备战中考物理易错题专题复习-功和机械能问题练习题含答案
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一、初中物理功和机械能问题 1.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。若人以0.6m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库。人拉货物的过程中,分析正确的是( )
A.货物移动距离为20m B.工人的拉力为400N C.工人做的有用功为43.610J D.工人拉力的功率为360W 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.从图中可以看到,两条绳子托着动滑轮,人以0.6m/s的速度匀速前行,那么货物的速
度是0.3m/s,经100s货物移动距离为 0.3m/s100s30msvt 货物移动距离为30m,A错误; B.由题意可知,货物的重力
600kg10N/kg6000NGmg
其摩擦力 0.10.16000N600NfG
由于货物匀速前行,绳对货物的拉力 600NFf
滑轮组的机械效率为75%,可得到 600N100%75%2sFs
拉
解得400NF拉,工人的拉力为400N,B正确; C.货物移动距离为30m,绳对货物的拉力为600N,则工人做的有用功为
4600N30m1.810JWFs
有
工人做的有用功为41.810J,C错误; D.由于人以0.6m/s的速度匀速前行,工人的拉力为400N,工人拉力的功率为
'400N0.6m240WPFv
拉
工人拉力的功率为240W,D错误。 故选B。 2.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
CBA
vvv
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CBAvvv,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。
故选D。
3.在雄壮的国歌声中,升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端,下面分析正确的是( )
A.缓缓上升,动能转化为重力势能
B.升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下
C.他对国旗做功的功率最接近于1W D.旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的
【答案】C 【解析】 【分析】 (1)影响动能的因素是质量和速度;影响重力势能的因素是质量和高度;在一定条件下,动
能和势能可以相互转化; (2)两个物体发生相对运动时,摩擦力方向与相对运动的方向相反;
(3)已知国旗重力,估计出旗杆高度,可以得到克服旗杆重力做的功;功与时间之比为功
率; (4)定滑轮的本质是等臂杠杆,所以不能省力。
【详解】 A.国旗匀速上升过程中,速度不变,质量不变,则动能不变,高度增大,国旗的重力势
能逐渐增大,没有动能转化为重力势能,故A错误; B.由于力的作用是相互的,升旗同学向下拉绳,升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向
上,故B错误; C.已知国旗的重力5N,旗杆大约10m高,克服国旗的重力做功为
5N10m50JWGh 国歌的演奏一遍的标准时间是50秒,他对国旗做功的功率最接近于 50J1W50sWPt
故C正确; D.国旗杆上的滑轮为定滑轮,则利用定滑轮升国旗,可以改变施力的方向但不能省力,
故D错误。 故选C。
4.一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,小石块的重力势能Ep随着时间的变化图像可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由题意可知,不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,石块做加速运动,石块在相同时间内下降的速度越来越大,石块所处的高度减小得越来越快,石块的重力势能Ep减小得越来越快,符合这一规律的只有C图,而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢,故D错误。 故选C。
5.甲物体放在光滑的水平面上,乙物体放在粗糙的水平面上,它们分别在相等的水平力F作用下移动相等的距离s,那么,力F对两物体所做的功( ) A.甲较多 B.乙较多 C.相等 D.无法确定 【答案】C 【解析】 【分析】 物体受力,且在力的方向上移动距离,力对物体做了功。 【详解】 根据条件,物体受力相同,移动的距离相同,则力对物体做的功相同,故C正确。 故选C。
6.一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼,他上楼过程中克服重力所做的功可能为 A.60J B.600J C.6000J D.0000J 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 上楼过程中要克服重力所做的功,根据题意知道,该同学的质量是50kg,所以体重是:G=mg=500N,楼层高度越是3m, 一楼走到五楼的高度大约是:h=4×3m=120m,所以,上
楼过程中克服重力所做的功是:W=Gh=500N×12m=6000J,故选C. 【点睛】 本题考查的是做功的计算,关键是公式的应用,重点是对楼层的估测,难度不大.
7.如甲图所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短.从a至c处的过程中,小球在b处速度最大.小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示.不计空气阻力,则从a至c处的过程
中,下列说法中正确的是( )
A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力
B.小球的重力势能先减小后增大
C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D.小球的动能一直减小
【答案】C 【解析】 【详解】 在小球向下压缩弹簧的过程中,小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力;在ab段,重力大于弹力,合力向下,小球速度越来越大;随着弹簧压缩量的增大,弹力逐渐增大,在b处弹力与重力相等,小球的速度达到最大;小球再向下运动(bc段),弹力大于重力,合力向上,小球速度减小;故A错误;小球从a至c的过程中,高度一直减小,小球的重力势能一直在减小,故B错误;小球下落压缩弹簧的过程中,不计空气阻力,机械能守恒,则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能,故C正确;由图乙可知,小球的速度先增大后减小,则小球的动能先增大后减小,故D错误;故应选C.
8.今年3月4日,在我市阳新地区下了一场冰雹.已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,且落地前已做匀速运动.关于冰雹的下落过程,下面说法正确的是( ) A.冰雹的重力势能越来越大
B.冰雹的机械能越来越小
C.当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功
D.冰雹受到的空气阻力越来越大,可能大于重力
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.冰雹下落过程中,高度减小,重力势能越来越小,故A错误;
B.由于冰雹要克服空气阻力做功,机械能会转化为内能,所以其机械能减小,故B正
确; C.当冰雹匀速下落时,冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动,所以空气阻力对冰雹是做功
的,故C错误; D.冰雹在运动过程中,速度变大,阻力变大,当阻力等于重力时,冰雹会做匀速直线运
动,速度保持不变,所以阻力不可能大于重力,故D错误. 故选B. 【点睛】 要能从能的转化理解冰雹的机械能变化,因为冰雹下落过程中克服阻力做功,最终转化为内能,所以机械能必定是减小的.
9.如左图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,其推力大小随时间变化的图像(F-t图像)和物体速度大小随时间变化的图像(v-t图像)分别如图所示,下列说法正确的是( )
A.当t=1s时,物体处于静止状态,摩擦力为0N B.当t=3s时,物体受到的摩擦力是3N C.在匀速直线运动阶段,拉力F做的功是16J D.2~4s内,物体的机械能保持不变
【答案】C