【物理】初三物理功和机械能解题技巧分析及练习题(含答案)

【物理】初三物理功和机械能解题技巧分析及练习题(含答案)一、功和机械能选择题1．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。

2．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。

当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。

（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。

下列计算结果不正确．．．的是A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10NB．1s～2s内，物体在做加速运动C．2s～3s内，拉力F的功率是100WD．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%【答案】C【解析】【详解】（1）由图乙可知,在0∼1s内,拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G 和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N，故A正确；（2）由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正确。

故选C.【点睛】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h．（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F拉＝（F′+G动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W＝Fs求此时拉力做功．（3）由F-t 图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率．3．下列事例中，有力对物体做功的是A．小明背着书包在水平路面上前进B．跳水运动员从跳台跳下C．举重运动员举起杠铃停在空中不动D．足球被踢出后在草地上滚动【答案】B【解析】A、背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，不符合题意；B、跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，符合题意．C、举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，不符合题意．D、足球在光滑水平面上，依靠的是足球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，不符合题意．故选B．4．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 ，2.5WB ．60J ，0.5WC ．60J ，30WD ．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。

故选：B 。

【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。

5．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6．跳伞运动员跳出飞机后,立即打开降落伞,下落过程中所受空气阻力随速度的增大而增大,直至与重力等大。

在整个下落过程中，运动员和降落伞的 （ ）A ．重力势能不断减少,动能不断增加，机械能不变B．重力势能不断减少,动能不断增加,机械能减少C．重力势能不断减少,动能先增加然后保持不变,机械能减少D．重力势能不断减少,动能先增加后减少,机械能不变【答案】C【解析】分析：动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和势能总称为机械能。

解答：由于运动员在空中飞速下落，质量没发生变化，速度先逐渐增大后保持不变，故动能先增大后保持不变；在下落过程中，高度降低，所以重力势能减小，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能也是减小。

故选：C。

【点睛】该题考查了动能和重力势能大小的影响因素，机械能的变化可以从动能和势能的变化来判断，也可以从机械能和其它形式的能之间是否有转化进行判断。

7．如图所示，用沿斜面向上不同的力，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A，己知AB＞AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2。

则：[ ]。

A．W1＞W2，P1＞P2；B．W1＞W2，P1＜P2；C．W1=W2，P1＜P2；D．W1=W2，P1=P2。

【答案】C【解析】【详解】根据题意知道，斜面光滑说明摩擦力为0，所以，使用任何机械都不省功，故拉力在两斜面上做功相同，即W1 =W2，又因为AB＞AC，且速度相同，由v=s/t知道，运动时间是t1＞t2；由P=W/t知道，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即P1＜P2，综上所述，只有C正确，故选C。

8．如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。

则A ．物体上升的速度是2.5m/sB ．拉力F 大小为400NC ．拉力F 的功率为40WD ．拉力F 的功率为80W 【答案】D【解析】【详解】A ．由s v t=得体的速度： 2m 0.4m 5sh v t === 故A 项不符合题意；B ．图可知，绳子段数为2n =，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：11200N 100N 22F G ==⨯= 故B 项不符合题意；CD ．绳子自由端移动的速度：220.4m s 0.8m s v v ==⨯=绳物拉力F 的功率：100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t====⨯= 故C 项不符合题意，D 项符合题意。

9．水平课桌桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离，则下列判断正确的是A ．文具盒所受重力做了功B ．文具盒所受拉力做了功C ．文具盒所受支持力做了功D ．没有力对文具盒做功【答案】B【解析】试题分析：由题知，文具盒在水平桌面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功；在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力不做功；在拉力的方向上移动了距离，所以拉力做功（B 正确）．故选B ．考点：力是否做功的判断．点评：明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直．10．在校园足球比赛中，队员把足球踢出后，足球在水平地面上向前减速运动，如图所示．以下关于足球在水平地面上运动的这一过程中说法正确的是A．足球所受的重力做了功B．脚一直对足球做功C．足球受到非平衡力作用D．地面的支持力对足球做了功【答案】C【解析】【详解】A、重力时竖直向下的，球在地面上移动的距离是水平方向，即力与距离垂直，重力不做功，故A错误；B、球离开运动员的脚以后，以后不再受运动员的作用力，故脚对球不再做功，故B错误；C、由于足球的运动速度越来越慢，运动速度发生了变化，故受到的是非平衡力，故C正确；D、支持力是竖直向上的，球在地面上的运动是水平方向，即力与距离垂直，支持力不做功，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．下列表示木块下表面处水的压强p1、容器对桌面的压强p2、木块的重力势能E p和木块所受的浮力大小F随时间t变化的关系图象中，可能正确的是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】【分析】压强和浮力【详解】AB．压强p2随时间都是线性减小的，故AB错；C．由于木块的高度在不断减小，所以木块的重力势能也是先不断减小的，故C错；D．由于木块是漂浮的，在木块没有接触底面之前浮力是不变的，当接触底面以后，浮力是越来越小的，故D正确．12．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．13．非洲旱季，常用Hipporoller（中间有转轴的塑料桶）运水．如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（）A．B ．C ．D ．【答案】C【解析】【分析】 物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积．先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W ＝Fs 分析判断．【详解】由图可知，AB 中小华是用背背、用手抱，此时力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；C 中滑动摩擦力大于D 中的滚动摩擦力，所以C 中拉力大于D 中拉力，由于所移动的距离s 相同，由W=Fs 可知C 做功最多，故ABD 不合题意，C 符合题意．【点睛】本题考查影响物体做功大小的因素（力的大小和物体在力的方向上移动距离）．14．如图所示，水平地面上放着一只重1000N 的木箱，用100N 的水平推力，将木箱沿力的方向，匀速向前推动1m ，则有（ ）A ．重力所做的功是1000JB ．推力所做的功是1000JC ．摩擦力所做的功是100JD ．推力所做的功是100J【答案】D【解析】A 、由题意可知，木箱没有在重力的方向上通过距离，根据做功的两个必要条件可知，重力做功为0J ．故A 错误；BD 、推力做功：1001100W Fs N m J ==⨯=．故B 错误，D 正确．C 、因为物体在水平面上做匀速直线运动，所以摩擦力f=F=100N ，方向与F 相反，由于木箱沿力F 的方向移动，物体移动的距离与摩擦力的方向相反，则1001100W fs N m J '==⨯-=-（），故C 错误．故选D ．【点睛】此题考查功的计算，力是否做功的判断，关键是掌握做功的两个必要条件．注意水平方向运动的物体，重力是不做功的．15．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。