物理功和機械能問題的專項培優(yōu) 易錯 難題練習(xí)題(含答案)

1、一、初中物理功和機械能問題如圖所示，一個玩具彈簧放在斜面上端，將彈簧彎曲一定程度后釋放，彈簧沿斜面向下翻滾.彈簧在運動過程中，有哪些機械能發(fā)生了轉(zhuǎn)化只有動能和重力勢能只有動能和彈性勢能只有重力勢能和彈性勢能動能、重力勢能和彈性勢能都發(fā)生了轉(zhuǎn)化【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意，玩具彈簧放在斜面上端，將彈簧彎曲一定程度后釋放，彈簧沿斜面向下翻滾.首先將彈簧作為一個簡單對象考慮，向下翻滾過程中，質(zhì)量不變，但高度降低了，所以重力勢能會減小；彈簧彈起后，另一端接觸斜面時，動能減小，彈性勢能增大，且減小的重力勢能，會轉(zhuǎn)化彈簧的彈性勢能，即彈簧的彈性形變變大；彈簧彈起時，彈性勢能又轉(zhuǎn)化為動能.所以這個過程

2、中，動能、重力勢能和彈性勢能都發(fā)生了轉(zhuǎn)化，故D正確.利用如圖所示的滑輪組將重為20N的物體在2s內(nèi)勻速提升2m,拉力尸等于12N。此過程中，下列說法不正確的是（）拉力所做的有用功為40J拉力所做的總功為48J拉力尸的功率人小為20W滑輪組的機械效率為83.3%【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)公式可得唄=GA=20Nx2m=40J故A正確，不符合題意;B.由圖可知5=2/1=2x2m=4m根據(jù)公式可得%=Fs=12Nx4m=48J故B正確，不符合題意；C.拉力的功率d%48J“wP=24Wt2s故c錯誤，符合題意；D.滑輪組的機械效率一有xlOO%-4JxlOO%a83.3%叫48J故D正確，不符

3、合題意。故選Co如圖所示，木塊以一定的速度滑過A、B爲(wèi)到C點滑出下落至D點，人和B、C和D之間的垂直距離均為九若空氣阻力忽略不計，則對木塊在運動過程中能量變化的分析,正確的是（）A點到C點減少的重力勢能人于C點到D點減少的重力勢能B點的動能可能等于A點的動能，但可能人于C點的動能B點的動能可能等于D點的動能，但一定人于A點的動能【答案】C【解析】【詳解】D點與A點相比，動能增大，勢能減少，因為存在摩擦，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能減小，故A錯誤；A和C、C和D之間的垂直距離均為爪則A點到C點減少的重力勢能等于C點到D點減少的重力勢能，故E錯誤；斜面粗糙，則段有可能勻速，但因摩擦力的存在B的速度一定

4、大于C的速度，所以，B點的動能可能等于A點的動能，一定人于C點的動能，故C正確；木塊從B到C,因為有摩擦，則C處的動能小于B處的動能，從C到D,由于忽略空氣阻力，木塊的重力勢能減小，動能増加，故D點動能大于C點動能，B點的動能可能等于D點的動能，但與A點的動能大小不確定，故D錯誤。故選C。一位父親與他6歲的兒子一起上樓回家，對此，下列說法錯誤的是（）爬相同的樓梯，兒子體重小做的功少爬相同的樓梯，父親體重人做的功多爬相同的樓梯，父親比兒子先到達，父親的功率人爬相同的樓梯，兒子坐電梯先到達，兒子的功率大【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB.由題知，他們上相同的樓梯，h相同，父親的體重6犬于兒子的

5、體重G2,根據(jù)爬樓做功W=Gh，所以父親爬樓做功Wi大于兒子爬樓做功W2,即WiW2,故A、B正確，不符合題意；父親爬樓做功多，父親比兒子先到達，做功時間少，根據(jù)尸=可知父親做功功率t大，故C正確，不符合題意；兒子坐電梯先到達，但爬樓過程中兒子沒有施加力，兒子做功為0J,做功功率為0W,故D錯誤，符合題意。故選D。班里組織一次“比一比上樓時的功率”活動，從一樓登上五樓，比誰的功率最人。為此，需要測量一些物理量。下列物理量中必須測量的是（）五樓到一樓的高度H；從一樓到達五樓所用的時間7:每個同學(xué)的體重G；四樓到五樓樓梯的長度L。B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】由功率公式得TT學(xué)生都是從同一

6、棟樓中的一樓到五樓，所以H高度相同，沒有必要測量高度H的大小了；學(xué)生自身重不同，爬樓用的時間不同，所以必須測出各個體重和所用時間，這樣可對比出不同學(xué)生上樓時的功率大小關(guān)系了。故選D小明用彈簧測力計拉動木塊，使它沿同一水平木板滑動，如圖是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖像.下列說法正確的是木塊兩次具有的動能一樣大B.兩次拉力對木塊做的功一樣多C.木塊第一次受到的拉力較大D.第一次拉力對木塊做功的功率較大【答案】D【解析】【詳解】由圖知，第一次物體的速度較人，第一次物體的動能較人，故A錯誤；從圖中可以看出，在相同拉力作用下，木塊兩次運動的距離不同，所以木塊兩次所做的功不同，由=用可知，但

7、是在沒有指出是相同時間內(nèi)，因此不能比較二者做功多少，故E錯誤；由A分析知，木塊兩次受到的拉力相等，故C錯誤：從圖中可以看出第一次木塊運動的速度較人，由功率的變形公式可知，力尸相同，第一次速度卩大，所以功率大，故D正確。如圖所示，水平地面0點兩側(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點開始計時，每經(jīng)過相同時間，用虛線框記錄物體的位置.物體在M0段做勻速直線運動，F(xiàn)在MN、0P段做功分別為Wmn、Wop,功率分別為Pmn、Pop，則WmnWopCPmnPopD.PmnPop【答案】D【解析】【分析】【詳解】物體經(jīng)過M點開始計時，每經(jīng)過相同時間，用虛線框記錄物體的位置.物體在M0

8、段做勻速直線運動，由圖可得M/V的距離等于0P的距離，根據(jù)功的公式必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，A4/V段所用時間是0P段時間的2倍，根據(jù)P=W/t,得出PmnPop:答案選D.如圖所示是學(xué)校田徑運動會時跳遠運動的幾個階段，則運動員（）助跑階段機械能不變起跳時機械能為零經(jīng)過最高點時動能最人經(jīng)過最高點時重力勢能最人【答案】D【解析】【分析】影響動能人小的因素：質(zhì)量、速度；質(zhì)量越犬，速度越人，動能越犬；影響重力勢能大小的因素：質(zhì)量、被舉的高度；質(zhì)量越犬，高度越大，重力勢能就越犬；機械能等于動能和勢能之和?！驹斀狻恐茈A段，運動員的質(zhì)量不變，速度逐漸

9、增人，因此動能増人；運動員的高度不變，則重力勢能不變，機械能等于動能和勢能的和，動能增人，重力勢能不變，所以機械能增大，故A錯誤；起跳時，運動員的速度達到最人值，動能達到最人值，重力勢能不變，機械能達到最人值，故B錯誤；上升過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，所以經(jīng)過最高點時，動能減小，重力勢能最人，故C錯誤；最高點時，高度達到最大值，因此重力勢能也達到最人值，故D正確。故選D。【點睛】影響動能人小的因素有質(zhì)量和速度，分析動能的變化就是分析質(zhì)量和速度的變化：影響重力勢能的因素是質(zhì)量和高度，分析重力勢能的變化就是分析質(zhì)量和高度的變化。解題時注意抓住表示物體運動狀態(tài)變化的關(guān)鍵字詞，從中找出表示“質(zhì)量、速度

10、、高度、彈性形變”變化的字眼，從而分析機械能的變化情況。舉重是我國的優(yōu)勢體育項目，如圖所示，運動員需將杠鈴舉過頭頂，等到裁判判定站穩(wěn)之后才能算成績有效。在抓舉時，兩位運動員用相同時間把同樣重的杠鈴舉起，一位運動員將杠鈴舉起1.9m,另一位運動員將杠鈴舉起1.8m。如果他們對杠鈴所做的功分別為M和W2,功率分別為Pi和P2,則下列關(guān)系式中正確的是（）A.WiWiC.Pi=P2D.PiW2。故A錯誤，B正確：CD.他們用相同時間把同樣重的杠鈴舉起，相同的時間內(nèi)，做的功越多，功率越人。由上可知Wi“2,所以PiP2o故CD錯誤。故選B。如圖中甲圖所示，小明用彈簧測力計拉木塊，使它先后兩次沿水平木板勻

11、速滑動相同的距離，乙圖是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖像.卜列說法正確的是兩次木塊運動的速度相同C.兩次拉力對木塊做的功一樣多【答案】C【解析】【分析】木塊第一次受到的摩擦力較人兩次拉力對木塊做功的功率一樣人【詳解】兩次木塊運動相同的距離，第2次所用時間比第1次長，兩次木塊運動的速度不相同，A選項說法不正確；摩擦力的人小與壓力人小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，兩次運動中壓力人小和接觸面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同，B選項說法不正確；木塊兩次沿水平木板勻速滑動相同的距離，兩次滑動中水平方向所受到的滑動摩擦力與拉力是一對平衡力，人小相等，因摩擦力犬小相等，兩次的拉力相等，由必Fs可得兩次拉

12、力對木塊做的功一樣多，C選項說法正確；W由圖可見兩次滑動距離相同，所用時間不同，由p=得兩次拉力對木塊做功的功率不一樣人，D選項說法不正確；故選C.11.如圖所示，F(xiàn)=4N,F2=3N,此時物體A相對于地面靜止，物體B以O(shè).lm/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、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0.6WB.彈簧測力計讀數(shù)為9NC.地面對物體A的摩擦力為2ND.如果增大F2,物體A可能向左運動【答案】D【解析】【分析】【詳解】由圖知，水平使用滑輪組，對于物體B來說2,拉力端移動速度v=2v=2x0.lnVs=0.2nVs拉力F2

13、做功功率P2=F2v=3NxO.2ni/s=0.6W故A正確，不符合題意；不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦，對于彈簧測力計來說是3股，所以彈簧測力計的示數(shù)F=3/=3x3N=9N故B正確，不符合題意；對于物體A,受到的力：B向左的摩擦力2x3N=6N向右的拉力Fi=4N,因為A靜止，所以地面向右的摩擦力/地=人-仟=6N-4N=2N故C正確，不符合題意；如果增人F2,由于B對A壓力的人小沒變，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。如圖所示的滑輪組，繩子的末端纏繞在電動機上，電動機轉(zhuǎn)動將下方鉤碼勻速提起。如果

14、加快電動機的轉(zhuǎn)速，則后一次提升與前一次相比（）功率增大、機械效率增大B.功率增大、機械效率不變功率不變、機械效率不變D.功率不變、機械效率增大【答案】B【解析】【分析】【詳解】前后兩次的滑輪組是同一個滑輪組，則做的有用功、額外功、總功不變，則機械效率不變；加快電動機的轉(zhuǎn)速，則物體提升的速度增人，若兩次提升高度相同，則后一次所需要W的時間小于前一次所需要的時間，根據(jù)F=【可知，功率變大。故ACD錯誤，B正確。t故選匕如圖是某山地的等高線圖，數(shù)字表示海拔高度，其單位是米。質(zhì)量是60kg的小凱早上&00從人點出發(fā)，8：50到達B點的觀景臺；質(zhì)量是50kg的小旋早上7：40從C點出發(fā)，&50到達D點的

15、半山亭。卞列說法中正確的是（）200A他們對自己做的功一樣多小凱的平均功率較小8：50分時，小旋的動能一定小于小凱的動能8：50分時，小旋的重力勢能一定小于小凱的重力勢能【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.60kg的小凱從4點到達B點做的功為=G/=礙九=60kgxlON/kgx(600m-400m)=1.2x10J:質(zhì)量是50kg的小旋從C點到達D點做的功為W；.,=GA=m2gh2=50kgx1ON/kgx(400m-200m)=1x10訂；小凱做的功多，故A錯誤：小凱的運動時間為人=8:50-8：00=50niin=3000s；平均功率為%=g=40W,1人3000s小旋的運動時間為t

16、2=8：50-7：40=70mm=4200s,平均功率為p=wk=ixi0238Wt24200s小凱的平均功率較人，故B錯誤；動能的人小與質(zhì)量和速度有關(guān)，由于不知道8：50分時的他們的速度，所以無法比較動能的大小，故C錯誤；重力勢能的人小與質(zhì)量和所處的高度有關(guān)，小凱的質(zhì)量和所處的高度都比小旋的人，所以小旋的重力勢能一定小于小凱的重力勢能，故D正確。如圖所示，用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運動，到達B位置速度達到最人，到達C位置小球的速度變?yōu)榱恪Ｒ阎狝C間的高度差為加若整個過程中不計能量損耗，下列說法正確的是()從A位置到B位置鐵球的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈

17、性勢能在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為G/)小球到達B點時，小球的重力大于彈簧的彈力，所以小球繼續(xù)下落B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力人于彈簧所施加的彈力【答案】B【解析】【分析】【詳解】從A位置到B位置，鐵球質(zhì)量不變，高度減小，鐵球重力勢能減??；該過程鐵球速度增人，鐵球動能增人；該過程彈簧形變量增犬，彈簧彈性勢能增人。若整個過程中不計能量損耗，則鐵球的重力勢能轉(zhuǎn)化為鐵球的動能和彈簧的彈性勢能。故A錯誤；從人位置到C位置，鐵球的重力做功VV二Gh因為從/H立置開始向下運動的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能又轉(zhuǎn)化為彈性勢能，整個過程中不計能量損耗，所以，根據(jù)機械能守恒定律可知，彈簧的彈性勢能

18、增加量為E=W=Gh故B正確：從A位置到B位置，小球重力人于彈簧彈力，小球受合力方向向卞，小球速度方向向下，小球受合力方向與速度方向相同，小球豎直向卞做加速運動，該過程中，小球重力不變，彈簧形變量增大，彈力增大，小球受向下合力變小，小球到達B位置時，小球受合力為零，即小球重力等于彈簧彈力，速度最人；從B位置到C位置，小球繼續(xù)下落，是因為小球具有慣性，保持原來運動狀態(tài)不變，故C錯誤；從B位置到C位置，該過程彈簧形變量繼續(xù)增大，彈簧彈力繼續(xù)增人，人于小球重力，小球受合力方向向上，小球速度方向向下，小球受合力方向與速度方向相反，小球做減速運動，C位置小球速度為零，故D錯誤。故選B。如圖甲所示，質(zhì)量不

19、計的彈簧豎直固定在水平面上，=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，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r變化的圖像如圖乙所示，則（）ti時刻小球的動能最人2時刻小球的動能最人b時刻小球的重力勢能最人2到住時間內(nèi)，小球的動能先增加后減小【答案】D【解析】【分析】【詳解】由圖彖可知，力時刻彈力為0,此時小球剛接觸彈簧，在重力作用下小球繼續(xù)做加速運動，動能繼續(xù)變大，故A錯誤；b時刻小球速度為0,此時動能最小，故B錯誤；4時刻，此時小球離開彈簧且只受到重力作

20、用，繼續(xù)向上做減速運動，還未達到最高點，重力勢能還會繼續(xù)增大，故C錯誤；伍到C時間內(nèi)，小球在彈力的作用下先加速上升，動能變?nèi)?；?dāng)彈力等于重力時，速度最人，動能最人；繼續(xù)上升時重力犬于彈力，小球做減速運動，動能變??；綜上所述十2到住時間內(nèi)，小球的動能先變大后減小，故D正確。故選D。如圖所示，當(dāng)小明用力推墻時，他沿水平冰面減速向后退去，卜列說法正確的是小明對地面的壓力和地面對小明的支持力是一對平衡力小明受到摩擦力是水平向右，合力為零，運動狀態(tài)不變小明減速運動時，則他的慣性和機械能也隨之減小假如小明的重力突然消失，小明將做勻速直線運動【答案】D【解析】【分析】【詳解】力的作用是相互的，小明對地面的壓

21、力和地面對小明的支持力是一對相互作用力，不是平衡力，A錯誤；小明減速向后退去，那么受到摩擦力是水平向右，但是合力不為零，速度在減小，那么運動狀態(tài)是變化的，B錯誤；小明減速運動時，小明自身的質(zhì)量不變，那么他的慣性是不變的；速度在減小，那么動能是在變小的，在水平冰面上運動，重力勢能不變，則可知機械能是變小的：C錯誤；假如小明的重力突然消失，那么小明對冰面的壓力消失，摩擦力也消失，在水平方向上不受力，處于平衡狀態(tài)，小明將做勻速直線運動，D正確。故選D。小明用臺秤研究人在豎直升降電梯中的運動.他先在地面上用臺秤稱得自己的體重為500N再將臺秤移至電梯內(nèi)，電梯從匸0時由靜止開始向下運動到t=lls時停止

22、，測得臺秤對自己的支持力F隨時間t變化的圖彖如圖所示，則500_t450hiqTO2s的過程中，小明的動能不變2s10s的過程中，小明的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能10slls的過程中，小明的機械能不斷減小0lls的過程中，小明的機械能不斷增大【答案】C【解析】【分析】【詳解】02s的過程中，小明由靜止開始下降，所以小明的動能增人，故A錯誤；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；10s11s的過程中，小明在做減速運動，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，故小明的機械能不斷減小，C正確；0Ils的過程中，小明下降了一段距離，重力勢能減小，所以機械能不斷減小，故D錯誤：故選C.如圖甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，r=0時刻，將一重為6=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，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r變化的圖像如圖乙所示，則血時刻小球的動能最大直時刻小球的動能最人直到住時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少十2到十3時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能【答案】D【解析】【詳解】h時刻是小球與彈簧開始接觸的時刻，此時小球向下加速運動，在彈力增人到