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1、一、初中物理功和机械能问题1 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20mB工人的拉力为 400NC工人做的有用功为3.6 104 JD工人拉力的功率为 360W【答案】 B【解析】【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 vt0.3m/s 100s30m货物移
2、动距离为30m， A 错误；B由题意可知，货物的重力Gmg600kg10N/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600N s100%75%F拉 2s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W有Fs600N30m1.8 104J工人做的有用功为1.8 104 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PF拉 v400N 0.6m 240W工人拉力的功率为240W
3、，D 错误。故选 B。2 如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A 点以速度v 沿轨道滚下，经过另一侧高点B 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vC vB vAB小球在 A、 B 两点的动能之差等于小球从A 点到 B 点克服摩擦力做的功C小球在 A、 B 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A 运动到 C的过程中，机械能减小，小球在 A 与 B 点的势能相同，故在A 点的动能大于B 点的动能， C 点最高，故小球在 C 点的势能最大，动
4、能最小，所以vCvB vA ，故 A 正确，不符合题意；BCA、 B 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A 点运动到 B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。3 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】(1)影响动能的因素是质量和速度
5、；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；(3)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；(4)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WGh5N10m50J国歌的演奏一遍的标准时间是
6、50 秒，他对国旗做功的功率最接近于W50JP1Wt50s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 C。4 一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep 随着时间的变化图像可能是()ABCD【答案】 C【解析】【分析】【详解】由题意可知，不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的速度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能 Ep 减小得越来越快，符合这一规律的只有C 图，而 D 图是石
7、块的重力势能Ep 随时间减小得越来越慢，故D 错误。故选 C。5 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作用下移动相等的距离 s，那么，力 F 对两物体所做的功（ ）FA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，故C 正确。故选 C。6 一位质量约A 60J50kg的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为B 600J C 6000J D 0000J【答案】 C【解析】【分析】【详解】上楼过程中要克服重力所做的
8、功 ，根据题意知道，该同学的质量是 50kg，所以体重是：G=mg=500N，楼层高度越是 3m ， 一楼走到五楼的高度大约是： h=4 3m=120m，所以 ，上楼过程中克服重力所做的功是 ：W=Gh=500N12m=6000J，故选 C【点睛】本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大7 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a 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 处速度最大小球的速度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（）A小
9、球所受重力始终大于弹簧的弹力B小球的重力势能先减小后增大C小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D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，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b 处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（bc 段），弹力大于重力，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
10、 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 C8 今年 3 月 4 日，在我市阳新地区下了一场冰雹已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，且落地前已做匀速运动关于冰雹的下落过程，下面说法正确的是（ ）A冰雹的重力势能越来越大B冰雹的机械能越来越小C当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功D冰雹受到的空气阻力越来越大，可能大于重力【答案】 B【解析】【分析】【详解】A冰雹下落过程中，高度减小，重力势能越来越小，故A 错误；B由于冰雹要克服空气阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能减小，故B 正确；C当冰雹匀速下落时，冰雹在阻力的作用
11、下才做了匀速运动，所以空气阻力对冰雹是做功的，故 C 错误；D冰雹在运动过程中，速度变大，阻力变大，当阻力等于重力时，冰雹会做匀速直线运动，速度保持不变，所以阻力不可能大于重力，故故选 B【点睛】D 错误要能从能的转化理解冰雹的机械能变化，因为冰雹下落过程中克服阻力做功，最终转化为内能，所以机械能必定是减小的9 如左图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力随时间变化的图像（ F-t 图像）和物体速度大小随时间变化的图像（Fv-t的作用，其推力大小图像）分别如图所示，下列说法正确的是（）A当B当t=1s 时，物体处于静止状态，摩擦力为t=3s 时，物体受到的摩擦力是3N0NC在匀速直
12、线运动阶段，拉力F 做的功是16JD 24s 内，物体的机械能保持不变【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由 v-t 图像可知， 02s 时物体的速度大小为零，即体受到推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；由的摩擦力F-tt =1s 时物体处于静止状态；此时物图像可知， t=1s 时， F=1N，则此时fF1N故 A 错误；B由 v-t 图像可知，46s 时，物体匀速运动；由F-t图像可知，此时的推力F =2N；由于摩擦力与推力F 是一对平衡力，所以此时的摩擦力fF2N24s 内，物体做加速运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变（与匀速运动时的摩擦力大小相等），仍为2N，
13、故B 错误；C在46s 时，物体匀速运动，通过的路程svt4m/s2s8m拉力F 做的功WF s2N8m16J故 C 正确；D 24s 内，物体做加速运动，速度增加，动能增加，高度不变，重力势能不变，则物体的机械能增加，故 D 错误。故选 C。10 如图所示的装置中有木板、木块、弹簧、小车和砝码（图中未画出），用压缩弹簧的小车释放后撞击木块。能否用此装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”，有两种判断：（ 1）能探究物体动能与物体质量的关系；（ 2）能探究物体动能与物体速度的关系；这两个判断（）A只有（1）正确B只有（2）正确C（ 1 ）（ 2）都正确D（ 1）（ 2）都不正确【答案】B【解
14、析】【分析】【详解】(1)用小车、小车加上砝码分别将弹簧压缩到相同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化的动能相同，最终木块移动的距离相同，故不能探究物体动能与物体质量的关系；(2)用小车分别将弹簧压缩到不同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能不同，转化的动能不同，最终木块移动的距离不相同，故能探究物体动能与物体速度的关系。综上所述：故ACD 错误， B 正确。故选 B。11 甲、乙两个物体，分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线
15、运动.若甲所受的重力是乙的 3 倍，甲受的水平拉力是乙受的水平拉力的2 倍，甲的运动速度是乙的运动速度的1 倍，则拉力对甲乙两物体做功之比和所用时间之比可能是A1:12:1B 2:11:1C 3:22:3D 3:23: 2【答案】 B【解析】【详解】由题知两物体受到的拉力之比F 甲 :F 乙 =2:1速度之比 :v 甲 :v 乙=1:1A 若做功之比:W 甲 :W 乙 =1:1因为 W=Fs,所以运动路程之比:W甲W乙1 1s 甲:s 乙 =:=:=1:2F甲F乙2 1s因为 v=速度相同 ,所用时间与路程成正比:tt 甲 :t 乙=s 甲:s乙 =1:2故 A 不符合题意；B若做功之比:W
16、甲 :W 乙 =2:1因为 W=Fs,所以运动路程之比:W甲W乙2 1s 甲:s 乙 = F甲 : F乙 = 2 : 1 =1:1因为 v= s ,速度相同 ,所用时间与路程成正比:tt 甲 :t 乙=s 甲:s乙 =1:1故 B 符合题意；CD若做功之比:W 甲 :W 乙 =3:2因为 W=Fs,所以运动路程之比:W甲W乙32s 甲 :s乙 = F甲 : F乙 = 2 : 1 =3:4s因为 v=速度相同 ,所用时间与路程成正比:tt 甲 :t 乙=s 甲:s乙 =3:4故 CD 不符合题意。12 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
17、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
18、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。13 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小球由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
19、】 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 A。14 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（）A小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对平衡力B小明受到摩擦力是水平向右，合力为零，运动
20、状态不变C小明减速运动时，则他的惯性和机械能也随之减小D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】A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；B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；C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；D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
21、将做匀速直线运动，D 正确。故选D。15 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B机械能可能改变，动能一定不变C机械能可能改变，动能可能改变D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量和被举的高度有关。【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，由于其动能的大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
22、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，但其重力势能变大，即机械能变大；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。16 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 G12l22N，不计绳重及摩擦（g 取 10N/kg）。下和 G 提高 10cm，已知 F和 F 的大小均为列说法中不正确的是（）A重物 G1 的重力大小为5.5NB乙滑轮组所做的有用功是0.7JC F1 和F2 做功的功率之比为3: 4D两个滑轮组的机械效率之比为4: 3【答案】 D【解析】【分析】【详解】A从
23、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m动 g0.05kg10N/kg0.5N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3F1G动G1解得 G15.5N ，重物 G1 的重力大小为5.5N， A 正确，不合题意；B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4F22G动G2解得 G27N ，重物升高的高度是 h2 0.1m ，乙滑轮组所做的有用功是W乙有用 G2h2 7N 0.1m 0.7J乙滑轮组所做的有用功是0.7J ， B 正确，不合题意；C重物 G1 移动的速度是v1h10.1m0.05m/st12s甲图中绳端移动的速度是v
24、绳1 3v130.05m/s0.15m/s重物 G2 移动的速度是v2h20.1m0.05m/st22s乙图中绳端移动的速度是v绳 24v24 0.05m/s0.2m/s那么可知 F12和 F 做功的功率之比是：P2：F2v绳 2：P1F1v绳13 4F1 和 F2 做功的功率之比为3:4， C 正确，不合题意；D甲滑轮组所做的有用功是W甲有用G1h15.5N0.1m0.55J所做的总功是W甲总F1s12N 3 0.1m0.6J乙滑轮组所做的总功是W乙总F2 s22N 4 0.1m 0.8J由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是W乙有用0.7J ，那么两个滑轮组的机械效率之比是甲:乙W甲有用: W
25、乙有用0.55J : 0.7J22: 21W甲总W乙总0.6J 0.8J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。17 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 B， C 和间的垂直距离均为 h，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（ ）D 之A D 点与C 点相比，机械能不变B 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
26、 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 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
27、m），故 D 不正确。A 到B 和从C 到 D的重力势能的减故选 C。18 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 t2 到 t 3 时间内，小球的动能先增加后减少D t 2 到 t3 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 t 1 时刻
28、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t 1 时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。故A 错误。B t 2 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 t 2 时刻小球动能最小。故 B 错误。CD t 2 到 t 3 时间内是弹簧的弹性势能向小球动能转化的过程，t3 时刻弹力为零即弹性势能为零，小球动能最大。所以在t2 到 t 3 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。19 如图所示，质量为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，
29、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A都必须大于mghB都不一定大于mghC用背越式不一定大于mgh ，用跨越式必须大于mghD用背越式必须大于mgh ，用跨越式不一定大于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大于mgh ，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mgh ，也可以小于mgh ，也可以等 于 mgh，故ABD 错误， C 正确。故选 C。20 如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡
30、皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（）A罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能B罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化C因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面D如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去【答案】 C【解析】【分析】【详解】A罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A 错误；B罐子从斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能和内能，故B 错误；C罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C 正确；D罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故D 错误。故选 C。