中考物理功和机械能问题提高练习题压轴题训练及详细答案

一、初中物理功和机械能问题1.用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体，沿同一水平面做直线运动.第一次拉力为10N,物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20J的功：第二次拉力增大为20N,拉力对物体做了48J的功.分析两次做功过程，以下判断正确的是物体运动了1m物体运动了2m物体运动了2.4m物体运动了4.8mA.第一次物体受到的摩擦力是10N,B.第一次物体受到的摩擦力是物体运动了1m物体运动了2m物体运动了2.4m物体运动了4.8m【解析】【分析】【详解】AB.物体在水平面上做匀速直线运动时，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，故物体受到的拉力：F=/=10N；根据W=Fs可知，第一次物体通过的距离c叱20J °S.=-= =2m,F[ION故AB错误；CD.若增大拉力，而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变，因此，物体受到的摩擦力不变，仍为10N：根据*Fs可知，第二次物体通过的距离：ck48J。/S、= = =2.4m,-E20N故C正确，D错误..如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由4点以速度v沿轨道滚下，经过另一侧高点8后到达最高点C.下列分析不正确的是（ ）A.小球在A、B、C三点的速度大小关系是匕.＜乙＜办B.小球在八、B两点的动能之差等于小球从人点到B点克服摩擦力做的功C.小球在八、8两点具有的重力势能相同D.整个过程只有重力对小球做功【答案】D【解析】【分析】【详解】A.小球运动过程中会克服摩擦力做功，且质量不变，故从4运动到C的过程中，机械能减小，小球在4与8点的势能相同，故在4点的动能大于8点的动能，C点最高，故小球在C点的势能最大，动能最小，所以％＜乙＜L，故A正确，不符合题意；BC.4B两点高度相同，小球的质量不变，故小球的重力势能相同，小球从4点运动到8点，会克服摩擦力做功，动能减小，动能之差等于克服摩擦力所做的功，故B、C正确，不符合题意；D.整个过程中，摩擦力也会对小球做功，故D错误，符合题意。故选D。.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，推力己经不存在了，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Co.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。在此过程中下列说法不正确的是（）A.绳子自由端沿水平方向移动了4m B.物体受到的拉力为750NC.拉力F的功率为375W D.该滑轮组的机械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】⑴由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据S=〃$A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，二力的大小相等，根据乙=/=0-4G求出物体受到的拉力；⑶根据W=Fs求出拉力F做的功，根据尸=区求出拉力F的功率：t⑷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5=ns.=2x2111=4111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，则物体受到的拉力么=/=0.4G=0.4x1500N=600N故B错误，符合题意；C.拉力F做的功W{,,=尸s=375NX4m=1500J则拉力F的功率尸=也=变更=375W

t4s故c正确，不符合题意；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100%,故D正确，不符合题意。故选B。.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】⑴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；⑶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；⑷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IV=G//=5Nx10111=50J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nW50J”r=——= =1Wt50s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Co.2019年5月17口，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Ao.九年级的小黄同学一口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()1.5W【答案】C【解析】1.5W【答案】C【解析】【分析】15W150W1500W【详解】一层楼的高度约为3m,三层高度约为9m,九年级的同学体重大约为50kg,则克服自身重力所做的功约为W=Gh=mg/7=50kgX10N/kgX9m=4500J克服重力做功的功率p=IV=4500J=150Wt30s故ABD,都不符合题意，C符合题意。故选Co.在四川抗震救灾现场，一块水泥板质量为0.53起重机在5s内把它匀速提高2m,此过程中(g=10N/kg)()A.起重机对水泥板所做的功为IxIO'J B.起重机对水泥板所做的功为lxlO3JC.起重机提升水泥板的功率为2x10,W D.起重机提升水泥板的功率为5x10。W【答案】A【解析】【详解】AB.水泥板的质量加=0.5t=500kg水泥板受到的重力G=mg=500kgxlON/kg=5000N

起重机对水泥板所做的功W=Gh=5000Nx2m=lxlO4J故A符合题意、B不符合题意；CD.起重机对水泥板所做功功率D卬lxlO4J,in3wP=—= =2x10Wt5s故C、D不符合题意。故选Ao.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Wi和W2,功率分别为Pi和P2,则下列关系式中正确的是（ ）A.Wi<W2 B.Wi>Wi C.Pi=P2 D.Pi<P2【答案】B【解析】【分析】【详解】AB.根据W=G〃可得，他们把同样重的杠铃举起，克服杠铃的重力做功，对杠铃所做的功只与被举高的高度有关，高度越大，做功越多，即卬1>电。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。由上可知所以故CD错误。故选B。.如图中甲图所示，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像.卜列说法正确的是A.两次木块运动的速度相同A.两次木块运动的速度相同C.两次拉力对■木块做的功一样多【答案】CB.木块第一次受到的摩擦力较大D.两次拉力对木块做功的功率一样大【解析】【分析】【详解】A.两次木块运动相同的距离，第2次所用时间比第1次长，两次木块运动的速度不相同，A选项说法不正确；B.摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同，B选项说法不正确；C.木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因摩擦力大小相等，两次的拉力相等，由可得两次拉力对木块做的功一样多，C选项说法正确；WD.由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由p=7得两次拉力对木块做功的功率不一样大，D选项说法不正确；故选C..如图所示，Fi=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止，物体B以O.lm/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（ ）Fz的功率为0.6W B.弹簧测力计读数为9NC.地面对物体A的摩擦力为2N D.如果增大Fz,物体A可能向左运动【答案】D【解析】【分析】【详解】A.由图知，水平使用滑轮组，对于物体B来说〃=2,拉力端移动速度v=2%=2xO.lm/s=0.2nVs拉力尸2做功功率P2=F2v=3NxO.2nVs=0.6W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F=3F,=3x3N=9N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

(=2E=2x3N=6N向右的拉力Fi=4N,因为A静止，所以地面向右的摩擦力/地=K—K=6N—4N=2N故C正确，不符合题意；D.如果增大Fz,由于B对A压力的大小没变，接触面的粗糙程度没变，所以B对A的摩擦力不变，此时物体A相对于地面仍然静止，故D错误，符合题意。故选D。12.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，运动时间切>5,运动距离S°b=SM比较两种情况下拉力所做的功和功率()A.岫段做功较多ab段与cd段的功一样多C.岫段功率较大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=s“，根据W=Fs可知：拉力所做的功相同，故A错误，B正确；由于wtab>tcd，根据刀=:得：PabVPcd，故C、D错误.13.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20mA.货物移动距离为20mC.工人做的有用功为3.6xl()4j【答案】B【解析】B.工人的拉力为400ND.工人拉力的功率为360W【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s=vt=0.3m/sx100s=30m货物移动距离为30m,A错误：B.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600N--sx100%=7，%42解得/^=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%]=Fs=600Nx30m=1.8x104J工人做的有用功为L8xlO』J,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P=f^=400Nx0.6m=240W工人拉力的功率为240W,D错误。故选B。.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s—t图像如图（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=士可知，甲的速度大于乙的速度，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..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B。16.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则h时刻小球的动能最大t2时刻小球的动能最大C.匕到匕时间内，小球的动能先增加后减少D.t2到匕时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】D【解析】【详解】A.。时刻是小球与弹簧开始接触的时刻，此时小球向下加速运动，在弹力增大到等于重力之前小球一直加速，所以ti时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。故A错误。B.t2时刻是指弹簧被压到最低点，此时小球速度为零，小球动能全部转化为弹簧的弹性势能。所以ti时刻小球动能最小。故B错误。CD.匕到t3时间内是弹簧的弹性势能向小球动能转化的过程，匕时刻弹力为零即弹性势能为零，小球动能最大。所以在匕到匕时间内，小球动能一直在增加，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能。故C错误，D正确。17.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&、F2,两次拉力的功率分别为％、P2。.下列判断正确的是（ ）A.Fi=F?,P、>P?B.F、>F2,Pi>P2C.Fi<Fz,Pi=P2 D.&VF?,P1VP2【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，即因木块匀速直线运动，那么其功率可表示为尸=尸丫，从图乙可看•到，第1次的速度大于第2次的速度，即匕〉匕那么可知故选Ao18.如图，小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上，在八处开始与弹簧接触，下降到最低点8处后弹回，则小球的动能变化情况是（ ）•一•一叁AA.从A到B,动能不断减小 B.从B到4动能不断增大C.从4到B,动能先变大后变小，到8处为零D.从8到4动能先变大后变小，到4处为零【答案】C【解析】【分析】【详解】物体从4点接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短（达到8点）的过程中，物体的运动过程为：在物体刚接触弹簧的时候，弹簧的弹力小于物体的重力，合力向下，物体还是向下加速，当弹簧的弹力和物体的重力相等时，小球的速度达到最大，之后弹力大于重力，物体开始减速，直至减