初中物理功和机械能解题技巧及练习题及解析

初中物理功和机械能解题技巧及练习题及解析

一、功和机械能选择题

1．下列事件中，力对物体做了功的是（）

A．用力推汽车，没有推动

B．将重物从一楼扛到二楼

C．举重运动员举着杠铃保持不动

D．提着水桶在水平路面上匀速前行

【答案】B

【解析】用力推汽车，没有推动，对汽车有力的作用，但汽车没有移动距离，所以不做功，故A不合题意；将重物从一楼扛到二楼，重物在提力的方向上移动了距离，做了功，故B符合题意；举重运动员举着杠铃站着不动，有力但没有移动距离，不做功，故C不合题意；提着水桶在水平路面上匀速前行，力与距离的方向互相垂直，所以不做功．故D不合题意；故应选B。

2．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 <η2

C．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=W

W

有用

总

即可比较出二者机械效率

的大小．

【详解】

（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W 1小于W 2,η1大于η2.

故选C.

3．如图所示，一长为L 的直杆可绕O 点转动，杆下挂一所受重力为G 的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60o.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F ，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的

A ．拉力F 的大小保持不变

B ．拉力F 和物块重力G 是一对平衡力

C ．这个过程中物块重力所做的功为12GL

D ．这个过程中直杆一直都是费力

杠杆

【答案】C

【解析】

【详解】 A ．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F 逐渐变小，故A 错误；

B ．拉力F 和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B 错误；

C ．杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度12h L =，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L 处，所以物体下降高度1122

h L L L =-=V ，所以物体重力做功 12

W G h GL ==V ，故C 正确； D ．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D 错误。

4．如图所示，在粗糙程度相同的地面上，手推木块向右压缩弹簧；释放木块，木块沿水平地面向左运动；离开弹簧后，木块运动到某一位置停下．下列说法中正确的是

A．木块在弹簧恢复原状过程中，所受弹力变大

B．木块离开弹簧后，受到的滑动摩擦力变大

C．木块离开弹簧后能继续运动，是因为它有惯性

D．弹簧恢复原状过程中，弹性势能变大

【答案】C

【解析】

【详解】

A．木块向左运动过程中，弹簧变长，弹簧的形变逐渐减小，弹力逐渐变小，故A错误；B．木块离开弹簧后，木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变，摩擦力就是不变的，方向向左，故B错误；

C．木块离开弹簧后，不再受弹簧弹力的作用由于惯性可以继续前进，故C正确；

D．恢复原状时，弹性形变不断减小，弹性势能减小，故D错误．

5．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．

6．如图，将铁锁从贴着鼻子尖释放，铁锁摆回时并没有碰到鼻子尖，下列说法正确的是

A．铁锁向最低处摆动过程中动能转化为重力势能

B．铁锁向最低处摆动过程中重力不做功

C．铁锁从释放到摆回的过程中机械能减小

D．铁锁在最低处的机械能最大

【答案】C

【解析】

【详解】

A．铁锁向最低处摆动过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。故A错误；

B．铁锁向最低处摆动过程中，重力的方向竖直向下，铁锁高度降低，即向下运动了一定距离，所以重力做功。故B错误；

C．铁锁从释放到摆回的过程中，要克服空气的摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能减小。故C正确；

D．铁锁在来回摆动的过程中，克服摩擦做功，机械能不断减少，所以在最初释放时机械能最大。故D错误。

7．古代战争中，军队用投石车投出巨石攻击城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是

A．巨石在上升过程中动能不断增大

B．巨石在最高点时动能为零

C．巨石在下降过程中动能转化为重力势能

D．巨石在下降过程中重力势能不断减小

【答案】D

【解析】

A、巨石运动过程中，上升阶段，速度减小，动能减小；故A错误；

B、巨石在最高点时仍保持一定的速度运动，动能不为零；故B错误；CD、巨石下落过程速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能；故C错误，D正确．故选D．

8．一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（）

A．球在甲、丙两个时刻的动能相等

B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大

C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小

D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小

【答案】B

【解析】

【详解】

由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的弹性势能转化动能，弹性势能减小，动能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B正确，ACD错误．

9．关于能量及能量之间的转化，下列说法正确的是（）

A．火山具有内能，冰山不具有内能

B．火箭在加速上升时，机械能保持不变

C．拦河大坝使水位升高，增大了水的动能

D．坠落的陨石在空中划过一道亮光时，机械能转化为内能

【答案】D

【解析】

【分析】

（1）物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，任何物体都具有内能；（2）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素有质量和速度；（3）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度；（4）物体克服摩擦力做功时，机械能转化为内能．

【详解】

A. 任何物体都具有内能，冰山和火山都有内能，该选项说法不正确；

B. 火箭加速上升时，动能增大，重力势能也增大，因此机械能是增大的，该选项说法不正确；

C. 拦河坝使水位升高，增大了水的重力势能，该选项说法不正确；

D. 陨石在空中运动出现亮光，是因为它与空气摩擦，机械能转化为内能，温度升高而燃烧的现象，该选项说法正确。

故选D.

10．如图所示是探究“动能的大小与什么因素有关”实验的示意图。小球从a处由静止滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断不正确的是（）

A．从a到b小球的势能减小，动能增大

B．到达c处，小球的势能最小，动能最大

C．从c到d处，小球的机械能增大

D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能为零

【答案】C

【解析】

【详解】

A．从a到b，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故A 正确，不符合题意。

B．到达c处，小球到达平面，小球的势能最小，小球的质量不变，速度最大，动能最大。故B正确，不符合题意。

C．从c到d处，小球高度不变，重力势能不变，速度逐渐减小，动能减小，所以机械能减小，故C错误；符合题意。

D．到达d处，小球质量不变，小球撞击木块后，速度不断减小，动能不断减小，到d点停止，速度为零，动能为零，木块到达d处速度为零，动能也为零，故D正确，不符合题意。

11．山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以

A．减小所必需的牵引力 B．提高机械效率

C．提高功率 D．减小所做的功

【答案】A

【解析】

A. 斜面模型加长了运动距离，但可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，说法正

确，符合题意。 B. 从机械效率的公式η可知，要想判断机械效率的大小，应该同

时考虑有用功和总功，说法错误，不符合题意。C. 从功率的计算公式P可知，要想判断功率的大小，应该同时考虑做功的多少和做功的时间，说法错误，不符合题意。D. 从功

的原理可知，使用任何机械都不省功，说法错误，不符合题意。

12．如图,一个小球在地面上弹跳,下列分析错误是

A．小球从A处到B处重力势能增大

B．小球从B处到C处动能增大

C．小球在B处比D处重力势能大

D．小球在A、C、E三处机械能总量相等

【答案】D

【解析】

【详解】

A. 小球从A处到B处，质量不变高度增大，所以重力势能增大，故A选项正确；

B. 小球从B处到C处，质量不变，在重力作用下速度逐渐增大，所以动能增大，故B选项正确；

C. 小球在D处比B处，质量不变高度降低，所以重力势能变小，故C选项正确；

D. 看图可知小球在弹跳过程中，每次触地反弹至最高点的高度逐渐减小，说明其机械能在运动过程中减小，所以A、C、E三处机械能总量并不相等，故D选项错误符合题意．

13．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（）

A．拉力F甲小于拉力F乙

B．F甲做的功大于F乙做的功

C．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率

D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率

【答案】D

【解析】

【详解】

由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由

W额＝G动h可知W甲额＝W乙额，因为W总＝W有+W额,所以W总甲＝W总乙。A. 由图可知,n1＝2,n2＝3，不计绳重及摩擦，则F甲＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝55N，F乙＝（G+G 动）＝×（100N+10N）＝36.7N

η＝可知,η甲＝η乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P＝,由于W总甲＝W总乙、时间t也相同,所以P甲＝P乙，故D正确；故选D.

【点睛】

甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值．

14．如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图．小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下．下面的一些判断正确的是（）

A．从a到b，小球的势能不变，动能增大

B．从b到c，小球的势能增大，动能增大

C．到达c处，小球的势能最小，动能最大

D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大

【答案】C

【解析】

【详解】

A．从a到b小球的质量不变，高度减小，重力势能减小,故此选不合题意；

B．从b到c小球的质量不变,高度减小,重力势能减小,故此选项不合题意；

C．到达 c处，小球到达平面，小球的势能最小，小球的质量不变,速度增大，动能最大，此选项符合题意；

D．到达d处，小球质量不变，与 c处相比高度不变,重力势能不变，小球质量不变，小球撞击木块后，速度不断减小，动能不断减小，到d点停止，速度为零，动能为零，此选项不合题意．

15．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示.．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则它们的关系正确的是（）

A．F1＞F2 P1＞P2B．F1＜F2 P1＜P2

C．F1=F2 P1＜P2D．F1=F2 P1＞P2

【答案】D

【解析】

【详解】

由图像知道，木块两次都进行匀速直线运动，所以拉力等于滑动摩擦力，又因为两次拉着同一物体在同一水平面上运动，所以滑动摩擦力相等，即两次弹簧测力计示数F1=F2；由图象知道，第②次的运动速度v较小，由P=Fv知道，在当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，所以，P1＞P2，故选D．

16．掷实心球是某市的中考体育加试项目之一．掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）．则实心球（）

A．在a处重力势能最小

B．在b处动能为零

C．在a、b、c三处机械能相等

D．在d处动能为零

【答案】C

【解析】

重力势能的大小与物体的质量，高度有关，由图可知，d、e两点高度最小，重力势能最小，故A错误；

球在最高点b处时，在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B错误；

不计空气阻力，则说明球在空中的机械能是守恒的，故在a、b、c三处的机械能相等，C 正确为答案；

球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D错误；

17．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的s t 图像如图所示.根据图像，下列判断正确的是（）

A．物体10 s时的速度大于4s时的速度

B．0～6 s拉力对物体所做的功大于6～12 s拉力对物体所做的功

C．0～6 s拉力对物体做功的功率小于6～12 s拉力对物体做功的功率

D．0～6 s物体所受的拉力大于6～12 s物体所受的拉力

【答案】B

【解析】

A、从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s的速度大于6～12s的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；BD、0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s物体所受的拉力等于6～12s物体所受的拉力，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m，由W＝Fs可知，0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功，故B正确，D错误；C、由于速度发生了改变，根据P＝Fv可知，由0～6s的速度大于6～12s的速度，0～6s拉力对物体做功的功率大于6～12s拉力对物体做功的功率，故C错误．故选B．

18．小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动．他先在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内，电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11 s时停止，测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示，则

A．0~2 s的过程中，小明的动能不变

B．2 s~10 s的过程中，小明的重力势能转化为动能

C．10 s~11 s的过程中，小明的机械能不断减小

D．0~11 s的过程中，小明的机械能不断增大

【答案】C

【解析】

【详解】

A．0～2s的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故A错误；

B．2s～10s的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故B错误；C．10s～11s的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在

降低的，所以重力势能在减小，故小明的机械能不断减小，C正确；

D．0～11s的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故D 错误；

故选C．

19．跳绳是中考体育项目，小强每跳起一次，克服重力做的功最接近（）

A．3J B．30J C．300J D．600J

【答案】B

【解析】小强同学每跳起一次，克服重力所做功：W=Gh=50kg×10N/kg×0.05m=25J，最接近于30J．

故选B．

20．如图所示,用滑轮组提升重物时,重200N的物体在5s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为120N,如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中

A．绳子自由端被拉下3m B．拉力F做的功为200J

C．滑轮组的机械效率是83.3% D．拉力F的功率是40W

【答案】C

【解析】

【详解】

A、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m时，绳子的自由端应被拉下2m，故A错误；

B、拉力为120N，绳子的自由端应被拉下2m，则拉力做功为：

，故B错误；

C、滑轮组的机械效率，故C正确；

D、拉力F的功率，故D错误．

故选C．

【点睛】

涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。