培優(yōu)功和機(jī)械能問題輔導(dǎo)專題訓(xùn)練附答案解析

1、、初中物理功和機(jī)械能問題1.如甲圖所示，小球從豎直放置的彈簧上方一定高度處由靜止開始下落，從a處開始接觸彈簧，壓縮至c處時彈簧最短.從 a至c處的過程中，小球在 b處速度最大.小球的速度 v和彈簧被壓縮的長度 L之間的關(guān)系如乙圖所示.不計(jì)空氣阻力，則從 a至c處的過程 中，下列說法中正確的是（）*磯而旬b c“亡 AUfcni甲乙A .小球所受重力始終大于彈簧的彈力 B.小球的重力勢能先減小后增大 C.小球減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能 D.小球的動能一直減小【答案】C【解析】 【詳解】在小球向下壓縮彈簧的過程中，小球受豎直向上的彈簧的彈力、豎直向下的重力；在ab段，重力大于彈力，合力向下，

2、小球速度越來越大；隨著彈簧壓縮量的增大，彈力逐漸增 大，在b處彈力與重力相等，小球的速度達(dá)到最大；小球再向下運(yùn)動（ bc段），彈力大于 重力，合力向上，小球速度減??；故 A錯誤；小球從a至c的過程中，高度一直減小，小 球的重力勢能一直在減小，故 B錯誤；小球下落壓縮彈簧的過程中，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械 能守恒，則小球減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，故 C正確；由圖乙可知，小球的速 度先增大后減小，則小球的動能先增大后減小，故 D錯誤；故應(yīng)選C.2 .工人用如圖所示的滑輪組，在4s內(nèi)將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動2m的過程中，所用的拉力大小為375N,物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.

3、4倍。在此過程中卜列說法不正確的是（） A .繩子自由端沿水平方向移動了4mC.拉力F的功率為375W【答案】BB.物體受到的拉力為 750ND .該滑輪組的機(jī)械效率一定小于100%（1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s nSA求出繩子自由端沿水平方向移動;(2)物體沿水平方向勻速移動時處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，二力的大小相等，根據(jù)Fa f 0.4G求出物體受到的拉力； W巧，根據(jù)W Fs求出拉力F做的功，根據(jù)P J求出拉力F的功率；(4)任何機(jī)械效率一定小于 100%?！驹斀狻緼.由圖可知，n=2,則繩子自由端沿水平方向移動的距離s nsA 2 2m 4m故A正確，不

4、符合題意；0.4 1500N600N0.4GB.物體沿水平方向勻速移動時處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，則 物體受到的拉力故B錯誤，符合題意；W心、Fs 375N 4m 1500JC.拉力F做的功則拉力F的功率W 巧 1500J375W4s故C正確，不符合題意；D.該滑輪組克服摩擦做額外功，故該滑輪組的機(jī)械效率一定小于100%,故D正確，不符合題意。故選B。3 .在雄壯的國歌聲中，升旗手在50秒時間內(nèi)將重5N的國旗緩緩上升到旗桿頂端，下面分析正確的是()A.緩緩上升，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B.升旗同學(xué)的手受到繩對手的摩擦力方向向下C.他對國旗做功的功率最接近于1WD.旗桿頂端的滑

5、輪在使用時是省力的【答案】C【解析】【分析】(1)影響動能的因素是質(zhì)量和速度；影響重力勢能的因素是質(zhì)量和高度；在一定條件下，動 能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；(2)兩個物體發(fā)生相對運(yùn)動時，摩擦力方向與相對運(yùn)動的方向相反；(3)已知國旗重力，估計(jì)出旗桿高度，可以得到克服旗桿重力做的功；功與時間之比為功 率；(4)定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿，所以不能省力?！驹斀狻緼.國旗勻速上升過程中，速度不變，質(zhì)量不變，則動能不變，高度增大，國旗的重力勢能逐漸增大，沒有動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故 A錯誤；B.由于力的作用是相互的，升旗同學(xué)向下拉繩，升旗同學(xué)的手受到繩對手的摩擦力方向向 上，故B錯誤；C.已知國旗的重力 5N,旗

6、桿大約10m高，克服國旗的重力做功為W Gh 5N 10m 50J國歌的演奏一遍的標(biāo)準(zhǔn)時間是50秒，他對國旗做功的功率最接近于50J50s1W故C正確;D.國旗桿上的滑輪為定滑輪，則利用定滑輪升國旗，可以改變施力的方向但不能省力, 故D錯誤。故選Co4 . 2019年5月17日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號運(yùn)載火箭成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。下列說法錯誤的是()A.運(yùn)載火箭加速上升過程中，重力勢能變小，動能增大B.運(yùn)載火箭加速升空是利用了物體間力的作用是相互的C.北斗衛(wèi)星繞軌道運(yùn)行時受到非平衡力的作用D.北斗衛(wèi)星繞軌道從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動時，動能變小，機(jī)械能守恒【答案】A【解析】【分析】

7、物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能，質(zhì)量越大，速度越大，動能就越大；物體由于被舉高而 具有的能叫重力勢能，質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能就越大；物體間力的作用是相互 的；物體受平衡力的作用處于平衡狀態(tài)；在太空中，衛(wèi)星繞地球運(yùn)動時，沒有阻力作用， 沒有克服摩擦做功，機(jī)械能守恒?！驹斀狻緼.火箭上升過程中高度增大，重力勢能增大，速度增大，動能增大，故 A錯誤，符合題 息；B.火箭升空時向后噴出高溫氣體給空氣一個向后的力，空氣給火箭以反作用力，是利用了 物體間力的作用是相互的，故 B正確，不符合題意；C.火箭入軌后做圓周運(yùn)動運(yùn)動狀態(tài)不斷改變，故受到非平衡力的作用，故 C正確，不符合題意；D.北斗衛(wèi)星繞軌道從

8、近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動時，速度減小，高度增加，所以動能減小，勢 能增加；北斗衛(wèi)星在地球大氣層外運(yùn)行，不受空氣阻力的作用，只有動能和勢能之間的轉(zhuǎn) 化所以機(jī)械能守恒，故 D正確，不符合題意。故選A。5 .小美用200N的力將重10N的足球踢出去15m遠(yuǎn)，她對足球做的功是（）A. 3000JB. 150JC.沒有做功D.做了功，但無法確定做功多少【答案】D【解析】【分析】【詳解】題中只告訴了該同學(xué)對足球的作用力大小為200N ,而沒有說明足球在該力的作用下移動的距離（15m是足球離開腳后運(yùn)動的距離），她對足球做了功，但無法準(zhǔn)確求出她對球所做 的功，故A、B、C不符合題意，D符合題意。故選D。6 .一個超

9、級驚險項(xiàng)目一一18米長懸崖秋千驚現(xiàn)重慶某公園！小明被纜繩拉到6層樓的高度，釋放后自由擺動沖向峽谷（如圖所示），伴隨著人們的驚呼聲，秋千越蕩越低。下列 有關(guān)說法中正確的是（）A.秋千蕩回來經(jīng)過最低點(diǎn)時，小明的機(jī)械能最大B.整個過程小明的動能與重力勢能之和不變C.秋千蕩到最高點(diǎn)時，小明的動能為零D.在向下擺的過程中，小明的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能【答案】C【解析】【詳解】A.機(jī)械能是動能和勢能的統(tǒng)稱，由于秋千與空氣摩擦，有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以秋千 第一次在最高點(diǎn)時，機(jī)械能最大，A錯誤；B.機(jī)械能是動能和勢能的統(tǒng)稱，由于秋千與空氣摩擦，有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，整個過程小 明的動能與重力勢能之和變小， B

10、錯誤；C.秋千蕩到最高點(diǎn)時，秋千速度為0,所以小明的動能為零，C正確；D.在向下擺的過程中，小明的重力勢能絕大部分轉(zhuǎn)化為動能，D錯誤。故選Co7. 一位質(zhì)量約50kg的同學(xué)從一樓走到五樓，他上樓過程中克服重力所做的功可能為A. 60JB. 600JC. 6000JD. 0000J【答案】C【解析】【分析】【詳解】上樓過程中要克服重力所做的功 ，根據(jù)題意知道，該同學(xué)的質(zhì)量是50kg,所以體重是：G=mg=500N,樓層高度越是 3m, 一樓走到五樓的高度大約是：h=4 x 3m=120m所以，上樓過程中克服重力所做的功是 ：W=Gh=500NX 12m=6000J,故選C.【點(diǎn)睛】本題考查的是做

11、功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式的應(yīng)用，重點(diǎn)是對樓層的估測，難度不大.8.如圖所示，水平地面 O點(diǎn)兩側(cè)粗糙程度不同，物體一直受到沿水平方向3N的力F.物體經(jīng)過M點(diǎn)開始計(jì)時，每經(jīng)過相同時間，用虛線框記錄物體的位置.物體在MO段做勻速直線運(yùn)動，F(xiàn)在MN、OP段做功分別為 Wmn、Wop,功率分別為Pmn、Pop,則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】【詳解】物體經(jīng)過M點(diǎn)開始計(jì)時，每經(jīng)過相同時間，用虛線框記錄物體的位置.物體在 MO段做勻 速直線運(yùn)動

12、，由圖可得 MN的距離等于 OP的距離，根據(jù)功的公式 W=FS可知：在F相同和 S相同的情況下， W應(yīng)該相同，所以 AB均錯誤；在做功相同時， MN段所用時間是 OP段 時間的2倍，根據(jù)P=W/t,得出Pmn<Pop；答案選D.9.如左圖所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平推力F的作用，其推力大小隨時間變化的圖像（F-t圖像）和物體速度大小隨時間變化的圖像（ v-t圖像）分別如圖所示，下列說法正確的是（)。2460246A.當(dāng)t=1s時，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，摩擦力為 0NB.當(dāng)t=3s時，物體受到的摩擦力是3NC.在勻速直線運(yùn)動階段，拉力F做的功是16JD. 24s內(nèi)，物體的機(jī)械

13、能保持不變【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.由v-t圖像可知，02s時物體的速度大小為零，即t=1s時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)；此時物體受到推力和摩擦力是一對平衡力，大小相等；由 F-t圖像可知，t=1s時，F(xiàn)=1N,則此時 的摩擦力f F故A錯誤；B.由v-t圖像可知，46s時，物體勻速運(yùn)動；由 擦力與推力F是一對平衡力，所以此時的摩擦力f F1NF-t圖像可知，此時的推力 F' =2N由于摩2N24s內(nèi)，物體做加速運(yùn)動，由于壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力大小不變 （與勻速運(yùn)動時的摩擦力大小相等），仍為2N,故B錯誤；C.在46s時，物體勻速運(yùn)動，通過的路程s vt 4m/s

14、 2s 8m拉力F做的功W F s 2N 8m 16J故C正確；D. 24s內(nèi)，物體做加速運(yùn)動，速度增加，動能增加，高度不變，重力勢能不變，則物體 的機(jī)械能增加，故 D錯誤。故選Co10.如圖所示，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但沒有推動，下列說法正確的是A.箱子雖然沒有被推動，但小明對箱子做了功B.箱子沒有被推動是因?yàn)橥屏π∮谀Σ亮.箱子對地面的壓力與地面對箱子的支持力是一對平衡力D.箱子沒有被推動，選擇的參照物是地面【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.箱子沒有被推動，有力但沒有距離，小明對箱子不做功，故 A錯誤；B.箱子沒有被推動處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的是平衡力，推力等于摩擦力，故B

15、錯誤；C.箱子對地面的壓力與地面對箱子的支持力作用在不同的物體上，不是一對平衡力，故 錯誤；D.箱子沒有被推動，相對于地面的位置沒有改變，選擇的參照物是地面，故D正確;故選D。11.如圖所不，F(xiàn)i=4N, F2=3N,此時物體 A相對于地面靜止，物體 B以0.1m/s的速度在物 體A表面向左做勻速直線運(yùn)動（不計(jì)彈簧測力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說法錯誤的是（）A. F2的功率為0.6WC.地面對物體A的摩擦力為2N【答案】D【解析】B.彈簧測力計(jì)讀數(shù)為 9ND.如果增大F2,物體A可能向左運(yùn)動A.由圖知，水平使用滑輪組，對于物體v 2v物B來說n=2,拉力端移動速度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正確，不符合題意;B.不計(jì)彈簧測力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦，對于彈簧測力計(jì)來說是3股，所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F 3F2 3 3N 9N故B正確，不符合題意；C.對于物體 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?yàn)锳靜止，所以地面向右的摩擦力f 地 fB Fi 6N 4N 2N故C正確，不符合題意；D.如果增大F2,由于B對A壓力的大小沒變，接觸面的粗糙程度沒變，所以 B對A的摩 擦力不變，此時物體 A相對于地面仍然靜止，故 D錯誤，符合題意。故選D。12

17、. 一位初中生用30s從坡底爬上了 9m高的山坡.他爬坡時的功率與下列哪一個最接近A.幾瓦【答案】CB.十幾瓦C. 一百多瓦D. 一千多瓦中學(xué)生的質(zhì)量約50kg,體重約500N左右，山坡的高度為 9m.登樓的功率:W GhP t t可見，他爬坡時的功率與 C選項(xiàng)最接近;故選Co500N 9m d 150W ,30s13.如圖所示，彈簧一端固定在豎直墻上，另一端固定在物塊乙上，甲、乙相互疊加放置在光滑水平面上 O點(diǎn)處，此時彈簧處于原長?，F(xiàn)將甲、乙從 。點(diǎn)拉至位置l。松手后，在 甲、乙保持相對靜止并一起向 。點(diǎn)方向運(yùn)動的過程中，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()A.物塊甲由于與乙相對靜止而處于平衡

18、狀態(tài)B.物塊乙隨彈簧拉力減小而做減速運(yùn)動C.物塊乙對物塊甲施加了水平向左的摩擦力D.兩物塊運(yùn)動到。點(diǎn)將由于不受彈簧拉力而靜止【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.甲乙兩物塊在位置 1被松手后，由于彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，而且水平面是光滑的，所以其動能增加，即兩物塊不是做勻速直線運(yùn)動，不是處于平衡狀態(tài)，故A錯誤；B.乙物體從位置1向。運(yùn)動的過程中，彈簧對其拉力減小，但由于減小的彈性勢能全轉(zhuǎn)化為動能，所以其速度增加，做加速運(yùn)動，故B錯誤；C.物體甲乙一起相對靜止運(yùn)動的過程中，甲有一個向右運(yùn)動的趨勢，所以甲受到乙向左的摩擦力，故C正確；D.兩物塊運(yùn)動到。點(diǎn)，彈簧剛好恢復(fù)原形，則此時彈簧對物塊的拉力

19、為0,但由于慣性,兩物塊還要向左運(yùn)動，不會立即停下來，故 D錯誤。故選C。14.如圖甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時刻，將一重為 G=50N的金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又 被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力 F隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則（）A. ti時刻小球的動能最大B. t2時刻小球的動能最大C. t3時刻小球的重力勢能最大D. t2到t3時間內(nèi)，小球的動能先增加后減小【答案】D【解析】【詳解】A.由圖象可知，ti時刻彈力為0,此時小球剛接觸彈簧，在

20、重力作用下小球繼續(xù)做加速運(yùn) 動，動能繼續(xù)變大，故 A錯誤；B. t2時刻小球速度為 0,此時動能最小，故 B錯誤；C. t3時刻，此時小球離開彈簧且只受到重力作用，繼續(xù)向上做減速運(yùn)動，還未達(dá)到最高點(diǎn)，重力勢能還會繼續(xù)增大，故C錯誤；D. t2到t3時間內(nèi)，小球在彈力的作用下先加速上升，動能變大；當(dāng)彈力等于重力時，速度最大，動能最大；繼續(xù)上升時重力大于彈力，小球做減速運(yùn)動，動能變??；綜上所述t2到t3時間內(nèi)，小球的動能先變大后減小，故 D正確。故選D。15.有一個小球從滑梯上 A點(diǎn)以一定的速度沿滑梯向上運(yùn)動，到最高點(diǎn)B后小球又沿滑梯向下運(yùn)動到C點(diǎn)，不計(jì)摩擦。則（）A.小球由A-B運(yùn)動過程中，動能

21、逐漸減小B.小球在B點(diǎn)的機(jī)械能大于 A點(diǎn)的機(jī)械能C.小千由B-C運(yùn)動過程中，機(jī)械能逐漸增大D.小球在C點(diǎn)時重力勢能最大【答案】A【解析】【分析】本題考查機(jī)械能的變化及守恒?！驹斀狻緼.小球由A向B運(yùn)動的過程中，速度越來越慢，而小球的質(zhì)量保持不變，所以動能逐漸 減小，故A說法正確；BC.小球在滑梯上運(yùn)動的過程中，不計(jì)摩擦，所以整個過程機(jī)械能守恒，所以B點(diǎn)和A點(diǎn)的機(jī)械能大小一樣，B到C的過程中機(jī)械能不變，故 BC說法都不正確；D.小球在整個過程中質(zhì)量保持不變，C點(diǎn)相對其它點(diǎn)而言，高度最低，所以重力勢能最小，故D不正確。故選Ao16.如圖所示，重為60牛的物體甲放在水平桌面上，與重為6牛的物體乙用細(xì)

22、繩相連，繩的重力和滑輪處的摩擦均忽略不計(jì)。當(dāng)物體乙恰好能以0.2米/秒的速度勻速下落時，下列判斷中不正確的是甲A.繩拉甲物體的力為 6牛B.甲物體的速度為 0.2米/秒C. 5秒內(nèi)繩的拉力對甲物體做的功為60焦D.繩的拉力做功的功率為 1.2W【答案】C【解析】【詳解】A.圖示滑輪為定滑輪，繩的重力和滑輪處的摩擦忽略不計(jì)，乙勻速下落，所以繩拉甲物體的力F=G 乙=6N故A正確不符合題意；B.圖示滑輪為定滑輪，甲、乙物體移動的速度相同，甲物體的速度v甲=v乙=0.2m/s ,故B正 確不符合題意；s=v 甲 t=0.2m/s x 5s=1mC. 5s內(nèi)甲物體移動的距離W=Fs=6NX 1m=6J

23、繩的拉力對甲物體做的功故C錯誤符合題意；D.繩的拉力對甲物體做功功率P=W=更=1.2Wt 5s故D正確不符合題意。17.某塊磚在一對平衡力作用下運(yùn)動，則該科（）A.機(jī)械能一定不變，動能一定不變B.機(jī)械能可能改變，動能一定不變C.機(jī)械能可能改變，動能可能改變D.機(jī)械能一定不變，動能可能改變【答案】B【解析】【分析】要解決此題需要掌握物體在受平衡力的時候總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；要了解 機(jī)械能包括動能和勢能，動能和物體的質(zhì)量以及速度有關(guān)，重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉 的高度有關(guān)?！驹斀狻课矬w在平衡力的作用下，即一定處于平衡狀態(tài)，即或是靜止?fàn)顟B(tài)或是勻速直線運(yùn)動狀態(tài)， 由于其動能的大小與質(zhì)量及

24、運(yùn)動的速度有關(guān)，所以對于同一磚塊來說，質(zhì)量不變，其不管 是保持靜止還是勻速直線運(yùn)動，其速度都是不變的，故其動能一定不變；但其重力勢能卻 有可能改變，如將磚勻速提高，在該過程中，動能不變，但其重力勢能變大，即機(jī)械能變 大；同理若將醇勻速降低，其機(jī)械能會變小，綜上所述可知，B符合題意。故選B。18.小明用臺秤研究人在豎直升降電梯中的運(yùn)動.他先在地面上用臺秤稱得自己的體重為500 N,再將臺秤移至電梯內(nèi)，電梯從t=0時由靜止開始向下運(yùn)動到t=11 s時停止，測得臺秤對自己的支持力 F隨時間t變化的圖象如圖所示，則A. 02 s的過程中，小明的動能不變B. 2 s10 s的過程中，小明的重力勢能轉(zhuǎn)化為

25、動能C. 10 s11 s的過程中，小明的機(jī)械能不斷減小D. 011 s的過程中，小明的機(jī)械能不斷增大【答案】CA. 02s的過程中，小明由靜止開始下降，所以小明的動能增大，故 A錯誤；B. 2s10s的過程中，小明在勻速下降，重力勢能減小，但動能不變，故 B錯誤；C. 10s11s的過程中，小明在做減速運(yùn)動，故動能減小，同時小明是在下降，高度是在降低的，所以重力勢能在減小，故小明的機(jī)械能不斷減小，C正確；D. 011s的過程中，小明下降了一段距離，重力勢能減小，所以機(jī)械能不斷減小，故D錯誤； 故選C.19.如圖甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時刻，將一重為 G= 50N的金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后 又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳A. t1時刻小球的動能最大B. t2時刻小球的動能最大C. t2到t3時間內(nèi)，小球的