(物理)初中物理功和机械能单元测试(解析版)
（物理）初中物理功和机械能单元测试（解析版）
一、选择题
1．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。
2．如图，小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子，但没有推动，则此时（）
A．小虎的推力小于箱子受到的阻力
B．小虎的推力大于箱子受到的阻力
C．小虎对箱子做了功
D．小虎对箱子没有做功
【答案】D
【解析】
试题分析：（1）因为用水平力推静止在水平地面上的箱子，没有推动，所以箱子处于静止
状态；在水平方向上所受的推力与摩擦阻力是一对平衡力，所以摩擦阻力等于推力，故AB 错误；
（2）根据做功的两个必要条件可知，箱子在力的方向上没有移动距离，所以小虎对箱子没有做功．故C 错误，D 正确；
故选D ．
3．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m 。F 1、F 2始终沿竖直方向；图甲中OB ＝2OA ，图乙中动滑轮重为60N ，重物上升速度为0.01m/s 。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是
A ．甲乙两种方式都省一半的力
B ．甲方式F 1由150N 逐渐变大
C ．乙方式的有用功是180J
D ．乙方式F 2的功率为3.6W
【答案】D
【解析】
【分析】
（1）根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况；
（2）根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F 1的变化；
（3）根据W 有用=Gh 可求乙方式的有用功；
（4）根据公式P=Fv 求出乙方式F 2的功率。
【详解】
A 、甲图，F 1为动力，已知OB=2OA ，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F 1=150N ；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则211()(30060)12033
F G G N N N =+=?+=动，故A 错误； B 、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F 1为150N 不变，故B 错误； C 、不计绳重和摩擦，乙方式的有用功为：W 有用=Gh=300N×0.5m150J ，故C 错误； D 、乙方式中F 2=120N ，绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ，则乙方式F 2的功率为：221200.03/ 3.6F s W P F v N m s W t t
=
===?=绳绳，故D 正确。 故选D 。
4．体重相同的小明和小华进行搬砖比赛，他们分别将20块相同的砖从同一栋楼的一楼搬到三楼，小明两次搬完，小华三次搬完，比较他们在此过程中所做总功和功率，下列说法正确的是
A ．他们做功一样多
B ．小明做功多一些
C ．小华做功多一些
D ．小明的功率大一些 【答案】C
【解析】
【详解】
由于砖的重力相等，楼层高度相等，根据22220m /801600s v t s s m ==?=可知，小明和小华克服砖的重力所做的功相等；小明和小华的体重相等，楼层高度相等，小明两次搬完，小华三次搬完，所以在搬砖的过程中，小华克服自身重力所做的功多；小华所做总功比小明所做的总功多，由于无法比较小明和小华做功时间的多少，根据W P t
=
可知，无法比较小明和小华的功率大小；故C 符合题意．
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．下列关于力做功的说法，正确的是
A ．人向上提箱子提不动，手的拉力对箱子没有做功
B．人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功
C．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功
D．过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功
【答案】A
【解析】
【详解】
A、人向上提箱子提不动，箱子受到向上的拉力，但箱子在力的方向上没有移动距离，所以手的拉力对箱子没有做功；故A正确；
B、人把箱子从二楼提到三楼，拉力方向向上，箱子也向上移动了距离，所以手的拉力对箱子做了功；故B错误；
C、汽车在水平公路上匀速行驶，汽车在所受重力的方向上没有通过距离，所以重力对汽车没有做功，故C错误；
D、过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力向下，乘客也向下移动了距离，所以重力对乘客做了功；故D错误；
故选：A。
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，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。
9．铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力的功率是一个重要问题．已知匀速行驶时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f=kv 2；列车要提速，就必须研制出更大功率的机车．那么当列车分别以20m/s 和36km/h 的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比为
A ．2：1
B ．5：9
C ．16：1
D ．8：1
【答案】D
【解析】
【分析】
当机车匀速前进时，处于平衡状态，机车的牵引力和阻力是平衡力，根据二力平衡的条件得到牵引力和阻力的关系，根据公式P=Fv 得到机车牵引力的功率之比。
【详解】
已知列车匀速行驶时所受阻力与速度平方成正比，即f=kv2，
当列车在水平轨道上匀速行驶时，牵引力和阻力是平衡力，根据二力平衡的条件得到牵引力等于阻力，即F=f=kv2，功率公式P=Fv=kv3，
当列车分别以20m/s和36km/h=10m/s的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比。
故选D。
10．如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景，对此过程
A．运动员下滑过程中动能增大，重力势能也增大
B．运动员下滑过程中，动能的增加量等于重力势能的减小量
C．运动员的动能是由重力势能转化来的
D．运动员弓着腰，是为了通过降低重心来增大惯性
【答案】C
【解析】
【详解】
A．运动员下滑过程中，质量不变，速度越来越大，高度不断变小，所以动能增大，重力势能减小，故A错误；
B．运动员下滑过程中，由于要克服摩擦做功，有一部分动能转化为内能，所以动能的增加量小于重力势能的减小量，故B错误；
C．运动员下滑过程中，动能增大，重力势能减小，所以，运动员的动能是由重力势能转化来的，故C正确；
D．运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，不能改变惯性的大小，故D错误。
故选C。
11．如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，下列表示木块的重力势能E p，木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时
间变化的关系图线中，可能正确的是（）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】
【详解】
A．当容器内的水流出后，木块的质量不变，高度减小，则木块的重力势能减小，当水不再流出时，木块的重力势能不变，即木块的重力势能先变小后不变，故A错误；
B．根据图示可知，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态，即浮力等于重力；当水位下降到一定高度时，木块对容器底有压力，浮力小于重力；由于木块的重力不变，则木块受到浮力先不变后减小；故B正确；
C．根据图示可知，在容器内水流出的过程中，并且当水位在一定高度时，木块下表面处水的深度不变，由p＝ρgh可知，木块下表面处的压强不变，即木块下表面受到水的压强不变；故C错误；
D．因为液体压强随深度的增加而增大，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相
等，因此相同时间内，容器对桌面减小的压力相同，由
F
p
S
可得，容器对桌面的压强p2
随时间均匀减小，故D错误．
12．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。
B ．司机费了很大的力也未能推动汽车，人对汽车有推力作用，但是汽车没有在力的方向上移动距离，所以人对汽车没有做功，故B 错误。
C ．吊车对货物施加一个竖直向上的力，吊车吊着货物水平移动一段距离，没有在力的方向上移动距离，所以吊车没对货物做功，故C 错误。
D ．足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球没有力的作用，对足球不做功，故D 错误。
【点睛】
有力作用在物体上，力对物体不一定做功；物体运动了一段距离，可能没有力对物体做功；做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。
13．平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程比为3 ：2，则甲与乙（ ）
A ．牵引力做功之比为2 ：3
B ．牵引力做功之比为3 ：2
C ．牵引力的功率之比为1 ：1
D ．汽车所受的阻力之比为3 ：2
【答案】B
【解析】
【详解】 解答：做功之比112232W Fs W Fs ＝＝ 功率之比1112
2232W P W t W P W t
＝＝＝ 牵引力相等，匀速行驶，所以阻力相等，则阻力之比为1:1．
故选B．
14．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．
15．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,n 1＝2,n 2＝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 【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． 16．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体，已知滑轮重20N 、绳重和滑轮的摩擦力不计．则 （ ） A ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＜η乙 B ．手的拉力：F 甲=F 乙； 机械效率：η甲=η乙 C ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＞η乙 D ．手的拉力：F 甲＜F 乙；机械效率：η甲＜η乙 【答案】C 【解析】 【详解】 甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，G F =甲，并且可以改变力的方向。 乙为动滑轮，12F G G =+乙动（），由题知，G 动=20N ＜G ，因此F F >甲乙。 如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W 有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由ηW W =有用 总 可知，定滑轮的机械效率高，所以ηη>甲乙，故C 正确为答 案，选项ABD 错误。 17．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； 18．一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 ． 19．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． 20．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． 第十二章 总结 一、动能和势能 1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 ②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，不是“正在做 功”或“已经做功 如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。 2、知识结构： 2、 探究决定动能大小的因素： ① 猜想：动能大小与物体质量和速度有关； ② 实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量； ？如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少 ？如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速 度大小相同； ？如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下； ③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大 动能越大； 保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大； ④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大 动能也越大。 练习：☆右表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：分 析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是 速度你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍此时动能为牛机 械 能 势能 重力 势能 定义：物体由于被举高而具有的能量。 决定其大小的因素： 物体质量越大、举得越高，势能就越大 弹性 势能 定义：发生形变的物体具有的能量。 决定其大小的因素： 物体弹性形变越大、弹性势能就越大 动能 定义：物体由于运动而具有的能量 决定其大小的因素： 物体速度越大、质量越大，动能就越大 的12倍说明速度对动能影响大 4、机械能：动能和势能统称为机械能。 理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。 二、动能和势能的转化 1、知识结构： 2、动能和重力势能间的转化规律： ①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； ②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； 3、动能与弹性势能间的转化规律： ①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； ②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。 4、动能与势能转化问题的分析： ⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。 ⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。 ⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。 三、水能和风能 1、 知识结构： 动能 转化 转化 势能 机械能的风能 水能 拦河筑坝 海水潮汐 直接做功 发电 1、在力的作用下能绕着________转动的硬棒就是________。 杠杆不一定是直的，也可以是弯曲的，但是必须保证是硬棒。 跷跷板、剪刀、扳子、撬棒等，都是杠杆。 2、一点、二力、二臂： 支点（0）：杠杆绕其转动的点 动力(F1) ：使杠杆转动的力 阻力(F2) ：阻碍杠杆转动的力（方向判断） 动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离 例1、如图所示，画出下图中各力的力臂 费力杠杆 等臂杠杆 省力杠杆 杠杆 做功的两个必要因素 滑轮 功 功的计算 简单机械 功的单位 机械效率 功 功率 简单机械 和功 F 2 例2、如图，工人用撬棍撬起石块，O 为支点．画出阻力F2 的力臂L2． 3、杠杆的平衡条件：___________________________ 公式：_____________________________ 例3、长为80cm的杠杆，支点离右端20cm，左端挂20N的重物，在右端应挂N的重物杠杆才能平衡，如果两端各加10N的重物，则杠杆端向上抬起，若要杠杆恢复平衡，支点应向移动cm。 方法：利用杠杆平衡条件求最小力的方法 由杠杆平衡条件知道，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。当动力臂最长时，动力最小。要求最小动力，必须先画出最大动力臂。 例4、如图所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动。请在C点画出这个力的示意图，并标出它的力臂l。 例2、如图所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图。 例3、为使杠杆ON在图乙位置能保持静止，需在M点施加一个力F，画出物体A对杆的拉力的力臂和在M点对杆的最小拉力F的示意图。 4、杠杆的分类 省力杠杆，费距离 费力杠杆，省距离 不省力也不费力 例7、（2012连云港）如图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是______（填写字母序号），属于费力杠杆的是______（填写字母序号）。 例8、如图所示，一个轻质直杆可绕0点转动，杆的末端悬挂一重物，用一 个始终跟直杆垂直的力F作用于杠杆的中点，并使直杆由竖直位置缓慢转到 水平位置，在这个过程中直杆（） A．始终是省力杠杆 B．始终是费力杠杆 C. 先是省力的，后是费力的 1 F O L2 中考物理一轮复习功和机械能(讲义及答案)及答案 一、选择题 1．已知ρ铁=7.9×103kg/m3，ρ铝=2.7×103kg/m3，如图所示，A端挂的实心铁块，B端挂的实心铝块，两金属块均浸没在水中，等臂杠杆平衡，若将两个盛水杯撤去，则（） A．A端向下，B端向上B．A端向上，B端向下C．A端向下，B端向下D．A端向上，B端向上 2．轻质硬杆AB长50cm。用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的两端。在距A点20cm处的O点支起AB时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆AB处于水平平衡。将乙浸没在水中后，杆AB仍平衡，如图所示。下列说法中正确的是（取g＝10N/kg）（） A．杆A端受力增加了15N B．杆A端受力减小了10N C．甲对水平桌面的压强增加了1500Pa D．甲对水平桌面的压强减小了1500Pa 3．如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物G1 =100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（） A．b处绳子的拉力为50N B．G2=280N C．e处绳子的拉力为140N D．G2=200N 4．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一 竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（） A．F1>F2，因为甲中的动力臂长 B．F1 第12讲机械功功率 12.1.1 功的概念 1. 功 如果一个物体在力的方向上通过一段距离， 我们就说这个力对物体做了功。 功的大小等于作 用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。功的符号为 W 2. 功的计算公式 W=Fs 其中W 表示功，F 表示力，s 表示物体在力的方向上通过的距离。 在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦（ W 。1瓦=1焦/秒（1W=1J/s ）。 除了瓦以外有时还用千瓦（kw ）做功率的单位，它们的换算关系是 1kw=1000w 。 12.1.3 功的原理 使用任何机械都不能省功，这个结论称为功的原理。 3.功的单位 在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦（ 12.1.2 功率的概念 1. 功率的物理定义 功率是表示做功快慢的物理量，功率的符号是 的功多，或者完成同样的功所用的时间较少。 2. 功率的定义 单位时间内所做的功，叫功率。 功率的定义式为 P=W/t ，其中P 表示功率, 3. 功率的单位 J ）。1 焦=1 牛?米（1J=1N ? m ） P 。功率大就表示在同样的时间内力所做 W 表示功，t 表示完成的时间。 使用机械可以省力，但必须多移动距离，也可以省距离，但必须多费力。既省力又省距 离的机械是不存在的。功的原理不仅适用于简单机械，也适用于各种复杂的机械。 12.2.1理解“功”的意义 物理学中的“做功”与日常生活中的“做工”或“工作”的含义不同。在物理学中，“做 功”是指作用在物体上的力 F 和物体在力的方向上通过的一段距离 S 这两个必要因素同时存 在的物理过程。这两个因素缺一不可，缺少了其中任何一个条件，物理上就说没有做功。 根据做功的两个必要因素，下面三种情况中力没有做功。 （1） 物体受到力的作用，但没有通过距离。例如人用力推一个笨重的物体而没有推 动；一个 举着物体不动，力都没有对物体做功。 （2） 物体不受外力，例如物体由于惯性做匀速直线运动， 物体虽然通过了一段距离， 但物体没有受到力的作用，没有力做功。 （3） 物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直。 例如人在水平面上推车前进， 重力 的方向是竖直向下的，车虽然通过了距离，但在重力方向上没有通过距离， 因此重力没有对车做功。 1222 理解功率的另一个单位：马力 日常生活中人们经常说， 这台手扶拖拉机是10马力的，那辆汽车是75马力的，这台空 调是1匹、1.5匹等等。匹或马力在历史上是常用的功率的单位，现在国际单位制中已不采 用，但在日常生活中还在使用。关于马力的来由， 18世纪后半叶，由于改进蒸汽机而出名 的英国发明家瓦特（1736-1819），为了找到功率的计量单位，日夜苦思冥想。有一天，他从 邻近的酒坊里借了一匹特别强壮的马， 找来一根绳子，绳子的一端拴在马上，另一头绕过定 滑轮绑在1000磅（1b ）的重物上。马向前跑，重物就向上提升。当时马用了 1min 时间把重 物提升了 33英尺（ft ）,功率是550磅英尺/秒（1b ? ft/s ）。瓦特就把这个功率定义为 1 马力，用它作文功率的单位。由于换算起来很不方便，我国和世界上绝大多数国家后来都规 定1马力=735W 12.2难点解释 2018初中物理功和机械能练习题 一、选择填空 1. 如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（ ） A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C．他的重力势能转化成了动能和内能 D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 2. 直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（） A．势能减少，动能增加，机械能不变B．势能减少，动能不变，机械能减少 C．势能不变，动能不变，机械能不变D．势能减少，动能不变，机械能不变 3. 关于机械能的论述，下列说法正确的是（） A．在空中飞行的飞机只具有动能B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大 C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大D．质量大的物体的具有的重力势能一定大5. 甲、乙两辆汽车，功率之比为2∶1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2．则它们所做的功之比为（） A．2∶1 B．1∶1C．1∶4D．4∶1 6. 下列单位中不是功的单位的是（） A．W·s B．J C．J/s D．N·m 8. 跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的________能逐渐减少，________能逐渐增加． 9. 一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能，若它具有10J的势能，则它具有________J的动能． 10. 小明在水平面上用50 N的水平推力，加速推着一辆重120 N的小车，前进了10 m，小明的推 力做功是________J．水平面对小车的支持力做功是________J． 11. 甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比v甲∶v乙＝2∶1．在 相同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为________． 功和机械能 一、功 做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离 功的计算：力与力的方向上移动的距离的乘积。W=FS。 单位：焦耳(J) 1J=1Nm 功的原理：使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。即：使用任何机械都不省功。 二、机械效率 有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。 额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。 总功：有用功和额外功的总和。 计算公式：η=W有用/W总 机械效率小于1；因为有用功总小于总功。 三、功率 功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。 计算公式：。单位：P→瓦特（w） 推导公式：P=Fv。（速度的单位要用m） 四、动能和势能 能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能（能量）。能做的功越多，能量就越大。 动能：物体由于运动而具有的能叫动能。 质量相同的物体，运动速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大；其中，速度对物体的动能影响较大。 注：对车速限制，防止动能太大。 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 重力势能：物体由于被举高而具有的能。 质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。 物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。 五、机械能及其转化 机械能：动能和势能的统称。 （机械能=动能+势能）单位是：J 动能和势能之间可以互相转化的。方式有：动能和重力势能之间可相互转化；动能和弹性势能之间可相互转化。 机械能守恒：只有动能和势能的相互住转化，机械能的总和保持不变。 人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒；近地点动能最大，重力势能最小；远地点重力势能最大，动能最小。近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。 功和机械能附参考答案 一、选择填空 1. 如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（） A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C．他的重力势能转化成了动能和内能 D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 2. 直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（） A．势能减少，动能增加，机械能不变B．势能减少，动能不变，机械能减少 C．势能不变，动能不变，机械能不变D．势能减少，动能不变，机械能不变 3. 关于机械能的论述，下列说法正确的是（） A．在空中飞行的飞机只具有动能B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大 C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大D．质量大的物体的具有的重力势能一定大 4. 关于机械效率的说法正确的是（） A．越省力的机械，其机械效率越高B．做的总功越多，机械效率越高 C．做的有用功越多，机械效率越高D．有用功一定时，额外功越少，机械效率越高 5. 甲、乙两辆汽车，功率之比为2∶1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2．则它们所做的功之比为（） A．2∶1 B．1∶1 C．1∶4 D．4∶1 6. 下列单位中不是功的单位的是（） A．W·s B．J C．J/s D．N·m 7. 某人用手将一物体竖直举高2m和用机械效率为80％的斜面将它升高2 m．比较两种情况（） A．用手举高时做功多B．用斜面升高时做功多 C．两种情况做功一样多D．两种情况都不做功 8. 跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的________能逐渐减少，________能逐渐增加． 9. 一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能，若它具有10J的势能，则它具有________J的动能． 10. 小明在水平面上用50 N的水平推力，加速推着一辆重120 N的小车，前进了10 m，小明的推力 做功是________J．水平面对小车的支持力做功是________J． 11. 甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比v甲∶v乙＝2∶1．在相 同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为________． 12. 用一只铁桶从深井中取水，第一次取半桶，第二次取满桶，两次相比：W1额_____W2额，η1___η2 （填“＞”“＜”或“＝”） 二、计算题（每小题5分，共10分） 13.一人用如图所示．的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体，此时人对绳的 拉力为120牛，不计绳重和摩擦．求： 1）滑轮组的机械效率． 2）如果人的体重为600牛，那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过 多少牛？ 1）滑轮组的机械效率等于有用功除以总功，有用功等于物体的重力乘以物体 上升的高度，总功等于拉力乘以绳子自由端移动的距离． 2）当绳子的拉力和人的体重相等时，滑轮组所提升物体的物重最大，先计算出动滑轮的重力，最大拉力就等于最大物重与动滑轮重和的一半．从而求出最大物重． 功和机械能参考答案1．B 2．B 3．C 4．D 5．A 6．C 7．B 简单机械功 一．填空题 1．一位重600N的同学背着重40N的书包站在匀速行驶的公共汽车上，当汽车水平驶过100m的距离时，该同学对书包所做的功为______J，汽车底板的支持力对同学所做的功为______J。 2．甲、乙两同学体重之比是4∶5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为7∶8，那么甲和乙做功之比为______。 3.用100牛顿的拉力水平作用在100千克的物体上，则在拉力的作用下物体沿水平方向向前移动了10米,拉力对物体做的功是______焦耳，如果物体的运动为匀速直线运动，这时阻力的大小是____牛顿，力的方向__________。 4.一个小孩子搬大石头，结果他没有搬动，他_________（填“有”或者“没有”）做功，提着小桶在水平地面上行走的小孩子，她的拉力对小桶_______（填“有”或者“没有”）做功。 5.重50N的物体在15N的水平推力作用下沿水平路面前进了4m，推力对物体做的功是_________J，重力对物体做的功是_________J当推力撤消后，该物体由于惯性又前进了1m，在这个过程中，推力对物体做的功是_____ 二．选择题 1．要用15牛的力刚好提起重为20牛的物体，可以应用下列简单机械中的哪一种（不计机械本身重和摩擦）（） A．杠杆B．一个定滑轮 C．一个动滑轮D．一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组 2．重为G的均匀棒悬于O点成竖直，现在P端施水平拉力F,让棒缓慢转过θ角，如图所示，则在转动过程中（） A．拉力不做功，拉力大小不变 B．B．拉力要做功，拉力逐渐减小 C．拉力要做功，拉力逐渐增大 D．拉力不做功，拉力逐渐增大 3．如图所示，一根均匀杠杆处于平衡状态，支点在中央，现把右端截出一部分重叠在上面则（） A．左端下降B．右端下降C．保持平衡 物理初中物理功和机械能练习题及解析 一、功和机械能选择题 1．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，则小球在位置1、2时的 A．动能相同，机械能也相同 B．动能相同，2位置的机械能较小 C．机械能相同，2位置的动能较小 D．2位置的动能较小，机械能也较小 【答案】D 【解析】 【详解】 （1）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1处的机械能大，2处的机械能小； （2）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但在2处的机械能小，所以2位置的动能小． 故选D． 【点睛】 对于这类题目要抓住题目的隐含信息，小球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉小球的机械能越来越小，由于高度相同，所以重力势能相同，所以动能在同样的高度时，动能会越来越小． 2．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。 3．如图所示，分析小球从A点自由摆动到C点的过程，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（） A．小球从A点自由摆动到B点的过程中，动能转化为重力势能 B．小球摆动到最低点B时，动能为零 C．小球摆动到最高点C时，重力势能最小 D．小球在整个过程中的机械能守恒 【答案】D 【解析】 试题分析：小球从A点自由摆动到B点的过程中，速度增大，高度减小，所以动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，故A错；小球摆动到最低点B时，速度最大，动能最大，故B错；小球摆动到最高点C时，重力势能与在A点时相同都为零，故C错；由于不计空气阻力，只有重力做功，故机械能是守恒的，D正确；应选D． 【考点定位】机械能转化和守恒 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．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功 D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功 【答案】C 【解析】 【详解】 A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，不再受到推力的作用，只有距离，没有推力的作用，所以对铅球不做功，故A错误． B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，没有在拉力方向上通过距离，故拉力没有做功．故B错误． C．用水平力推着购物车前进，购物车受到水平力的作用且在力的方向上通过了距离，推车的力做了功．故C正确． 简单机械和功 一、选择题 1.下列器具中，属于省力杠杆的是( ) A.定滑轮 B.食品夹 C.镊子 D.铡刀 2.放学后，某同学背着重40N 的书包沿水平路面走了200m ，又登上大约10m 高的四楼才回到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为（ ） A.0J B.400J C.2000J D.2400J 3．登楼梯比赛时，某同学从底楼匀速登上五楼，共用了12s ，该同学登楼时克服重力的功率最接近于( ) A ．500W B ．100W C ．50W D ．10W 4.如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC 、OBD 和OED 组成，用指甲刀剪指甲时，下列说法中正确的是 ( ) A ．三个杠杆都是省力杠杆 B ．三个杠杆都是费力杠杆 c ．ABC 是省力杠杆，OBD 、OED 是费力杠杆 D ．ABC 是费力杠杆，OBD 、OED 是省力杠杆 5.“五一”假期，小林和爸爸一起去登花果山，小林用了15min 登上了山顶，爸爸用了20min 登上了山顶，爸爸的体重是小林的1.5倍，则小林与爸爸的登山功率之比为（ ） A ．9∶8 B ．8∶9 C ．1∶2 D ．2∶1 6．如图所示，用滑轮组将重为600N 的重物匀速提升，如果拉力为350N ，则下列结论中正确的是( ) A ．如果将物体提升2m ，拉力做功1200J B ．物体升高1m ，机械所做的有用功为350J C ．物体以0.5m/s 速度匀速上升，拉力的功率为350W D ．此滑轮组的机械效率为80% 7.如图所示利用动滑轮提升货物，动滑轮重为20 牛顿，绳与动滑轮间的摩擦及绳子重不计。第一次把重为100牛顿的货物匀速提升，这个过程动滑轮的 机械效率为η 1；第二次把重为200牛顿的货物匀速提升，这个过 程动滑轮的机械效率为η2。则（ ） A.η1＜η2 B.η1＞η2 C.η1＝η2 D.η1和η2的关系无法确定 8.如图所示，在水平拉力F 作用下，使重40N 的物体A 匀速移动5m ，物体A 受到地面的摩擦力为5N ，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F 做的功为（ ） A ．50J B ．25J C ．100J D ．200J 二、填空题 9.起重机将1000N 的重物竖直向上匀速提升15m 后，又将重物匀速水平移动了5m ，整个过程中，竖直向上的拉力对重物做功________J. 10.阻力臂为动力臂4倍的杠杆是________ (选填“省力”或“费力”) 杠杆。若该杠杆受到的阻力为20牛，则当动力为________牛时，杠杆处于平衡状态。 第4题图 F 2 F 1 第7题图 第6题图 第8题图 一、初中物理功和机械能问题 1．王强同学在探究凸透镜成像的规律后，又想采用实验中的装置来比较甲、乙、丙、丁四个透镜焦距的大小，在实验中还测出了其中一个透镜的焦距．实验时凸透镜和烛焰的距离保持16 cm不变，烛焰通过四个凸透镜的成像情况如下表所示，由此可推断（） 凸透镜像的性质 甲倒立放大实像 乙倒立等大实像 丙倒立缩小实像 丁正立放大虚像 A．甲透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cm B．乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16 cm C．丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cm D．丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是16 cm 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 根据表中数据可知，丁的焦距最大，其次是甲，再次是乙，最小的是丙，根据乙透镜成像情况可知，放在了二倍焦距上，即2f=16cm所以乙透镜的焦距是8 cm，C对，所以正确选项为C 2．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象．下列说法正确的是（） A．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等 B．木块第1次受到的拉力较大 C．木块两次的动能一样多 D．两次拉力对木块做的功一样多 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 AB．从图象上可以看出，木块两次都是作匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则两次滑动摩擦力大小不变，所以两次木块受到的拉力相等，故A选项正确，B选项错误； C．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能多，故C选项错误； D．从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，故D选项错误。 故选A。 3．2019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。 初中物理机械与功知识点总结 一、杠杆 1、定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：①杠杆可直可曲，形状任意。②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。OF1l1l2F 22、五要素组成杠杆示意图。①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。（说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反）④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。 3、画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签⑴ 找支点O；⑵ 延长力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线）；⑷ 标力臂研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆水平静止或匀速转动。实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力动力臂＝阻力阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小； 然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 4、应用：名称结构特征特点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。l1l2F2F1 二、滑轮 1、定滑轮：①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦） F=GF1l1F2l2绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG) 2、动滑轮：①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂 初中物理功和机械能典型解答题集锦 1．如图10-2所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体A重300N，在F＝ 4N的拉力作用下，物体以5m/s的速度匀速运动。则物体在运动过程 中受的阻力是 N ；5s内滑轮组对物体A做的功是 J ；拉 力F的功率为 W。 2．用如图10-4所示的滑轮组提升重900N的物体，使物体匀速上升3m，所用拉力 为400N，摩擦不计。求： （1）动滑轮有多重。 （2）滑轮组机械效率是多大。 （3）若用它匀速提升重1800N的物体，绳端的拉力是多大？这种情况下滑轮组的 机械效率是多大？ 3．如图10－15所示，物体重500N，滑轮重及滑轮转动时的摩擦不计， 在水平拉力F作用下物体沿水平面以2m／s的速度做匀速运动，运动过程 中与地面间的摩擦力是100N。求在2rnin内拉力做的功及拉力的功率。 [24000,200] 4．用如图10－17的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N，物 体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N时物体以0.5m／s 的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械 效率。[1.5，80%] 5．如图10－19所示，物块重200N，移动过程中所受阻力为40N。 （l）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0.2m／s的速度匀速移动，拉力F 的功率是多大？ （2）如果这个装置的机械效率是80％，则拉力F是多大？[8,25] 6.如图10-20所示，滑轮组工作时摩擦不计。[75%,80%] （1）当被提升的物重为90N时，绳端施加40N的拉力可以使物体匀速上升，求滑轮组的机械效率η 1 ； （2）当被提升的物重为120N时，绳端需施加多大的力可使物体匀速上升？这时滑轮组的 机械效率η 2何值？ 图10-2 图10-4 图10-15 图10-17 图10-19 图10-20 11.简单机械和功(基础测试卷) 一、填空题：（每空1分，共30分） 1．杠杆平衡的条件是________________________。当动力臂______阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂______阻力臂时，是费力杠杆；当动力臂______阻力臂时，是省力杠杆。 2．定滑轮的实质是一个______杠杆，所以使用它可以____________但不能______；动滑轮的实质是一个______杠杆，所以使用它可以____________，但不能____________。 3．写出下列各单位所对应的物理量： (1)N·M ；(2)J/s __________ ；(3)W·S________；(4)N·M/S_________。4．在镊子、钢丝钳、扳手、天平中，属于费力杠杆的有____________，属于等臂杠杆的有____________。 5．如图1所示，杠杆上每格等距，每个钩码重都是1N，当杠杆平衡时，弹簧秤的示数为______；若要求弹簧秤示数为9N，并且钩在支点左侧时，则它应钩在______处，拉力方向应为____________。 图1 图2 6．如图2所示，用动滑轮把重为40N的物体匀速上提，弹簧测力计示数为24N，则拉力为______N。不计摩擦和绳重，动滑轮重为______N，这时该动滑轮的机械效率约为______。7．某运动员把1000N的杠铃举高1.8m后在空中停留5秒钟，在这5S内他对杠铃做的功是______J，功率是______W。 8．两台机器的功率之比为3：1 ，它们做同样多的功，所需时间之比为______，在相同时间内做功之比为______。 9．某台机器的功率为80W，机械效率为80%，分别表示_____________________________，__________________________________________。 10．设长和高之比为5∶2的斜面，把重600N的物体匀速推上去，所用沿斜面方向推力至少是______N，若实际所用推力为300N，则斜面的机械效率为_____________。 二、选择题：（每题3分，共30分） 11．两个小孩坐在跷跷板上恰好在水平位置平衡，此时（） A. 两个小孩的重力一定相等 B.两个小孩到支点的距离一定相等 C.两个小孩的质量一定相等 D.小孩的重力和他们各自到支点的距离的乘积一定相等 12．一把杆秤原来很准确，但跟它配套的秤砣掉了一小块，再用它称量物体时，称量结果将（） A、偏大 B、偏小 C、不变 D、无法确定 13．使用下列简单机械时，一定省力的是（） A、铡刀和定滑轮 B、撬棒和理发剪刀 C、羊角锤和手推车 D、瓶盖起子和钓鱼杆 14．在下列情况下，力对物体做功的说法正确的是（） A、铅球出手后，水平方向移动7m，手对铅球做了功 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 初中物理功和机械能解题技巧及经典题型及练习题(含答案) 一、功和机械能选择题 1．跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有 A．重力势能减少，动能增加，机械能不变 B．重力势能增加，动能减少，机械能不变 C．重力势能减少，动能不变，机械能减少 D．重力势能增加，动能不变，机械能增加 【答案】C 【解析】解：（1）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变．（2）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小．（3）动能不变，重力势能减小，机械能减小． 故选C． 2．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，故C错误． 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． 3．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。 初中物理功和机械能典型题 1．如图10-2所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体A 重300N ，在F ＝ 4N 的拉力作用下，物体以5m/s 的速度匀速运动。则物体在运动过程 中受的阻力是 N ；5s 内滑轮组对物体A 做的功是 J ；拉 力F 的功率为 W 。2．用如图10-4所示的滑轮组提升重900N 的物体，使物体匀速上升3m ，所用拉力为 400N ，摩擦不计。求： （1）动滑轮有多重。 （2）滑轮组机械效率是多大。 （3）若用它匀速提升重1800N 的物体，绳端的拉力是多大？这种情况下滑轮组的机 械效率是多大？ 3．如图10－15所示，物体重500N ，滑轮重及滑轮转动时的摩擦不计， 在水平拉力F 作用下物体沿水平面以2m ／s 的速度做匀速运动，运动过程 中与地面间的摩擦力是100N 。求在2rnin 内拉力做的功及拉力的功率。 4．用如图10－17的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N ，物 体与地面间的摩擦力是240N ，当绳端的拉力是100N 时物体以0.5m ／s 的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械 效率。 5．如图10－19所示，物块重200N ，移动过程中所受阻力为40N 。 （l ）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0.2m ／s 的速度匀速移动，拉力F 的功率是多大？ （2）如果这个装置的机械效率是80％，则拉力F 是多大？ 6.如图10-20所示，滑轮组工作时摩擦不计。[75%,80%] （1）当被提升的物重为90N 时，绳端施加40N 的拉力可以使物体匀速上升，求 滑轮组的机械效率η1； （2）当被提升的物重为120N 时，绳端需施加多大的力可使物体匀速上升？这 时滑轮组的机械效率η2何值？7．如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m 2 、高为2m 的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为 2.0×103kg/m 3，水的密度为1.0×103kg/m 3, 滑轮组的机械效率是70％．(g 取10N ／kg ，滑轮和绳子的重力忽略不计) 求：(1)圆柱体在水中所受的浮力． (2)若圆柱体从H=16m 深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F 所 做的功． (3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N ，则物体被提到露出水面多高 时，绳子恰好被拉断? 8．一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若车 图10-2 图10-4 图10-15 图10-17 图10-19 图10-20 （物理）初中物理功和机械能测试卷及答案 一、选择题 1．物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是 A．F1=F2 P1>P2B．F1=F2 P1 故选B。 【点睛】 本题考查力和运动及机械能的题目，需要知道物体受到平衡力作用时，其运动状态不变，即处于静止状态或匀速直线运动状态。 3．如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（） A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左 B．乒乓球弹跳时机械能守恒 C．乒乓球运动过程中重力势能一直减小 D．乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】 乒乓球在地面上连续弹跳中是动能和势能的相互转化．由于球与地面碰撞时有能量损失，运动中有空气阻力，所以小球在运动中机械能逐渐变小．小球向上运动时，动能转化为重力势能；下降时重力势能转化为动能，因为机械能在逐渐减小，所以球跳起的高度逐渐减小，AB选项不符合题意．乒乓球在向上运动时，重力势能增大，下降时重力势能减小，C 选项不符合题意，D选项符合题意． 4．两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＞最新初中物理机械能知识点总结
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