中考物理功和机械能问题(大题培优 易错 难题)含答案

一、初中物理功和机械能问题1．用水平拉力先后两次拉着重为20N 的同一物体，沿同一水平面做直线运动．第一次拉力为10N ，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20J 的功；第二次拉力增大为20N ，拉力对物体做了48J 的功．分析两次做功过程，以下判断正确的是A ．第一次物体受到的摩擦力是10N ，物体运动了1mB ．第一次物体受到的摩擦力是20N ，物体运动了2mC ．第二次物体受到的摩擦力是10N ，物体运动了2.4mD ．第二次物体受到的摩擦力是20N ，物体运动了4.8m【答案】C【解析】【分析】【详解】AB ．物体在水平面上做匀速直线运动时，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，故物体受到的拉力：F =f =10N ；根据W =Fs 可知，第一次物体通过的距离 11120J2m 10NW S F ===， 故AB 错误； CD ．若增大拉力，而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变，因此，物体受到的摩擦力不变，仍为10N ；根据W=Fs 可知，第二次物体通过的距离：22248J 2.4m 20NW S F ===， 故C 正确，D 错误．2．如图所示，木块以一定的速度滑过A 、B 点，到C 点滑出下落至D 点，A 和B 、C 和D 之间的垂直距离均为h 。

若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是( )A ．D 点与A 点相比，动能增大，势能减小，机械能不变B ．A 点到C 点减少的重力势能大于C 点到D 点减少的重力势能C ．B 点的动能可能等于A 点的动能，但可能大于C 点的动能D ．B 点的动能可能等于D 点的动能，但一定大于A 点的动能【答案】C【解析】【详解】A．D点与A点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误；B．A和C、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D 点减少的重力势能，故B错误；C．斜面粗糙，则AB段有可能匀速，但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度，所以，B点的动能可能等于A点的动能，一定大于C点的动能，故C正确；D．木块从B到C，因为有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，B点的动能可能等于D点的动能，但与A点的动能大小不确定，故D错误。

故选C。

3．跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg，每次跳起高度约为 6 cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（）A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．下落过程中小明的重力势能保持不变C．小明跳一次克服重力做功约 3J D．小明在这一分钟内跳绳的功率约为 50W 【答案】D【解析】【详解】A. 向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B错误；C. 小明的重力为：G=mg=50kg×10N/kg=500N，小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500N×0.06m=30J，故C错误；D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：P=Wt总=30J10060s=50W，故D正确。

故选D。

4．工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。

在此过程中下列说法不正确．．．的是（ ）A ．绳子自由端沿水平方向移动了4mB ．物体受到的拉力为750NC ．拉力F 的功率为375WD ．该滑轮组的机械效率一定小于100% 【答案】B【解析】【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据A s ns =求出绳子自由端沿水平方向移动；(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据A 0.4F f G ==求出物体受到的拉力；(3)根据W Fs =求出拉力F 做的功，根据=总W P t求出拉力F 的功率； (4)任何机械效率一定小于100%。

【详解】A ．由图可知，n =2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离 A 22m 4m s ns ==⨯=故A 正确，不符合题意；B ．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力A 0.40.41500N 600N F f G ===⨯=故B 错误，符合题意；C ．拉力F 做的功375N 4m 1500J W Fs ==⨯=总则拉力F 的功率1500J 375W 4sW P t ===总 故C 正确，不符合题意； D ．该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故D 正确，不符合题意。

故选B 。

5．把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。

乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。

下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（ ）A．是由水的内能转化来的B．是由水的重力势能转化来的C．是由乒乓球的内能转化来的D．是由乒乓球的化学能转化来的【答案】B【解析】【分析】机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。

【详解】松手后，乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上，乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能减小，重力势能转化为乒乓球的机械能。

故选B。

6．小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦,针对这一现象，小明得出了4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率；其中正确的为（）A．①、②、③B．②、③、④C．①、③、④D．①、②、③、④【答案】D【解析】【分析】【详解】①在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于()=+W Fs G G h=总动故F1做的功等于F2做的功，①正确；②在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为()W Gh G W G G G G h η===++有用总动动 即机械效率相等，故②正确； ③甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为()112F G G =+动 乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为 ()213F G G =+动 所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，③正确； ④两次拉力做的功，用时也相等，根据W P t =知，F 1做功的功率等于F 2做功的功率，④正确；故选D 。

7．小明用弹簧测力计拉动木块，使它沿同一水平木板滑动，如图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像．下列说法正确的是A ．木块两次具有的动能一样大B ．两次拉力对木块做的功一样多C ．木块第一次受到的拉力较大D ．第一次拉力对木块做功的功率较大【答案】D【解析】【详解】 A ．由图知，第一次物体的速度较大，第一次物体的动能较大，故A 错误；B ．从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，由W =Fs 可知，但是在没有指出是相同时间内，因此不能比较二者做功多少，故B 错误；C ．由A 分析知，木块两次受到的拉力相等，故C 错误；D ．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式P =Fv 可知，力F 相同，第一次速度v 大，所以功率大，故D 正确。

8．如图所示，水平地面O 点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N 的力F ．物体经过M 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO 段做匀速直线运动，F 在MN 、OP 段做功分别为W MN 、W OP ，功率分别为P MN 、P OP ，则A ．W MN <W OPB ．W MN >W OPC ．P MN >P OPD ．P MN <P OP【答案】D【解析】【分析】【详解】物体经过M 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO 段做匀速直线运动，由图可得MN 的距离等于OP 的距离，根据功的公式W=FS 可知：在F 相同和S 相同的情况下，W 应该相同，所以AB 均错误；在做功相同时，MN 段所用时间是OP 段时间的2倍，根据P=W/t ，得出P MN <P OP ；答案选D ．9．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A 点以速度v 沿轨道滚下，经过另一侧高点B 后到达最高点C ．下列分析不正确的是（ ）A ．小球在A 、B 、C 三点的速度大小关系是C B A v v v <<B ．小球在A 、B 两点的动能之差等于小球从A 点到B 点克服摩擦力做的功C ．小球在A 、B 两点具有的重力势能相同D ．整个过程只有重力对小球做功【答案】D【解析】【分析】【详解】A ．小球运动过程中会克服摩擦力做功，且质量不变，故从A 运动到C 的过程中，机械能减小，小球在A 与B 点的势能相同，故在A 点的动能大于B 点的动能，C 点最高，故小球在C 点的势能最大，动能最小，所以C B A v v v <<，故A 正确，不符合题意； BC ．A 、B 两点高度相同，小球的质量不变，故小球的重力势能相同，小球从A 点运动到B 点，会克服摩擦力做功，动能减小，动能之差等于克服摩擦力所做的功，故B 、C 正确，不符合题意；D ．整个过程中，摩擦力也会对小球做功，故D 错误，符合题意。

10．如图所示，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但没有推动，下列说法正确的是()A．箱子虽然没有被推动，但小明对箱子做了功B．箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力C．箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D．箱子没有被推动，选择的参照物是地面【答案】D【解析】【分析】【详解】A．箱子没有被推动，有力但没有距离，小明对箱子不做功，故A错误；B．箱子没有被推动处于静止状态，受到的是平衡力，推力等于摩擦力，故B错误；C．箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故C 错误；D．箱子没有被推动，相对于地面的位置没有改变，选择的参照物是地面，故D正确；故选D。

11．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。

通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则A．t1时刻小球的动能最大B．t2时刻小球的动能最大C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少D．t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】D【解析】A．t1时刻是小球与弹簧开始接触的时刻，此时小球向下加速运动，在弹力增大到等于重力之前小球一直加速，所以t1时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。