2020-2021备战中考物理功和机械能问题-经典压轴题含答案解析

1、一、初中物理功和机械能问题F,如图甲所1.一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0B.当t在24s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5NC.当t在46s内，拉力F的功率为6WD.当t在26s内，木块的机械能保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】由图丙可知此时物体处于静止状态，所A.由图乙可知，物体在t=1s时受到的拉力为1N,以受到的摩擦力等于拉力为1N,故A错误；由图丙可知46s内物体做匀速运动直3N;由图乙可知在24s内，物

2、体做加24s内受到的摩擦力为3N。故B.由图乙可知，物体在46s内受到的拉力为3N,线运动，在46s内受到的摩擦力等于此时的拉力为速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在B错误；C.由图乙可知，物体在46s内受到的拉力为3N,由图丙可知46s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WFsPFv3N2m/s6Wtt故C正确；D错误。D.在26s内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故故选Co2.将皮球从离地某一高度。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Oq*弋；,AmKx'工A.皮球经过同一高度A、B两点时，动能相

3、等B.皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能为零C.皮士在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

4、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。3.如图所示，木块以一定的速度滑过A、B点，至ijC点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为ho若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（）A. D点与A点相比，动

5、能增大，势能减小，机械能不变B. A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能C. B点的动能可能等于A点的动能，但可能大于C点的动能D. B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能【答案】C【解析】【详解】A. D点与A点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误；B. A和C、C和D之间的垂直距离均为h,则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B错误；C.斜面粗糙，则AB段有可能匀速，但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度，所以，B点的动能可能等于A点的动能，一定大于C点的动能，故C正确；D.木块从B到C,因为有摩擦，

6、则C处的动能小于B处的动能，从C到D,由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，B点的动能可能等于D点的动能，但与A点的动能大小不确定，故D错误。故选Co4.工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中卜列说法不正确的是()A.绳子自由端沿水平方向移动了4mB.物体受到的拉力为750NC.拉力F的功率为375WD.该滑轮组的机械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据snsA求出绳子自由端沿水平方向移

7、动；(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据Faf0.4G求出物体受到的拉力；根据WFs求出拉力F做的功，根据PWY求出拉力F的功率；(4)任何机械效率一定小于100%。【详解】A.由图可知，n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离snsA22m4m故A正确，不符合题意；B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力Faf0.4G0.41500N600N故B错误，符合题意；C.拉力F做的功W总Fs375N4m1500J则拉力F的功率1500J4s375W故C正确，不符合题意;100%,故D正

8、确，不符D.该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于合题意。故选B。5.一个超级惊险项目一一18米长悬崖秋千惊现重庆某公园！小明被缆绳拉到6层楼的高度，释放后自由摆动冲向峡谷（如图所示），伴随着人们的惊呼声，秋千越荡越低。下列有关说法中正确的是（）A.秋千荡回来经过最低点时，小明的机械能最大B.整个过程小明的动能与重力势能之和不变C.秋千荡到最高点时，小明的动能为零D.在向下摆的过程中，小明的重力势能全部转化为动能【答案】C【解析】【详解】A.机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，所以秋千第一次在最高点时，机械能最大，A错误；B.机械能是动能和势能的统

9、称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，整个过程小明的动能与重力势能之和变小，B错误；C.秋千荡到最高点时，秋千速度为0,所以小明的动能为零，C正确；D.在向下摆的过程中，小明的重力势能绝大部分转化为动能，D错误。故选C。6.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

10、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Co7 .甲物体放在光滑的水平面上，乙物体放在粗糙的水平面上，它们分别在相等的水平力F作用下移动相等的距离s,那么，力F对两物体所做的功（）A.甲较多B.乙较多C.相等D.无法确定【答案】C【解析】【分析】物体受力，且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。【详解】根据条件，物体受力相同，移动的距离相同，则力对物体做的功相同，

11、故C正确。故选C8 .月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑，关于造成陨石坑大小不一的因素，下列猜测不合理的是（）A.陨石的质量B.陨石的撞击速度C.被撞处的硬度D.被撞处是否在阴影中【详解】A.陨石的质量越大，在速度相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑就会越大，因此这一彳#测合理，故A不符合题意；8 .陨石的撞击速度越大，在质量相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑会越大，因此这一彳#测合理，故B不符合题意；C.被撞处的硬度越大，越不容易形变，相反，被撞处的硬度越小，则越容易形变，所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小，因此这一猜想合理，故C不符合题意；D.被撞处是否

12、在阴影中不会造成力的作用效果的不同，故与之无关，因此这一猜测不合理，故D符合题意；故选D。9 .在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（）A.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用B.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小C.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小D.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力【答案】C【解析】【分析】【详解】A.惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运

13、动，是因为物体具有惯性。故A错误；B.惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。故B错误；C.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故C正确；D.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛

14、力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。故D错误。故选Co10 .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】B正确。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，

15、根据P总可知，功率变大。故ACD错误,故选B。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

16、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.如图所示，弹簧一端固定在竖直墙上，另一端固定在物块乙上，甲、乙相互叠加放置在光滑水平面上O点处，此时弹簧处于原长。现将甲、乙从。点拉至位置1。松手后，在甲、乙保持相对静止并一起向。点方向运动的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是()A.物块甲由于与乙相对静止而处于平衡状态B.物块乙随弹簧拉力减小而做减速运动C.物块乙对物块甲施加了水平向左的摩擦力D.两物块运

17、动到。点将由于不受弹簧拉力而静止【答案】C【解析】【分析】【详解】A.甲乙两物块在位置1被松手后，由于弹簧的弹性势能转化为动能，而且水平面是光滑的，所以其动能增加，即两物块不是做匀速直线运动，不是处于平衡状态，故A错误；B.乙物体从位置1向。运动的过程中，弹簧对其拉力减小，但由于减小的弹性势能全转化为动能，所以其速度增加，做加速运动，故B错误；C.物体甲乙一起相对静止运动的过程中，甲有一个向右运动的趋势，所以甲受到乙向左的摩擦力，故C正确；D.两物块运动到。点，弹簧刚好恢复原形，则此时弹簧对物块的拉力为0,但由于惯性,两物块还要向左运动，不会立即停下来，故D错误。故选Co13 .如图是搬运工人

18、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20mC.工人做的有用功为3.6104J【答案】B【解析】【分析】【详解】B.工人的拉力为400ND.工人拉力的功率为360WA.从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮,度是0.3m/s,经100s货物移动距离为人以0.6m/s的速度匀速前行，那么货物的速svt0.3m/s100s30m货物移动距离为30m,A错误；B.由题意可知，货物的重力Gmg600kg

19、10N/kg6000N其摩擦力f0.1G0.16000N600N由于货物匀速前行，绳对货物的拉力Ff600N滑轮组的机械效率为75%,可得到600NsF拉2s100%75%解得F拉400N,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_4W有Fs600N30m1.810J工人做的有用功为1.8104J,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PF拉v400N0.6m240W工人拉力的功率为240W,D错误。故选Bo14 .如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的

20、距离，乙图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（B.木块第一次受到的摩擦力较大D.木块第二次的动能较小A.木块第一次做功较少C.木块第二次做功较快【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.由图乙，两条图象都是过原点的直线，则木块在这两次拉力的作用下都是做匀速直线运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，所以，木块两次受到的摩擦力大小相等；同时因为木块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力大小相等，所以，木块两次运动的拉力相等，由题意可知，两木块滑动相同的距离，根据W=Fs可知，两次拉力做的功相同，故AB错误；W口C.因为两次拉

21、力做的功相同，但由图乙知第二次做功的时间更长，根据P-可得,第二次的功率较小，即第二次做功较慢，故C错误；D.物体的质量不变，但由图乙知运动相同的距离，第二次花的时间更长，所以第二次速度较小，因此木块第二次的动能较小，故D正确。故选D。15 .有一个小球从滑梯上A点以一定的速度沿滑梯向上运动，到最高点B后小球又沿滑梯向下运动到C点，不计摩擦。则（）A.小球由A-B运动过程中，动能逐渐减小B.小球在B点的机械能大于A点的机械能C.小千由B-C运动过程中，机械能逐渐增大D.小球在C点时重力势能最大【答案】A【解析】【分析】本题考查机械能的变化及守恒。【详解】A.小球由A向B运动的过程中，速度越来越

22、慢，而小球的质量保持不变，所以动能逐渐减小，故A说法正确；BC.小球在滑梯上运动的过程中，不计摩擦，所以整个过程机械能守恒，所以B点和A点的机械能大小一样，B到C的过程中机械能不变，故BC说法都不正确；D.小球在整个过程中质量保持不变，C点相对其它点而言，高度最低，所以重力势能最小，故D不正确。故选Ao16.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

23、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D错误。故选Bo17 .物体只受一对平衡力作用时，对于它具有能的判断中正确的是（）A.机械能一定不变B.重力势能可能减少C.动能可能变小D.重力势能一定不变【答案】B【解析】【分析】首先要对物体在平衡力作用下是处于平衡状态中的哪一种要明确，然后再分析其机

24、械能的变化情况。【详解】平衡状态有两种：静止状态、匀速直线运动状态；当物体处于静止状态时，物体的动能、势能都不变，所以机械能也不变；当物体在水平方向上做匀速直线运动时，其动能、势能都不变，即机械能不变；当物体在竖直方向上做匀速直线运动时，其动能不变，但其势能要发生变化，故机械能也随之变化；总之，物体在以上所处的这几种可能的运动状态下，势能与机械能的大小有两种可能：不变或变化；而动能只有一种情况：不变；综上分析，故选B。【点睛】本题考查物体在平衡力作用下的状态分析，要求学生一定要分类且考虑全面，本题容易出现漏分析其中某种情况而导致错误。18 .如图所不，Fi=4N,F2=3N,此时物体A相对于地

25、面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（）A.F2的功率为0.6WC.地面对物体A的摩擦力为2N【答案】D【解析】【分析】【详解】B.弹簧测力计读数为9ND.如果增大F2,物体A可能向左运动A.由图知，水平使用滑轮组，对于物体B来说n=2,拉力端移动速度v2v物20.1m/s0.2m/s拉力F2做功功率P2F2v3N0.2m/s0.6W故A正确，不符合题意;B.不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，对于弹簧测力计来说是3股，所以弹簧测力计的示数F3F233N9N故B正确，不符合题意；C.对于物体A,受到的力：B向左的摩擦力fB2F223N6N向右的拉力Fi=4N,因为A静止，所以地面向右的摩擦