(物理)物理功和机械能试题类型及其解题技巧及解析
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（物理）物理功和机械能试题类型及其解题技巧及解析一、功和机械能选择题1．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）A．1s B．2s C．3 s D．4s【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。
2．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到A．a点B．b点C．c点D．d点【答案】C【解析】【详解】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。
故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。
3．跳远运动的几个阶段（不计空气阻力）如图所示，关于运动员的下列说法正确的是（）A．在助跑阶段动能不变B．在起跳时动能最大C．在最高点时势能最小D．落地时势能最大【答案】B【解析】A. 助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，因此重力势能不变。
机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此机械能增大，故A错误。
B. 起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，故B正确。
C. 最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故C错误。
D. 落地时势能最小，故D错误。
点睛：动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。
4．如图，小聪用力将水平地面上的箱子拉走了；小明用力推箱子，但没有推动．下面关于做功的分析，正确的是A．小明、小聪都没有对箱子做功B．小明对箱子做了功，小聪对箱子没有做功C．小聪对箱子做了功，小明对箱子没有做功D．小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功，小明在推箱子时，箱子的重力没有做功【答案】C【解析】【详解】根据做功的两个要素分析解答：（1）小明用力推箱子，但箱子没有运动，只有力的作用，没有在力的方向上通过距离，所以他对箱子没有做功；（2）小聪用力将箱子拉走了，在力的方向上通过了距离，因此她对箱子做了功，故AB错误，C正确；（3）重力的方向是竖直向下的，箱子无论沿水平方向是否运动，箱子的重力都没有做功，故D错误．故选C．【点睛】重点是做功的判断，要根据做功的两个要素进行判断，一要有力作用在物体上，二是物体在力的方向上通过一段距离，当力与物体运动方向垂直时，此力不做功．5．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（）①五楼到一楼的高度H；②从一楼到达五楼所用的时间T；③每个同学的体重G；④四楼到五楼楼梯的长度L。
A．①②③B．②③④C．①③D．②③【答案】D【解析】【详解】由功率公式得W GHP==T T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。
6．下列事例中，有力对物体做功的是A．小明背着书包在水平路面上前进B．跳水运动员从跳台跳下C．举重运动员举起杠铃停在空中不动D．足球被踢出后在草地上滚动【答案】B【解析】A、背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，不符合题意；B、跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，符合题意．C、举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，不符合题意．D、足球在光滑水平面上，依靠的是足球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，不符合题意．故选B．7．如图所示的光滑轨道，BC为水平面，小球从A点静止释放运动到C点的过程中，小球的动能和重力势能的变化情况是（）A．A到B小球的重力势能不变B．A到B小球的动能减少C．B到C小球的重力势能增大D．B到C小球的动能不变【答案】D【解析】【详解】A．由图示可知，小球从A到B高度减小，重力势能减小，故A错；B．小球从A到B速度变大，动能增大，故B错；C．小球从B到C高度不变，重力势能不变，故C错；D．由于平面是光滑的，小球不受摩擦力，所以小球在平面上是匀速直线运动，所以从B 到C的速度不变，动能不变，故D正确．8．如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装置所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙装置所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则A．W1 = W2，η1 =η2B．W1 = W2，η1 <η2C．W1 < W2，η1 >η2D．W1 > W2，η1 <η2【答案】C【解析】【分析】由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用η=WW有用总即可比较出二者机械效率的大小．（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；（3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。
即W1小于W2,η1大于η2.故选C.9．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，推力对铅球做了功B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功C．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功【答案】C【解析】A. 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，已经脱离手，所以推力对它不再做功，向前运动是因为惯性，故A错误；B. 提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力向上，而桶水平运动，所以拉力不做功，故B错误；C. 用手从地面提起水桶，手的拉力向上，水桶向上运动，符合做功的条件，所以拉力做功，故C正确；D. 用力推一辆汽车，汽车静止不动，距离为零，所以不做功，故D错误．选C．点睛：重点是是否做功的判断，要牢记做功的两个要素，即力和距离，且距离必须是在力的作用下通过的距离．当距离为零时，用再大的力，做功也是零．10．如图所示的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等．若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是A．W1＝W2＝W3B．W1＜W2＜W3C．W1＝W2＜W3D．W2＜W1＜W3【答案】C【解析】【详解】定滑轮的特点是不省力，也不省距离，拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的W 1=F 1s ；直接拉物体时，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s ，拉力做的功是：W 2=F 2s ；动滑轮的特点是可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s ，拉力做的功是：W 3=F 32s ；又因为拉力F 1、F 2、F 3大小相等，综上分析知道：W 1=W 2=Fs ＜W 3=2Fs ，11．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 η 与物重 G 物的关系，改变 G 物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 η 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 η 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 4ND ．G 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W W Gh GW W W Gh G h G G η====+++有用有总有额动动求得动滑轮的重力，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η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η=80%， 不计绳重和摩擦，W W Gh GW W W Gh G h G G η====+++有用有总有额动动，即：12N 80%12N G =+动， 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：1112N 3N 5N 33F G G 物动（）（）=⨯+=⨯+=，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：W G h =额轮，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 。
12．一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对此，下列说法中错误的是 A ．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少 B ．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多C ．爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大D ．爬相同的楼梯, 父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大 【答案】C 【解析】（1）因为父亲的体重大小儿子的体重，两人上楼的高度相同，根据公式W=Gh 可知，父亲做的功多，故AB 正确．（2）爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子做功比父亲少，儿子又比父亲用时间短，根据公式P=Wt可知，不能判断儿子的功率一定大，故C 错误．（3）爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲比儿子做功多，时间又短，根据公式P=W t可知，父亲的功率一定大，故D 正确． 故选C ．13．根据如图所示的几个情景，下列说法正确的是（ ）A ．女孩搬起一个箱子，女孩对箱子做了功B．司机费了很大的力也未能推动汽车，但司机对汽车做了功C．吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对货物做了功D．足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球做了功【答案】A【解析】【详解】A．女孩搬起一个箱子，女孩给箱子一个向上的力，箱子在力的方向上移动了距离，女孩对箱子做了功，故A正确。
