中考物理功和機械能問題提高練習題壓軸題訓(xùn)練及詳細答案

一、初中物理功和機械能問題1.用水平拉力先后兩次拉著重為20N的同一物體，沿同一水平面做直線運動.第一次拉力為10N,物體恰好做勻速直線運動，拉力對物體做了20J的功：第二次拉力增大為20N,拉力對物體做了48J的功.分析兩次做功過程，以下判斷正確的是物體運動了1m物體運動了2m物體運動了2.4m物體運動了4.8mA.第一次物體受到的摩擦力是10N,B.第一次物體受到的摩擦力是物體運動了1m物體運動了2m物體運動了2.4m物體運動了4.8m【解析】【分析】【詳解】AB.物體在水平面上做勻速直線運動時，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一對平衡力，故物體受到的拉力：F=/=10N；根據(jù)W=Fs可知，第一次物體通過的距離c叱20J °S.=-= =2m,F[ION故AB錯誤；CD.若增大拉力，而壓力大小和接觸面的粗糙程度都沒有改變，因此，物體受到的摩擦力不變，仍為10N：根據(jù)*Fs可知，第二次物體通過的距離：ck48J。/S、= = =2.4m,-E20N故C正確，D錯誤..如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面上，小球由4點以速度v沿軌道滾下，經(jīng)過另一側(cè)高點8后到達最高點C.下列分析不正確的是（ ）A.小球在A、B、C三點的速度大小關(guān)系是匕.＜乙＜辦B.小球在八、B兩點的動能之差等于小球從人點到B點克服摩擦力做的功C.小球在八、8兩點具有的重力勢能相同D.整個過程只有重力對小球做功【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.小球運動過程中會克服摩擦力做功，且質(zhì)量不變，故從4運動到C的過程中，機械能減小，小球在4與8點的勢能相同，故在4點的動能大于8點的動能，C點最高，故小球在C點的勢能最大，動能最小，所以％＜乙＜L，故A正確，不符合題意；BC.4B兩點高度相同，小球的質(zhì)量不變，故小球的重力勢能相同，小球從4點運動到8點，會克服摩擦力做功，動能減小，動能之差等于克服摩擦力所做的功，故B、C正確，不符合題意；D.整個過程中，摩擦力也會對小球做功，故D錯誤，符合題意。故選D。.下列說法中正確的是（ ）A.拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中，推力對它做了功B.提著水桶在路面上水平向前移動一段路程，手的拉力對水桶做了功C.用手從地面提起水桶，手的拉力對水桶做了功D.用力推一輛汽車，汽車靜止不動，推力在這個過程中對汽車做了功【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中，推力己經(jīng)不存在了，推力對它沒有做功，A錯誤：B.提著水桶在路面上水平向前移動一段路程，手的拉力是豎直向上的，水桶在豎直方向上沒有移動距離，即水桶在拉力的方向上沒有移動距離，那么手的拉力對水桶沒有做功，B錯誤：C.用手從地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉力的方向上移動了距離，所以手的拉力對水桶做了功，C正確；D.用力推一輛汽車，汽車靜止不動，汽車在推力的方向上沒有移動距離，那么推力在這個過程中對汽車沒有做功，D錯誤。故選Co.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0.4倍。在此過程中下列說法不正確的是（）A.繩子自由端沿水平方向移動了4m B.物體受到的拉力為750NC.拉力F的功率為375W D.該滑輪組的機械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】⑴由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)S=〃$A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)乙=/=0-4G求出物體受到的拉力；⑶根據(jù)W=Fs求出拉力F做的功，根據(jù)尸=區(qū)求出拉力F的功率：t⑷任何機械效率一定小于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5=ns.=2x2111=4111故A正確，不符合題意；B.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，則物體受到的拉力么=/=0.4G=0.4x1500N=600N故B錯誤，符合題意；C.拉力F做的功W{,,=尸s=375NX4m=1500J則拉力F的功率尸=也=變更=375W

t4s故c正確，不符合題意；D.該滑輪組克服摩擦做額外功，故該滑輪組的機械效率一定小于100%,故D正確，不符合題意。故選B。.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.旗桿頂端的滑輪在使用時是省力的【答案】C【解析】【分析】⑴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)生相對運動時，摩擦力方向與相對運動的方向相反；⑶已知國旗重力，估計出旗桿高度，可以得到克服旗桿重力做的功：功與時間之比為功率；⑷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,旗桿大約10m高，克服國旗的重力做功為IV=G//=5Nx10111=50J國歌的演奏一遍的標準時間是50秒，他對國旗做功的功率最接近于nW50J”r=——= =1Wt50s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Co.2019年5月17口，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號運載火箭成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。下列說法錯誤的是()A.運載火箭加速上升過程中，重力勢能變小，動能增大B.運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)星繞軌道運行時受到非平衡力的作用D.北斗衛(wèi)星繞軌道從近地點向遠地點運動時，動能變小，機械能守恒【答案】A【解析】【分析】物體由于運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)星繞地球運動時，沒有阻力作用，沒有克服摩擦做功，機械能守恒。

【詳解】A.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，符合題意；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動運動狀態(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)星繞軌道從近地點向遠地點運動時，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)化所以機械能守恒，故D正確，不符合題意。故選Ao.九年級的小黃同學(xué)一口氣從一樓跑到四樓教室，所用時間為30s。他上樓過程克服自身重力做功的功率最接近()1.5W【答案】C【解析】1.5W【答案】C【解析】【分析】15W150W1500W【詳解】一層樓的高度約為3m,三層高度約為9m,九年級的同學(xué)體重大約為50kg,則克服自身重力所做的功約為W=Gh=mg/7=50kgX10N/kgX9m=4500J克服重力做功的功率p=IV=4500J=150Wt30s故ABD,都不符合題意，C符合題意。故選Co.在四川抗震救災(zāi)現(xiàn)場，一塊水泥板質(zhì)量為0.53起重機在5s內(nèi)把它勻速提高2m,此過程中(g=10N/kg)()A.起重機對水泥板所做的功為IxIO'J B.起重機對水泥板所做的功為lxlO3JC.起重機提升水泥板的功率為2x10,W D.起重機提升水泥板的功率為5x10。W【答案】A【解析】【詳解】AB.水泥板的質(zhì)量加=0.5t=500kg水泥板受到的重力G=mg=500kgxlON/kg=5000N

起重機對水泥板所做的功W=Gh=5000Nx2m=lxlO4J故A符合題意、B不符合題意；CD.起重機對水泥板所做功功率D卬lxlO4J,in3wP=—= =2x10Wt5s故C、D不符合題意。故選Ao.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Wi和W2,功率分別為Pi和P2,則下列關(guān)系式中正確的是（ ）A.Wi<W2 B.Wi>Wi C.Pi=P2 D.Pi<P2【答案】B【解析】【分析】【詳解】AB.根據(jù)W=G〃可得，他們把同樣重的杠鈴舉起，克服杠鈴的重力做功，對杠鈴所做的功只與被舉高的高度有關(guān)，高度越大，做功越多，即卬1>電。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，功率越大。由上可知所以故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A.兩次木塊運動的速度相同A.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】CB.木塊第一次受到的摩擦力較大D.兩次拉力對木塊做功的功率一樣大【解析】【分析】【詳解】A.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；B.摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，兩次運動中壓力大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；C.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，大小相等，因摩擦力大小相等，兩次的拉力相等，由可得兩次拉力對木塊做的功一樣多，C選項說法正確；WD.由圖可見兩次滑動距離相同，所用時間不同，由p=7得兩次拉力對木塊做功的功率不一樣大，D選項說法不正確；故選C..如圖所示，F(xiàn)i=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（ ）Fz的功率為0.6W B.彈簧測力計讀數(shù)為9NC.地面對物體A的摩擦力為2N D.如果增大Fz,物體A可能向左運動【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.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=2%=2xO.lm/s=0.2nVs拉力尸2做功功率P2=F2v=3NxO.2nVs=0.6W故A正確，不符合題意；B.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=3F,=3x3N=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

(=2E=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=K—K=6N—4N=2N故C正確，不符合題意；D.如果增大Fz,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.如圖，用大小相等的拉力F,分別沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和運動方向始終一致，運動時間切>5,運動距離S°b=SM比較兩種情況下拉力所做的功和功率()A.岫段做功較多ab段與cd段的功一樣多C.岫段功率較大D.ab段與cd段的功率一樣大【答案】B【解析】【分析】【詳解】拉力大小相等且sab=s“，根據(jù)W=Fs可知：拉力所做的功相同，故A錯誤，B正確；由于wtab>tcd，根據(jù)刀=:得：PabVPcd，故C、D錯誤.13.如圖是搬運工人用滑輪組將倉庫中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖。已知貨物的質(zhì)量為600kg,所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，滑輪組的機械效率為75%。若人以0.6m/s的速度勻速前行，經(jīng)100s將貨物拉出倉庫。人拉貨物的過程中，分析正確的是()A.貨物移動距離為20mA.貨物移動距離為20mC.工人做的有用功為3.6xl()4j【答案】B【解析】B.工人的拉力為400ND.工人拉力的功率為360W【分析】【詳解】A.從圖中可以看到，兩條繩子托著動滑輪，人以0.6m/s的速度勻速前行，那么貨物的速度是0.3m/s,經(jīng)100s貨物移動距離為s=vt=0.3m/sx100s=30m貨物移動距離為30m,A錯誤：B.由題意可知，貨物的重力G=mg=600kgxlON/kg=6000N其摩擦力/=0.1G=0.1x6000N=600N由于貨物勻速前行，繩對貨物的拉力F=f=600N滑輪組的機械效率為75%,可得到600N--sx100%=7，%42解得/^=400N,工人的拉力為400N,B正確；C.貨物移動距離為30m,繩對貨物的拉力為600N,則工人做的有用功為%]=Fs=600Nx30m=1.8x104J工人做的有用功為L8xlO』J,C錯誤;D.由于人以0.6m/s的速度勻速前行，工人的拉力為400N,工人拉力的功率為P=f^=400Nx0.6m=240W工人拉力的功率為240W,D錯誤。故選B。.兩個質(zhì)量相同的鉤碼，下端固定有紙帶并穿過打點計時器，在拉力作用下兩鉤碼分別同時從同一位置開始沿豎直向上方向運動，紙帶上留下的點跡如圖（a）所示，它們的s—t圖像如圖（b）所示.則A.甲的拉力大B.甲的機械能小C.乙的動能小D.無法判斷【答案】C【解析】【詳解】A.在圖a中的甲、乙兩圖中，打點計時器打出的各點之間的距離是相同的，由此確定鉤碼在這兩種情況下都是處于勻速直線運動狀態(tài)，即平衡狀態(tài)，所受的力一定是平衡力，此時的鉤碼只受兩個力的作用：彈簧秤豎直向上的拉力和重力.根據(jù)二力平衡的條件可知這兩個力相等，即甲、乙的拉力都等于各自鉤碼的重力，由于鉤碼的質(zhì)量相等，則重力相等，所以甲的拉力等于乙的拉力.故A不符合題意；BCD.兩個鉤碼的質(zhì)量相同，由題意知，兩個鉤碼上升的高度相同，由圖(b)知，甲、乙上升相同的高度，甲所用時間小于乙所用時間，根據(jù)v=士可知，甲的速度大于乙的速度，所t以，甲的動能大于乙的動能，甲的勢能等于乙的勢能，機械能為動能和勢能之和，所以，甲的機械能大于乙的機械能.故B不符合題意.C符合題意.D不符合題意..如圖所示，小明拉著小車勻速行走在水平路面上，下列說法正確的是()A.小明拉著小車勻速行走時，小明對小車沒有做功B.小車的重力與地面給小車的支持力不是一對平衡力C.小明對小車的拉力與地面對小車的摩擦力是一對平衡力D.地面給小明的摩擦力方向是向后的【答案】B【解析】【分析】【詳解】A.小車在小明的拉力作用下，運動了一段距離，因此小明對小車做功了，故A錯誤：B.讀圖可知，小車受到小明的斜向上的拉力，小車的重力與地面給小車的支持力大小不相等，所以兩者不是一對平衡力，故B正確：C.讀圖可知，小明對小車的拉力與地面對小車的摩擦力沒有作用在同一直線上，不屬于平衡力，故C錯誤；D.小明的腳對地面有一個向后的摩擦力，同時地面對腳一個向前的摩擦力，故D錯誤。故選B。16.如圖甲所示，質(zhì)量不計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，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h時刻小球的動能最大t2時刻小球的動能最大C.匕到匕時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少D.t2到匕時間內(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】A.。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，在彈力增大到等于重力之前小球一直加速，所以ti時刻小球速度不是最大，動能也不是最大。故A錯誤。B.t2時刻是指彈簧被壓到最低點，此時小球速度為零，小球動能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。所以ti時刻小球動能最小。故B錯誤。CD.匕到t3時間內(nèi)是彈簧的彈性勢能向小球動能轉(zhuǎn)化的過程，匕時刻彈力為零即彈性勢能為零，小球動能最大。所以在匕到匕時間內(nèi)，小球動能一直在增加，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能。故C錯誤，D正確。17.如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做勻速直線運動，兩次拉動木塊得到的s-t關(guān)系圖像如圖乙所示。兩次對應(yīng)的彈簧測力計示數(shù)分別為&、F2,兩次拉力的功率分別為％、P2。.下列判斷正確的是（ ）A.Fi=F?,P、>P?B.F、>F2,Pi>P2C.Fi<Fz,Pi=P2 D.&VF?,P1VP2【答案】A【解析】【分析】【詳解】從圖乙可以看?到，兩次拉動，木塊都是做勻速直線運動，都是處于平衡狀態(tài)，水平方向受力平衡，拉力大小等于滑動摩擦力大小，而木塊的自身重力不變，接觸面的粗糙程度也不變，那么滑動摩擦力大小不變，兩次拉力的大小不變，即因木塊勻速直線運動，那么其功率可表示為尸=尸丫，從圖乙可看?到，第1次的速度大于第2次的速度，即匕〉匕那么可知故選Ao18.如圖，小球從某一高度自由落到一端固定在地面的輕質(zhì)彈簧上，在八處開始與彈簧接觸，下降到最低點8處后彈回，則小球的動能變化情況是（ ）?一?一叁AA.從A到B,動能不斷減小 B.從B到4動能不斷增大C.從4到B,動能先變大后變小，到8處為零D.從8到4動能先變大后變小，到4處為零【答案】C【解析】【分析】【詳解】物體從4點接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短（達到8點）的過程中，物體的運動過程為：在物體剛接觸彈簧的時候，彈簧的彈力小于物體的重力，合力向下，物體還是向下加速，當彈簧的彈力和物體的重力相等時，小球的速度達到最大，之后彈力大于重力，物體開始減速，直至減