【物理】物理功和机械能问题的专项培优练习题及答案

一、初中物理功和机械能问题1．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．2．在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（）A．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用B．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力【答案】C【解析】【分析】【详解】A．惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运动，是因为物体具有惯性。

故A错误；B．惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。

被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。

故B错误；C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故C正确；D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。

故D错误。

故选C。

3．关于能的概念，以下说法正确的是（）A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能C．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大D．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大【答案】A【解析】【分析】【详解】A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A正确；B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能，B错误；C．甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C错误；D．甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小，D错误。

故选A。

4．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，推力对它做了功B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功C．用手从地面提起水桶，手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】【分析】【详解】A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力已经不存在了，推力对它没有做功，A错误；B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力是竖直向上的，水桶在竖直方向上没有移动距离，即水桶在拉力的方向上没有移动距离，那么手的拉力对水桶没有做功，B 错误；C．用手从地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉力的方向上移动了距离，所以手的拉力对水桶做了功，C正确；D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力的方向上没有移动距离，那么推力在这个过程中对汽车没有做功，D错误。

故选C。

5．2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。

下列说法错误的是（）A．运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大B．运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的C．北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒【答案】A【解析】【分析】物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。

【详解】A．火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故A错误，符合题意；B．火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故B正确，不符合题意；C．火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故C正确，不符合题意；D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故D正确，不符合题意。

故选A。

6．立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为（）A．3×102J B．3×103J C．3×104J D．3×105J【答案】A【解析】【分析】【详解】中学生重力的平均值约600N，当起跳后重心升高的高度为：△h=0.5m；在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了，所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是：E=W=G△h=600N×0.5m=300J=3×102J，故A正确，BCD错误；应选A．7．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。

8．在四川抗震救灾现场，一块水泥板质量为 0.5 t，起重机在 5 s 内把它匀速提高 2m，此过程中（g=10N/kg）（）A．起重机对水泥板所做的功为 1×104J B．起重机对水泥板所做的功为 1×103JC．起重机提升水泥板的功率为 2×102 W D．起重机提升水泥板的功率为 5×102 W【答案】A【解析】【详解】AB．水泥板的质量m==0.5t500kg水泥板受到的重力500kg 10N/kg 5000N G mg ==⨯=起重机对水泥板所做的功45000N 2m 110J W Gh ==⨯=⨯故A 符合题意、B 不符合题意；CD ．起重机对水泥板所做功功率43110J 210W 5sW P t ⨯===⨯ 故C 、D 不符合题意。

故选A 。

9．炎热的夏天海口，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在水平马路匀速行驶过程中，以下说法正确的是（ ）A ．动能减少，机械能不变B ．动能不变，机械能减少C ．动能减少，机械能减少D ．动能增大，机械能增大【答案】C【解析】【分析】动能大小跟质量、速度有关；质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；重力势能大跟质量、高度有关；质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大；机械能=动能+势能。

【详解】洒水车在平直的马路上匀速行驶，在工作的过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能变小，重力势能变小，则洒水车的机械能变小。

故选C 。

10．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 。

11．如图甲所示，重为160N 的物体在大小为20N ，水平向左的拉力F 1作用下，沿水平地面以3m/s 的速度做匀速直线运动。

如图乙所示，保持拉力F 1不变，用水平向右的拉力F 2，拉物体匀速向右运动了1m ，若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（ ）A ．物体向左运动时，拉力F 1的功率P 1=60WB ．物体与地面之间的摩擦力f =20NC ．物体向右运动时，拉力F 2=40ND ．物体向右运动时，拉力F 2所做的功W 2=80J【答案】CD【解析】【分析】【详解】A ．由图甲可知，绳子承担物体受到的拉力的段数n 为2，物体以3m/s 的速度做匀速直线运动，在拉力作用下绳子末端的速度为223m/s 6m/s v v ==⨯=物 则物体向左运动时，由W Fs P Fv t t===可得拉力F 1的功率 1120N 6m/s 120W P F v ==⨯=故A 错误；B ．图甲中物体做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，而绳子承担力的段数n 为2，所以物体与地面之间的摩擦力12220N 40N f F ==⨯=故B 错误；C ．物体向右运动时，由于物体和地面没有改变，则所受摩擦不变，方向向左，同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为20N ，物体右侧的滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F 2，则有212280N F F f =+=解得F 2=40N ，故C 正确；D ．在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时，物体向右运动时，拉力F 2所做的功22240N 21m 80J W F s ==⨯⨯=故D正确。

故选CD。

12．如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（）A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B．在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功C．在c到d的过程中，没有力对铅球做功D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【答案】C【解析】【分析】【详解】图中从a到b过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对铅球做了功，A说法正确；从b到c过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功，B说法正确；从c到d的过程中，铅球受到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功，C说法错误；从a 到d的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状态在不断改变，D说法正确；答案选C．13．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．14．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。