中考物理功和机械能问题综合经典题及答案

一、初中物理功和机械能问题

1．如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间t ab＞t cd，运动距离s ab=s cd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（）

A．ab段做功较多

B．ab段与cd段的功一样多

C．ab段功率较大

D．ab段与cd段的功率一样大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

拉力大小相等且s ab＝s cd，根据W＝Fs可知：拉力所做的功相同，故A错误，B正确；由于

t ab＞t cd，根据

W

P

t

得：P ab＜P cd，故C、D错误．

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。

3．将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示．下列说法正确的是

A．皮球经过同一高度A、B两点时，动能相等

B．皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能为零

C．皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能

D．若将皮球表面涂黑，则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于在B点的动能；故A错误。

B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，动能不为零；故B错误。

C．每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。在C点在在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能；故C错误。D．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零，又因为小球在M点机械能大于N点机械能，故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑；故D正确。

4．举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止3秒钟，在这3秒钟内（）A．杠铃受到的重力和人对它的支持力是平衡力

B．运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力

C．运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功

D．杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力

【答案】A

【解析】

【分析】

本题要抓住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；从平衡力和相互作用力的条件判断两个力是平衡力，还是相互作用力；平衡

力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；相互作用力：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。

【详解】

A．杠铃受到的重力和对它的支持力符号二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故A正确；

B．运动员所受的重力和地面对它的支持力，大小不相等，所以不是一对平衡力，故B错误；

C．因为做功需要对物体施力，并且在力的方向上需要移动距离，而运动员向上支持杠铃，但没有发生位移，故C错误；

D．杠铃对运动员的压力和人对它的支持力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故D错误。

故选A。

5．在雄壮的国歌声中，升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端，下面分析正确的是（）

A．缓缓上升，动能转化为重力势能

B．升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下

C．他对国旗做功的功率最接近于1W

D．旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的

【答案】C

【解析】

【分析】

(1)影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度；在一定条件下，动能和势能可以相互转化；

(2)两个物体发生相对运动时，摩擦力方向与相对运动的方向相反；

(3)已知国旗重力，估计出旗杆高度，可以得到克服旗杆重力做的功；功与时间之比为功率；

(4)定滑轮的本质是等臂杠杆，所以不能省力。

【详解】

A．国旗匀速上升过程中，速度不变，质量不变，则动能不变，高度增大，国旗的重力势能逐渐增大，没有动能转化为重力势能，故A错误；

B．由于力的作用是相互的，升旗同学向下拉绳，升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向上，故B错误；

C ．已知国旗的重力5N ，旗杆大约10m 高，克服国旗的重力做功为

5N 10m 50J W Gh ==?=

国歌的演奏一遍的标准时间是50秒，他对国旗做功的功率最接近于

50J 1W 50s

W P t =

== 故C 正确；

D ．国旗杆上的滑轮为定滑轮，则利用定滑轮升国旗，可以改变施力的方向但不能省力，故D 错误。 故选C 。

6．小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a 、c 两点处于同一高度．则下列判断中正确的是（ ）

A ．皮球由a 到b 时，动能逐渐增大

B ．皮球由c 到d 时，机械能一直减小

C ．皮球在b 点时的机械能最大

D ．皮球在a 、c 两点时动能相等 【答案】B 【解析】

试题分析：皮球由a 到b 时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A 错；皮球由c 到d 时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B 正确；皮球在a 点时的机械能最大，故C 错；皮球在a 、c 两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故D 错；应选B ．

考点：机械能转化

7．2019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。

8．李明同学，一次缓慢地从一楼走上五楼，另一次则急促地跑上去，下列说法正确的是（）

A．两次做的有用功相同，功率不同

B．两次做的有用功和功率都相同

C．两次做的有用功不同，功率相同

D．条件不足，无法判断

【答案】A

【解析】

【详解】

＝可知两次上楼过程所做的有用李明同学的体重不变，上楼的高度不变，根据公式W Gh

功相等；缓慢走上去用的时间比跑上去用的时间多，且前后做的功相等；根据公式

W

P

可知，走上去做功的功率小于跑上去做功的功率。

t

故选A。

9．举重是我国的优势体育项目，如图所示，运动员需将杠铃举过头顶，等到裁判判定站稳之后才能算成绩有效。在抓举时，两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起，一位运动员将杠铃举起1.9m，另一位运动员将杠铃举起1.8m。如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是（）

A．W1 < W2B．W1 > W2C．P1 = P2D．P1 < P2

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

可得，他们把同样重的杠铃举起，克服杠铃的重力做功，对杠铃所做的AB．根据W Gh

功只与被举高的高度有关，高度越大，做功越多，即W1 > W2。故A错误，B正确；CD．他们用相同时间把同样重的杠铃举起，相同的时间内，做的功越多，功率越大。由上可知W1 > W2，所以P1 > P2。故CD错误。

故选B。

10．如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短．从a至c处的过程中，小球在b处速度最大．小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示．不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是（）

A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力

B．小球的重力势能先减小后增大

C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能

D．小球的动能一直减小

【答案】C

【解析】

【详解】

在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab 段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（bc段），弹力大于重力，合力向上，小球速度减小；故A错误；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故B错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C正确；由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误；故应选C．

11．如图所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功

A．都必须大于mgh

B．都不一定大于mgh

C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh

D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh

【答案】C

【解析】

【详解】

从起跳后至越过横杆的过程中，跨越式跳高时重心在横杆的上面，故跨越式跳高时运动员克服重力所做的功一定大于mgh，而背越式跳高时其重心不一定在横杆的上面，可以在横杆的下面，故其克服重力的功不一定大于mgh，也可以小于mgh，也可以等mgh

于，故ABD错误，C正确。

故选C。

12．如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比（）

A．功率增大、机械效率增大B．功率增大、机械效率不变

C．功率不变、机械效率不变D．功率不变、机械效率增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

前后两次的滑轮组是同一个滑轮组，则做的有用功、额外功、总功不变，则机械效率不变；加快电动机的转速，则物体提升的速度增大，若两次提升高度相同，则后一次所需要

的时间小于前一次所需要的时间，根据

W

P

t

可知，功率变大。故ACD错误，B正确。

故选B。

13．一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F ，如图甲所示；F 的大小与时间t 的关系如图乙所示；木块的运动速度v 与时间t 的关系如图丙所示。以下说法正确的是（ ）

A ．当t =1s 时，木块受到的摩擦力是0

B ．当t 在2~4s 内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N

C ．当t 在4~6s 内，拉力F 的功率为6W

D ．当t 在2~6s 内，木块的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．由图乙可知，物体在t =1s 时受到的拉力为1N ，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N ，故A 错误；

B ．由图乙可知，物体在4~6s 内受到的拉力为3N ，由图丙可知4~6s 内物体做匀速运动直线运动，在4~6s 内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N ；由图乙可知在2~4s 内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在2~4s 内受到的摩擦力为3N 。故B 错误；

C ．由图乙可知，物体在4~6s 内受到的拉力为3N ，由图丙可知4~6s 内物体做速度为2m/s 的匀速运动直线运动，此时拉力的功率

3N 2m/s 6W W Fs P Fv t t

=

===?= 故C 正确；

D ．在2~6s 内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D 错误。 故选C 。

14．如图是某山地的等高线图，数字表示海拔高度，其单位是米。质量是60kg 的小凯早上8：00从A 点出发，8：50到达B 点的观景台；质量是50kg 的小旋早上7：40从C 点出发，8：50到达D 点的半山亭。下列说法中正确的是（ ）

A ．他们对自己做的功一样多

B ．小凯的平均功率较小

C ．8：50分时，小旋的动能一定小于小凯的动能

D ．8：50分时，小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A ．60kg 的小凯从A 点到达

B 点做的功为

51111=60kg 10N/kg (600m 400m) 1.210J W G h m gh ==??-=?凯；

质量是50kg 的小旋从C 点到达D 点做的功为

52222=50kg 10N/kg (400m 200m)110J W G h m gh ==??-=?旋；

小凯做的功多，故A 错误； B ．小凯的运动时间为

185080050min 3000s t =-==：：；

平均功率为

511 1.210J 40W 3000s

W P t ?=

==凯， 小旋的运动时间为

285074070min 4200s t -===：：，

平均功率为

522110J 23.8W 4200s

W P t ?==≈旋，

小凯的平均功率较大，故B 错误；

C ．动能的大小与质量和速度有关，由于不知道8：50分时的他们的速度，所以无法比较动能的大小，故C 错误；

D ．重力势能的大小与质量和所处的高度有关，小凯的质量和所处的高度都比小旋的大，所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能，故D 正确。

15．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。当用图甲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乙和丙所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果正确的是（ ）

A ．0s~1s 内，地面对物体的支持力是10N

B ．1s~2s 内，拉力F 做的功是62.5J

C ．2s~3s 内，拉力F 的功率是300W

D ．2s~3s 内，滑轮组的机械效率是62.5% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．从图乙可以看到，时间从第2s 到第3s 时，速度大小是不变的，这时处于平衡状态，物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重，即

340N 120N F G G =+=?=拉动

由题意可知，0s~1s 内，地面对物体的支持力符合关系式

'

3120N F F G G +=+=支拉动

从图甲可以看到，'

30N F =拉，解得30N F =支，A 错误；

B ．从图甲可以看到，1s~2s 内，拉力F 的大小是50N ，物体上升的高度是1.25m ，三条绳子托着动滑轮，绳端移动的距离是

33 1.25m 3.75m s h ==?=

拉力F 做的功是

50N 3.75m 187.5J W Fs ==?=

拉力F 做的功是187.5J ，B 错误；

C ．2s~3s 内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F 的大小是40N ，绳端移动的速度

3 2.5m/s 7.5m/s v =?=绳

根据P Fv =可知，拉力F 的功率

40N 7.5m/s 300W P Fv ==?=绳

拉力F 的功率是300W ，C 正确； D ．2s~3s 内，物体上升的高度

3.75m-1.25m 2.5m h ==

拉力F 的大小是40N ，则滑轮组的机械效率

100N 2.5m 100%100%100%83.3%40N 3 2.5m

W Gh W Fs η?=

?=

?=?≈??有用功总功

滑轮组的机械效率约是83.3%，D 错误。 故选C 。

16．如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg ，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0.6m/s 的速度匀速前行，经100s 将货物拉出仓库。人拉货物的过程中，分析正确的是（ ）

A ．货物移动距离为20m

B ．工人的拉力为400N

C ．工人做的有用功为43.610J ?

D ．工人拉力的功率为360W

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

A ．从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，人以0.6m/s 的速度匀速前行，那么货物的速度是0.3m/s ，经100s 货物移动距离为

0.3m/s 100s 30m s vt ==?=

货物移动距离为30m ，A 错误； B ．由题意可知，货物的重力

600kg 10N/kg 6000N G mg ==?=

其摩擦力

0.10.16000N 600N f G ==?=

由于货物匀速前行，绳对货物的拉力

600N F f ==

滑轮组的机械效率为75％，可得到

600N 100%75%2s

F s

η?=

?=?拉

解得400N F =拉，工人的拉力为400N ，B 正确；

C ．货物移动距离为30m ，绳对货物的拉力为600N ，则工人做的有用功为

4600N 30m 1.810J W Fs ==?=?有

工人做的有用功为41.810J ?，C 错误；

D ．由于人以0.6m/s 的速度匀速前行，工人的拉力为400N ，工人拉力的功率为

'400N0.6m240W

==?=

P F v

拉

工人拉力的功率为240W，D错误。

故选B。

17．如图所示，当小明用力推墙时，他沿水平冰面减速向后退去，下列说法正确的是

（）

A．小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对平衡力

B．小明受到摩擦力是水平向右，合力为零，运动状态不变

C．小明减速运动时，则他的惯性和机械能也随之减小

D．假如小明的重力突然消失，小明将做匀速直线运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．力的作用是相互的，小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对相互作用力，不是平衡力，A错误；

B．小明减速向后退去，那么受到摩擦力是水平向右，但是合力不为零，速度在减小，那么运动状态是变化的，B错误；

C．小明减速运动时，小明自身的质量不变，那么他的惯性是不变的；速度在减小，那么动能是在变小的，在水平冰面上运动，重力势能不变，则可知机械能是变小的；C错误；D．假如小明的重力突然消失，那么小明对冰面的压力消失，摩擦力也消失，在水平方向上不受力，处于平衡状态，小明将做匀速直线运动，D正确。

故选D。

18．下例各情况中，关于做功的说法错误的是

A．某同学用力将石块向前移动一点，他推石块的力做了功

B．人推着小车沿斜面进入车厢，她推车的力做了功

C ．人头顶物体在水平地面上匀速前进，她顶物体的力做了功

D ．某同学从滑梯上滑下，重力做了功

【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．某同学用力将石块向前移动一点，有力作用在石块上，石块在力的方向上通过了距离，所以他推石块的力做了功，故A 正确不符合题意；

B ．人推着小车沿斜面进入车厢，有力作用在小车上，小车在力的方向上通过了距离，所以他推小车的力做了功，故B 正确不符合题意；

C ．人头顶物体在水平地面上匀速前进，力的方向向上，距离的方向向前，二者相互垂直，所以她顶物体的力不做功，故C 错误符合题意；

D ．某同学从滑梯上滑下，在重力的方向的通过了距离，所以重力对人做了功，故D 正确不符合题意．

19．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匀速直线运动，两次拉动木块得到的s -t 关系图像如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F 1、F 2，两次拉力的功率分别为P 1、P 2。.下列判断正确的是（ ）

A ．F 1=F 2 ，P 1＞P 2

B ．F 1＞F 2 ，P 1＞P 2

C ．F 1

D ．F 1＜F 2 ，P 1＜P 2

【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

从图乙可以看到，两次拉动，木块都是做匀速直线运动，都是处于平衡状态，水平方向受力平衡，拉力大小等于滑动摩擦力大小，而木块的自身重力不变，接触面的粗糙程度也不变，那么滑动摩擦力大小不变，两次拉力的大小不变，即

12F F =

因木块匀速直线运动，那么其功率可表示为P Fv =，从图乙可看到，第1次的速度大于第

2次的速度，即

12v v >

那么可知

12P P >

故选A 。

20．小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦,针对这一现象，小明得出了4个结论：①F 1做的功等于F 2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F 1做功的功率等于F 2做功的功率；其中正确的为（ ）

A ．①、②、③

B ．②、③、④

C ．①、③、④

D ．①、②、③、④

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

①在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于

()=W Fs G G h =+总动

故F 1做的功等于F 2做的功，①正确；

②在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为

()W Gh G W G G G G h η=

==++有用总动

动 即机械效率相等，故②正确；

③甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为

()11

2

F G G =

+动 乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为

()21

3

F G G =

+动

所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，③正确；

④两次拉力做的功，用时也相等，根据

W

P

t

知，F1做功的功率等于F2做功的功率，④

正确；故选D。