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1、初中物理功和机械能解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、功和机械能选择题1跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有A重力势能减少，动能增加，机械能不变B重力势能增加，动能减少，机械能不变C重力势能减少，动能不变，机械能减少D重力势能增加，动能不变，机械能增加【答案】C【解析】解：（1）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变（2）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小（3）动能不变，重力势能减小，机械能减小故选C2如图，在同样的水平面上，两人分别去推静止在水平面上重100N的同一课桌小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运
2、动；小明用20N的水平推力，课桌在水平面上也做直线运动则下列说法正确的是 A小芳推课桌时，推力做功的功率为20WB小明推课桌时，课桌所受的摩擦力大小为20NC小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小为100ND小明推课桌时，课桌沿水平面也以2m/s做匀速直线运动【答案】A【解析】小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动，则小芳推课桌时，推力做功的功率P=Fv=10N2m/s=20W，故A正确根据小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动可知，课桌处于平衡状态，受平衡力的作用，课桌所受摩擦力的大小和推力相等，即f=F=10N；小明推课桌时，课桌对地面的压力和接触面
3、粗糙程度不变，摩擦力大小不变，仍为10N，故B错误小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为10N，故C错误小明推课桌时，推力大于摩擦力，课桌做加速运动，故D错误答案为A3班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是（）五楼到一楼的高度H； 从一楼到达五楼所用的时间T；每个同学的体重G； 四楼到五楼楼梯的长度L。ABCD【答案】D【解析】【详解】由功率公式得学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H高度相同，没有必要测量高度H的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重
4、和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。故选D。4扫地机器人是智能家用电器，正逐渐进人我们的家庭，如图是一款质量为1.5kg集自动充电、清扫、吸尘的机器人，某次寻找充电电源过程中，在水平地面上2min匀速行驶20m，若机器人行驶过程的平均阻力为3N，则关于机器人这次行驶过程中克服阻力做功和功率分别是A300J，2.5WB60J，0.5WC60J，30WD360J，3W【答案】B【解析】【详解】机器人这次行驶过程中克服阻力做的功：，故AD错误；克服阻力做功的功率：故B正确、C错误。故选：B。【点睛】本题考查了做功公式和功率公式的应用，是一道较为简单的计算题。5跳板跳水运动有起跳、
5、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景，若不计空气阻力，下列说法不正确的是A运动员即将起跳时，跳板的弹性势能最大B腾空的过程，运动员的动能转化为重力势能C落水的过程，运动员的重力势能始终在增大D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
6、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正确故选C6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用水平力推着购物车前进，推车的力做了功D书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功【答案】C【解析】【详解】A抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，不再受到推力的作用，只有距离，没有推力
7、的作用，所以对铅球不做功，故A错误B提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，没有在拉力方向上通过距离，故拉力没有做功故B错误C用水平力推着购物车前进，购物车受到水平力的作用且在力的方向上通过了距离，推车的力做了功故C正确D书静止在水平桌面上，书受到支持力的作用但没有在力的方向上通过距离，所以支持力没有做功，故D错误故答案为C【点睛】做功的两个必要因素：1）作用在物体上的力；2）物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可7下列数据中，不合理的是（ ）A教室里大气压值约为2105PaB教室门框高约为2mC小明从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力
8、所做的功约为1500JD一名中学生的体重约为500N【答案】A【解析】【详解】A一个标准大气压约是1.01105Pa，教室里的气压接近一个标准大气压，故A说法不合理；B普通中学生的身高一般为1.7m左右，教室的门框高度要高于人的身高，应该为2m左右，故B说法合理；C根据克服重力做功公式W=Gh，因为小明的体重约是500N，每层楼高约3m，所以他从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功为1500J，故C说法合理；D一名普通中学生的质量约为50kg，体重G=mg=50kg10N/kg=500N，故D说法合理。8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
9、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A拉力F为75NB绳子自由端向上移动了4mC滑轮组的机械效率约为93.3%D提升200N重物时，滑轮组机械效率不变【答案】C【解析】【详解】A 由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：F= （G+G动）=（140N+10N）=50N，故A错误；B则绳端移动的距离：s=3h=32m=6m，故B错误；C拉力做功：W总=Fs=50N6m=300J，有用功：W有用=Gh=140N2m=280J，滑轮组的机械效率：=100%=100%93.3%，故C正确。D 提升200N重物时，重物重力增加，据=可知滑轮组机械效率变大，故D错误。9如图所示，甲、乙两
10、物体沿竖直向上方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则 （ ）A甲的速度一定大于乙的速度B甲的重力一定大于乙的重力C拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功D拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率【答案】B【解析】试题分析：甲、乙受力情况相同，都受重力和拉力作用，二者都做匀速直线运动，受的力为平衡力，所以，B对；速度大小与拉力无关，A错；根据，不知道二者通过的距离，无法比较拉力所做的功，根据，不知道物体的运动时间或速度，也无法比较功率，C、D错考点：力和运动 功10古代战争中，军队用投石车投出巨石攻击城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是A巨石在上升过程中动能不断增大B巨石在最高点时动能
11、为零C巨石在下降过程中动能转化为重力势能D巨石在下降过程中重力势能不断减小【答案】D【解析】A、巨石运动过程中，上升阶段，速度减小，动能减小；故A错误；B、巨石在最高点时仍保持一定的速度运动，动能不为零；故B错误；CD、巨石下落过程速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能；故C错误，D正确故选D11如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，下列表示木块的重力势能Ep，木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中，可能正确的是（ ）AB
12、CD【答案】B【解析】【详解】A当容器内的水流出后，木块的质量不变，高度减小，则木块的重力势能减小，当水不再流出时，木块的重力势能不变，即木块的重力势能先变小后不变，故A错误；B根据图示可知，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态，即浮力等于重力；当水位下降到一定高度时，木块对容器底有压力，浮力小于重力；由于木块的重力不变，则木块受到浮力先不变后减小；故B正确；C根据图示可知，在容器内水流出的过程中，并且当水位在一定高度时，木块下表面处水的深度不变，由pgh可知，木块下表面处的压强不变，即木块下表面受到水的压强不变；故C错误；D因为液体压强随深度的增加而增大，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水
13、量相等，因此相同时间内，容器对桌面减小的压力相同，由可得，容器对桌面的压强p2随时间均匀减小，故D错误12两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，如图所示，则A甲做功较多，功率较小B甲做功较多，功率较大C甲做功较多，甲、乙功率相等D甲、乙做功相等，乙的功率较大【答案】B【解析】【分析】相同质量的杠铃，根据G=mg可知重力相同，根据W=Gh分析做功大小，知道所用时间相同，根据功率的公式分析甲乙功率的大小关系【详解】两人举起杠铃质量相同，根据G=mg得到杠铃的重力相同，举起的高度：h甲h乙，根据公式W=Gh得到甲乙做功的关系W甲W乙，举起杠铃用的时间相同，根据得到P甲P乙故选
14、B13如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重） A1s B2s C3 s D4s【答案】B【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为，再利用求出做功
15、时间。解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：；，则，因此拉力F做功：，所用时间为。故选：B。【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。14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
16、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。15下列事件中，力对物体做了功的是（ ）A用力推汽车，没有推动B将重物从一楼扛到二楼C 举重运动员举着杠铃保持不动D提着水桶在水平路面上匀速前行【答案】B【解析】用力推汽车，没有推动，对汽车有力的作用，但汽车没有移动距离，所以不做功，故A不合题意；将重物从一楼扛到
17、二楼，重物在提力的方向上移动了距离，做了功，故B符合题意；举重运动员举着杠铃站着不动，有力但没有移动距离，不做功，故C不合题意；提着水桶在水平路面上匀速前行，力与距离的方向互相垂直，所以不做功故D不合题意；故应选B。16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（）A拉力F甲小于拉力F乙BF甲做的功大于F乙做的功C甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率DF甲做功的功率等于F乙做功的功率【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有Gh可知W甲有W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服
18、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G动h可知W甲额W乙额，因为W总W有+W额,所以W总甲W总乙。A. 由图可知,n12,n23，不计绳重及摩擦，则F甲（G+G动）（100N+10N）55N，F乙（G+G动）（100N+10N）36.7NF甲，故A不正确。B. F甲与F乙做的功均为总功,由于W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,根据可知,甲乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P,由于W总甲W总乙、时间t也相同,所以P甲P乙，故D正确；故选D.【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
19、摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，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17如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（ ）A不变B变小C变大D先变大后变小【答案】C【解析】【详解】在杠杆缓慢由A到B的过程中，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂l却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：FOA=Gl，当OA、G不变时，l越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大C符合题意，选项ABD不符合题意18掷实心球是某市的中考体育加试项目之一掷出去
20、的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）则实心球（ ）A在a处重力势能最小B在b处动能为零C在a、b、c三处机械能相等D在d处动能为零【答案】C【解析】重力势能的大小与物体的质量，高度有关，由图可知，d、e两点高度最小，重力势能最小，故A错误；球在最高点b处时，在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B错误；不计空气阻力，则说明球在空中的机械能是守恒的，故在a、b、c三处的机械能相等，C正确为答案；球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D错误；19用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 与物重 G物的关系，改变 G物，竖直
21、向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 与 G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则 下列说法正确的是A同一滑轮组机械效率 随 G 物的增大而增大，最终将达到 100%B当 G物=12N 时，弹簧测力计读数为 5NC此滑轮组动滑轮的重力为 4NDG物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改【答案】B【解析】【分析】（1）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率；（2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据求得动滑轮的重力，再计算G物=12N时弹簧测力计读数；（3）G物不变，改变图甲中的绕
22、绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。【详解】A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率随G物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%，故A错误；BC、由图可知，G=12N，此时=80%，不计绳重和摩擦，即：，解得动滑轮的重力：G动=3N，故C错误；G物=12N时，弹簧测力计读数：，故B正确；D、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：，即额外功W额相同，总功相同，则两装置的机械效率相同。故D错误。故选：B。20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。若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是A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，所以由公式知，甲功率最大，做功最快。故A符合题意。
