1、【物理】初中物理功和机械能解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、功和机械能选择题1分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N不计绳重及摩擦，此过程中（）A拉力F甲小于拉力F乙BF甲做的功大于F乙做的功C甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率DF甲做功的功率等于F乙做功的功率【答案】D【解析】【详解】由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有Gh可知W甲有W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额G动h可知W甲额W乙额，因为W总W有+W额,所以W总甲W总乙。A.
2、由图可知,n12,n23，不计绳重及摩擦，则F甲（G+G动）（100N+10N）55N，F乙（G+G动）（100N+10N）36.7NF甲，故A不正确。B. F甲与F乙做的功均为总功,由于W总甲W总乙,即F甲做的功等于F乙做的功，故B不正确；C. 由于W甲有W乙有,W总甲W总乙,根据可知,甲乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P,由于W总甲W总乙、时间t也相同,所以P甲P乙，故D正确；故选D.【点睛】甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值2工人师傅利
3、用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是A甲乙两种方式都省一半的力B甲方式F1由150N逐渐变大C乙方式的有用功是180JD乙方式F2的功率为3.6W【答案】D【解析】【分析】（1）根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况；（2）根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F1的变化；（3）根据W有用=Gh可求乙方式的有用功；（4）根据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。【详解】A、甲图，F1为动力，已知OB=2OA，
4、即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1=150N；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则，故A错误；B、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B错误；C、不计绳重和摩擦，乙方式的有用功为：W有用=Gh=300N0.5m150J，故C错误；D、乙方式中F2=120N，绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s3=0.03m/s，则乙方式F2的功率为：，故D正确。故选D。3关于能量及能量之间的转化，下列说法正确的是（ ）A火山具有内能，冰山不具有内
5、能B火箭在加速上升时，机械能保持不变C拦河大坝使水位升高，增大了水的动能D坠落的陨石在空中划过一道亮光时，机械能转化为内能【答案】D【解析】【分析】（1）物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，任何物体都具有内能；（2）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素有质量和速度；（3）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度；（4）物体克服摩擦力做功时，机械能转化为内能【详解】A. 任何物体都具有内能，冰山和火山都有内能，该选项说法不正确；B. 火箭加速上升时，动能增大，重力势能也增大，因此机械能是增大的，该选项说法不正确；C. 拦河坝使水位升
6、高，增大了水的重力势能，该选项说法不正确；D. 陨石在空中运动出现亮光，是因为它与空气摩擦，机械能转化为内能，温度升高而燃烧的现象，该选项说法正确。故选D.4下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）A功率大的机械，做功一定多B做功多的机械，效率一定高C做功快的机械，功率一定大D效率高的机械，功率一定大【答案】C【解析】试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；C、说法正确；D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在
7、总功中占的比例大故选C5如图所示，用沿斜面向上不同的力，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A，己知ABAC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2。则： 。AW1W2，P1P2；BW1W2，P1P2；CW1=W2，P1P2；DW1=W2，P1=P2。【答案】C【解析】【详解】根据题意知道，斜面光滑说明摩擦力为0，所以，使用任何机械都不省功，故拉力在两斜面上做功相同，即W1 =W2，又因为ABAC，且速度相同，由v=s/t知道，运动时间是t1 t2；由P=W/t知道，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即P1 P2，综上所述，只有C正确
8、，故选C。62018年5月6日，央视今日说法栏目播出了一则高空坠物的新闻。一个从12楼掉落的苹果把三个月大的婴儿砸成重伤，再次提醒大家要杜绝高空坠物。苹果在下落过程中相关物理量的变化描述正确的是A重力势能越来越大 B动能越来越大C质量越来越大 D惯性越来越大【答案】B【解析】【详解】A、苹果下落过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能减小。故A错误；B、苹果下落过程中重力势能转化为动能，所以动能越来越大。故B正确；C、苹果下落过程中，所含物质多少没有变化，所以质量不变。故C错误；D、惯性与质量有关，质量不变，所以苹果的惯性大小不变。故D错误。故选：B。7如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产
9、生的轨迹的一部分，该图表明（ ）A在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左B乒乓球弹跳时机械能守恒C乒乓球运动过程中重力势能一直减小D乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能【答案】D【解析】【详解】乒乓球在地面上连续弹跳中是动能和势能的相互转化由于球与地面碰撞时有能量损失，运动中有空气阻力，所以小球在运动中机械能逐渐变小小球向上运动时，动能转化为重力势能；下降时重力势能转化为动能，因为机械能在逐渐减小，所以球跳起的高度逐渐减小，AB选项不符合题意乒乓球在向上运动时，重力势能增大，下降时重力势能减小，C选项不符合题意，D选项符合题意8如图，将铁锁从贴着鼻子尖释放，铁锁摆回时并没
10、有碰到鼻子尖，下列说法正确的是A铁锁向最低处摆动过程中动能转化为重力势能B铁锁向最低处摆动过程中重力不做功C铁锁从释放到摆回的过程中机械能减小D铁锁在最低处的机械能最大【答案】C【解析】【详解】A铁锁向最低处摆动过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。故A错误；B铁锁向最低处摆动过程中，重力的方向竖直向下，铁锁高度降低，即向下运动了一定距离，所以重力做功。故B错误；C铁锁从释放到摆回的过程中，要克服空气的摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能减小。故C正确；D铁锁在来回摆动的过程中，克服摩擦做功，机械能不断减少，所以在最初释放时机械能最大。故D错误。9如图，小虎用水平向右
11、的力推放在水平地面上的箱子，但没有推动，则此时（ ）A小虎的推力小于箱子受到的阻力B小虎的推力大于箱子受到的阻力C小虎对箱子做了功D小虎对箱子没有做功【答案】D【解析】试题分析：（1）因为用水平力推静止在水平地面上的箱子，没有推动，所以箱子处于静止状态；在水平方向上所受的推力与摩擦阻力是一对平衡力，所以摩擦阻力等于推力，故AB错误；（2）根据做功的两个必要条件可知，箱子在力的方向上没有移动距离，所以小虎对箱子没有做功故C错误，D正确；故选D10掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，则小球在位置1、2时的A动能相同，机械
12、能也相同B动能相同，2位置的机械能较小C机械能相同，2位置的动能较小D2位置的动能较小，机械能也较小【答案】D【解析】【详解】（1）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1处的机械能大，2处的机械能小；（2）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但在2处的机械能小，所以2位置的动能小故选D【点睛】对于这类题目要抓住题目的隐含信息，小球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉小球的机械能越来越小，由于高度相同，所以重力势能相同，所以动能在同样的高度时，动能会越来越小11如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，
13、一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等下列表示木块下表面处水的压强p1、容器对桌面的压强p2、木块的重力势能Ep和木块所受的浮力大小F随时间t变化的关系图象中，可能正确的是（ ）ABCD【答案】D【解析】【分析】压强和浮力【详解】AB压强p2随时间都是线性减小的，故AB错；C由于木块的高度在不断减小，所以木块的重力势能也是先不断减小的，故C错；D由于木块是漂浮的，在木块没有接触底面之前浮力是不变的，当接触底面以后，浮力是越来越小的，故D正确12如姿同学在整理物理笔记时，有如下四句话其中错误的是A成年人步行速度约为1m/s B一个中学生体重约为450NC用手托起两个鸡蛋的
14、力约为0.1kg D功和能的单位都是焦耳【答案】C【解析】根据常识知道，人步行的速度一般在1.1m/s左右，故A正确，不符题意；中学生的质量一般在100斤即50kg左右，所以一个中学生体重约是：G=mg=50kg10N/kg=500N，故B正确，不符题意；一个鸡蛋的质量约是50g（0.05kg），所以，其重力约为G=mg=0.05kg10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋的力大约为1N，故C错误，符合题意；功和能量的单位都是焦耳，故D正确，不符题意，故选C13一位初中生用30s从坡底爬上了9m高的山坡他爬坡时的功率与下列哪一个最接近A几瓦B十几瓦C一百多瓦D一千多瓦【答案】C【解析】【详解】中
15、学生的质量约50kg，体重约左右，山坡的高度为9m登楼的功率：，可见，他爬坡时的功率与C选项最接近；故选C。14如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其Ft和vt图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（ ）A当t2 s时，物体处于静止状态，摩擦力是0B当t3 s时，物体受到的摩擦力是7 NC46 s内，拉力F做的功是20 JD24 s内，物体的机械能保持不变【答案】C【解析】【详解】A由图乙可知，当t=2 s时，物体处于静止状态，摩擦力等于拉力的大小为3N，故A错；B当t=3 s时，物体受到的拉力的小为7N，此时物体受力不平衡，物体受到摩擦力等于5N，故B错；C4
16、6 s内，拉力的大小为5N，物体通过的距离为4m，拉力F做的功是20 J，故C正确；D24 s内，物体的速度是不断变大的，机械能增加，故D错；应选C15一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其vt图象如图所示，汽车在第10s时已行驶了150m，速度达到了20m/s，随后匀速前进，若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N，以下说法正确的是A在020s内汽车的平均速度为15m/sB在010s内汽车的牵引力大小恒为2000NC在1020s内汽车牵引力做的功为4105JD在1020s内汽车牵引力做功的功率为4105W【答案】C【解析】【详解】A根据图象可知，汽车在1020s内做匀速运动，其速度为v2
17、=20m/s，汽车在1020s内行驶的路程s2=v2t=20m/s10s=200m，在020s内行驶的总路程s=s1+s2=150m+200m=350m，则在020s内汽车的平均速度v=17.5m/s，故A错误；B根据图象可知，在010s内，汽车做加速运动，牵引力大于阻力，即牵引力大于2000N，故B错误；C汽车在1020s内做匀速运动，处于平衡状态，牵引力等于阻力，即F=f=2000N，则牵引力做的功：W2=Fs2=2000N200m=4105J，故C正确；D汽车在1020s内牵引力做功的功率：P2=4104W，故D错误16某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min4
18、5s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6107J/kg，假设燃油完全燃烧通过计算可知，下列结果正确的是（）汽车行驶速度是20km/h 消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9107J汽车牵引力做功的功率是30kW 汽车发动机的效率是20%A只有和B只有和C只有和D只有和【答案】D【解析】汽车行驶速度是：，故错误；消耗的燃油完全燃烧放出的热量是：，故正确；匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力，所以汽车牵引力做功的功率是：，故错误；汽车发动机的做的功为：，汽车发动机的效率是：，故正确.故选D点睛：综合考查了速度、热值、功、功率、效率的计算，综合性较强，需要注意的是
19、：各个公式应用时，单位要统一，一般都使用主单位，特别是热值公式应用时，有时要用到体积，有进要用到质量，要统一单位后再计算17山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以A减小所必需的牵引力 B提高机械效率C提高功率 D减小所做的功【答案】A【解析】A. 斜面模型加长了运动距离，但可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，说法正确，符合题意。 B. 从机械效率的公式可知，要想判断机械效率的大小，应该同时考虑有用功和总功，说法错误，不符合题意。C. 从功率的计算公式P可知，要想判断功率的大小，应该同时考虑做功的多少和做功的时间，说法错误，不符合题意。D. 从功的原理可知，使用任何机械
20、都不省功，说法错误，不符合题意。18如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，下列表示木块的重力势能Ep，木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中，可能正确的是（ ）ABCD【答案】B【解析】【详解】A当容器内的水流出后，木块的质量不变，高度减小，则木块的重力势能减小，当水不再流出时，木块的重力势能不变，即木块的重力势能先变小后不变，故A错误；B根据图示可知，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态，即浮力等于重力；当水位下降到一定高度时，木块对容器底有压
21、力，浮力小于重力；由于木块的重力不变，则木块受到浮力先不变后减小；故B正确；C根据图示可知，在容器内水流出的过程中，并且当水位在一定高度时，木块下表面处水的深度不变，由pgh可知，木块下表面处的压强不变，即木块下表面受到水的压强不变；故C错误；D因为液体压强随深度的增加而增大，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，因此相同时间内，容器对桌面减小的压力相同，由可得，容器对桌面的压强p2随时间均匀减小，故D错误19如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知ABAC，施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2， 拉力做功的功率分别为P1、P2， 则
22、下列判断中正确的是 AF1F2， W1=W2，P1P2 BF1F2， W1W2， P1P2CF1F2， W1W2， P1P2 DF1F2， W1=W2， P1P2【答案】D【解析】将同一物体分别沿光滑斜面（无摩擦力）AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功，而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同，故W1=W2；又因，W相同，ABAC，所以F1F2，再由知，速度相同，F1F2，则P1P2.所以选择D.20关于滚摆在运动过程中能量的分析，下列说法正确的是A下降过程中动能不变B最低点动能为零C上升过程中重力势能减小D最高点重力势能最大【答案】D【解析】滚摆下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增加，动能增加，故A错误；滚摆下降到最低点时，速度最大，动能最大，故B错误；滚摆上升过程中，高度增加，重力势能增大，故C错误；滚摆到达高点时，高度最大，重力势能最大，故D正确
