初中物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

初中物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

一、功和机械能选择题

1．如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是

A．若G1=G2，则F1＜F2，甲的机械效率高 B．若G1=G2，则F1＞F2，乙的机械效率高C．若G1＜G2，则F1＜F2，甲、乙的机械效率相同 D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效率高

【答案】D

【解析】

【详解】

A. 由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1=G2，则有用功也相同，所以机械效率相等，故A错误；

B. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1=G2,则F1

C. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1

D. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若<,则F1

【点睛】

要判断甲、乙两图的绳子段数来比较省力情况，由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相同通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低．

2．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．

3．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是

A．可以省力或省距离，但不能省功

B．可以省力，同时也可以省功

C．可以省距离，同时也可以省功

D．只有在费力情况时才能省功

【答案】A

【解析】

【详解】

使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A选项正确；

使用任何机械都不能省功，故B、C、D选项错误；

4．如图，在同样的水平面上，两人分别去推静止在水平面上重100N的同一课桌．小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动；小明用20N的水平推力，课桌在水平面上也做直线运动．则下列说法正确的是

A．小芳推课桌时，推力做功的功率为20W

B．小明推课桌时，课桌所受的摩擦力大小为20N

C．小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小为100N

D．小明推课桌时，课桌沿水平面也以2m/s做匀速直线运动

【答案】A

【解析】

小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动，则小芳推课桌时，推力做功的功率P=Fv=10N×2m/s=20W，故A正确．

根据小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动可知，课桌处于平衡状态，受平衡力的作用，课桌所受摩擦力的大小和推力相等，即f=F=10N；小明推课桌时，课桌对地面的压力和接触面粗糙程度不变，摩擦力大小不变，仍为10N，故B错误．小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为10N，

小明推课桌时，推力大于摩擦力，课桌做加速运动，故D 错误．

答案为A ．

5．在学习和生活中，我们要善于发现，善于思考。下列对身边物理量估测的数据，你认为符合实际的是

A ．八年级物理教科书重约100N

B ．人从一楼上到三楼做的功约3000J

C ．标准大气压约1×103Pa

D ．多数人脉搏跳动100次用时约15min

【答案】B

【解析】

【详解】

A 、八年级物理教科书的质量在0.2kg 左右。受到的重力在

左右，故A 不符合实际；

B 、初中生的体重在500N 左右，一楼到三楼的高度在6m 左右，人从一楼上到三楼做的功约为左右，故B 符合实际；

C 、标准大气压约1×105Pa ，故C 不符合实际；

D 、正常情况下，人的脉搏跳动一次的时间接近1s ，跳动100次的时间在

左

右，故D 不符合实际。

故选：B 。

【点睛】

此类型的题目要求对所学的物理量有熟悉的认知，特别是单位大小要认识清楚，能对生活中常见的物理量进行估计，要多注意理论联系实际，生活中留心积累。

6．扫地机器人是智能家用电器，正逐渐进人我们的家庭，如图是一款质量为1.5kg 集自动充电、清扫、吸尘的机器人，某次寻找充电电源过程中，在水平地面上2min 匀速行驶20m ，若机器人行驶过程的平均阻力为3N ，则关于机器人这次行驶过程中克服阻力做功和功率分别是

A ．300J ，2.5W

B ．60J ，0.5W

C ．60J ，30W

D ．360J ，3W 【答案】B

【解析】

【详解】

机器人这次行驶过程中克服阻力做的功：32060W fs N m J ==?=，故AD 错误；克服阻力做功的功率：600.5260W J P W t s

===?，故B 正确、C 错误。

【点睛】

本题考查了做功公式和功率公式的应用，是一道较为简单的计算题。

7．以下简单机械的使用属于费力杠杆的是（）

A．道钉撬B．钓鱼竿C．定滑轮D．手推车

【答案】B

【解析】

A、道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；

B、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；

C、定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C错误；

D、手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误．

故选B．

【点睛】杠杆的分类主要包括以下几种：

①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．

8．如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是

A．货物被举高后内能增加了

B．列车进站速度减小后内能增加

C．握力计被握扁后其弹性势能减小

D．飞机升空后高度增加内能变大

【答案】B

【解析】

【详解】

A、货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A错误；

B、列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B正确；

C、握力计发生形变后弹性势能增加，故C错误；

D、飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D错误．

故选B．

【点睛】

注意分清楚内能与机械能是完全不同的两种形式的能，内能是分子动能与分子势能的和，而机械能是宏观物体的动能与势能的和，两种形式的能之间没有关系．

9．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图象如图，根据图象，下列判断正确的是（）

A．两次物体运动的速度：v1＜v2

B．两次物体所受的拉力：F1＞F2

C．0﹣8s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2

D．0﹣8s两次拉力对物体所做的功：W1＝2W2

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由图象知道，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，即v1＞v2，故A错误；

B．由图象知道，两次物体都做匀速直线运动，即物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；又因为是同一物体，在同一水平面上运动，故对水平面的压力和接触面的粗糙程度均相同，所以，两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等；即两次物体所受的拉力相等，大小是F1 =F2 =f，故B错误；

CD．由图象知道，0～8s物体第一次通过的路程为0.8m，第二次通过的路程为0.4m，又知两次拉力相等，由W=Fs知道，两次拉力对物体所做的功满足：

W1 =2W2；

由

W

P

t

知道，0～8s两次拉力对物体做功的功率是：

P1＞P2，

故C错误，D正确。

10．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化．则

A．小球在A处的动能等于在D处的动能

B．小球在A处的动能大于在D处的动能

C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能

D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能

【答案】D

【解析】

【详解】

AB．根据题意，小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化，所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小．观察图象，发现小球在A处比在D处所处的高度较高，具有的重力势能较大，所以小球在A处具有的动能较小，故A、B选项都不正确．

CD．根据题意“小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化”，所以在整个过程中没有能量的损耗，动能和势能的总和即机械能是不会减少的，小球在各处的机械能都是相等的，故D正确，C不正确．

11．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v．已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示，则（）

A．V＝1/2V0 B．ｔ1至ｔ2时间段内汽车做加速运动

C．Ｆ０＝1/2ｆ D．ｔ2时刻后，汽车将保持功率Ｐ0行驶

【答案】A

【解析】由题知，t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，则有

P0=F0v0………①

t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，在该瞬间汽车的速度不变

（仍为v0），牵引力F0减小为，所以………………..②

由①②可得，.

AD．由题，t1时刻后汽车的功率保持恒定，由前面分析可知，汽车的功率将保持不变，故D错误；

到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，由图可知，汽车再次做匀速直线运动时的牵引力与开始时做匀速直线运动的牵引力大小相等，均为F0.

根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度：，故A正确；B．由图可知，t1到t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可知，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故B错误；

C．汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0=f，故C错误。

12．如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离．下列说法正确的是（不计空气阻力）（）

A．钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性

B．木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多

C．钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大

D．木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持

【答案】B

【解析】

【详解】

A．钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用，而不是因为它具有惯性，故A错误；B．根据W=Fs可知，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，故B正确；

C．钢球在斜槽上向下滚动时，不计空气阻力，但钢球还受到摩擦力作用，钢球滚下时需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以，钢球的机械能会减少，故C错误；

D．木块被撞出一段距离，是因为木块受到力的作用，其运动状态发生了变化，不能说明物体的运动需要力来维持，故D错误。

13．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F－t和v－t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（）

A．当t＝2 s时，物体处于静止状态，摩擦力是0

B．当t＝3 s时，物体受到的摩擦力是7 N

C．4～6 s内，拉力F做的功是20 J

D．2～4 s内，物体的机械能保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】

A．由图乙可知，当t=2 s时，物体处于静止状态，摩擦力等于拉力的大小为3N，故A错；B．当t=3 s时，物体受到的拉力的小为7N，此时物体受力不平衡，物体受到摩擦力等于5N，故B错；

C．4﹣6 s内，拉力的大小为5N，物体通过的距离为4m，拉力F做的功是20 J，故C正确；

D．2﹣4 s内，物体的速度是不断变大的，机械能增加，故D错；

应选C．

14．2018年5月21日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是

A．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能

B．火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失

C．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能

D．火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力

【答案】A

【解析】

分析：（1）火箭是热机的一种，工作时，燃料的化学能转化为燃气的内能，高温高压的燃气推动火箭升空，燃气的内能转化成火箭的机械能；

（2）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，任何物体都具有惯性，惯性是物体本身的一种性质；

（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，当动能转化成重力势能时，动能减小，重力势能增加；

（4）火箭加速运动时，不受平衡力，受到重力，摩擦力还有推力作用．

解答：A、火箭点火发射时，产生的燃气内能转化为火箭升空的机械能，故A正确；

B、火箭点火升空过程中，仍然具有惯性，因为惯性是物体本身的一种性质，故B错误；

C、火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，故动能增加，同时高度增加，重力势能增大，故不是重力势能和动能的转化，故C错误；

D、火箭加速上升，受力不平衡，火箭受的向上的推力大于向下的重力，合力向上，火箭加速上升，故D错误．

故选A．

【点睛】本题通过卫星发射，考查了力与运动的关系、运动和静止的相对性以及热机工作时的能量转化，涉及的知识点较多，需要认真分析，认真解答．

15．如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t关系图象如图乙所示．两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次

拉力的功率分别为P1、P2,下列判断正确的是（）

A．F1>F2，P1>P2B．F1=F2，P1>P2C．F1>F2，P1=P2D．F1

【答案】B

【解析】

【详解】

由图乙可知两次情况下，木块作匀速直线运动，所以拉力和摩擦力是一对平衡力，即F= f．因运动过程中所受摩擦力是滑动摩擦力，滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，木块运动过程中压力和接触面粗糙程度不变，所以两次情况下摩擦力不变，即拉力F1＝F2，由图乙可知v1>v2，因为拉力功率P=Fv，F1＝F2，所以P1＞P2，故B符合题意．

16．在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（）

A．B．C．D．

【答案】A

【解析】

影响动能大小的因素是：质量与速度．质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素是：质量与被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．小明把排球竖直向上抛出，在排球向上运动的过程中，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，到达最高点时速度为零，动能为零；然后排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，所以，排球在运动中动能先变小至零，然后再变大，故A图符合题意，故选A．

点睛：本题考查的是影响动能、重力势能的因素，注意利用控制变量法判断动能、重力势能的变化即可．

17．将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上，对物理课本所做的功最接近

A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J

【答案】C

【解析】

一本物理课本的质量m=200g=0.2kg，

G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，

课桌高度约为1m，

人对课本做的功：W =Gh =2N×1m=2J．

故选C ．

18．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km ，用时5min45s ，消耗燃油

1.5kg ，已知汽车的牵引力是2000N ，燃油的热值为4.6×107J/kg ，假设燃油完全燃烧．通过计算可知，下列结果正确的是（ ）

①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J

③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%

A ．只有①和②

B ．只有②和③

C ．只有①和④

D ．只有②和④

【答案】D

【解析】

①汽车行驶速度是： 6.9km 72km/h=20m/s 345h 3600

s v t =

==，故①错误； ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是： 771.5kg 4.610J/kg 6.910J Q mq ==??=?放，故②正确；

③匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力，所以汽车牵引力做功的功率是： 200020m/s=40000W=40kW P Fv N ==?，故③错误；

④汽车发动机的做的功为：

372000N 6.910m 1.3810J W Fs ==??=?，

汽车发动机的效率是：

771.3810J 100%=20%6.910J

W Q η?==??放，故④正确．. 故选D ．

点睛：综合考查了速度、热值、功、功率、效率的计算，综合性较强，需要注意的是：各个公式应用时，单位要统一，一般都使用主单位，特别是热值公式应用时，有时要用到体积，有进要用到质量，要统一单位后再计算．

19．运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气阻力，下落时的速度一时间图线如图所示，g =10N/kg.从第10s 到第30这个过程中，人（包括装备）

A．动能一直在变大B．重力势能先变大后不变

C．机械能一直在变小D．重力势能一直在转化为动能

【答案】C

【解析】

【详解】

A．动能大小的影响因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先变大再不变再变小，因此动能也是先变大再不变再变小，故A选项错误，不符合题意；

B．重力势能大小的影响因素有质量和高度，在整个过程中，质量不变，高度逐渐变小，因此重力势能减小，故B选项错误，不符合题意；

C．在下落过程中，阻力做功导致机械能转化为内能，因此机械能减小，故C选项正确，符合题意；

D．由图像可知，有两段速度不变的过程，在这两段过程中，动能不变，不存在重力势能转化为动能的情况，故D选项错误，不符合题意。

20．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置，松手后，木块最终停止在图乙所示位置。下列说法正确的是（）

A．弹簧被压缩过程中，长度变短，弹簧的弹性势能减小

B．木块被弹簧弹离后的瞬间，如果它受到的力全部消失，木块将立即停止不动

C．木块从被弹簧弹离至停止前的过程中，速度减小，縻擦力不变

D．图乙中，木块受到的支持力和木块对水平面的压力是一对平衡力

【答案】C

【解析】

【详解】

A．弹簧被压缩过程中，长度变短，形变变大，所以弹簧的弹性势能增大，故A错误；B．木块被弹簧弹离的瞬间具有一定的速度，如果它受到的力全部消失，由牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动；故B错误；

C．木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中，木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变，所以摩擦力的大小是不变的，故C正确；

D．木块受到的支持力和木块对水平面的压力作用在不同物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故D错误。