机械功和机械能试题及答案

机械功和机械能

C.拉力「粒功的功率是IJWD.潸轮组的机械效率是80%

一、单选H8.如阳所示.AHtlll长为心高为认现用力广沿却IW为G的制体从於端匀螳拉到嘿曜.已

I.*坎估在一对平新力作用下芯动.()知物体受到料面的厚擦力为/・则下列关于智面机械效率V的表达式正确的肥(>

A.机械健走不殳.动fT•定不交B.机横能可能以仪•动健定不交GhGhGhGh

A.#r=—xlOO%B.xlOO%C.干(F+f、Lf面——x|(X»%

C.机械德可能我咬.动能可能改交D.机械就一定不变.动例可能改变

2.如用所示.斜面与水耳画在M点相晚,仲簧左跳冏定.小物坡从斜面上P，“由静9.再位同学用二只目物的滑轮和同•根税九分别纵成图所示的甲、乙苒个滑轮殂米匀速提升同业物.

止滑下,与外簧磁撞后最鸟返回到丁点.则下列说械中正确的是(>不计随感和随力.4

A.小物块从P向M运动社程中，帆械能收小B.小物块从P同M运动过程中，成力分使用大A.甲依仃力n机板效率较高».乙我有力」I机械效率较历

c.弹货被压缩到般也时*小构块动能啦大D.小物块从“向r运动过程中,速度变怏C.四个州轮祖有力程度福|叽机核笈率不向D.四个疥轮组笆力程度不同.机械效率相时

3.成渊,水滴C4”.比哈力&虽小,但只费坚打,功外门协成.从初理的角度分析：①力设10.同一物体《质It为m)先用青轮的(如图甲)匀速提升.R沿斜面《如图乙》匀速提升.

支「石头的彩状।②木渝冲击石头r九南去对水涌没仃住川力，③水滴加速下落过M力两次提升高度均为h.两次拉力人小均为：m«・斜血长AB=2h.总这苒次裸升物体的机械效器

对水渝做r功।④水滴m也下落过月.受到了平衡力的作用.完全正确的组足

比较()

A.(jX§)B.①@c.(&$»D.M

A.q»>nLB.q・V"乙

4.物体在水平地面上做上线运动.与物体坛动的施凡和时向图像如两甲时.受到的水磨推力为F”卦物体运动的成陵W时

c.n--I|4D条件不足无法比较

f»)H9ttftiniz.in.受到的水平扭力为内.首次推力的功率分别为？,、则下列关系正面的足二、多选“

11.关于力、运动能量转化,下列说法正确的梁(>

A.历一”,5B.FLF>P3P?A.物仲的地劝和胡止是相"的

B.C.F\>FiP\>PiD.尸B.运・火第京火后-火J6向卜喷出燃气・狭WEI的用力从而加速升空.此动力的俺A

甲乙力物体足燃气

5.席空中形成的用满在加力和空气阻力的共向作用下.开始下落的一段时何遽度越米抬大.落到地面前一段时何匀速下落.C.取子双手握住整式竹竿.匀速向上爬竿的过程中,它所爻的余推力方向向下

明法在空中下落的婪个过段中D.将…排球坐也向上效出,排球在上升过程中,排球的动能增大c

A-动能也增大,机帆倨寸忸B.功能失加大后不变,能守恒12.加物理概念的整“必学好物理的关键•下列关于功.功率和机城效率的说法正晒的

C.动脩先附大片不变.礼披能乱战小D.动挺先M小后不变,机械徒式M小地()

6.如用所示是跳水运动4跳板跳水时的情景.跣板跳水运动仃物U晦交.落水几A遇过放进机械的性能的机械,机械效军也不能达到100%B.强功多的机械.功摩，定人

个阶段•方不计空气阻力.从跳2f(落水的过程中(C,功率人的机岐.俄功一定快D儆功快的机械,机械依率一定高

A动俺增11】,机械船插加三、填空麴H

13.用千瀚爪为G的蚊喀缓怪欢在•抻费上.放手后,铁球从A曲黄开始向卜运动.到达R位X

B,用力的能M小.机Kf&M少

线喳达到GA・到AC&JK小球的烧度变为零,已知AC间的A位整为h,则从A位里*C*置帙

c.功/先减小残墙大.RM能不支1[

球的小力做功是：在此过程中林新的初性转能加隙砧为・E位的到C位置的过

u./力势/尢嫉少匕用<・扒特能不文

和中佚塔所受的山"______《总填••大于”,“小于”・Yf于林修所续加的内九.1整个过程中不计施加榴；力

7.如图所示•场M.为2kg的物悻人花沿轮组的粒动卜.沿水平地而以0.3mZ的速度做匀速代伐运动.已如A。地而阿的库

14.1.人用帕国城W搬坛石埃A,已知A/I200N.在班内沿水平方向匀速印动3ni・1.人所用拉力广为1级・那么A

擦力为12N,弗雷篙力计的拄力广为5、.不计州轮祖・推子、并锻测力计的皿力,若A匀速运动45,则此过程中《

移动迷城为______此过目独力F做功为___________J：如果此仪贸册帔效率为：SY・期石块R受到的摩擦力为______N.

A.物体A的血力做功24JB.#黄刎力计移动24n

均码所受的收他码上升的两渔n由推移动

实以次效拉力F/N机总效率>>

五、实验题hGN横加cm的用国小m

19.物体由于_____11】具份的能・叫恸动能.花•探光物体的动能与界纥内求“关”的实验中•小明兴出如卜胸父：

A.物株的功能可能与物体的顺从有关；1*100.83083.3%

B.物体的动俭可能。物体的速度有关.

24101.530②

设计以卜挽兜女检।让侦只为m的小谏从视为A的倒楙上双下，在水邛向上运动,运动的小球槌上水中面上砂止的木块后.

36II)①30*

他珞木块维出段距商心交险过坦如图甲、乙.内所示.图中'<3.51V4力气、'V八水平河上所用的木块型同

(“实验中/担动抑费澜力计使钩码上升：

(2)表格中抠2①例数批应为______：制步②的数据网为：

(3)比较实验软板”得出的女模iA论是：使用同伴的滑轮加・：

(4)如果庄就一次啖短时.忽略绳爪和摩擦，可以计以出动肃轮的感力为N.

22.在“簿加价能打的机税收平’的次嘛中，某组列学用M件的押轮安装了如图甲、乙所示的价轮潮.实的掰得的数据如下表

。血S过观察比较_____K可以反帙小球动能的大小,这里阳刊的物理学研究以q的方法是_______(选填"ttx--控制交所示.

sr嫉-$v»-)法।

《2》通过比较甲、乙两次驾抬,可初步融UE____1埴笳驾序号)是正跑的，

《3>通过比较________两X实验,初步除UESR相A是正确的：

《4》实也滋明：历笊相”的物体・如动侑速及越大•它的动能越_____:%动地慢相同的剽体.历葩越大•它的动能也越________.

20.将面是在生活和生产中常见的的总机械.也是物理实验中常用的实验海4・

甲乙

<1>表格内的第，次实脱中血补充的数瓶运一(结果的确到0.1%).这次之抵是用国中_____〔尬一甲”或“乙、所示的附

《“使用外山提升物体可。有力•山图甲.樗♦力为50N的木块放在长Im、/0.2mM创面上.沿倒由向上匀速拄动并焚用

轮蛆利得的.

力计.记下测力计的示变为16N,则该解血的机械效率______%.木块在外谢上运动时受到的耨动岸擂力为______N.

<2>分析比软第1、2、3次实验数财可以得到.若要增大滑轮#1的机械效率./该________.在第I次次脸中•拉力F所

维续探究.可以得出外曲也Rt・靠力a______(选增“多・成”少->,机械效聿越_____(选项-ffi"或Mttw>

做的胸外功为________J.

(2》用弱而“探究物体的初健期？娃因去出关’为女抬.如图乙.”一个小卬从明*上不〃福度由静止开始滚下・撞击水平

(3》茶日学认为，使用机网的冷艳所现成的布轮加提升同一个M将时，越省力f勺丽轮组式机械效军国大，他的恕法正逸码？

面上的小木块.通过观察_____比，2小球动他的大小,可以探究物体的动的阳______iT一典案的关

_.请你利M检更完整耳的表格中的故据说明你的，1斯.

系.Q

21.在“澜7滑轮出的机吸效率.的实验中.实验小用用如图所示团找Hi!H『了实验.实验做战

如我所示.为三次实验阵的拄力3四所示・

如4负兴4贞

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参考答案

i.B

【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

若将砖匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，B符合题意。

故选Bo

2.A

【分析】

本题考杳了动能、势能、弹性势能的转化，以及机械能变化的判断，明确各自的影响因素是

解答此题的关键。

【详解】

A.小物块从斜面上尸点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返I可到7•点，说明接触面不光滑,

则小物块从P向M运动过程中，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以小

物块的机械能减小，故A正确；

B.小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，其重力势能减小；故B错误；

C.弹簧被压缩的过程，小物块的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧被压缩到最短时，弹簧

的弹性形变达到最大，其弹性势能最大，此时小物块的动能最小，故C错误；

D.小物块从何向7运动过程中，动能不断转化为重力势能和内能，所以小物块的动能减

小、速度变慢，故D错误。

故选Ao

3.A

【详解】

①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石头上，石头的形状逐渐改变，故①正确：

答案第1页，总11页

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②力的作用是相互的，水滴冲击石头时，石头对水滴也有相互作用的力，故②错误；

③水滴加速下落过程，重力的方向竖直向下，水滴下降的方向竖直向下，所以，重力对水滴

做了功，故③正确；

④水滴下降的过程中，重力大于空气的阻力，做加速下落运动，受到的是非平衡力的影响,

故④错误。

故选A.

4.B

【详解】

SER4m

由图象甲可知，物体作匀速直线运动，速度大小为甲=一=—=2m/s：由if图象乙可知，

府2s

物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为n乙=4m/s；因为两次都是匀速直

线运动，椎力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡条件可知，椎力都等于摩擦力，压力和接触

面的粗糙程度不变，摩擦力不变，受到的水平推力为尸产

wFs

已知I，甲V】，乙，由=7=FU可得，两次推力的功率Pi＜尸2.

5.C

【详解】

雨滴在空中下落的整个过程中，高度一直降低则重力势能一直减小，开始下落的一段时间速

度越来越大，则动能增大，落到地面前一段时间匀速下落时动能不变，即动能先增大后不变；

由于下落过程中要克服空气阻力做功，则机械能•直减小，机械能不守恒。

故选C。

6.C

【详解】

运动员上升过程中质量不变，速度减小，动能减小；质量不变，高度增大，重力势能增大;

达到最高点动能为零，在下降的过程中，质量不变，速度增大，高度减小，动能增大，重力

势能减小，在整个过程中，若不计空气阻力，机械能是守恒的，机械能不变。

故选C。

7.D

【详解】

A.物体A的重力方向沿竖直向下，在重力方向上没有移动，故做功为零，故A不符合题意；

答案第2页，总11页

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B.由图可知滑轮组中〃=3,弹簧测力计移动距离为

s=〃丫物7=3xO.3m/sx4s=3.6m

故B不符合题意；

C.拉力产移动速度为

u绳=物=3x0.3m/s=0.9ni/s

则拉力厂做功的功率为

P=FV=5NX0.9m/s=4.5W

故C不符合题意；

D.A与地面间的摩擦力为12N,则匀速直线运动时物体对动滑轮端的拉力为12N,滑轮组

的机械效率为

］（x）%一&一工一卫L-g（）%

%FsnF3x5N

故D符合题意。

故选D。

8.D

【详解】

D.•・•斜面的高为人物体的重力为G,

・••有用功为

W何用二G〃

又二斜面长为L拉力为F,

・•・总功为

W^=FL

则机械效率为

%用Gh

W总FL

而物体与斜面的摩擦力为/，

・••额外功为

W^=fL

则总功为

答案第3页，总11页

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故机械效率为

//=,；"x100%=Kx100%

%忆+Gh

故D正确；

A.选项中是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故A错；

B.选项中是有用功与有用功的比值，不是机械效率，故B错；

C.选项中是有用功与(总功加上额外功)的比值，不是机械效率，故C错。

故选D。

9.D

【解析】

【分析】

(2)在不计摩擦的情况下，若有八段绳子在拉重物，则尸=:(G动+GQ,从而比较出拉

力大小。

匕GhGhG

(2)根据公式77=言=二="0厂，^比较出机械效率的大小。

%,FsG〃+G动力G+G动

【详解】

(1)从图中可以看出，甲图是有两段绳子在拉重物，故居i=g(G+G轮)；

乙图有三段绳子在拉重物，故粒=：(G+G轮).所以F」〉F乙。

W有GhG

(2)根据〃=言=6,「可知,两个滑轮组动滑轮重相同，物重相同，

%Gh+G动hG+G动

所以其机械效率相同。

故D选项说说法正确。

【点睛】

此题主要考查的是学生对滑轮组拉力大小的计算、滑轮组机械效率大小比较的理解和掌握，

掌握机械效率公式的变形是解决此题的关键。

10.C

【分析】

答案第4页，总11页

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根据有用功、总功和机械效率的公式分析.物体提升相同高度，说明二个装置对该物体所做

的有用功相同，通过比较两个装置的总功在结合机械效率公式可以比较两个装置的机械效率

大小.

【详解】

两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据公式W《f=G/z可知，有用功是相同的；

两次的拉力是相同的，由图可知，有两端绳子拉着动滑轮，则绳子自由端通过的距离为物体

上升高度的2倍，即2h：物体在斜面通过的距离为2h,即物体在拉力的距离都是相同的，

根据公式=可知，总功也相同；

有用功相同，总功相同，则根据机械效率的公式，7=韵可知，机械效率也相同.

%

故选C.

【点睛】

本题考查了有用功、总功、机械效率的求法，明确公式的应用是解题的关键，属于基础知识.

ii.AB

【详解】

解：A、物体的运动和静上是相对的，总是相对于参照物而言的，故4正确；

火箭对喷出的气体有向下的力，同时气体对火箭产生了向上巨大的推力，故施力物体是

燃气，受力物体是火箭，故4正确；

C、猴子握住竖直的竹竿匀速向上爬，处于受力平衡状态，摩擦力与重力等大反向，方向竖

直向上，故C错误：

D、将一排球竖直向上抛出，排球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，故。

错误。

故选：AB.

（1）运动是绝对的，静止是相对的；

（2）物体间力的作用是相互的，一个物体对另一个物体有力的作用，同时它也受到另一个

物体力的作用；

（3）匀速向上爬时，所受摩擦力与重力平衡：

（4）动能的影响因素是质量和速度。

本题考杳了运动与静止的相对性、力作用的相互性、摩擦力的方向等，考查内容全面，又将

答案第5页，总11页

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理论与实际相结合，是一道好题。

12.AC

【详解】

A.使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小

于1,也就是机械效率小干100%,故A正确；

B.功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错

误；

C.功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小则做功慢。故C正确；

D.机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。

故选ACo

13.GhGh小于

【详解】

⑴从A位置到C位置铁球的重力做功W=Gh,

⑵因为从A位置开始向下运动的过程中，重力势能转化为动能，动能乂转化为弹性势能，

整个过程中不计能量损耗根据机械能守恒定律可知：弹性势能增加量为

E=W=Gh

[3]铁球在。位置受力不平衡，在弹力的作用下有向上运动的趋势，故B到C位置的过程中

铁球所受的重力小于弹簧所施加的弹力°

14.0.151080270

【详解】

[l]A移动的速度

v=—=加•=0.15m/s

t20s

⑵拉力做功

IV总=五$=尸-3A=120Nx3x3m=1080J

⑶据"二）得，石块A所受的拉力做的有用功为

W有=〃W”75%X1080J=810J

而石块匀速移动时，受到的拉力与摩擦力是平衡力，所以

答案第6页，总11页

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/=f；=^.=—=270N

'/?3m

15.(1)IOON；(2)400N：(3)1600J.

【详解】

(1)因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体枳：

匕丰=%=肾=8X]m3=0°Im』；金属块所受的浮力：*浮=夕水g%

•A©

=1X1o3kg/m3xlON/kgxO.Olm3=IOON；

(2)由图知，使用的滑轮组〃=2,金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支

点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，人的拉力：

/=g(G八一居字+G助)=gx(80kgxl0N/kg—100N+100N)=400N；

(3)拉力端移动距离$=2/?=2x2m=4m,人的拉力所做的功：VV=H=400Nx4m=l600J.

16.(1)l.ZXIO61；(2)20000N：(3)75%.

【详解】

(I).由夕=—可得，时间内汽车对绳的拉力所做的功：

t

W=Pt=1.2x105Wx1Os=1.2x106J；

(2).10s内货物移动的距离：

s物=w=2m/sx10s=20m,

由图知，〃=3,拉力端移动距离：s=3s物=3x20m=60m,

由W=®可得汽车对绳的拉力大小：

W1.2xl()6j

=20000N；

760m

(3).不计绳、滑轮的质最和摩擦，滑轮组对重物的拉力:

Ft?=3F=3x2OOOON=6OOOON,

斜面的机械效率：

,以二旦JxGNxlOmxioo%^%.

吗,物600(X)Nx20m

答：(1).，时间内汽车对绳的拉力所做的功为1.2xl06j；

(2).汽车对绳的拉力大小为20000N：

答案第7页，总11页

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(3).斜面的机械效率为75%.

17.(1)2.5x1(PN⑵2.5x1(和(3)1.1x1孙

【解析】

货车空载行驶时所受的阻力大小：f=0.1G=0.1X2.5X1()4N=2.5X103N；因汽车匀速

直线运动，受平衡力的作用，阻力与牵引力是一对平衡力，故F=2.5X103N；

v=36km/h=36x—i—m/s=1Om/s,*.*v=—,10s行驶的路程：s=vt=1Om/sx1()s=100m,

3.6t

10s内货车牵引力做的功：W=Fs=2.5x103Nx100m=2.5x105J；

•.*P=FV,v,=90km/h=90x-i-m/s=25m/s,

3・6

，此时牵引力:

P90000W

F'：=36(X)N,

v'25m/s

・・•汽车匀速行驶,

・•・此时汽车受到的阻力：F=F=3600N,

Vf=0.1G,

・•・货车总重：6'=合二笔臀=3.6x1()4N,

V•XV•X

货车最多可装载货物的重力:G货=仃・G=3.6xlO4N-2.5X1()^N=1.1X104N.

18.(1)2N；(2)2N；(3)1.2W

【详解】

(1)物体的重力

G=加g=2kgx10N/kg=20N

由题意知在水平面上受到的滑动摩擦力

/rt/=0.1G=0.1x20N=2N

(2)由题意得总功

\V^=3Fs

有用功

Wff=f„s

F=g(G动+/)

机械效率

答案第8页，总11页

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%f

解得G功=2N

(3)当"“二10kg时

F=-(G动t"i)=』(2N+0.1m\g)=-(2N4-0.1x1Okgx1ON/kg)=4N

33

所以拉力的功率

P=3Fv=4Nx3xO.lm/s=1.2W

答：(1)物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力是2N；

⑵动滑轮的重力是2N；

(3)物体质量为10kg,以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力厂的功率是I.2W。

19.运动木块被撞出的距离转换B甲、丙大大

【详解】

［勾物体由于运动而具有的能叫动能。

］司探究物体动能大小与哪些因素有关时•，物体动能的大小无法直接体验，所以通过

小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少