中考物理功和机械能问题提高练习题压轴题训练附详细答案

一、初中物理功和机械能问题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（）7、、\、、、、、、、O-i货物移动距离为20mB.工人的拉力为400NC.工人做的有用功为3.6xlO4JD.工人拉力的功率为360W【答案】B【解析】【分析】【详解】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s=vt=0.3nVsx100s=30m货物移动距离为30m,A错误：由题意可知，货物的重力G=mg=600kgxlON/kg=6000N其摩擦力/=0.1G=0.1x6000N=600N由于货物匀速前行，绳对货物的拉力F=f=600N滑轮组的机械效率为75%,可得到型口xgo%=75%尸拉"解得F拉=400N,工人的拉力为400N,B正确；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=Fs=600Nx30m=1.8x104J工人做的有用功为1.8x104J«C错误；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P=Fi:y=400Nx0.6m=240W工人拉力的功率为240W,D错误。故选B。将皮球从离地某一高度0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.下列说法正确的是皮球经过同一高度&、B两点时，动能相等皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能为零皮球在D点时的机械能人于在C点时的机械能若将皮球表面涂黑，则在地面M点的黑色圆斑人于/V点的黑色圆斑【答案】D【解析】【详解】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，在人点的机械能衣于在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点的动能人于在B点的动能：故A错误。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。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。弹性势能人小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的人小能反应小球弹性形变程度，圆斑越人，形变越人。在M点与在A/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点的圆斑要犬于在/V点的圆斑；故D正确。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，所用的拉力人小为375N.物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法不正确的是()•••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S="Sa求出绳子自由端沿水平方向移动；(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，二力的人小相等，根据FA=f=OAG求出物体受到的拉力；⑶根据w=Fs求出拉力F做的功，根据P=如求出拉力F的功率：t(4)任何机械效率一定小于100%o【详解】由图可知，门=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=2x2m=4m故A正确，不符合题意；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fA=f=0.4G=0.4xl500N=600N故B错误，符合题意；拉力F做的功W仪=咼=375Nx4m=1500J则拉力F的功率p=^=1500J=375Wt4s故c正确，不符合题意；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100%,故D正确，不符合题意。故选B。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()皮球由a到b时，动能逐渐增大皮球由c到〃时，机械能一直减小皮球在b点时的机械能最大皮球在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：机械能转化九年级的小黄同学一II气从一楼跑到四楼教室，所用时间为30s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（）1.5WB.15WC.150WD.1500W【答案】C【解析】【分析】【详解】一层楼的高度约为3m,三层高度约为9m,九年级的同学体重犬约为50kg,则克服自身重力所做的功约为W=G/7=mg/7=50kgX10N/kgX9m=4500J克服重力做功的功率nW4500J,P=—==130Wt30s故ABD,都不符合题意，故选Coc符合题意。卞列估测最接近实际的是（）中学生的正常体温约为38.6°C中学生站立在地面上对地面的压强人约为103Pa中学生游泳时受到的浮力人约是50N中学生从一楼走到五楼做的功人约6xlO3J【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。【详解】人的正常体温在37°C左右，变化幅度很小，故A不符合实际；一般初中生每只鞋的底面枳人约为200cm2,即0.02m2,中学生的体重大约为50kg,则其对地面的压强FGmg

~SFGmg

~S=~S=~S~50kgxl0N/kg0.02m2x2=1.25xlO4Pa故B不符合实际：中学生的体重在500N左右，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力与重力相等，约500N,故C不符合实际；中学生的体重在500N左右，一楼到五楼的高度约12m,中学生从一楼走到五楼所做的功约为W=G/?=5OONxl2m=6xlO3J故D符合实际。故选D。如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，卜•列有关说法错误的是（）在a到b的过程中，运动员对铅球做了功在b到c的过程中，运动员对铅球没有•做功在c到d的过程中，没有力对铅球做功在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・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Q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处速度最人.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（）o|«甲o|«甲小球所受重力始终人于弹簧的弹力小球的重力势能先减小后增大小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能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，重力人于弹力，合力向卞，小球速度越来越人；随着弹簧压缩量的增人，弹力逐渐增人，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最人；小球再向下运动（be段），弹力人于重力，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.利用如图所示的滑轮组将重为20N的物体在2s内匀速提升2m,拉力尸等于12N。此过程中，下列说法不正确的是（）拉力所做的有用功为40J拉力所做的总功为48J拉力F的功率人小为20W滑轮组的机械效率为83.3%【答案】C【解析】【详解】根据公式可得Wnnj=G/2=20Nx2m=40J故A正确，不符合题意；由图可知s=2h=2x2m=4m根据公式可得%=Fs=12Nx4m=48J故B正确，不符合题意；拉力的功率故C错误，符合题意；D.滑轮组的机械效率〃=—1x100%=—xlOO%a83.3%叫48J故D正确，不符合题意。故选C。如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面a点自由滚卞，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（）小球的重力势能一直在减小在d点的重力势能小于在c点的重力势能从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能从a到b小球速度越来越大，机械能越来越人【答案】C【解析】【分析】【详解】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，高度增人，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；c、d两点在同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，故B错误；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；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Co如图所示，质屋为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跨世式都必须大于mgh都不一定人于mgh用背越式不一定人于mghf用跨越式必须大于mg/i用背越式必须人于mgh,用跨越式不一定人于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人于加g〃，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〃妙，也可以小于哗爪也可以等于加劝，故ABD错误，C正确。故选Co如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最犬，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,若整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是（）从A位置到B位置铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能在此过程中弹簧的弹性势能增加量为G/）小球到达B点时，小球的重力大于弹簧的弹力，所以小球继续下落B位置到C位置的过程中铁球所受的重力人于弹簧所施加的弹力【答案】B【解析】【分析】【详解】从A位置到B位置，铁球质量不变，高度减小，铁球重力势能减小；该过程铁球速度增人，铁球动能增人：该过程弹簧形变量增犬，弹簧弹性势能增人。若整个过程中不计能量损耗，则铁球的重力势能转化为铁球的动能和弹簧的弹性势能。故A错误；从4位置到C位置，铁球的重力做功VV=Gh因为从A位置开始向下运动的过程中，重力势能转化为动能，动能又转化为弹性势能，整个过程中不计能量损耗，所以，根据机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能增加量为E=W=Gh故B正确：从A位置到B位置，小球重力人于弹簧弹力，小球受合力方向向下，小球速度方向向下，小球受合力方向与速度方向相同，小球竖直向卞做加速运动，该过程中，小球重力不变，弹簧形变量增大，弹力增人，小球受向下合力变小，小球到达B位置时，小球受合力为零，即小球重力等于弹簧弹力，速度最人；从B位置到C位置，小球继续下落，是因为小球具有惯性，保持原来运动状态不变，故C错误；从B位置到C位置,该过程弹簧形变量继续增人，弹簧弹力继续增人，人于小球重力，小球受合力方向向上，小球速度方向向下，小球受合力方向与速度方向相反，小球做减速运动，C位置小球速度为零，故D错误。故选B。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（）小球由A-B运动过程中，动能逐渐减小小球在B点的机械能人于&点的机械能小球由B-C运动过程中，机械能逐渐增人小球在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】小球由A向B运动的过程中，速度越来越慢，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&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Ao在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图）。做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下，在罐子向下滚动的过程中，小铁块会将橡皮筋卷紧，罐子的滚动先变快后变慢，直至速度为零；接着罐子又会自动滚上斜面，整个过程忽略摩擦的影响。关于此过程中机械能的转化，下列说法不正确的是（）罐子加速滚卜•斜面的过程中，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为动能罐子自动滚上斜面的过程中，速度先变快后变慢罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置【答案】B【解析】【分析】【详解】罐子加速滚卞斜面的过程中，高度变小重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能，故A正确，不符合题意；罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能，故B错误，符合题意；在橡皮筋恢复的过程中，铁罐会由斜面底部自动滚上去，从最低处滚上，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，故C正确，不符合题意；由于机械能是守恒的，所以罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置，故D正确，不符合题意。故选B。如图所示，当小明用力推墙时，他沿水平冰面减速向后退去，下列说法正确的是小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对平衡力小明受到摩擦力是水平向右，合力为零，运动状态不变小明减速运动时，则他的惯性和机械能也随之减小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】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；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；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；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。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，动能一定不变机械能可能改变，动能一定不变机械能可能改变，动能可能改变机械能一定不变，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，重力势能与物体的质屋和被举的高度有关。【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，由于其动能的人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，但其重力势能变人，即机械能变人；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。某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为50g）在2s内把重物Gi和G2提高10cm,已知斤和&的大小均为2N,不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。卞列说法中不正确的是（）甲乙重物Gi的重力犬小为5.5N乙滑轮组所做的有用功是0.7J&和F2做功的功率之比为3:4两个滑轮组的机械效率之比为4:3【答案】D【解析】【分析】【详解】从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，动滑轮只是一个，重力大小是G动=叫g=0.05kgxlON/kg=0.5N把动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知3仟=G动+G]解得G]=5.5N,重物G]的重力人小为5.5N,A正确，不合题意；在图乙中，把两个动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知4耳=2G动+G?解得G2=7N,重物升高的高度是4=0.11“，乙滑轮组所做的有用功是叫有用=G2h2=7Nx0.1m=0.7J乙滑轮组所做的有用功是0.7J,B正确，不合题意；重物G1移动的速度是K0.1m___.v.=—==0.0>m/s人2s甲图中绳端移动的速度是%=3片=3x0.05ni/s=0.15ni/s重物G2移动的速度是h、0.1mV,=—==0.03111/S-t22s乙图中绳端移动的速度是%?=4岭=4x0.05ni/s=0.2ni/s那么可知F1和F2做功的功率之比是片：匕=仲细：竹％2=3：4Fi和F2做功的功率之比为3:4,C正确，不合题意；甲滑轮组所做的有用功是%诒用=5.5NxO.lm=0.55J所做的总功是函卩总=坊込=2Nx3x0.Im=0.6J乙滑轮组所做的总功是总=F2s2=2Nx4xO.ini=0.8J由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是叱皿•用=°・7J,那么两个滑轮组的机械效率之比是如^些归旦：空=22:21%总%总0.6J0.8J两个滑轮组的机械效率之比是22:21；D错误，符合题意。故选D。卜•例各情况中，关于做功的说法错误的是某同学用力将石块向前移动一点，他推石块的力做了功人推着小车沿斜面进入车厢，她推车的力做了功某同学用力将石块向前移动一点，他推石块的力做了功人推着小车沿斜面进入车厢，她推车的力做了功衣牛严人头顶物体在水平地面上匀速前进，她顶物体的力做了功【答案】C【解析】【分析】【详解】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