1、（物理）初中物理功和机械能单元小结及答案一、选择题1如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重） A1s B2s C3 s D4s【答案】B【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出
2、A移动的距离，则拉力所做的功为，再利用求出做功时间。解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：；，则，因此拉力F做功：，所用时间为。故选：B。【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。2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
3、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。3如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（ ）A在图中乒乓球的弹
4、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4用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动，两次运动的st图象如图所示。若甲的重力比乙小，则下
5、列说法中正确的是A它们的惯性一定相等B它们的重力势能一定都变大C它们的动能可能相等D它们所受的合力可能不相等【答案】C【解析】【详解】由两次运动的st图象可知，甲乙都是在竖直方向上运动：且两次都做匀速直线运动，都处于平衡状态，且甲的速度大于乙的速度，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故A 甲的重力比乙小，即其质量是不等的，所以惯性一定不相等，故错误；B 由于甲乙都是在竖直方向上运动，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故不能判断重力势能的大小变化，故错误；C由于甲的重力小于乙的重力，即甲的质量小于乙的质量，但甲的速度大于乙的速度，所以据动能大小的影响因素可知，它们的动能可能相等，故正确；D
6、因为物体受到的重力和拉力为一对平衡力，所以所受合力一定都为零，故错误；5如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W1，机械效率为；用乙滑轮所做的总功率为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（ ）AW1W2，12 B. W1=W2，12CW1W2 , DW1=W2 , =【答案】A【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据 可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。即W12.故选C.6工人师傅利用如
7、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，即动
8、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。7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，冰山不具有内能B
9、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. 拦河坝使水位升高，
10、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.8跳板跳水运动有起跳、腾空、落水三个阶段，如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，若不计空气阻力，下列说法不正确的是A运动员即将起跳时，跳板的弹性势能最大B腾空的过程，运动员的动能转化为重力势能C落水的过程，运动员的重力势能始终在增大D从腾空到落水的过程，运动员的动能先减小后增大【答案】C【解析】【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；弹性势能和物
11、体发生弹性形变的程度有关；动能和势能统称为机械能其在不计空气阻力时，机械能是守恒的【详解】A、运动员在跳板上即将起跳时，跳板的形变最大，故此时的弹性势能最大，即弹性势能转化成了人的动能，故A正确；B、运动员腾空时，质量不变，速度变小，则动能减小，但高度增加，所以重力势能增大，故是将动能转化为重力势能的过程，故B正确；CD、运动员从腾空到落水的过程，速度先变小后变大，所以动能先减小后增大；高度先增加，后减小，所以重力势能先变大，后变小，故C错误，D正确故选C9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
12、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，故选C。10一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间
13、非常短，若忽略球的机械能损失，则（ ）A球在甲、丙两个时刻的动能相等B球在甲时刻的动能较丙时刻的大C球在甲时刻的动能较丙时刻的小D条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小【答案】B【解析】【详解】由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的弹性势能转化动能，弹性势能减小，动能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B正确，ACD错误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，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使
14、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
15、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12非洲旱季，常用Hipporoller（中间有转轴的塑料桶）运水如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（）ABCD【答案】C【解析】【分析】物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离
16、相同，利用功的公式WFs分析判断【详解】由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，此时力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s相同，由W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意【点睛】本题考查影响物体做功大小的因素（力的大小和物体在力的方向上移动距离）13平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程比为3 ：2，则甲与乙（ ）A牵引力做功之比为2 ：3B牵引力做功之比为3 ：2C牵引力的功率之比为1 ：1D汽车所受的阻力之比为3
17、：2【答案】B【解析】【详解】解答：做功之比 功率之比 牵引力相等，匀速行驶，所以阻力相等，则阻力之比为1:1故选B14下列事件中，力对物体做了功的是（ ）A用力推汽车，没有推动B将重物从一楼扛到二楼C 举重运动员举着杠铃保持不动D提着水桶在水平路面上匀速前行【答案】B【解析】用力推汽车，没有推动，对汽车有力的作用，但汽车没有移动距离，所以不做功，故A不合题意；将重物从一楼扛到二楼，重物在提力的方向上移动了距离，做了功，故B符合题意；举重运动员举着杠铃站着不动，有力但没有移动距离，不做功，故C不合题意；提着水桶在水平路面上匀速前行，力与距离的方向互相垂直，所以不做功故D不合题意；故应选B。15
18、如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）下列说法正确的是（ ）A拉力F1小于拉力F2B甲、乙两滑轮组的机械效率相同C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】B【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G动），n1=2，n2=3，所以绳端的拉力：F1=（G物+G动），F2=（G物+G动），所以F1F2，故A错误；因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外
19、功相同，则总功相同；因为=，所以两滑轮组的机械效率相同，故B正确；使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，则s1s2，故D错误；16如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10N/kg，则下列说法中正确的是（ ）A物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40WB物体在水中受到的浮力为320NC物体的体积为810-3m3D物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械
20、效率将小于80%【答案】C【解析】【详解】A由图知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=22m=4m，拉力端移动的速度：v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=200N0.4m/s=80W，故A错；B滑轮组的机械效率：=W有用/W总=（GF浮）h/Fs=（GF浮）h/F2h=GF浮/2F=400NF浮/2200N=80%，解得：F浮 =80N，故B错；C由F浮 =水 V排 g得物体的体积：V=V排 =F浮/水g=80N/1103kg/m310N/kg=810-3 m3 ，故C正确；D物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功
21、不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于80%，故D错。17如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离下列说法正确的是（不计空气阻力）（） A钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性B木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多C钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大D木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持【答案】B【解析】【详解】A钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用，而不是因为它具有惯性，故A错误；B根据W=Fs可知，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，故B正确；C钢球在斜槽上向下滚动时，不计空气阻力，但
22、钢球还受到摩擦力作用，钢球滚下时需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以，钢球的机械能会减少，故C错误；D木块被撞出一段距离，是因为木块受到力的作用，其运动状态发生了变化，不能说明物体的运动需要力来维持，故D错误。18用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 与物重 G物的关系，改变 G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 与 G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则 下列说法正确的是A同一滑轮组机械效率 随 G 物的增大而增大，最终将达到 100%B当 G物=12N 时，弹簧测力计读数为 5NC此滑轮组动滑轮的重力为 4NDG物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改【
23、答案】B【解析】【分析】（1）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率；（2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据求得动滑轮的重力，再计算G物=12N时弹簧测力计读数；（3）G物不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。【详解】A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率随G物的增大而增大，但最终不能达到和超过1
24、00%，故A错误；BC、由图可知，G=12N，此时=80%，不计绳重和摩擦，即：，解得动滑轮的重力：G动=3N，故C错误；G物=12N时，弹簧测力计读数：，故B正确；D、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：，即额外功W额相同，总功相同，则两装置的机械效率相同。故D错误。故选：B。19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
25、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，使用任何机械都不省功，说法错误，不符合题意。20在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其他球, 如图所示以下说法正确的是（ ）A手推动球杆前进时，手对球杆做了功B在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对球做了功C桌面对球的支持力做了功D白球撞击黑球后没有静止;是因为人的手还在对白球做功【答案】A【解析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；由于重力的方向与小球运动的方向垂直，所以，重力对小球不做功，故B错误；桌面对球的支持力的方向与小球的运动方向垂直，所以，支持力对小球不做功，故C错误；白球撞击黑球后没有静止，而是继续运动，是因为白球具有惯性，不是手对白球有力的作用，更不是对白球做功，故D错误，故选A
