【物理】初中物理功和机械能练习题及解析

【物理】初中物理功和机械能练习题及解析一、功和机械能选择题1．如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是A．货物被举高后内能增加了B．列车进站速度减小后内能增加C．握力计被握扁后其弹性势能减小D．飞机升空后高度增加内能变大【答案】B【解析】【详解】A、货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A错误；B、列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B正确；C、握力计发生形变后弹性势能增加，故C错误；D、飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D错误．故选B．【点睛】注意分清楚内能与机械能是完全不同的两种形式的能，内能是分子动能与分子势能的和，而机械能是宏观物体的动能与势能的和，两种形式的能之间没有关系．2．跳远运动的几个阶段（不计空气阻力）如图所示，关于运动员的下列说法正确的是（）A．在助跑阶段动能不变B．在起跳时动能最大C．在最高点时势能最小D．落地时势能最大【答案】B【解析】A.助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，因此重力势能不变。机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此机械能增大，故A错误。B.起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，故B正确。C.最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故C错误。D.落地时势能最小，故D错误。点睛：动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。3．体重相同的小明和小华进行搬砖比赛，他们分别将20块相同的砖从同一栋楼的一楼搬到三楼，小明两次搬完，小华三次搬完，比较他们在此过程中所做总功和功率，下列说法正确的是A．他们做功一样多B．小明做功多一些C．小华做功多一些D．小明的功率大一些【答案】C【解析】【详解】由于砖的重力相等，楼层高度相等，根据22220m/801600svtssm可知，小明和小华克服砖的重力所做的功相等；小明和小华的体重相等，楼层高度相等，小明两次搬完，小华三次搬完，所以在搬砖的过程中，小华克服自身重力所做的功多；小华所做总功比小明所做的总功多，由于无法比较小明和小华做功时间的多少，根据WPt可知，无法比较小明和小华的功率大小；故C符合题意．4．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙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和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果不正确．．．的是A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10NB．1s～2s内，物体在做加速运动C．2s～3s内，拉力F的功率是100WD．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%【答案】C【解析】【详解】（1）由图乙可知,在0∼1s内,拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N，故A正确；（2）由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正确。故选C.【点睛】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h．（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F拉＝（F′+G动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W＝Fs求此时拉力做功．（3）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率．5．下列事例中，有力对物体做功的是A．小明背着书包在水平路面上前进B．跳水运动员从跳台跳下C．举重运动员举起杠铃停在空中不动D．足球被踢出后在草地上滚动【答案】B【解析】A、背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，不符合题意；B、跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，符合题意．C、举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，不符合题意．D、足球在光滑水平面上，依靠的是足球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，不符合题意．故选B．6．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．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功【答案】C【解析】【详解】A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，不再受到推力的作用，只有距离，没有推力的作用，所以对铅球不做功，故A错误．B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，没有在拉力方向上通过距离，故拉力没有做功．故B错误．C．用水平力推着购物车前进，购物车受到水平力的作用且在力的方向上通过了距离，推车的力做了功．故C正确．D．书静止在水平桌面上，书受到支持力的作用但没有在力的方向上通过距离，所以支持力没有做功，故D错误．故答案为C．【点睛】做功的两个必要因素：1）作用在物体上的力；2）物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可．7．如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。则A．物体上升的速度是2.5m/sB．拉力F大小为400NC．拉力F的功率为40WD．拉力F的功率为80W【答案】D【解析】【详解】A．由svt得体的速度：2m0.4ms5shvt故A项不符合题意；B．图可知，绳子段数为2n，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：11200N100N22FG故B项不符合题意；CD．绳子自由端移动的速度：220.4ms0.8msvv绳物拉力F的功率：100N0.8ms80WWFsPFvtt故C项不符合题意，D项符合题意。8．有甲、乙两个完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。若不计空气阻力，下列说法正确的是A．抛出时刻，甲球比乙球的动能小B．抛出时刻，甲球比乙球的重力势能小C．乙球上升过程中，重力势能转化为动能D．甲球下落过程中，它的机械能保持不变【答案】D【解析】【详解】A．抛出时刻，甲乙两球的速度大小相等，又因为甲乙是两个完全相同的小球，因此甲乙两球的质量相等，所以抛出时刻甲球和乙球的动能相等；故A错误；B．由题意可知，甲乙两球的质量相等，甲乙两个小球在同一高度抛出，所以抛出时刻甲球和乙球的重力势能相等；故B错误；C．乙球上升过程中，速度越来越小，高度越来越高，是动能转化为重力势能；故C错误；D．甲球下落过程中，速度越来越大，高度越来越低，是重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以甲球下落过程中，它的机械能保持不变；故D正确。9．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到A．a点B．b点C．c点D．d点【答案】C【解析】【详解】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。10．关于功率概念的理解，下列说法中正确的是A．功率大的机械做的功多B．功率大的机械做功时用的时间少C．单位时间内完成的功越多，则功率越大D．省力多的机械功率大【答案】C【解析】【详解】A．W＝Pt，做功多少与功率和时间有关，故A错误；B．t＝WP，做功的时间与做功和功率有关，故B错误；C．物体单位时间内做的功为功率，单位时间内做功越多，功率越大，故C正确；D．功率的大小与省力无关，故D错误；11．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则下列说法中错误．．的是A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少C．小物块从P向M运动过程中，机械能不变D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大【答案】B【解析】A、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A正确；BC、物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没能量损失，机械能守恒；小物块从P向M运动过程中，重力势能转化为动能，机械能不变；故B错误，C正确；D、弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大限度，弹性势能最大，故D正确．故选B．12．两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，如图所示，则A．甲做功较多，功率较小B．甲做功较多，功率较大C．甲做功较多，甲、乙功率相等D．甲、乙做功相等，乙的功率较大【答案】B【解析】【分析】相同质量的杠铃，根据G=mg可知重力相同，根据W=Gh分析做功大小，知道所用时间相同，根据功率的公式分析甲乙功率的大小关系．【详解】两人举起杠铃质量相同，根据G=mg得到杠铃的重力相同，举起的高度：h甲＞h乙，根据公式W=Gh得到甲乙做功的关系W甲＞W乙，举起杠铃用的时间相同，根据WPt得到P甲＞P乙．故选B．13．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C。14．如图所示是探究“动能的大小与什么因素有关”实验的示意图。小球从a处由静止滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断不正确的是（）A．从a到b小球的势能减小，动能增大B．到达c处，小球的势能最小，动能最大C．从c到d处，小球的机械能增大D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能为零【答案】C【解析】【详解】A．从a到b，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故A正确，不符合题意。B．到达c处，小球到达平面，小球的势能最小，小球的质量不变，速度最大，动能最大。故B正确，不符合题意。C．从c到d处，小球高度不变，重力势能不变，速度逐渐减小，动能减小，所以机械能减小，故C错误；符合题意。D．到达d处，小球质量不变，小球撞击木块后，速度不断减小，动能不断减小，到d点停止，速度为零，动能为零，木块到达d处速度为零，动能也为零，故D正确，不符合题意。15．一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对此，下列说法中错误的是A．爬