上海【物理】物理功和机械能问题的专项培优练习题

一、初中物理功和机械能问题.如图，细线上端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动，4B是球摆动过程中的最高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。.如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象.下列说法正确的是（）A.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等B.木块第1次受到的拉力较大C.木块两次的动能一样多D.两次拉力对木块做的功一样多【答案】A【解析】【分析】【详解】AB.从图象上可以看出，木块两次都是作匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则两次滑动摩擦力大小不变，所以两次木块受到的拉力相等，故A选项正确，B选项错误；C.从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能多，故C选项错误；D.从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，故D选项错误。故选A。3.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，所以动能不相等，故D错；应选B.考点：机械能转化4.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的。点出发，由静止开始下滑，小球始终没有C.c点 D.d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0点由静止释放，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。.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.3000J B.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。.下列估测最接近实际的是（ ）A.中学生的正常体温约为38.6℃B.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6X103J【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.一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JG=鳖二5°kgXlON/kg=1.25x104paSSS0.02m2X2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卬=Gh=500Nx12m=6x103J故D符合实际。故选D。.李明同学，一次缓慢地从一楼走上五楼，另一次则急促地跑上去，下列说法正确的是（）A.两次做的有用功相同，功率不同.两次做的有用功和功率都相同C.两次做的有用功不同，功率相同D.条件不足，无法判断【答案】A【解析】【详解】李明同学的体重不变，上楼的高度不变，根据公式卬=G^可知两次上楼过程所做的有用功相等；缓慢走上去用的时间比跑上去用的时间多，且前后做的功相等；根据公式P W-可知，走上去做功的功率小于跑上去做功的功率。L故选A。8.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；.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.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D错误。故选C。.关于能的概念，以下说法正确的是（ ）A.在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能B.悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能C.甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大D.甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大【答案】A【解析】【分析】【详解】A.在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A正确；B.悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能，B错误；C.甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C错误；D.甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小，D错误。故选A。10.如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚.弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化A.只有动能和重力势能B.只有动能和弹性势能C.只有重力势能和弹性势能D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化【答案】D【解析】【详解】根据题意，玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚.首先将弹簧作为一个简单对象考虑，向下翻滚过程中，质量不变，但高度降低了，所以重力势能会减小；弹簧弹起后，另一端接触斜面时，动能减小，弹性势能增大，且减小的重力势能，会转化弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性形变变大；弹簧弹起时，弹性势能又转化为动能.所以这个过程中，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化，故D正确.11.如图甲所示，重为160N的物体在大小为20N,水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2,拉物体匀速向右运动了1m,若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（ ）甲 乙A.物体向左运动时，拉力F1的功率P1=60WB.物体与地面之间的摩擦力f=20NC.物体向右运动时，拉力F2=40ND.物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=80J【答案】CD【解析】【分析】【详解】A.由图甲可知，绳子承担物体受到的拉力的段数n为2,物体以3m/s的速度做匀速直线运动，在拉力作用下绳子末端的速度为v=2v物=2x3m/s=6m/s则物体向左运动时，由P=W=Fs=Fv可得拉力F的功率tt 1P=Fv=20Nx6m/s=120W1 1故A错误；B.图甲中物体做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，而绳子承担力的段数n为2,所以物体与地面之间的摩擦力f=2F=2x20N=40N故B错误；C.物体向右运动时，由于物体和地面没有改变，则所受摩擦不变，方向向左，同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为20N,物体右侧的滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2,则有F=2F+f=80N解得F2=40N,故C正确；D.在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时，物体向右运动时，拉力F2所做的功W=F2s2=40Nx2xlm=80J故D正确。故选CD。12.如图是某山地的等高线图，数字表示海拔高度，其单位是米。质量是60kg的小凯早上8：00从A点出发，8：50到达B点的观景台；质量是50kg的小旋早上7：40从C点出

发，8发，8：50到达D点的半山亭。下列说法中正确的是（ ）A.他们对自己做的功一样多B.小凯的平均功率较小8：50分时，小旋的动能一定小于小凯的动能8：50分时，小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能【答案】D【解析】【分析】【详解】A.60kg的小凯从A点到达B点做的功为W凯=Ghi=mighi=60kgx10N/kgx(600m—400m)=1.2x105J；质量是50kg的小旋从C点到达D点做的功为W.=G2h2=m2gh2=50kgx10N/kgx(400m—200m)=1x105J；小凯做的功多，故A错误；B.小凯的运动时间为(=8：50-8：00=50min=3000s；平均功率为nW 1.2x105JP=—凯= =40W,it3000s ，i小旋的运动时间为12=8：50-7：40=70min=4200s,平均功率为Z二小.23.8W,

t4200s ，2小凯的平均功率较大，故小凯的平均功率较大，故B错误;C.动能的大小与质量和速度有关由于不知道8：50C.动能的大小与质量和速度有关动能的大小，故C错误；D.重力势能的大小与质量和所处的高度有关，小凯的质量和所处的高度都比小旋的大，所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能，故D正确。13.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CD.当双锥体从轨道“低端”（右端）向“高端”滚的过程中，重心高度越来越低，重力势能转化为动，故C正确，D错误。故选C。14.静止在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，如图（甲）所示。在水平路面上直线运动时记录的v-1图像，下列说法正确的是（ ）A.物体在0~11时间内做匀速直线运动B.物体在11~12时间内动能不断变大C.物体在13~14时间内的摩擦力力小于11~12时间内的摩擦力D.物体在13~14时间内拉力小于摩擦力【答案】D【解析】【分析】【详解】A.由v-1图像可知，0~11时间内速度越来越大，故A错误；

B.由-t图像可知，11~12时间内速度不变，所以动能不变，故B错误；C.物体在t3~t4时间内和11~12时间内受到的都是滑动摩擦力，由于压力大小和粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变，故C错误；D.由v-1图像可知，在13〜14时间内物体作减速运动，所以合力方向与运动方向相反，因此向前的拉力小于向后的摩擦力，故D正确。故选D。15.如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象，下列说法正确的是（）第15.如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象，下列说法正确的是（）第1次第2次A.木块第一次做功较少A.木块第一次做功较少C.木块第二次做功较快D.木块第二次的动能较小【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.由图乙，两条图象都是过原点的直线，则木块在这两次拉力的作用下都是做匀速直线运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，所以，木块两次受到的摩擦力大小相等；同时因为木块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力大小相等，所以，木块两次运动的拉力相等，由题意可知，两木块滑动相同的距离，根据叩=Fs可知，两次拉力做的功相同，故AB错误；W，一C.因为两次拉力做的功相同，但由图乙知第二次做功的时间更长，根据P 可得，L第二次的功率较小，即第二次做功较慢，故C错误；D.物体的质量不变，但由图乙知运动相同的距离，第二次花的时间更长，所以第二次速度较小，因此木块第二次的动能较小，故D正确。故选D。16.两个质量相同的钩码，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-1图像如图（b）所示.则A.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，由囹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=-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.17.如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，到C点滑出下落至D点。A和B,C和D之间的垂直距离均为h，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（ ）D点与C点相比，机械能不变B点的动能一定大于A点的动能B点的动能可能等于D点的动能A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能【答案】C【解析】【分析】本题考查机械能的变化。【详解】A.。点的机械能比。点的少，因为从C到D有部分的机械能克服空气阻力做功，转化为内能，故A不正确；B.木块以一定的速度滑过AB点，而从A到B的过程，木块的重力势能减小，减小的重力势能虽然转化为动能和内能，但若接触面足够粗糙，摩擦力足够大，那么木块可能在AB间做匀速直线运动或减速运动，所以B点的动能可能等于可小于A点的动能，故B不正确；C木块从B到C,若木块与接触面有摩擦，则C点的动能小于B点的动能，从C到D,木块的重力势能减小，动能增加，那么D点动能大于C点动能，所以D点的动能有可能等于B点的动能，故C正确；D.因为A和B,C和D之间的垂直距离均为h，则从A到B和从C到D的重力势能的减少量都是mgh（设木块的质量为m）,故D不正确。故选C。18.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，则中11时刻小球的动能最大12时刻小球的动能最大12到13时间内，小球的动能先增加后减少12到13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】11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11时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。故A错误。12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12时刻小球动能最小。故B错误。CD.12到13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12到13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。.如图，小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上，在八处开始与弹簧接触，下降到最低点B处后弹回，则小球的动能变化情况是（ ）IA.从A到B,动能不断减小 B.从B到A,动能不断增大C.从A到B,动能先变大后变小，到B处为零D.从B到A