初中物理功和机械能解题技巧及练习题

1、初中物理功和机械能解题技巧及练习题一、功和机械能选择题1.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N.不计绳重及摩擦，此过程中()拉力F小于拉力F甲乙F做的功大于F做的功甲乙甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率F甲做功的功率等于F做功的功率甲乙【答案】D【解析】【详解】由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W#=Gh可知W甲有=W乙有；不计绳有甲有乙有重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额=6动h可知W甲额=W乙额，因为W严有+W额，所以W总甲=W总乙。A.由图可知,叫=

2、额动甲额乙额总有额总甲总乙11112,n2=3,不计绳重及摩擦，则F=(G+G)=(100N+10N)=55N,F=(G+G2甲动乙1=:x(100N+10N)=36.7NvF，故A不正确。B.F与F做的功均为总功，由于W动甲甲乙总甲=W总乙，即F甲做的功等于F乙做的功，故B不正确；C.由于W甲有=W乙有,W总甲=W总乙,根据总乙甲乙甲有乙有总甲总乙n=总可知,耳甲=耳乙，故C不正确；D.拉力做功的功率p=,由于W总甲=w、时间甲乙总甲总乙t也相同，所以Pffl=P乙，故D正确；故选D.甲乙【点睛】甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做

3、的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值.2.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的0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Cc点Dd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，所以小球的机械能守恒。故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的C点，故选Co3跳板跳水运动有起跳、腾空、落水三个阶段，如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情腾空的过程，运动员的动能转化为重力势能落水的过程，运动员的重力势能始终在增大从腾空到落水的过程，运动员的动能先减小后增大【答案】C【解析】【分

4、析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；动能和势能统称为机械能其在不计空气阻力时，机械能是守恒的【详解】A、运动员在跳板上即将起跳时，跳板的形变最大，故此时的弹性势能最大，即弹性势能转化成了人的动能，故A正确；B、运动员腾空时，质量不变，速度变小，则动能减小，但高度增加，所以重力势能增大，故是将动能转化为重力势能的过程，故B正确；CD、运动员从腾空到落水的过程，速度先变小后变大，所以动能先减小后增大；高度先增加，后减小，所以重力势能先变大，后变小，故C错误，D正

5、确.故选C4如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装置所做的总功为W,机械效率为卫用乙装置所做的总功为化，机械效率为2.若不计绳重与摩擦，则A.W=W2,n1=n2B.W=W2,n1n2c.Wn2d.Ww2,n1n2【答案】c【解析】【分析】由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上W额外功，可以比较出两种情况的总功大小.然后利用nw有用即可比较出二者机械效率总的大小.【详解】（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以

6、两种情况的有用功相同；（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；（3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。即W小于w2,n大于n2.故选C.5.如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m,若动滑轮重10N,石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是拉力F为75N绳子自由端向上移动了4m滑轮组的机械效率约为93.3%提升200N重物时，滑轮组机械效率不变【答案】c【解析】【详解】由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：11

7、F=(G+G)=XC140N+10N)=50N,故A错误；3动3则绳端移动的距离：s=3h=3X2m=6m，故B错误；拉力做功：W=Fs=50NX6m=300J,总有用功：W=Gh=140NX2m=280J，有用TOC o 1-5 h z匕中280J滑轮组的机械效率：“有用X100%=X100%93.3%,故C正确。 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document W300J总WGhG提升200N重物时，重物重力增加，据=有用=Gh+Gh=G+G可知滑轮组机总动动械效率变大，故D错误。6.甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间t的关系如图所示。

8、若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是甲B.乙C.丙D.丁【答案】A【解析】【详解】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二知，甲功率最大，做功最快。故A符合题意。t关于滚摆在运动过程中能量的分析，下列说法正确的是茫下降过程中动能不变最低点动能为零上升过程中重力势能减小最高点重力势能最大【答案】D【解析】滚摆下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增加，动能增加，故A错误；滚摆下降到最低点时，速度最大，动能最大，故B错误；滚摆上升过程中，高度增加，重力势能增大，故C错误；滚摆到达高点时，高度最大，重力势能最大，故D正确.一高尔夫球以

9、二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（）球在甲、丙两个时刻的动能相等球在甲时刻的动能较丙时刻的大球在甲时刻的动能较丙时刻的小条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小【答案】B【解析】【详解】由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的弹性势能转化动能，弹性势能减小，动能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B

10、正确，ACD错误.水平课桌桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离，则下列判断正确的是文具盒所受重力做了功文具盒所受拉力做了功文具盒所受支持力做了功没有力对文具盒做功【答案】B【解析】试题分析：由题知，文具盒在水平桌面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功；在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力不做功；在拉力的方向上移动了距离，所以拉力做功（B正确）.故选B.考点：力是否做功的判断.点评：明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直10掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低如

11、图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，则小球在位置1、2时的动能相同，机械能也相同动能相同，2位置的机械能较小机械能相同，2位置的动能较小2位置的动能较小，机械能也较小【答案】D【解析】【详解】（1）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1处的机械能大，2处的机械能小；（2）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但在2处的机械能小，所以2位置的动能小.故选D.【点睛】对于这类题目要抓住题目的隐含信息，小球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉小球的机械能越来越小，由于高度相同，所以重力势能相同，所以动能在同样的高度时，动

12、能会越来越小.11.在20N的水平拉力F作用下，沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m。撤去水平拉力后。该物体又向前运动了1.5m后停了下来。则下列说法正确的是物体受到的重力和它对地面的压力是一对相互作用力撤去拉力后，物体又向前运动了1.5m是受到惯性力的作用物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力是一对平衡力拉力做的功为230J【答案】C【解析】A.物体受到的重力和它对地面的压力方向相同，不是一对相互作用力，故A错误；B.物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是一种性质，不能说物体受到惯性作用，故B错误；C.物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直

13、线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故C正确；D.拉力做的功为：W=Fs二20Nx10m二200J，故D错误。点睛：区分相互作用力和平衡力：一对相互作用力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上；平衡力必须同时满足四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。12如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是A.若G=G2，则FF2，乙的机械效率高C.若GG2，则FF2，甲、乙的机械效率相同D.若G1G2，则F1F2，乙的机械效率高【答案】

14、D【解析】详解】a.由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等，若G=g2,贝y有用功也相同，所以机械效11率相等，故A错误；B.甲图口=3,片=匕,乙图n=2,F2=-G2，若Gx=G2，则片卩2，提升相同的1重物，其机械效率与绳子的绕法无关，即机械效率相同；故B错误；C.甲图n=3,F1=G1,1乙图n=2,F2G2，若GG2,则F1F2，若G1G2,11则乙图有用功多，机械效率高，故C错误;D.甲图n=3,F=G,乙图n=2,F2=：G2，若“，：,则片卩2;甲乙两图由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相等，若G1F2PP2B.F1F2PP2C.F1=F2P1P2【答案】D【解析】【详解】

15、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f=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，PP2，故选D.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计.则()手的拉力：FF；机械效率：nmF；机械效率：甲乙甲乙手的拉力：FF-机械效率：中F。乙2动动甲乙如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W有用一样大，由于要克服动

16、滑轮重力的作用，所以使用动滑有用W轮做的总功多，由n=p有用可知，定滑轮的机械效率高，所以耳甲耳乙，故C正确为答总案，选项ABD错误。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B.十几瓦C.一百多瓦D.千多瓦【答案】C【解析】【详解】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：WGh500Nx9m.P=二二150W,tt30s可见，他爬坡时的功率与C选项最接近；故选C。将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上，对物理课本所做的功最接近A.0.02JB.0.2JC.2JD.20J【答案】C【解析】一本物理课本的质量m=200

17、g=0.2kg,G=mg=0.2kgX10N/kg=2N,课桌高度约为1m，人对课本做的功：W=Gh=2NX1m=2J.故选C.17.如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（）小球在A、C处的势能最大小球在B处只受重力作用小球由A到B过程中，重力势能转化为动能小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止【答案】B【解析】分析：（1）（3）根据影响动能、重力势能大小的因素分析；（2）根据小球的运动状态分析受力情况；（4）根据牛顿第一定律，物体不受力或者受平衡力时，一定处于静止或者运动直线运动状态。解答：A、小球的质量不变，在A、C处的高度最

18、高，重力势能最大，故A正确；B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用，故B错误；C、小球由A到B过程中，不计阻力，机械能守恒，高度减小，速度增加，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确；D、小球运动到C处时，处于静止状态，如果受到的外力全部消失，小球仍然会静止，故D正确。故选：B。【点睛】本题通过单摆运动考查力和运动的关系，属于基础知识的考查，较简单。v=-=仝竺巴=72km/h=20m/s7，故错误；18.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6x107j/kg,假设燃油完

19、全燃烧.通过计算可知，下列结果正确的是（）汽车行驶速度是20km/h消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9x107j汽车牵引力做功的功率是30kW汽车发动机的效率是20%A.只有和【答案】DB只有和C只有和D只有和【解析】汽车行驶速度是：消耗的燃油完全燃烧放出的热量是：Q=mq=1.5kgx4.6x107j/kg=6.9x107j，故正确；放匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力，所以汽车牵引力做功的功率是:P=Fv=2000Nx20m/s=40000W=40kW,故错误；汽车发动机的做的功为：W=Fs=2000Nx6.9x103m=1.38x107J，汽车发动机的效率是：W耳=放1.38x1

20、07j6.9x107jx100%=20%，故正确.故选D.点睛：综合考查了速度、热值、功、功率、效率的计算，综合性较强，需要注意的是：各个公式应用时，单位要统一，一般都使用主单位，特别是热值公式应用时，有时要用到体积，有进要用到质量，要统一单位后再计算.如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m,高1m。则下列说法中不正确的是：这个斜面的机械效率为60%物体所受到的摩擦力是5N减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率【答案】C【解析】【分析】(1)根据公式W=Gh求拉力做的有用功；(2)根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比;(3)克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W=fs求摩擦力；额(4)提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。【详解】A、拉力做的有用功：W“=Gh=9Nx1m=9J,故A正确，不符合题意；有用B、拉力F对物体做的总功：W故B正确，不符合题意；C、克服摩擦力所做的额外功：f=L=2N即有即=Fs=5Nx3m=15J,斜面的机械效率隸：;总W=W-W=15J-9J=6J，由W=fs得摩擦力额总有额S，故C错误,符合题意；D、减小斜面与物