中考物理培优(含解析)之功和机械能问题附答案

一、初中物理功和机械能问题

1．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．

2．如左图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其推力大小随时间变化的图像（F-t图像）和物体速度大小随时间变化的图像（v-t图像）分别如图所示，下列说法正确的是（）

A．当t=1s时，物体处于静止状态，摩擦力为0N

B．当t=3s时，物体受到的摩擦力是3N

C．在匀速直线运动阶段，拉力F做的功是16J

D．2~4s内，物体的机械能保持不变

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．由v-t图像可知，0~2s时物体的速度大小为零，即t=1s时物体处于静止状态；此时物

体受到推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；由F-t图像可知，t=1s时，F=1N，则此时的摩擦力

f F

==

1N

故A错误；

B．由v-t图像可知，4~6s时，物体匀速运动；由F-t图像可知，此时的推力F′=2N；由于摩擦力与推力F是一对平衡力，所以此时的摩擦力

'='=

f F

2N

2~4s内，物体做加速运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变（与匀速运动时的摩擦力大小相等），仍为2N，故B错误；

C．在4~6s时，物体匀速运动，通过的路程

==⨯=

4m/s2s8m

s vt

拉力F做的功

W F s

='=⨯=

2N8m16J

故C正确；

D．2~4s内，物体做加速运动，速度增加，动能增加，高度不变，重力势能不变，则物体的机械能增加，故D错误。

故选C。

3．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。

4．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。

5．跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg，每次跳起高度约为 6 cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（）

A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．下落过程中小明的重力势能保持不变C．小明跳一次克服重力做功约 3J D．小明在这一分钟内跳绳的功率约为 50W 【答案】D

【解析】

【详解】

A. 向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；

B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B错误；

C. 小明的重力为：

G=mg=50kg×10N/kg=500N，小明跳一次克服重力做功：

W=Gh=500N×0.06m=30J，故C错误；

D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：

P=W

t

总=

30J100

60s

⨯

=50W，

故D正确。

故选D。

6．下列关于做功和功率的说法中正确的是（）

A．有力作用在物体上，力一定对物体做功B．物体对外做功越多，功率就越大

C．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，功率为零D．物体受到的作用力越大，力对物体做功就越多

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．有力作用在物体上，没有通过距离，力对物体没有做功，故A错误；

B．根据

W

P

t

=可知，功率大小同时跟做功多少和做功时间有关，因此做功越多，功率

不一定越大，故B错误；

C．在光滑的水平面上，物体依靠物体的惯性做匀速直线运动，水平方向上没有受到力的作用，没有力对物体做功，因此功率为零，故C正确；

D．力对物体做功大小W Fs

=，做功多少同时跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关，故D错误。

故选C。

7．下列估测最接近实际的是（）

A．中学生的正常体温约为38.6℃

B．中学生站立在地面上对地面的压强大约为103Pa

C．中学生游泳时受到的浮力大约是50N

D．中学生从一楼走到五楼做的功大约6×103J

【答案】D

【解析】

【分析】

此题考查对生活中常见物体物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，必要时进行相应的计算，找出符合实际的选项。