物理功和机械能问题的专项培优易错难题练习题(含答案)含答案

1、一、初中物理功和机械能问题1 如图所示的装置中有木板、木块、弹簧、小车和砝码（图中未画出），用压缩弹簧的小车释放后撞击木块。能否用此装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”，有两种判断：（ 1）能探究物体动能与物体质量的关系；（ 2）能探究物体动能与物体速度的关系；这两个判断（）a只有（ 1）正确b只有（ 2）正确c（ 1 ）（ 2）都正确d（ 1）（ 2）都不正确【答案】b【解析】【分析】【详解】(1)用小车、小车加上砝码分别将弹簧压缩到相同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化的动能相同，最终木块移动的

2、距离相同，故不能探究物体动能与物体质量的关系；(2)用小车分别将弹簧压缩到不同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能不同，转化的动能不同，最终木块移动的距离不相同，故能探究物体动能与物体速度的关系。综上所述：故acd 错误， b 正确。故选 b。2 跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg，每次跳起高度约为体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（ ）6 cm（人整a向上起跳过程中小明的动能持续增大c小明跳一次克服重力做功约3jb下落过程中小明的重力势能保持不变d小明在这一分钟内跳绳的功

3、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总 = 30j 100 =50w ，t 60s故 d 正确。故选 d 。3 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

4、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，故确；a 正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，故误；b 错c因为做功需要

5、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。4 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1wd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

6、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wgh5n10m50j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w50jp1wt50s故 c 正确；d国旗杆上的滑轮为定滑轮，则利用

7、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。5 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，高度则下列判断中正确的是（ ）a、 c 两点处于同一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

8、：机械能转化6 小美用200n的力将重10n的足球踢出去15m远，她对足球做的功是（）a3000jb150jc没有做功d做了功，但无法确定做功多少【答案】 d【解析】【分析】【详解】题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为 200n，而没有说明足球在该力的作用下移动的距离（ 15m 是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做的功，故 a、 b、 c 不符合题意， d 符合题意。故选 d。7 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

9、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

10、；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 c8 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 tcd，运动距离abcd）s=s ，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sab scd，根据 wfs 可知：拉力所做的功相同，故a 错误， b 正确

11、；由于t tcd，根据pt得： p p ，故 c、 d 错误abwabcd9 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

12、，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

13、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。10 如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面a 点自由滚下，分别经过图中b，c，d 各位置，关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是（）a小球的重力势能一直在减小b在d 点的重力势能小于在c 点的重力势能c从b 点运动到c 点的过程中，动能转化为重力势能d从 a 到【答案】 cb 小球速度越来越大，机械能越来越大【解析】【分析】【详解】a小球从a 到b 的过程中，高度变小，重力势能减小，从b 到 c 或d 的过程，高度增大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，故a 错误；b c、 d 两点在

14、同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，故b 错误；c小球从b 点到c 点的过程中，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故c正确；d在伽利略理想实验中，机械能是守恒的，所以从a 点到b 点，小球的机械能不变，故d错误。故选 c。11 如图，一辆电动车在月球表面（月球面附近无大气层）沿着平直轨道行驶，物体m 相对于车静止，则以下说法中正确的是（）a电动车动能一定增加b m 受到的摩擦力一定向右c此时小车可能做匀速直线运动d若电动车急刹车，m 受到的摩擦力一定向左【答案】 b【解析】【分析】【详解】a由图中彩旗展开的方向可知，电动车向右加速运动或向左减速运动，所以动能有可能增大也有可能

15、减小，故ac 错误；b不管电动车是向右加速，还是向左减速，相对车静止的物体m 都有向左运动的趋势，所以其受到的摩擦力一定向右，故b 正确；d若电动车原是向右加速运动的，急刹车时，车的速度减小或停下，而m 由于惯性要保持原来的速度向右运动，此时所受的摩擦力应向左，才能让m 相对车静止。若电动车原是向左减速运动的，急刹车时，m 物体由于惯性会保持原来的速度继续向左运动，此时所受的摩擦力方向应仍然向右，才能让m 相对车静止，故d 错误。故选b。12 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

16、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（）a0s1s 内，地面对物体的支持力是10nb 1s2s 内，拉力f 做的功是62.5jc 2s3s 内，拉力f 的功率是300wd 2s3s 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f拉gg动340n120n由题意可知， 0s1s 内，地面对物体的支持力符合关系式f支3f拉gg动120n从图甲可以看到， f拉30n ，解得 f支30

17、n， a 错误；b从图甲可以看到，1s2s 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s3h31.25m 3.75m拉力 f 做的功是wfs50n 3.75m187.5j拉力 f 做的功是187.5j， b 错误；c 2s3s 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v绳32.5m/s7.5m/s根据 pfv 可知，拉力f 的功率pfv绳40n7.5m/s300w拉力 f 的功率是300w， c 正确；d 2s3s 内，物体上升的高度h3.75m-1.25m2.5m拉力 f 的大小是40n，则滑轮组的机械效

18、率w有用功100%gh100n2.5m83.3%w总功100%40n 3100%fs2.5m滑轮组的机械效率约是83.3%， d 错误。故选 c。13 建昌一中科学教室有个“逆天”的“锥体上滚”实验，v 形轨道两根导轨相距较小那端低，另一端高，静止的双锥体从低端往高端滚（由右向左），小明仔细观察后发现锥体在低端时重心高度 h1 反而比高端时高度 h2 要大，下面说法正确是（）a本实验不遵循能量守恒定律b双锥体在轨道“低端”（右端）时重力势能最小c当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中重力势能转化为动能d当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中动能转化为重力势能【答案】 c【解析】【详解】a 自然界中能量

19、是守恒的，本实验也遵循能量守恒定律的，故a 错误；b由题意可知，锥体重心高度 h1 比高端时高度 h2 要大，所以锥体在右端时重力势能大，故 b 错误cd当双锥体从轨道“低端”（右端）向“高端”滚的过程中，重心高度越来越低，重力势能转化为动，故c 正确， d 错误。故选 c。14 某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（）a机械能一定不变，动能一定不变b机械能可能改变，动能一定不变c机械能可能改变，动能可能改变d机械能一定不变，动能可能改变【答案】 b【解析】【分析】要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态；要了解机械能包括动能和势能，动能和物体的质量以及速度有关，

20、重力势能与物体的质量和被举的高度有关。【详解】物体在平衡力的作用下，即一定处于平衡状态，即或是静止状态或是匀速直线运动状态，由于其动能的大小与质量及运动的速度有关，所以对于同一砖块来说，质量不变，其不管是保持静止还是匀速直线运动，其速度都是不变的，故其动能一定不变；但其重力势能却有可能改变，如将砖匀速提高，在该过程中，动能不变，但其重力势能变大，即机械能变大；同理若将砖匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，b 符合题意。故选 b。15 两个质量相同的钩码，下端固定有纸带并穿过打点计时器，在拉力作用下两钩码分别同时从同一位置开始沿竖直向上方向运动，纸带上留下的点迹如图（a）所示，它们的st图像

21、如图（ b）所示则a甲的拉力大b甲的机械能小c乙的动能小d无法判断【答案】 c【解析】【详解】a在图 a 中的甲、乙两图中，打点计时器打出的各点之间的距离是相同的，由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态，即平衡状态，所受的力一定是平衡力，此时的钩码只受两个力的作用：弹簧秤竖直向上的拉力和重力根据二力平衡的条件可知这两个力相等，即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力，由于钩码的质量相等，则重力相等，所以甲的拉力等于乙的拉力故a 不符合题意；bcd两个钩码的质量相同，由题意知，两个钩码上升的高度相同，由图(b)知，甲、乙上升相同的高度，甲所用时间小于乙所用时间，根据v= s 可知，甲的速度

22、大于乙的速度，所t以，甲的动能大于乙的动能，甲的势能等于乙的势能，机械能为动能和势能之和，所以，甲的机械能大于乙的机械能故b 不符合题意 c符合题意 d 不符合题意16 小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动他先在地面上用台秤称得自己的体重为500 n，再将台秤移至电梯内，电梯从 t=0 时由静止开始向下运动到 t=11 s 时停止，测得台秤对自己的支持力 f 随时间 t 变化的图象如图所示，则a02 s 的过程中，小明的动能不变b 2 s10 s 的过程中，小明的重力势能转化为动能c 10 s11 s 的过程中，小明的机械能不断减小d 011 s 的过程中，小明的机械能不断增大【答案】 c【

23、解析】【分析】【详解】a0 2s 的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故a 错误；b 2s 10s 的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故b 错误；c 10s 11s 的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在降低的，所以重力势能在减小，故小明的机械能不断减小，c 正确；d 0 11s 的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故d错误；故选 c17 如图所示，小明拉着小车匀速行走在水平路面上，下列说法正确的是（）a小明拉着小车匀速行走时，小明对小车没有做功b小车的重力与地面给小车的支持力不是一对平衡力c小明对小车的拉

24、力与地面对小车的摩擦力是一对平衡力d地面给小明的摩擦力方向是向后的【答案】 b【解析】【分析】【详解】a小车在小明的拉力作用下，运动了一段距离，因此小明对小车做功了，故a 错误；b读图可知，小车受到小明的斜向上的拉力，小车的重力与地面给小车的支持力大小不相等，所以两者不是一对平衡力，故b 正确；c读图可知，小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力没有作用在同一直线上，不属于平衡力，故 c 错误；d小明的脚对地面有一个向后的摩擦力，同时地面对脚一个向前的摩擦力，故故选 b。d 错误。18 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端连接一个小球。弹簧未发生形变时，小球静止在a 点。用手把小球向左运动压

25、缩弹簧至b 点后松开手，小球在水平光滑地面bc间来回运动。不考虑空气阻力，下列说法中正确的是（）a当小球从b 运动至 a 的过程，弹簧产生的弹力变大b当小球从b 运动至 c的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能c小球在a 点时的机械能最大d在来回运动中，小球的机械能保持不变【答案】 c【解析】【详解】a当小球从 b 运动至 a 的过程，弹簧恢复原状，弹簧的形变减小，则弹簧产生的弹力变小，故 a 错误；b当小球从b 运动至 c的过程，弹簧的形变变大，弹性势能变大，小球的速度减小，动能减小，即小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故b 错误；cd由于水平地面是光滑的，没有摩擦，所以弹簧的弹性势能和小球的动能的和是保持不变的，故在任何一点的弹性势能和动能的和都相同，在a 点时，弹簧的弹性势能最小，小球的动能最大，即此时小球的机械能最大，故c正确，d 错误。19 如图甲所示，重为160n 的物体在大小为20n，水平向左的拉力f1 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f1 不变，用水平向右的拉力f2，拉物体匀速向右运动了1m ，若不计滑轮、