12

17、. 一位初中生用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A.几瓦【答案】CB.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;故选Co500N 9m d 150W ,30s13.如图所示，弹簧一端固定在竖直墙上，另一端固定在物块乙上，甲、乙相互叠加放置在光滑水平面上 O点处，此时弹簧处于原长。现将甲、乙从 。点拉至位置l。松手后，在 甲、乙保持相对静止并一起向 。点方向运动的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是()A.物块甲由于与乙相对静止而处于平衡

18、状态B.物块乙随弹簧拉力减小而做减速运动C.物块乙对物块甲施加了水平向左的摩擦力D.两物块运动到。点将由于不受弹簧拉力而静止【答案】C【解析】【分析】【详解】A.甲乙两物块在位置 1被松手后，由于弹簧的弹性势能转化为动能，而且水平面是光滑的，所以其动能增加，即两物块不是做匀速直线运动，不是处于平衡状态，故A错误；B.乙物体从位置1向。运动的过程中，弹簧对其拉力减小，但由于减小的弹性势能全转化为动能，所以其速度增加，做加速运动，故B错误；C.物体甲乙一起相对静止运动的过程中，甲有一个向右运动的趋势，所以甲受到乙向左的摩擦力，故C正确；D.两物块运动到。点，弹簧刚好恢复原形，则此时弹簧对物块的拉力

19、为0,但由于惯性,两物块还要向左运动，不会立即停下来，故 D错误。故选C。14.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，则（）A. 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】【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

20、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；D. t2到t3时间内，小球在弹力的作用下先加速上升，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t2到t3时间内，小球的动能先变大后减小，故 D正确。故选D。15.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A-B运动过程中，动能

21、逐渐减小B.小球在B点的机械能大于 A点的机械能C.小千由B-C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.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

22、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，下列判断中不正确的是甲A.绳拉甲物体的力为 6牛B.甲物体的速度为 0.2米/秒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甲=v乙=0.2m/s ,故B正 确不符合题意；s=v 甲 t=0.2m/s x 5s=1mC. 5s内甲物体移动的距离W=Fs=6NX 1m=6J

23、绳的拉力对甲物体做的功故C错误符合题意；D.绳的拉力对甲物体做功功率P=W=更=1.2Wt 5s故D正确不符合题意。17.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

24、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。18.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，测得台秤对自己的支持力 F随时间t变化的图象如图所示，则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

25、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】CA. 02s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，所以机械能不断减小，故D错误； 故选C.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A. t1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