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1、一、初中物理功和机械能问题1 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（ ）A t 1 时刻小球的动能最大B t2 时刻小球的动能最大C t3 时刻小球的重力势能最大D t 2 到 t3 时间内，小球的动能先增加后减小【答案】 D【解析】【分析】【详解】A由图象可知， t1 时刻弹力为 0，此时小球刚接触弹簧，在重力作用下小球继续做
2、加速运动，动能继续变大，故 A 错误；B t 2 时刻小球速度为0，此时动能最小，故B 错误；C t3 时刻，此时小球离开弹簧且只受到重力作用，继续向上做减速运动，还未达到最高点，重力势能还会继续增大，故 C 错误；D t 2 到 t3 时间内，小球在弹力的作用下先加速上升，动能变大；当弹力等于重力时，速度最大，动能最大；继续上升时重力大于弹力，小球做减速运动，动能变小；综上所述t 2到 t 3 时间内，小球的动能先变大后减小，故D 正确。故选 D。2 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
3、对他的支持力是平衡力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A 正确；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B 错误
4、；C因为做功需要对物体施力，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，故故选 A。D 错误。3 在四川抗震救灾现场，一块水泥板质量为0.5 t，起重机在5 s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4B起重机对水泥板所做的功为31 10J1 10JC起重机提升水泥板的功率为2D起重机提升水泥板的功率为22 10W5 10W【答案】 A【解析】【详解】AB水泥板的质量m0.5t500kg水泥板受到的重力Gmg500kg10N/k
5、g5000N起重机对水泥板所做的功W Gh 5000N 2m 1 104 J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W1 104 J103WP2t5s故 C、D 不符合题意。故选 A。4 小明用弹簧测力计拉动木块，使它沿同一水平木板滑动，如图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像下列说法正确的是A木块两次具有的动能一样大B两次拉力对木块做的功一样多C木块第一次受到的拉力较大D第一次拉力对木块做功的功率较大【答案】 D【解析】【详解】A 由图知，第一次物体的速度较大，第一次物体的动能较大，故A 错误；B从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以
6、木块两次所做的功不同，由 W=Fs 可知，但是在没有指出是相同时间内，因此不能比较二者做功多少，故 B 错误；C由 A 分析知，木块两次受到的拉力相等，故C 错误；D从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式同，第一次速度v 大，所以功率大，故D 正确。P=Fv 可知，力F 相5 如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员（）A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大D经过最高点时重力势能最大【答案】 D【解析】【分析】影响动能大小的因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越大，重力势能
7、就越大；机械能等于动能和势能之和。【详解】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，则重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，所以机械能增大，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，重力势能不变，机械能达到最大值，故 B 错误；C上升过程中，动能转化为重力势能，所以经过最高点时，动能减小，重力势能最大，故 C 错误；D最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故故选 D。【点睛】D 正确。影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化；影响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能
8、的变化就是分析质量和高度的变化。解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词，从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼，从而分析机械能的变化情况。6 如图所示，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但没有推动，下列说法正确的是()A箱子虽然没有被推动，但小明对箱子做了功B箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力C箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D箱子没有被推动，选择的参照物是地面【答案】 D【解析】【分析】【详解】A箱子没有被推动，有力但没有距离，小明对箱子不做功，故A 错误；B箱子没有被推动处于静止状态，受到的是平衡力，推力等于摩擦力，故B 错误；C箱子对地面的压力与地面
9、对箱子的支持力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故错误；CD箱子没有被推动，相对于地面的位置没有改变，选择的参照物是地面，故D 正确；故选D。7 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sab=scd，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 cd，根据 WFs 可知：拉力所做的功相同，故A 错误， B 正确；由于 st tcd，根据Pt得： P P ，故 C
10、、 D 错误abWabcd8 如图，细线上端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动，点， C是最低点，不计空气阻力，则（ ）A、 B 是球摆动过程中的最高A球在 C 点时受力平衡B球在 A 点时速度最大C球在 A 点时绳子突然断开，小球将静止不动D球在 B 点时所受外力同时消失，小球将静止不动【答案】 D【解析】【分析】【详解】A球在C 点时，不是处于平衡状态，所以受到的不是平衡力，故A 错误；BCD小球在A、 B 两点时，是摆动过程中的最高点，此时的动能最小，速度最小为0，若在 A 点时绳子突然断开，小球由于受到重力的作用，会向下运动，若在力同时消失，则球会保持静止不动，故A、C 错误， D 正
11、确。故选 D。B 点时，所受的外9 如图所示，动滑轮的质量为m，所挂重物的质量为M ，重物在时间t 内被提升的高度为h，不计绳重及摩擦，则（）MA滑轮组的机械效率为MmMB滑轮组的机械效率为M2 mMghC拉力 F 的功率为t( Mm) ghD拉力 F 的功率为2t【答案】 A【解析】【分析】【详解】AB滑轮组做的有用功为W有用G物hMgh总功为W总G物G动 hMm gh滑轮组的机械效率为W有用MghMW总Mm ghMm故 A 正确， B 错误；CD拉力 F 的功率为W总Mm ghP总故 CD错误。故选 A。tt10 如图是某山地的等高线图，数字表示海拔高度，其单位是米。质量是60kg 的小凯
12、早上8：00 从 A 点出发， 8： 50 到达 B 点的观景台；质量是50kg 的小旋早上7： 40 从 C 点出发， 8： 50 到达 D 点的半山亭。下列说法中正确的是（）A他们对自己做的功一样多B小凯的平均功率较小C 8：50 分时，小旋的动能一定小于小凯的动能D 8： 50 分时，小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能【答案】 D【解析】【分析】【详解】A 60kg 的小凯从 A 点到达 B 点做的功为W凯 =G1h1m1gh160kg 10N/kg(600m400m)1.2 105 J ；质量是 50kg 的小旋从C 点到达D 点做的功为W旋 =G2h2m2 gh250kg 10N/
13、kg(400m200m)1 105 J ；小凯做的功多，故A 错误；B小凯的运动时间为t1 8：508：00 50min3000s ；平均功率为P1W凯1.2105 J40W ，t13000s小旋的运动时间为t2 8：507：4070min4200s ，平均功率为P2W旋1 105 Jt 223.8W ，4200s小凯的平均功率较大，故B 错误；C动能的大小与质量和速度有关，由于不知道8： 50分时的他们的速度，所以无法比较动能的大小，故 C 错误；D重力势能的大小与质量和所处的高度有关，小凯的质量和所处的高度都比小旋的大，所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能，故D 正确。11 如图甲所示
14、，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、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）A物体向左运动时，拉力F1 的功率 P1=60WB物体与地面之间的摩擦力f=20NC物体向右运动时，拉力F2=40ND物体向右运动时，拉力F2 所做的功W2=80J【答案】 CD【解析】【分析】【详解】A由图甲可知，绳子承担物体受到的拉力的段数n 为 2，物体以 3m/s 的速度做匀速直线运动，在拉力作用下绳子末端的速度为v2v物23m/s 6m/s则物体向左运动
15、时，由WFs的功率PFv 可得拉力 F1ttP1F1v20N6m/s120W故 A 错误；B图甲中物体做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，而绳子承担力的段数 n 为 2，所以物体与地面之间的摩擦力f2F1220N40N故 B 错误；C物体向右运动时，由于物体和地面没有改变，则所受摩擦不变，方向向左，同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为20N，物体右侧的滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2，则有2F22F1f80N解得 F2 =40N，故 C 正确；D在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时，物体向右运动时，拉力F2 所做的功W2F2 s240N2 1m80J故 D
16、 正确。故选 CD。12 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（）A罐子加速滚下斜面的过程中，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能B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C罐子自动滚上斜面的过程中，速度先变快后变慢D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
17、析】【详解】A罐子加速滚下斜面的过程中，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；B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；C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；D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。13 如图所示，重为60 牛的物体甲放在水平桌面上，与重为6 牛的物体乙用细绳相连，绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不
18、计。当物体乙恰好能以0.2 米 / 秒的速度匀速下落时，下列判断中不正确的是A绳拉甲物体的力为6 牛B甲物体的速度为0.2 米 / 秒C 5 秒内绳的拉力对甲物体做的功为60 焦D绳的拉力做功的功率为1.2W【答案】 C【解析】【详解】A图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落 ,所以绳拉甲物体的力F=G 乙=6N故 A 正确不符合题意；B图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v 甲=v 乙=0.2m/s ，故 B 正确不符合题意；C 5s 内甲物体移动的距离s=v 甲 t=0.2m/s 5s=1m绳的拉力对甲物体做的功W=Fs=6N 1m=6J故 C 错
19、误符合题意；D绳的拉力对甲物体做功功率W6JP=1.2Wt5s故 D 正确不符合题意。14 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
20、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15 如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，到C点滑出下落至D点。A和BC和D之，间的垂直距离均为h，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（）A D 点与C 点相比，机械能不变B
21、B 点的动能一定大于A 点的动能C B 点的动能可能等于D 点的动能D A 点到B 点减少的重力势能小于C 点到D 点减少的重力势能【答案】 C【解析】【分析】本题考查机械能的变化。【详解】A D 点的机械能比 C 点的少，因为从 C 到 D 有部分的机械能克服空气阻力做功，转化为内能，故 A 不正确；B木块以一定的速度滑过AB 点，而从 A 到 B 的过程，木块的重力势能减小，减小的重力势能虽然转化为动能和内能，但若接触面足够粗糙，摩擦力足够大，那么木块可能在AB间做匀速直线运动或减速运动，所以B 点的动能可能等于可小于A 点的动能，故B 不正确；C木块从B 到C，若木块与接触面有摩擦，则C
22、 点的动能小于B 点的动能，从C 到D，木块的重力势能减小，动能增加，那么D 点动能大于C 点动能，所以D 点的动能有可能等于 B 点的动能，故C 正确；D因为少量都是A 和 B，C 和 D 之间的垂直距离均为h，则从mgh （设木块的质量为m），故 D 不正确。A 到B 和从C 到 D的重力势能的减故选C。16 运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气阻力，下落时的速度一时间图线如图所示，g=10N/kg. 从第 10s 到第 30 这个过程中，人（包括装备）A动能一直在变大B重力势能先变大后不变C机械能一直在变小【答案】 CD重力势能一直在转化为动能
23、【解析】【详解】A 动能大小的影响因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先变大再不变再变小，因此动能也是先变大再不变再变小，故A 选项错误，不符合题意；B重力势能大小的影响因素有质量和高度，在整个过程中，质量不变，高度逐渐变小，因此重力势能减小，故 B 选项错误，不符合题意；C在下落过程中，阻力做功导致机械能转化为内能，因此机械能减小，故C 选项正确，符合题意；D由图像可知，有两段速度不变的过程，在这两段过程中，动能不变，不存在重力势能转化为动能的情况，故 D 选项错误，不符合题意。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
24、-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F1、 F2，两次拉力的功率分别为P1、 P2。 . 下列判断正确的是（）A F1=F2 ，P1 P2B F1 F2 ， P1 P2C F1F2 ， P1=P2D F1 F2 ， P1 P2【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F1F2因木块匀速直线运动，那么其功率可表示为PFv ，从图乙可看到，第1 次的速度大于第2 次的速度，即v1v
25、2那么可知P1P2故选 A。18 如图所示，图中速度 v 的方向是小强在体育中考 “原地掷实心球 ”测试中球出手时的飞行方向，从球出手到落地的过程，空气阻力忽略不计，下面关于机械能的一些说法中正确的是（ ）A球出手时动能最大B球出手时势能最大C球落地时机械能最大D球的机械能保持不变【答案】 D【解析】【详解】ACD由于空气阻力忽略不计，那么整个运动过程球的机械能保持不变，C 错误， D 正确；球出手时动能不是最大的，因为它还会落地，重力势能会转化为动能，球落地的瞬间动能才是最大的， A 错误；B球出手时势能不是最大，因为它还会上升，上升到最高点时，它的重力势能才是最大的， B 错误；19 如图
26、所示， AC BC，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和 BC分别将同一重物从底部推到顶端，则此过程中（）A两次推力做功大小相同B两次克服摩擦力做功大小相同C两次克服物体重力做功大小相同D两个斜面的支持力对物体做功大小不相等【答案】 C【解析】【详解】ACBCWFs 可知：两次推A已知 AC BC，则 s s ，由于用相同的推力推物体，则根据总力做功大小不相同，A 项不合题意；BC已知将同一重物从底部推到顶端，根据W 有用 Gh 可知：两次克服物体重力做功大小相同，选项C 符合题意；根据W额W总 W有用 可知：两次所做的额外功不同，即克服摩擦力做的功大小不相同；B 项不合题意；D由于斜面的支
27、持力方向与运动方向垂直，则物体在支持力的方向上没有移动距离，所以，两个斜面的支持力对物体做功都为 0J； D 项不合题意。20 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F，如图甲所示； 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】A由图乙可知，物体在t=1s 时受到的拉力为1N，
28、由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N，故 A 错误；B由图乙可知，物体在46s 内受到的拉力为3N，由图丙可知 46s 内物体做匀速运动直线运动，在 46s 内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在 24s 内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在24s 内受到的摩擦力为 3N。故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WFs3N2m/s 6WPFvtt故 C 正确；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 C。D 错误。