2020年初高中物理衔接讲义：专题六功和机械能专题综合练习

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广州市2020年高中物理力学竞赛辅导资料专题06 功和能(含解析)

专题06 功和能一、单项选择题（每道题只有一个选项正确）1、如图5所示，长1 m的轻杆BO一端通过光滑铰链铰在竖直墙上，另一端装一轻小光滑滑轮，绕过滑轮的细线一端悬挂重为15 N的物体G，另一端A系于墙上，平衡时OA恰好水平，现将细线A端滑着竖直墙向上缓慢移动一小段距离，同时调整轻杆与墙面夹角，系统重新平衡后轻杆受到的压力恰好也为15 N，则该过程中物体G 增加的重力势能约为( )图5A.1.3 JB.3.2 JC.4.4 JD.6.2 J【答案】A【解析】轻杆在O点处的作用力方向必沿杆，即杆会平分两侧绳子间的夹角.开始时，AO绳子水平，此时杆与竖直方向的夹角是45°；这时杆中的弹力大小等于滑轮两侧绳子拉力的合力.当将A点达到新的平衡，由于这时轻杆受到的压力大小等于15 N(等于物体重力)，说明这时两段绳子夹角为120° 那么杆与竖直方向的夹角是60°；设杆的长度是L.状态1时，AO段绳子长度是L1＝Lsin 45°＝22L，滑轮O 点到B 点的竖直方向距离是h 1＝Lcos 45°＝22L ，状态2，杆与竖直方向夹角是60°，这时杆与AO 绳子夹角也是60°(∠AOB ＝60°)，即三角形AOB 是等边三角形.所以，这时AO 段绳子长度是L 2＝L ；滑轮到B 点的竖直距离是h 2＝Lcos 60°＝12L ，可见，后面状态与原来状态相比，物体的位置提高的竖直高度是h ＝(h 2－h 1)＋(L 2－L 1)＝(12L －22L)＋(L －22L)＝(32－2)L.重力势能的增加量E p ＝Gh ＝G×(32－2)L ＝15 N×(32－2)×1 m≈1.3 J. 2、有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上，A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连，A 、B 质量相等，且可看做质点，如图8所示，开始时细绳水平伸直，A 、B 静止.由静止释放B 后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ，则连接A 、B 的绳长为( )图8A.4v 23gB.3v 2gC.2v 23gD.2v 2g【答案】A【解析】将A 、B 的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳的方向，两滑块沿绳方向的速度相等，有：vB cos 60°＝vAcos 30°，所以：vA＝33v，A、B组成的系统机械能守恒，有：mgh＝12mv 2A＋12mv 2B，所以：h＝2v23g，绳长l＝2h＝4v23g.3、如图5所示，在某旅游景点的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB′(都可看做斜面)，一名旅游者乘同一个滑沙橇从A点由静止出发先后沿AB和AB′滑道滑下，最后停在水平沙面BC或B′C上.设滑沙者保持一定坐姿，滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同.下列说法中正确的是( )图5A.到达B点的速率等于到达B′点的速率B.到达B点时重力的功率大于到达B′时重力的功率C.沿两滑道滑行的时间一定相等D.沿两滑道滑行的总路程一定相等【答案】B【解析】设滑道的倾角为θ，动摩擦因数为μ.滑沙者在由斜面滑到水平面的过程中，由动能定理，mgh－μmgcos θ·hsin θ＝12mv2－0，即得：mgh－μmgtan θ＝12mv2.由于AB′与水平面的夹角小于AB与水平面的夹角，所以得知滑沙者在B点的速率大于在B′点的速率.故A错误.由前面可知，滑沙者在B点的速率大于在B′点的速率，且B点的速度与重力的夹角小于在B′点的夹角，根据P＝Gvcos θ，故B正确；再对滑沙者滑行全过程用动能定理可知：mgh－μmgcos θ·hsin θ－μmgs′＝0，得到：水平滑行位移s＝htan θ＋s′＝hμ，与斜面的倾角无关，所以滑沙者在两滑道上将停在离出发点水平位移相同的位置，由几何知识可知，沿两滑道滑行的总路程不等.故D错误.由题意可知，到达B′的速度大小相同，从而根据路程不同，可以确定，沿两滑道滑行的时间不等，故C错误.4、如图1所示，缆车在牵引索的牵引下沿固定的倾斜索道加速上行，所受阻力不能忽略.在缆车向上运动的过程中，下列说法正确的是( )图1A.缆车克服重力做的功小于缆车增加的重力势能B.缆车增加的动能等于牵引力对缆车做的功和克服阻力做的功之和C.缆车所受牵引力做的功等于缆车克服阻力和克服重力做的功之和D.缆车增加的机械能等于缆车受到的牵引力与阻力做的功之和【答案】D【解析】根据重力做功与重力势能的变化关系可知，缆车克服重力做的功等于缆车增加的重力势能.故A错误；由动能定理可知，牵引力对缆车做的功等于缆车增加的动能、增加的重力势能与克服摩擦力所做的功之和，即：等于缆车增加的机械能与缆车克服摩擦力做的功之和，故B、C错误，D正确.5、如图2所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R.轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方.A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环.两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量.现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B 环从地面由静止沿轨道上升.则( )图2A.力F所做的功等于系统动能的增加量B.在B环上升过程中，A环动能的增加量等于B环机械能的减少量C.当B环到达最高点时，其动能为零D.当B环与A环动能相等时，sin ∠OPB＝R h【答案】D【解析】力F做正功，系统的机械能增加，由功能关系可知，力F所做的功等于系统机械能的增加量，不等于系统动能的增加量.故A错误；由于力F做正功，A、B 组成的系统机械能增加，则A环动能的增加量大于B环机械能的减少量，故B错误；当B环到达最高点时，A环的速度为零，动能为零，但B环的速度不为零，动能不为零，故C错误；当PB线与圆轨道相切时，vB ＝vA，根据数学知识有sin ∠OPB＝Rh，故D正确.6、如图1所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab，杆与水平面的夹角为θ，在杆的上端a处套一质量为m的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a 处在同一水平线上的O点，O、b两点处在同一竖直线上.由静止释放圆环后，圆环沿杆从a运动到b，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是( )图1A.圆环的机械能保持不变B.弹簧对圆环一直做负功C.弹簧的弹性势能逐渐增大D.圆环和弹簧组成的系统机械能守恒【答案】D【解析】由几何关系可知，当环与O点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小.所以在环从a到C的过程中弹簧对环做正功，而从C到b的过程中弹簧对环做负功，所以环的机械能是变化的.故A、B错误；当环与O点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小，所以弹簧的弹性势能先减小后增大.故C错误；在整个的过程中只有重力和弹簧的弹力做功，所以圆环和弹簧组成的系统机械能守恒.故D正确.7、如图4所示，把小车放在倾角为30°的光滑斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车的质量为3m，小桶与沙子的总质量为m，小车从静止释放后，在小桶上升竖直高度为h的过程中( )图4A.小桶处于失重状态B.小桶的最大速度为12ghC.小车受绳的拉力等于mgD.小车的最大动能为32 mgh【答案】B【解析】在整个的过程中，小桶向上做加速运动，所以小桶受到的拉力大于重力，小桶处于超重状态.故A、C错误；在小桶上升竖直高度为h的过程中只有重力对小车和小桶做功，由动能定律得：3mg·h·sin 30°－mgh＝12(3m＋m)v2解得：v＝12gh，故B正确；小车和小桶具有相等的最大速度，所以小车的最大动能为：Ekm ＝12·3mv2＝38mgh，故D错误.二、多项选择题（每道题至少有二个选项正确）8、如图2所示，斜面与足够长的水平横杆均固定，斜面与竖直方向的夹角为θ，套筒P套在横杆上，与绳子左端连接，绳子跨过不计大小的定滑轮，其右端与滑块Q相连接，此段绳与斜面平行，Q放在斜面上，P与Q质量相等且为m，O为横杆上一点且在滑轮的正下方，滑轮距横杆h.手握住P且使P和Q均静止，此时连接P的绳与竖直方向夹角为θ，然后无初速度释放P.不计绳子的质量和伸长及一切摩擦，重力加速度为g.关于P描述正确的是( )图2A.释放P前绳子拉力大小为mgcos θB.释放后P做匀加速运动C.P达O点时速率为D.P从释放到第一次过O点，绳子拉力对P做功功率一直增大【答案】AC【解析】释放P前，对Q分析，根据共点力平衡得，FT＝mgcos θ，故A正确；释放后对P分析，知P所受的合力在变化，则加速度在变化，做变加速直线运动，故B 错误；当P 到O 点时，Q 的速度为零，对P 和Q 系统研究，mg(h cos θ－h)cos θ＝12mv 2，解得v ＝，故C 正确；P 从释放到第一次过O 点，速度逐渐增大，拉力在水平方向的分力在减小，则拉力的功率不是一直增大，故D 错误.9、如图2所示，轻质弹簧的一端与内壁光滑的试管底部连接，另一端连接质量为m 的小球，小球的直径略小于试管的内径，开始时试管水平放置，小球静止，弹簧处于原长.若缓慢增大试管的倾角θ至试管竖直，弹簧始终在弹性限度内，在整个过程中，下列说法正确的是( )图2A.弹簧的弹性势能一定逐渐增大B.弹簧的弹性势能可能先增大后减小C.小球重力势能一定逐渐增大D.小球重力势能可能先增大后减小【答案】AD【解析】弹簧弹力逐渐增大，弹性势能一定逐渐增大，选项A 正确，B 错误；以地面为势能零点，倾角为θ时小球重力势能E p ＝mg(l 0－mgsin θk)sin θ，若sin θ＝kl 02mg<1，则在达到竖直位置之前，重力势能有最大值，所以选项C 错误，D 正确. 10、如图3所示，在粗糙水平面上有甲、乙两木块，与水平面间的动摩擦因数均为μ，质量均为m ，中间用一原长为L 、劲度系数为k 的轻质弹簧连接起来，开始时两木块均静止且弹簧无形变.现用一水平恒力F(F>2μmg)向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时，下列说法正确的是(设木块与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图3A.此时甲的速度可能等于乙的速度B.此时两木块之间的距离为L－F 2kC.此阶段水平恒力F做的功大于甲、乙两木块动能增加量与弹性势能增加量的总和D.此阶段甲、乙两木块各自克服摩擦力所做的功相等【答案】BC【解析】现用一水平恒力F(F>2μmg)向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时，在此过程中，乙的加速度减小，甲的加速度增大，所以此时甲的速度小于乙的速度，故A错误；对系统运用牛顿第二定律得：a＝F－2μmg2m，对甲分析，有：F弹－μmg＝ma，根据胡克定律得：x＝F弹k＝F2k，则两木块的距离为：s＝L－x＝L－F2k，故B正确；根据能量守恒得此阶段水平力F做的功等于甲、乙两木块动能增加量与弹性势能增加量和与水平面摩擦产生的热量的总和，故C正确；由于甲、乙两木块各自所受摩擦力大小相等，但位移不同，故甲、乙两木块各自所受摩擦力所做的功不相等，故D错误.11、如图4所示，一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处，B 为轨道最高点，C、D为圆的水平直径两端点.轻质弹簧的一端固定在圆心O点，另一端与小球拴接，已知弹簧的劲度系数为k＝mgR，原长为L ＝ 2R，弹簧始终处于弹性限度内，若给小球一水平初速度v，已知重力加速度为g，则( )图4A.无论v多大，小球均不会离开圆轨道B.若2gR<v<5gR，则小球会在B、D间脱离圆轨道C.只要v>4gR，小球就能做完整的圆周运动D.只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v无关【答案】ACD【解析】小球运动到最高点速度为零时假设没有离开圆轨道，则此时弹簧的弹力F弹＝kΔx＝mgRR＝mg，此时小球没有离开圆轨道，故选项A正确，B错误；若小球到达最高点的速度恰为零，则根据动能定理12mv 2＝mg·2R，解得v＝4gR，故只要v 0>4gR，小球就能做完整的圆周运动，选项C正确；在最低点时：FN1－mg－kΔx＝m v 2R，其中kΔx＝mg；从最低点到最高点，根据动能定理12mv 2＝12mv2＋mg·2R，在最高点：FN2＋mg－kΔx＝mv2R，联立解得：FN1－FN2＝6mg，故选项D正确；故选A、C、D.12、如图9所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为d处.现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )图9A.环到达B处时，重物上升的高度h＝d 2B.环到达B处时，环与重物的速度大小相等C.环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D.环能下降的最大高度为4 3 d【答案】CD【解析】根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度h＝2d－d，故A错误；对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：vcos 45°＝v重物，故B错误；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故C正确；环下滑的最大高度为h1时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为h 2 1＋d2－d，根据机械能守恒有mgh1＝2mg(h 21＋d2－d)，解得：h1＝43d，故D正确.故选C、D.13、蹦床类似于竖直放置的轻弹簧(弹力满足F＝kx，弹性势能满足Ep ＝12kx2，x为床面下沉的距离，k为常量).质量为m的运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x；蹦床比赛中，运动员经过多次蹦跳，逐渐增加上升高度，测得某次运动员离开床面在空中的最长时间为Δt.运动员可视为质点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g.则可求( )A.常量k ＝mgx 0B.运动员上升的最大高度h ＝12g(Δt)2C.床面压缩的最大深度x ＝x 0＋D.整个比赛过程中运动员增加的机械能ΔE＝18mg 2(Δt)2【答案】AC【解析】质量为m 的运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x 0，故有mg ＝kx 0，解得k ＝mgx 0，A 正确；离开床面后做竖直上抛运动，根据对称性可得运动员上升的时间为t ＝12Δt，故上升的最大高度为h ＝12gt 2＝18g(Δt)2，B 错误；离开床面时的速度为v ＝gΔt 2，从压缩最深处到运动员刚离开床面过程中有12kx 2－mgx ＝12mv 2，联立v ＝gΔt2，mg ＝kx 0，解得x ＝x 0＋，C 正确；以床面为零势能面，则刚开始时，人的机械能为E 1＝－mgx 0，到最高点时人的机械能为E 2＝mgh ＝18mg 2(Δt)2，故运动员的机械能增量为ΔE＝18mg 2(Δt )2＋mgx 0，D 错误.14、如图6甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动.运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象(E －x 图象)如图乙所示，其中0～x 1过程的图线为曲线，x 1～x 2过程的图线为直线.根据该图象，下列判断正确的是( )图6A.0～x1过程中物体所受拉力始终沿斜面向下B.0～x1过程中物体所受拉力先变小后变大C.x1～x2过程中物体可能在做匀速直线运动D.x1～x2过程中物体可能在做匀减速直线运动【答案】BCD【解析】机械能与物体位移关系的图象的斜率表示拉力，可知0～x1过程中物体所受拉力先变小后变大，A错误，B正确；x1～x2过程中拉力沿斜面向上恒定，物体可能匀速直线运动也可能匀减速直线运动，C、D正确.15、如图7所示，一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出，已知运动过程中受到恒定阻力Ff＝kmg作用(k为常数且满足0<k<1).图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能和重力势能与其上升高度之间的关系(以地面为零势能面)，h0表示上升的最大高度.则由图可知，下列结论正确的是( )图7A.E1是最大势能，且E1＝Ek0k＋1B.上升的最大高度h0＝0(1)kEk mgC.落地时的动能Ek ＝kEk0 k＋1D.在h1处，小球的动能和势能相等，且h1＝0(2)kEk mg+【答案】ABD【解析】对于小球上升过程，根据动能定理可得：0－Ek0＝－(mg＋Ff)h，又Ff＝kmg，得上升的最大高度h0＝0(1)kEk mg+，则最大的势能为 E1＝mgh＝Ek0k＋1，故A、B正确.下落过程，由动能定理得：Ek ＝(mg－Ff)h，又Ff＝kmg，解得落地时的动能E k ＝0(1)1kk Ek-+，故C错误.h1高度时重力势能和动能相等，由动能定理得：Ek1－Ek0＝－(mg＋Ff )h1，又 mgh1＝Ek1，解得h1＝0(2)kEk mg+.故D正确.16、一足够长的传送带与水平面的夹角为θ，以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图3a所示)，以此时为t＝0时刻记录了物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系.如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1>v2).已知传送带的速度保持不变.则下列判断正确的是( )图3A.若物块与传送带间的动摩擦因数为μ，则μ>tan θB.0～t1内，传送带对物块做正功C.0～t2内，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大D.0～t2内，传送带对物块做的功等于物块动能的减少量【答案】AC【解析】在t1～t2内，物块向上运动，则有μmgcos θ>mgsin θ，得μ>tan θ，故A 正确；由题意知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上.0～t 1内，物块所受摩擦力沿斜面向上，则传送带对物块做负功，故B 错误；物块的重力势能减小，动能也减小都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小.故C 正确；0～t 2内，传送带对物块做功等于物块机械能的变化量，故D 错误.17、如图4所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m 的小球A 、B 与轻杆连接，置于圆轨道上，A 位于圆心O 的正下方，B 与O 等高.它们由静止释放，最终在水平面上运动.下列说法正确的是( )图4A.下滑过程中重力对B 做功的功率先增大后减小B.当B 滑到圆轨道最低点时，轨道对B 的支持力大小为3mgC.下滑过程中B 的机械能增加D.整个过程中轻杆对A 做的功为12mgR【答案】AD【解析】因为初位置速度为零，则重力的功率为0，最低点速度方向与重力的方向垂直，重力的功率为零，可知重力的功率先增大后减小.故A 正确；A 、B 小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设B 到达轨道最低点时速度为v ，根据机械能守恒定律得：12(m ＋m)v 2＝mgR ，解得：v ＝gR ，在最低点，根据牛顿第二定律得： F N －mg ＝m v 2R 解得：F N ＝2mg ，故B 错误；下滑过程中，B 的重力势能减小ΔE p ＝mgR ，动能增加量ΔE k ＝12mv 2＝12mgR ，所以机械能减小12mgR ，故C 错误；整个过程中对A ，根据动能定理得：W＝12mv2＝12mgR，故D正确.三、计算题18、风洞飞行表演是一种高科技的惊险的娱乐项目.如图9所示，在某次表演中，假设风洞内向上的总风量和风速保持不变.质量为m的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果.假设人体受风力大小与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的18，风洞内人体可上下移动的空间总高度AC＝H.开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜时，受风力有效面积是最大值的一半，恰好使表演者在最高点A点处于静止状态；后来，表演者从A点开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B点后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C处减速为零，试求：图9(1)表演者向上的最大加速度大小和向下的最大加速度大小；(2)AB两点的高度差与BC两点的高度差之比；(3)表演者从A点到C点减少的机械能.【答案】(1)g 34g (2)3∶4 (3)mgH【解析】(1)在A点受力平衡时，则mg＝k S 2向上最大加速度为a1，kS－mg＝ma1得到a 1＝g向下最大加速度为a 2，mg －k S8＝ma 2得到a 2＝34g(2)设B 点的速度为v B2a 1h AB ＝v 2B2a 2h BC ＝v 2B 得到：h AB h BC ＝a 2a 1＝34或者由v －t 图象法得到结论. (3)整个过程的动能变化量为ΔE k ＝0 整个过程的重力势能减少量为ΔE p ＝mgH 因此机械能的减少量为ΔE＝mgH或者利用克服摩擦力做功可也得到此结论.19、如图1所示，劲度系数k ＝25 N/m 轻质弹簧的一端与竖直板P 拴接(竖直板P 固定在木板B 的左端)，另一端与质量m A ＝1 kg 的物体A 相连，P 和B 的总质量为M B ＝4 kg 且B 足够长.A 静止在木板B 上，A 右端连一细线绕过光滑定滑轮与质量m C ＝1 kg 的物体C 相连.木板B 的上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数μ＝0.4.开始时用手托住C ，让细线恰好伸直但没拉力，然后由静止释放C ，直到B 开始运动.已知弹簧伸长量为x 时其弹性势能为12kx 2，全过程物体C 没有触地，弹簧在弹性限度内，g 取10 m/s 2.求：图1(1)释放C的瞬间A的加速度大小；(2)释放C后A的最大速度大小；(3)若C的质量变为mC′＝3 kg，则B刚开始运动时，拉力对物体A做功的功率. 【答案】(1)5 m/s2(2) 2 m/s (3)45 2 W【解析】(1)对物体C：mC g－FT＝mCa对物体A：FT ＝mAa所以a＝mCgmC＋mA＝5 m/s2(2)水平面对B的摩擦力Ff ＝μFN＝μ(mA＋MB)g＝20 N，释放C后B不会运动.所以，当A的加速度为0时其速度最大，有kx＝mCg，x＝0.4 m对物体A、C用动能定理mCgx＋W＝W＝Fl＝－kx2·x＝－kx22v m ＝2mCgx－kx2mA＋mC＝ 2 m/s(3)设B刚开始运动时弹簧伸长量为x1，弹力F＝kx1，当F＝Ff时木板B开始运动，则kx1＝μ(mA＋MB)g，x1＝0.8 m弹簧弹力对物体A所做的功W1＝－kx 212，若B刚开始运动时A的速度为v，对物体A、C用动能定理mC ′gx1＋W1＝v＝2mC′gx1－kx 21mA＋mC′＝2 2 m/s设B刚要运动时细线的拉力为FT1对物体C ：m C ′g－F T1＝m C ′a′对物体A ：F T1－kx 1＝m A a′，F T1＝＝22.5 N功率P ＝F T1v ＝45 2 W.20、为研究物体的运动，在光滑的水平桌面上建立如图2所示的坐标系xOy ，O 、A 、B 是水平桌面内的三个点，OB 沿x 轴正方向，∠BOA ＝60°，OB ＝32OA.第一次将一质量为m 的滑块以一定的初动能从O 点沿y 轴正方向滑出，并同时施加沿x 轴正方向的恒力F 1，滑块恰好通过A 点.第二次，在恒力F 1仍存在的情况下，再在滑块上施加一个恒力F 2，让滑块从O 点以同样的初动能沿某一方向滑出，恰好也能通过A 点，到达A 点时动能为初动能的3倍；第三次，在上述两个恒力F 1和F 2的同时作用下，仍从O 点以同样初动能沿另一个方向滑出，恰好通过B 点，且到达B 点时的动能是初动能的6倍.求：图2(1)第一次运动经过A 点时的动能与初动能的比值；(2)两个恒力F 1、F 2的大小之比F 1F 2是多少？并求出F 2的方向与x 轴正方向所成的夹角.【答案】(1)73(2)2 3 30°【解析】(1)设滑块的初速度为v 0，初动能为E k0，从O 点运动到A 点的时间为t ，令OA ＝d ，则OB ＝3d2，只有恒力F 1，根据平抛运动的规律有：dsin 60°＝v 0t ①a x ＝F1m②dcos 60°＝12axt2③又有Ek0＝12mv 2④由①②③④式得Ek0＝38F1d⑤设滑块到达A点时的动能为EkA，则EkA＝Ek0＋F1d2⑥由⑤⑥式得EkAEk0＝73(2)加了恒力F2后，滑块从O点分别到A点和B点，由功能关系及⑤式得WF2＝3Ek0－Ek0－F1d2＝23Ek0⑦WF2′＝6Ek0－Ek0－3F1d2＝Ek0⑧由恒力做功的特点，可在OB上找到一点M，从O到M点F2做功与A点做功相同，M 与O点的距离为x，如图，则有x3d2＝WF2WF2′⑨解得x＝d⑩则据恒力做功特点，F2的方向必沿AM的中垂线，设F2与x轴正方向的夹角为α，由几何关系可得α＝30°，F1F2＝2 3.21、光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图3所示装置，其中直轨道bc粗糙，直轨道cd 光滑，两轨道相接处为一很小的圆弧.质量为m ＝0.1 kg 的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动到达轨道最高点a 时的速度大小为v ＝4 m/s ，当滑块运动到圆轨道与直轨道bc 的相切处b 时，脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道bc 滑行，到达轨道cd 上的d 点时速度为零.若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计，已知圆轨道的半径为R ＝0.25 m ，直轨道bc 的倾角θ＝37°，其长度为L ＝26.25 m ，d 点与水平地面间的高度差为h ＝0.2 m ，取重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：图3(1)滑块与直轨道bc 间的动摩擦因数； (2)滑块在直轨道bc 上运动的时间. 【答案】(1)0.8 (2)7.66 s【解析】(1)从a 点到d 点全过程应用动能定理 mg(R ＋Rcos θ＋Lsin θ－h)－μmgcos θ·L＝0－mv 22解得μ＝0.8(2)设滑块在bc 上向下滑动的加速度为a 1，时间为t 1，向上滑动的加速度为a 2，时间为t 2，在c 点时的速度v c ，由c 到d 有mv 2c2＝mgh ，得v c ＝2 m/sa 点到b 点的过程中，有mgR(1＋cos θ)＝mv 2b2－mv 22解得v b ＝5 m/s在轨道bc 上下滑时L ＝1()2b c v v tt 1＝7.5 s上滑时mgsin θ＋μmgcos θ＝ma 2 解得a 2＝12.4 m/s 2 由于0＝v c －a 2t 2 t 2＝v ca 2≈0.16 s由于μ>tan θ，滑块在轨道bc 上停止后不再下滑. 滑块在直轨道bc 上运动的总时间为t ＝t 1＋t 2＝7.66 s.22、水上滑梯可简化成如图4所示的模型：倾角θ＝37°的斜滑道AB 和光滑圆弧滑道BC 在B 点相切连接，圆弧末端C 点切线水平，C 点到水面的高度h ＝2 m ，顶点A 距水面的高度H ＝12 m ，点A 、B 的高度差H AB ＝9 m ，一质量m ＝50 kg 的人从滑道起点A 点无初速度滑下，人与滑道AB 间的动摩擦因数μ＝0.25.(取重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，人在运动过程中可视为质点)图4(1)求人从A 点滑到C 点的过程克服摩擦力所做的功； (2)求人在圆弧滑道末端C 点时对滑道的压力大小；(3)现沿BA 方向移动圆弧滑道，调节圆弧滑道与斜滑道AB 相切的位置，使人从滑梯平抛到水面的水平位移最大，求圆弧滑道与AB 滑道的相切点B′到A 点的距离. 【答案】(1)1 500 J (2)1 900 N (3)7.9 m【解析】(1)人在AB 滑道下滑过程中，由受力分析可知 F f ＝μmgcos θ W f ＝－F f s AB s AB ＝H ABsin θ。

2020-2021中考物理专题复习功和机械能问题的综合题附详细答案

一、初中物理功和机械能问题1．用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体，沿同一水平面做直线运动．第一次拉力为10N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20J的功；第二次拉力增大为20N，拉力对物体做了48J的功．分析两次做功过程，以下判断正确的是A．第一次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了1mB．第一次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了2mC．第二次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了2.4mD．第二次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了4.8m【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．物体在水平面上做匀速直线运动时，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，故物体受到的拉力：F=f=10N；根据W=Fs可知，第一次物体通过的距离1 1120J2m 10NWSF===，故AB错误；CD．若增大拉力，而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变，因此，物体受到的摩擦力不变，仍为10N；根据W=Fs可知，第二次物体通过的距离：2 2248J2.4m 20NWSF===，故C正确，D错误．2．2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。

下列说法错误的是（）A．运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大B．运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的C．北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒【答案】A【解析】【分析】物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。

【详解】A ．火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故A 错误，符合题意；B ．火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故B 正确，不符合题意；C ．火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故C 正确，不符合题意；D ．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故D 正确，不符合题意。

2020年初高中物理衔接教材专题讲座：专题六功和机械能专题综合练习

一、选择题1、北京时间2016年2月25日，在巴西进行的2016年跳水世界杯比赛中，中国选手邱波获得十米跳台冠军．如图所示，在邱波离开跳台到入水的过程中，他的重心先上升后下降．在这一过程中，邱波所受重力做功的情况是（）A. 始终做负功B. 始终做正功C. 先做负功再做正功D. 先做正功再做负功【答案】 C【解析】在邱波离开跳台到入水的过程中，他的重心先上升后下降，故重力势能先增加后减小；由于G p W E =-∆，故重力先做负功后做正功，C 正确．2、运动员把质量为500g 的足球由静止踢出后，足球上升的最大高度是10m ，在最高点的速度为20m/s ．若不考虑空气阻力及足球自转，g 取10m/s 2．则（） A. 运动员踢球时对足球做的功是150J B. 运动员踢球时对足球做的功是100J C. 运动员踢球时对足球做的功是50J D. 运动员踢球时对足球做的功是0J 【答案】 A点睛：本题可以对踢球的过程运用动能定理，小球动能的增加量等于小明做的功；同时小球离开脚后，由于惯性继续飞行，只有重力做功，机械能守恒，此时球的运动与人的作用无关。

3、一个质量为2kg 的物体被人用手由静止向上提升1m ，此时物体的速度是lm/s ．重力加速度g=10m/s 2，物体被向上提升过程中，下列说法正确的是（）A. 手对物体做功20JB. 合外力对物体做功12JC. 合外力对物体做功2JD. 物体克服重力做功20J【答案】 D4、用起重机提升货物，货物上升过程中的v－t图象如图所示，在t=3 s到t=5 s内，重力对货物做的功为W1、绳索拉力对货物做的功为W2、货物所受合力做的功为W3，则（）A. W1>0B. W2<0C. W2>0D. W3<0【答案】CD【解析】在t=3s到t=5s内，由图像得物体向上做减速运动，位移向上，重力方向向下对货物做负功，W1＜0，A错；绳索拉力方向向上，对货物做的功为正功，W2＞0，B错，C对；加速度向下，合力向下，所以货物所受合力做负功，W3＜0，D对。

初中物理功和机械能知识点及练习题附解析

一、选择题1．关于功、功率和机效率，下列说法中正确的是（）A．做功多的机械，功率一定大B．功率大的机械，做功一定快C．做功快的机械，机械效率一定高D．精密的机械，机械效率能达到100％2．如图所示，A物体受到的重力是 100N，在拉力F 的作用下，能以 0.2m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。

已知拉力F＝5N，滑轮组的机械效率为 80%，则下列说法正确的是（）A．拉力F 的功率是 1W B．2s 内绳子自由端移动的距离是 1.2m C．5s 内拉力所做功的大小是 15J D．物体 A受到水平地面的摩擦力大小是 8N 3．端午节是我国的传统节日，很多地方举行了赛龙舟活动，极大丰富了人们的文化生活，关于赛龙舟活动，以下分析不正确的是（）A．运动员划水的船桨是费力杠杆B．龙舟漂浮在水面上，说明龙舟受到的浮力大于重力C．运动员向后划水，龙舟向前运动，说明力的作用是相互的D．划船时，水既是受力物体同时也是施力物体G=，拉力大4．用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，已知小车的重力10N F=，该装置的机械效率是60%，则小车与地面之间摩擦力为（）小15NA．27N B．36N C．18N D．270N5．用图所示装置提升重为350 N的箱子，动滑轮重50N，不计绳重和一切摩擦，下列说法正确的是A．该装置不仅省力，还省距离B．箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为200 NC．箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度D．此过程装置的机械效率约为58.3%6．小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动．活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上，恰好使木板水平平衡．若小兰和爸爸的体重分别为400N 和800N，小兰站在距离中央支点2米的一侧，爸爸应站在距离支点l米的另一侧，木板水平平衡．现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是0.5米/秒，则爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏？A．1.0米/秒B．0.75米/秒C．0.5米/秒D．0.25米/秒7．以下几个验证性小实验，其中有错误的是A．冬天将玻璃片从室外拿到室内，发现它上面有一层雾，说明降低温度可以使气体液化B．将滚摆从最高点放手后，发现它上下运动，说明动能和重力势能可以相互转化C．用弹簧测力计沿着木板将物体匀速拉动到某一高度，发现用长木板比短木扳拉动时测力计示数小，说明相同情况下斜面越长越省力D．在水平桌面上用弹簧测力计拉着小车做匀速直线运动，发现车轮朝下比车轮朝上拉动时测力计示数小，说明相同条件下接触面越光滑摩擦力越小8．某同学自制了一架天平，由于制作粗糙，天平两侧长度不同．当将一物体放在天平的左盘时，右侧砝码的质量为m1，恰好平衡；当将该物体放在天平的右盘时，左侧砝码的质量为m2，天平才平衡．则该物体的质量应为：（）A．B．C．D．无法确定9．关于功率和机械效率，下列说法正确的是A．机械效率高的机械，功率一定大B．做功时间长的机械，功率一定小C．所有机械的机械效率都小于1D．功率大的机械，做功一定多10．如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于A．600N B．400N C．150N D．200N二、填空题11．如图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置，A B是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力________A端受到的向下拉力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；用于装载货物的小车自重为500N，若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的效率η甲＝________；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲________F乙，η甲________η乙（选填“>”、“<”或“＝”）．12．如图所示为探究滑轮组作用的实验装置，每个钩码重2N。

2020-2021中考物理综合题专题复习【功和机械能问题】专题解析及详细答案

一、初中物理功和机械能问题1．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。

当用图甲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乙和丙所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。

下列计算结果正确的是（）A ．0s~1s 内，地面对物体的支持力是10NB ．1s~2s 内，拉力F 做的功是62.5JC ．2s~3s 内，拉力F 的功率是300WD ．2s~3s 内，滑轮组的机械效率是62.5%【答案】C【解析】【分析】【详解】A ．从图乙可以看到，时间从第2s 到第3s 时，速度大小是不变的，这时处于平衡状态，物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重，即340N 120N F G G =+=⨯=拉动由题意可知，0s~1s 内，地面对物体的支持力符合关系式'3120N F F G G +=+=支拉动从图甲可以看到，'30N F =拉，解得30N F =支，A 错误；B ．从图甲可以看到，1s~2s 内，拉力F 的大小是50N ，物体上升的高度是1.25m ，三条绳子托着动滑轮，绳端移动的距离是33 1.25m 3.75m s h ==⨯=拉力F 做的功是50N 3.75m 187.5J W Fs ==⨯=拉力F 做的功是187.5J ，B 错误；C ．2s~3s 内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F 的大小是40N ，绳端移动的速度3 2.5m/s 7.5m/s v =⨯=绳根据P Fv =可知，拉力F 的功率40N 7.5m/s 300W P Fv ==⨯=绳拉力F 的功率是300W ，C 正确；D ．2s~3s 内，物体上升的高度3.75m-1.25m 2.5m h ==拉力F 的大小是40N ，则滑轮组的机械效率 100N 2.5m 100%100%100%83.3%40N 3 2.5mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯⨯有用功总功滑轮组的机械效率约是83.3%，D 错误。

高中物理专题讲解专题六机械能守恒定律(讲解部分)

三、应用动能定理解题的基本步骤
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例1 某滑沙场示意图如图所示,某旅游者乘滑沙橇从A点由静止开始滑下,最后停在水平沙面上的C点,设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同, 斜面和水平面连接处可认为是圆滑的,旅游者保持一定姿势坐在滑沙橇上不动,若测得AC间水平距离为x,A点高为h,求滑沙橇与沙面间的动摩擦因数μ。
(1)拉力F做的功。 (2)重力mg做的功。 (3)圆弧面对物体的支持力FN做的功。 (4)圆弧面对物体的摩擦力Ff做的功。解题导引 (1)拉力F大小不变,但方向不断改变→变力功→用微元法。 (2)重力做功与路径无关,与始末位置高度差有关。 (3)支持力与速度方向垂直不做功。 (4)摩擦力为变力,可用动能定理求其做功。
解题导引
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解析设斜面的倾角为θ,旅游者和滑沙橇总质量为m,则旅游者和滑沙橇
从A点到B点,
重力做功WG=mgh
摩擦力做功Wf=-μmg
cos
θ· h
sin
θ
在水平面上运动时,只有滑动摩擦力做功
Wf'=-μmg(x-
h tan
θ
)。
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解法一 “隔离”过程,分段研究,设在B点旅游者和滑沙橇的速度为v,由A
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二、应用动能定理解题时的注意事项 1.W总是所有外力对物体所做功的代数和,即W总=W1+W2+…,或先将物体的外力进行合成,求出合外力F合后,再利用W总=F合x cos α 进行计算。 2.因为动能定理中功和能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与参考系的选取有关。中学物理中一般取地面为参考系。 3.做功的过程是能量转化的过程,动能定理表达式中的“=”的意义是一种因果关系在数值上相等的符号,意味着“功引起物体动能的变化”。 4.动能定理表达式两边的每一项都是标量,因此动能定理的表达式是一个标量式。

物理功和机械能(讲义及答案)及答案

一、选择题1．如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动距离为s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（）A．使用该滑轮组一定省力B．拉力的功率为FvC．额外功为1n（2nF﹣G）s D．滑轮组的机械效率为2GF2．如图，保持F的方向竖直向上不变，将杆由A位置匀速转动到B位置，在这个过程中F 将（）A．先变大后变小B．始终变大C．始终变小D．始终不变3．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η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η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．此滑轮组动滑轮的重力为 2NB．当G物＝6N 时，机械效率约为η＝66.7%C．同一滑轮组η随G物的增大而增大，最终将超过 100%D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变4．在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。

当电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/kg。

则下列说法中正确的是（）A．建筑材料的质量为2160kgB．电动机对钢丝绳做的功为1600JC．钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/sD．电动机对钢丝绳做功的功率为240W5．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（）A．F1>F2，因为甲中的动力臂长B．F1<F2，因为乙中的阻力臂长C．F1>F2，因为乙中的阻力臂短D．F1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2倍6．如图所示，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。

下列判断正确的是A．F1=2F2W1=W2B．F1=12F2W1=12W2C．F1=4F2W1= W2D．F1=14F2W1=14W27．如图所示，边长为a、密度均匀的正方体物块静止于河岸边，在BB′边上施加一个力F 使其绕DD′边转动掉落于河水中，它漂浮时露出水面的高度为h，水的密度为ρ，则下列说法中不正确的是A．物块的密度为a haρ-（）B．物块的重力为（a﹣h）ρgaC．物块漂浮在水面时底面受水的压强为ρg（a﹣h）D．为了使物块掉落于河水中，力F至少是2 2a h a g ρ-（）8．如图所示的四幅图中，不正确的是A．滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出后沿斜面向上运动的过程中的受力示意图（略空气阻力）B．近视眼成像情况和近视眼校正后成像情况C．同名磁极（S）的磁场方向D．吊桥所受拉力的力臂L19．一个原来处于平衡状态的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍处于平衡状态，则此力（）A．必须作用于动力的作用点上 B．必须作用在支点上C．必须作用在阻力的作用点上 D．可以作用在杠杆任一点上，但必须使力的作用线通过支点10．如图所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10 N，则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为( )A．200 N，10 N B．200 N，20 NC．20 N，10 N D．20 N，20 N二、填空题11．如图，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G＝________N。

2020中考物理专题复习——功和机械能(讲义)

功和机械能聊城近五年中考考情课标要求年份题号题型考点1、认识功的概念；2、知道做功的过程就是能量转化或转移的过程；3、认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化；4、知道动能、势能和机械能；5、了解动能和势能的相互转化；举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。

20197 选择影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度24 计算功和功率的计算2018 7 选择影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度；影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度201712 选择功的计算公式；功率的计算公式12 选择功和功率201619 实验探究探究动能与哪些因素有关8 选择机械能及其转化11 选择动能的考察2015 28 计算压强、密度、浮力、功的综合计算考点一、功1.功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。

2.功的两个必要条件：①有力作用在物体上；②物体在力的方向上通过了距离。

3.不做功的三种情况：有力无距离；有距离无力、力和距离垂直。

4.功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：FSW 。

5.功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m 。

6.功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛·米= 焦），不是力和力臂的乘积（牛·米，力臂单位不能写成“焦”）。

考点二、功率1.定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功。

2.功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。

3.公式：Fv tWP ==。

4.单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。

常用单位还有千瓦（kW ）、马力。

换算关系：W W kW 73511013==马力，。

5.功率公式的解释：（1）物体在拉力F 的作用下，以速度v 沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即Fv P =。

2020-2021中考物理压轴题专题复习——功和机械能问题的综合含答案解析

一、初中物理功和机械能问题1．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51111=60kg 10N/kg (600m 400m) 1.210J W G h m gh ==⨯⨯-=⨯凯；质量是50kg 的小旋从C 点到达D 点做的功为52222=50kg 10N/kg (400m 200m)110J W G h m gh ==⨯⨯-=⨯旋；小凯做的功多，故A 错误； B ．小凯的运动时间为185080050min 3000s t =-==：：；平均功率为511 1.210J 40W 3000sW P t ⨯===凯，小旋的运动时间为285074070min 4200s t -===：：，平均功率为522110J 23.8W 4200sW P t ⨯==≈旋，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。

2．跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg，每次跳起高度约为 6 cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（）A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．下落过程中小明的重力势能保持不变C．小明跳一次克服重力做功约 3J D．小明在这一分钟内跳绳的功率约为 50W 【答案】D【解析】【详解】A. 向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B错误；C. 小明的重力为：G=mg=50kg×10N/kg=500N，小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500N×0.06m=30J，故C错误；D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：P=Wt总=30J10060s=50W，故D正确。

初高中物理衔接讲义第6讲机械功和机械能

一、课程标准要求分析初中高中衔接部分内容标准能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。

能用实例说明机械能和其他形式能的转化。

知道机械功和功率的概念。

能用生活、生产中的实例理解机械功的含义。

结合实例认识功的概念。

知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。

结合实例理解功率的概念。

了解功率在实际中的应用。

理解机械效率。

举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。

关心生活和生产中常见机械功率的大小及意义。

通过实验探究恒力做功与物体动能变化的关系。

理解重力势能；知道重力势能的变化与重力做功的关系。

通过实验，验证机械能守恒定律。

理解机械能守恒定律。

用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。

二、衔接知识内容分析：1．简单机械的内容在高中阶段不再单独学习，同学们可以借鉴初中学过的知识。

2．功和功率的知识在高中阶段还要深入学习，同学们要知道功的两个必要因素，要懂得根据物体的受力情况判断各个力的做功情况，知道功率表示做功的快慢，知道怎样计算功率，知道机械效率和提高机械效率的方法。

3．用能量转化和转移的观点来解决问题是高中学习的一个重点，也是难点，同学们要定性了解影响动能和势能的因素，并能知道它们怎样相互转化或转移，要初步懂得力做功与能量转化或转移之间的关系。

三、要点回顾及提升：1．机械功（1）功：物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功，力做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力方向上通过的距离，二者缺一不可。

以下情况物体没有做功：①物体受到力的作用，但是没有运动。

例如：用手推箱子，但是箱子没有被推动，这样力对物体没有做功。

②物体没有受到力作用，但是有移动一段距离，例如：脚踢球，在踢球的瞬间，脚对球有力的作用，且在力方向上球移动了一段距离，因此脚对球做功；但是当脚离开球，脚对球没有力作用，球由于具有惯性移动了一段距离，此时脚对球没有做功。

③物体受到力作用，也有移动一段距离，但是移动的距离的方向与力方向垂直。

人教版2020届中考物理总复习真题练习及详解第6章功和机械能

第6讲功和机械能第1节功功率一、填空题1. (2019铜仁改编)一电动抽水机10秒内把100 kg的水抽到10 m高的水池中，则抽水机至少对水做功________J．(g＝10 N/kg)2. (2019广安改编)2018年5月21日，我国成功发射了“嫦娥四号”的中继星—“鹊桥号”，若“鹊桥号”质量为500 kg，加速升空1 000 m，“鹊桥号”需克服重力做功________J．(g 取10 N/kg)3.放学后，体重为600 N的小明同学背着重40 N的书包沿水平路面走了200 m，又登上每层高3 m的四楼才回到家，共用了5 min，则他在回家的过程中对书包所做的功约为______J，功率为______W.4. (2019温州改编)为了解火箭升空过程中的相关运动状况，兴趣小组制作了一模型火箭，重为8 N(不包含燃料)，发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系，如图所示．模型火箭从最高点B下落到地面，重力做功的功率是________W.第4题图5.(2019沿淮五校联考)小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的木箱在水平地面上前进了2 m，松开手后，木箱仍向前滑行了1 m，整个过程中小明做功________J.6. (2019毕节改编)某大桥设计车速为60 km/h，若某汽车质量为5×103 kg，在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的0.06倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为________W．(g取10 N/kg)7. (2019陕西改编)一轮船以36 km/h的速度匀速行驶时，柴油机的输出功率是2×106 W，则轮船受到的牵引力是________N.8.在水平地面上匀速行驶的一种新型装甲飞车，5 s内通过125 m，在这段时间内牵引力做功 3.5×105J，发动机的功率为________W．该功率值的物理意义为________________________．9.小刚要锯开厚度均匀的木板，每拉一次，锯条移动的距离为0.3 m，所用的力为180 N，连续拉锯50次用了1 min，这个过程中小刚做功为________J，功率是________W.10. (2019荆门改编)如图所示，重为5 N的铁块紧紧吸附在磁性平板的下表面，若用2 N的水平力向右拉铁块时，铁块匀速运动，此时平板对铁块的摩擦力大小为________N，若用3 N的水平力拉动铁块前进了0.5 m ，拉力对铁块做的功为________J.第10题图11. (2019滁州五中模拟)如图所示，用沿斜面向上，大小为500 N 的推力，将重为800 N 的货物从A 点匀速推至B 点，用时5 s ，已知AB 长3 m ，斜面高1.5 m ，则推力做功的功率为________W.第11题图12. (2019眉山)如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，其F －t 和v －t 图像分别如图乙和图丙所示．由图像可知，9～12 s 内，推力对物体做功________J ；t ＝2 s 时，物体受到的摩擦力是________N.第12题图二、选择题13. (2019海南)用大小相同的力F ，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s (如图所示)，F 所做的功分别为W 1、W 2，则( )第13题图A. W 1＝12W 2B. W 1＝W 2C. W 1＝2W 2D. W 1＝4W 214. (2019连云港)物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F 1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F 2.两次推力的功率分别为P 1、P 2.则下列关系正确的是( )第14题图A. F1＝F2P1＞P2B. F1＝F2P1＜P2C. F1＞F2P1＞P2D. F1＜F2P1＞P215.如图所示，叠放在一起的物体A和B，在大小为F＝10 N的恒力作用在10 s内沿水平方向匀速直线运动1 m，下列结论中正确的是()第15题图A. 甲、乙两图中物体B所受摩擦力大小均为10 NB. 甲、乙两图中物体A受到地面对它的摩擦力大小均为10 NC. 甲图中，力F做功1 JD. 乙图中，力F做功的功率为10 W三、计算题16. (2019桂林改编)一辆质量为150 kg的摩托车，发动机功率为32 kW，摩托车在此功率下以60 km/h的速度匀速行驶了0.5 h．(g取10 N/kg)(1)求摩托车受到的重力是多大？(2)求这段时间摩托车发动机对摩托车所做的功？(3)求摩托车这段时间通过的路程．摩托车受到的阻力？17.国产某种单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120 J，飞轮的转速是1 500 r/min，每分钟消耗6 g汽油．求：(1)满负荷工作时该汽油机的功率．(2)满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率．(汽油的热值为4.5×107 J/kg)(3)若燃气对汽缸活塞的平均压强为p，设活塞的面积为S，冲程长为L，汽缸工作容积(单缸排量)为V，请推导出一个做功冲程燃气对活塞做的功W＝pV.参考答案及解析第1节功功率1. 104 【解析】抽水机10秒钟内做的功是：W ＝mgh ＝100 kg ×10 N/kg ×10 m ＝104 J.2. 5×106 【解析】“鹊桥号”需克服重力做功W ＝Gh ＝mgh ＝500 kg ×10 N/kg ×1 000 m ＝5×106 J.3. 360 1.2 【解析】小明在水平路面上行走时，在竖直方向上移动的距离是0，此过程对书包做功为0；在登楼时，将书包竖直提升，对书包做功：W ＝Gh ＝40 N ×3×3 m ＝360 J ；做功的功率：P ＝W t ＝360 J 300 s＝1.2 W.4. 70 【解析】由图像知，模型火箭从最高点落到地面的时间t ＝22 s －6 s ＝16 s ，最高点离地面的高度h ＝140 m ，因此重力做功的功率P ＝W t ＝Gh t ＝8 N ×140 m16 s ＝70 W.5. 806. 5×1047. 2×105【解析】轮船的速度为36 km/h ＝10 m/s ，根据P ＝F v 得F ＝P v ＝2×106W10 m/s＝2×105N.8. 7×104 装甲车在1秒内做的功为7×104 J 9. 2700 4510. 2 1.5 【解析】铁块向右匀速运动时，平板对铁块的摩擦力与水平向右的拉力是一对平衡力，故f ＝F ＝2 N ；当用3 N 的拉力让铁块前进时，拉力对铁块做的功：W ＝Fs ＝3 N ×0.5 m ＝1.5 J.11. 300 【解析】推力做功W ＝Fs ＝500 N ×3 m ＝1 500 J ，推力做功的功率P ＝W t ＝1500 J 5 s ＝300 W12. 18 3 【解析】由丙图知，9～12 s 时，物体做匀速运动，且v ＝1 m/s ；由乙图知，9～12 s 时的推力F ＝6 N ，推力F 做功W ＝Fs ＝F v t ＝6 N ×1 m/s ×3 s ＝18 J ；由图丙可知，在0～3 s 内物体处于静止状态，推力和静摩擦力是一对平衡力；由图乙可知，在0～3 s 内推力大小为3 N ，所以物体受到的静摩擦力大小为3 N. 13. B14. B 【解析】图甲中，物体运动的路程与所用的时间成正比，做匀速直线运动，物体的速度为v ＝s t ＝4 m2 s ＝2 m/s ，图乙中，物体的速度不随时间的改变而改变，做匀速直线运动，物体的速度v ＝4 m/s ，可知F 1＝F 2＝f ，C 、D 错误；由P ＝F v 可知，P 1<P 2，A 错误，B 正确．故选B.15. B 【解析】甲图，B 物体叠放在A 物体上，拉力F 作用于A 物体上，使得A 、B 同时向前做匀速直线运动，A 、B 之间相对静止、没有相对运动的趋势，所以B 不受摩擦力的作用，A 错误；以A 、B 整体为研究对象，在水平方向上受地面的摩擦力f 和拉力F ，这两个力相互平衡，则f ＝F ＝10 N ，所以两种情况下A 受到地面对它的摩擦力大小相等，均为10 N ，B 正确；甲图中力F 做功为：W ＝Fs ＝10 N ×1 m ＝10 J ，C 错误；乙图中力F 做功：W ＝Fs ＝10 N ×1 m ＝10 J ；所以力F 做功的功率P ＝W t ＝10 J 10 s＝1 W.16. 解：(1)摩托车受到的重力G ＝mg ＝150 kg ×10 N/kg ＝1 500 N(2)由P ＝Wt 可得，这段时间摩托车发动机对摩托车所做的功W ＝Pt ＝32×103 W ×0.5×3600 s＝5.76×107 J(3)由v ＝st 可得，摩托车这段时间通过的路程s ＝v t ＝60 km/h ×0.5 h ＝30 km由P ＝W t ＝Fst＝F v 得，牵引力F ＝P v ＝32×103W603.6m/s ＝1.92×103 N由于摩托车匀速行驶，受力平衡，所以牵引力等于阻力， f ＝F ＝1.92×103 N17. 解：(1)因单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次，已知飞轮的转速是1 500 r/min ，所以，每分钟共有750个工作循环，对外做功750次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作1 min 做的功：W ＝120 J ×750＝9×104 J 该汽油机的功率：P ＝W t ＝9×104J60 s＝1 500 W(2)每分钟消耗6 g 汽油，6 g 汽油完全燃烧释放的热量： Q 放＝mq ＝6×10－3 kg ×4.5×107 J/kg ＝2.7×105 J满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率： η＝WQ 放×100%＝9×104 J 2.7×105 J×100%≈33.3%(3) 由p ＝FS 可得，活塞受到的压力：F ＝pS ，因在做功冲程，活塞移动的距离为L ，且发动机的单缸排量V ＝SL ，所以，一个做功冲程燃气对活塞所做的功：W ＝FL ＝pSL ＝pV第6讲功和机械能第2节动能势能机械能一、填空题1. (2019山西改编)2019年1月，全国第二届青年运动会滑雪比赛在我省大同进行，如图是滑雪运动员在加速下滑时的情景，此过程中运动员的动能________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．第1题图2.(2019凉山州改编)在一次军事演习中，空中加油机正在给战斗机加油，在加油过程中，加油机匀速运动，则加油机的动能________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．3. (2019安徽逆袭卷)有一种隔音墙如图所示，墙体夹层内填有颗粒状轻小的塑料球，当声音由墙体传入时可以引起小球振动，小球振动过程______转化为内能，使之达到隔音效果．第3题图4. (2020原创)如图是小林同学在农家乐发现的一种叫做“舂米对”的示意图．使用这个装置时，人在A端用力，B端翘起，当游客的脚离开A端，B端的舂球下落，其重力势能转化为________能，打在石臼内的谷物上，将谷物打碎．第4题图5. (2019咸宁改编)甲、乙是两个完全相同的网球，如图所示．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，不计空气阻力．抛出时两球具有的机械能________(选填“相等”或“不相等”)．第5题图二、选择题6. (2019常州)北京世园会上，车身离地30 cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内．此过程中，扫地车整体的()第6题图A. 动能不变，重力势能不变B. 动能不变，重力势能变大C. 动能变大，重力势能不变D. 动能变大，重力势能变大7. (2019北京改编)如图所示，小朋友沿滑梯下滑得越来越快，下滑梯后感觉衣服很烫，关于该过程，下列说法错误的是()第7题图A. 小朋友的动能增加B. 小朋友的重力势能减小C. 小朋友的惯性变大D. 小朋友的机械能减小8. (2019兰州) 关于机械能及其转化，下列说法中不正确的是()A. 冰壶从离开手到停下来的过程中，机械能转化为内能B. 降落伞匀速下降的过程中，重力势能变小，动能不变C. 只要物体的位置发生变化，物体的重力势能就一定会发生变化D. 电梯匀速上升时，动能不变，重力势能增大，机械能增大9. (2019烟台)如图所示，小球沿轨道由静止从A处经B、C运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，则()第9题图A. 小球在A处的动能等于在D处的动能B. 小球在A处的动能大于在D处的动能C. 小球在B处的机械能小于在C处的机械能D. 小球在B处的机械能等于在C处的机械能10. (2019深圳)如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点．下列分析正确的是()第10题图A. 从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能B. 经过b点时，小球动能最大C. 从b到c的过程中，小球动能增大D. 从a到c的过程中，小球机械能守恒三、实验题11.(2019天津)小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度．按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示.(1)实验中通过比较________________来判断物体重力势能的大小；(2)为了验证猜想一，需选择表中________(填实验序号)三组数据进行分析；(3)分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________________________________.第11题图初高中知识衔接题12. (2019襄阳)倔强系数为12 N/cm(弹簧每受到12 N的力，长度就要变化1 cm)的一根弹簧自然悬挂时的长度为6 cm，在它下面再悬挂一个48 N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹簧的长度在________(填某一范围)时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能．物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减少的重力势能最终转化为弹性势能和________能．(上述过程没超出该弹簧的弹性限度)第12题图13.(2019蚌埠二模)物体重力势能的表达式为E p＝mgh，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，g取10 N/kg.如图，质量m＝0.5 kg的小球，从桌面上方高h1＝1.0 m的A点下落到与桌面相平的B点，B点离地面的高度h2＝0.4 m．求：(1)小球从A运动到B的过程中重力势能的减小量；(2)小球从A运动到B的过程中重力做的功；(3)试说明重力做功和重力势能的关系．第13题图核心素养提升14. (2019苏州)将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是()第14题图A. 皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等B. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零C. 皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能D. 若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑参考答案及解析第2节动能势能机械能1.变大2.变小3.机械能4.动5.相等6. D【解析】无人扫地车在平直的路面上匀速行驶的过程中，不断将地面上的落叶吸入车内，车的质量增大，速度不变，所以车的动能变大；车的质量增大，沿平直路面行驶，所以车的重力势能增大．故选D.7. C【解析】小孩的质量不变，速度变大，所处的高度降低，所以小孩的动能增大，重力势能减小，A、B正确；惯性是物体的一种固有属性，一切物体都具有惯性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，质量越大，惯性越大，因此从滑梯上滑下的小朋友惯性不变，C错误；下滑过程中小朋友的部分机械能转化为内能，机械能减小，D正确．故选C.8. C【解析】冰壶从离开手到停下来的过程中，由于其与地面摩擦，所以使得其机械能减小，减小的机械能转化为内能，A正确，不符合题意；跳伞运动员从空中匀速下落的过程中质量不变，速度不变，动能不变，高度下降，重力势能减小，B正确，不符合题意；物体的位置发生了改变，若物体在竖直方向高度没有改变，重力势能不变，C错误，符合题意；电梯匀速上升的过程中，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，所以机械能增大，D正确，不符合题意．故选C.9. D【解析】由于忽略空气阻力和摩擦力，小球的机械能是守恒的，也就是说小球在每处的机械能都是相等的．A处比D处高，A处的重力势能较大，A处的动能较小，A、B错误；小球在B处的机械能与在C处的机械能相等，C错误，故选D.10.B【解析】从a到b的过程中，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，重力势能转化为动能，A错误；小球经过b点时，重力势能转化为动能，b 点动能最大，B正确；从b到c的过程中，动能转化为重力势能，动能减小，C错误；从a 到b的过程中，由于表面光滑，机械能守恒，从b到c的过程中，表面粗糙，机械能转化为内能，机械能不守恒，D错误．故选B.11. (1)桌腿进入沙子的深度(2)①④⑤(3)质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大【解析】(1)本实验中，物体重力势能大小通过桌腿进入沙子的深度来反映，进入的深度越大，说明重力势能越大，反之越小；(2)重力势能的大小只与物体质量和所在高度有关，故要验证与物体质量的关系，应控制物体所在高度相同，改变物体质量，故选择①④⑤三组数据进行分析；(3)分析①②③实验数据，结论为：质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大．12. 10～14 cm 内【解析】根据胡克定律，在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力大小成正比．在下落过程中，物体先加速后减速，最终到达最低点时处于静止；k ＝12 N/cm ，开始加速过程中重力大于弹簧的弹力，当重力等于弹簧的弹力，速度达到最大，Δx ＝G k＝48 N 12 N/cm＝4 cm ；接着弹力继续增大，重力不变，弹力大于重力，物体继续向下减速运动，运动到最低点时动能为零，重力势能全部转化为弹性势能，得12k Δx ′2＝mgh ，物体下降的高度为弹簧的最大形变量，故Δx ′＝h ，得mg ＝12k Δx ′，得Δx ′＝8 cm ，故弹簧最长的长度l ＝l 0＋Δx ′＝6 cm ＋8 cm ＝14 cm ；物体经历一段往复运动后最终静止，物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和克服空气阻力做功转化的内能．13. 解：(1)以地面为零势能面，小球在A 点的重力势能：E AP ＝mgh A ＝mg (h 1＋h 2)＝0.5 kg ×10 N/kg ×(1.0 m ＋0.4 m)＝7 J小球在B 点的重力势能：E BP ＝mgh B ＝mgh 2＝0.5 kg ×10 N/kg ×0.4 m ＝2 J小球从A 运动到B 的过程中重力势能的减小量：ΔE P ＝E AP －E BP ＝7 J －2 J ＝5 J(2)小球从A 运动到B 的过程中重力做的功：W ＝Gh 1＝mgh 1＝0.5 kg ×10 N/kg ×1.0 m ＝5 J(3)由(1)(2)计算可知，ΔE P ＝W ，说明重力做功等于重力势能的变化量14. C 【解析】由图可知，皮球的机械能不守恒，同一高度，皮球的重力势能相同，动能一定不相同，A 错误；皮球运动轨迹是抛物线，皮球到达第一次反弹的最高点P 时，一方面向前运动、一方面向下运动，因此有向前运动的速度，B 错误；由于空气摩擦，运动过程中部分机械能转化为内能，所以D 点的机械能小于C 点的机械能，C 正确；皮球在M 点比在N 点的动能大些，转化为皮球的弹性势能多些，所以M 点留下的圆形黑斑大些，D 错误．故选C.。

功和机械能(讲义及答案)及答案

一、选择题1．轻质硬杆AB长50cm。

用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的两端。

在距A点20cm处的O点支起AB时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆AB处于水平平衡。

将乙浸没在水中后，杆AB仍平衡，如图所示。

下列说法中正确的是（取g＝10N/kg）（）A．杆A端受力增加了15NB．杆A端受力减小了10NC．甲对水平桌面的压强增加了1500PaD．甲对水平桌面的压强减小了1500Pa2．下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是A．机械效率越高，机械做功一定越多B．机械做功越多，机械效率一定越高C．功率越大的机械，做功一定越快D．做功越快的机械，机械效率一定越高3．如图所示，AB=3AE，AC=2AE，AD=1.5AE。

若把物体沿AB、AC、AD三个斜面匀速地拉到顶端A时，（不计摩擦）则（）A．沿着AB用的拉力小，做功多B．沿着AC用的拉力小，做功多C．沿着AD用的拉力大，做功少D．沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多4．如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N，当OC=10cm时，此时G1对地面的压强为2×104Pa，现用一水平拉力，使G2以2cm/s 的速度向右匀速速运动，当G1对地面的压力恰好为0时，经过的时间是( )A．25s B．30s C．35s D．40s5．如图，用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），提升A时滑轮组的机械效率大。

下列说法中正确的是（）①A物体比B物体轻；②提升A的拉力大；③提升A做的额外功多；④提升A做的有用功多A．只有②④B．只有①③C．只有②③D．只有①④6．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1.2W7．下列有关甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是A．撞击锤柄，锤柄停止运动后，锤头由于惯性作用继续向下运动便紧套在柄上B．近视眼原来成像在视网膜之后，佩戴凹透镜以后得到了矫正C．竖直挂在小车顶部的小球与车厢壁刚好接触，小球随小车一起向右做匀速直线运动，此时小球只受到绳子的拉力和重力2个力的作用D．每个滑轮重3牛，物体重6牛，不计绳力和摩擦，物体静止时拉力F为3牛8．通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是( )A．增加动滑轮，减小拉力 B．改用质量小的定滑轮C．减少提升高度，减少做功 D．增加提升重物重力，增大有用功9．用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上，重为100N的物体提升一定高度．当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力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．1s～2s内，拉力F做的功是15J B．2s～3s内，拉力F的功率是24WC．1s时，物体对地面的压力是30N D．动滑轮重50N10．如图为一健身器材模型，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，OA∶OB＝1∶4，质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上，通过该杠杆提起吊篮中的重物，吊篮重80 N．当棱长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时，体重计示数为43 kg；当棱长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时，体重计示数为18 kg．杠杆始终在水平位置保持平衡，A、B两端绳子拉力保持竖直．不计绳重、杠杆自重及摩擦， g取10 N/kg，则重物甲与重物乙的密度之比为( )A．1∶3 B．2∶3 C．3∶2 D．3∶1二、填空题11．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示。

功和机械能(讲义及答案)附解析

功和机械能(讲义及答案)附解析一、选择题1．如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。

如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比（）A．功率增大、机械效率增大B．功率增大、机械效率不变C．功率不变、机械效率不变D．功率不变、机械效率增大2．要用30N的力刚好提起40N的物体，若不计机械本身重力和摩擦，则下列简单机械可以采用的是（）A．一个定滑轮B．杠杆C．一个动滑轮D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组3．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有A．以A为参照物，B是静止的B．滑轮移动的速度为0.4m/sC．绳子拉物体A的功率为1WD．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也会增大4．如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。

已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（）A．5N 0.8m/s B．20N 0.8m/s C．5N 0.2m/s D．20N 0.2m/s5．如图所示是某建筑工地用升降机提升大理石的滑轮组示意图。

滑轮组通过固定架被固定住，滑轮组中的两个定滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为2000N．大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石的体积是1.0×10﹣2m3，升降机货箱和动滑轮的总重力是300N．在某次提升15块大理石的过程中，升降机在1min内将货箱中的大理石沿竖直方向匀速提升了15m，绳子末端的拉力为F，拉力F的功率为P，此时滑轮组的机械效率为η．不计绳子的重力和轮与轴的摩擦，g取10N/kg．下列选项中正确的是A．升降机一次最多能匀速提升40块大理石B．拉力F的大小为1300NC．拉力F的功率P为1125WD．滑轮组的机械效率η为85%6．某同学自制了一架天平，由于制作粗糙，天平两侧长度不同．当将一物体放在天平的左盘时，右侧砝码的质量为m1，恰好平衡；当将该物体放在天平的右盘时，左侧砝码的质量为m2，天平才平衡．则该物体的质量应为：（）A．B．C．D．无法确定7．如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A，B，C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是A．F1＜F2＜F3＜G B．F1＞F2＞F3＞G C．F1=F2=F3=G D．F1＞F2=F3=G8．如图自行车是人们最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它应用了许多物理知识。

2020年中考物理专题复习精品讲义：功和机械能

2020年物理中考复习功和机械能功1、功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说这个力对物体做了功。

2、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。

3、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

4、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

公式：W=FS5、功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。

把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。

6、应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

③功的单位“焦”（牛·米= 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。

功率1、功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫功率。

功率是表示物体做功快慢的物理量。

理解：功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少。

如;功率大做功多，做功多功率大，这两句话都不对，因为功率是由做功时间和做功多少两个因素决定的。

2、公式：P=W／t =FV3、单位：主单位W 常用单位kW MW 马力换算：1kW=103W 1MW=106 W 1马力=735W某小轿车功率66kW，它表示：小轿车１s 内做功66000J动能和势能1.能量：一个物体能够对外做功，就说这个物体具有能量，简称能理解：（1）能量表示物体做功本领大小的物理量，能量可以用能够做功的多少来衡量。

（2）一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功。

2.实质：物体做功的过程就是能量能的转化过程。

物体做功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。

3.能量的单位：能的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能的单位是焦耳（J）。

4.动能：物体由于运动而具有的能叫动能。

一切运动的物体都具有动能。

2020陕西中考一轮物理复习专题六：功与机械能

006备战2020——专题六：功和机械能【课内演练】考点一：功与功率1.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程(s)－时间(t)图像如图。

根据图像，下列判断正确的是( )A．两次物体运动的速度：v1＜v2B．两次物体所受的拉力：F1＞F2C．0～8 s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2D．0～8 s两次拉力对物体所做的功：W1＝2W22．用拖拉机耕地时，一般都行进得较慢，这是为了( )A．减少机器损耗B．减小阻力C．节省燃油D．获得较大的牵引力3.如图所示，是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景，台球在桌面上滚动的过程中，球杆对台球(选填“做功”或“不做功”)。

第3题第4题4. 如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以3 m/s的速度在水平地面上匀速运动了10 m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1。

若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2 m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10 m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1W2，P1P2。

(均选填“＞”“＜”或“＝”)5. 炎热的夏天，王爷爷驾着一辆功率为120 kW的小轿车，带着家人前往井冈山休闲度假。

途中在一段平直的高速公路上以90 km/h的速度匀速行驶，求：(1)5 min内行驶的路程。

(2)这段路程中小车受到的阻力。

【方法技巧】1．力学中的功必须同时具备做功的两个必要因素（有力，在力的方向上有距离），两者缺一不可。

2．W ＝Fs ＝⎩⎪⎨⎪⎧Gh ＝mgh ，适用于竖直方向，重力做功fs ，适用于水平方向，摩擦力做功. 3. P ＝W t ＝Fs t＝Fv ，适用于物体在力F 的作用下以速度v 匀速直线运动考点二：功与能的关系1.下列关于能量的说法，不正确的是（）A ．正在做功的物体，才具有能量B ．被压缩的弹簧具有能C ．具有能的物体，可能在做功，也可能不在做功D ．同步卫星相对于地面静止不动，实际上它也具有能2.关于能的概念，下列说法中错误的是（）A ．一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多B ．动能、势能及机械能的单位都是焦耳C ．用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能D ．甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多考点三：机械能及其相互转化1.火箭点火后，载着神八加速上升过程中，神八的机械能变化情况是（）A ．动能减小，重力势能增大B ．动能减小，重力势能减小C ．动能增大，重力势能减小D ．动能增大，重力势能增大2. 春节晚会上，彩色气球伴随欢庆的乐曲匀速上升，在此过程中，气球的（）A ．动能转化为势能，机械能不变B ．动能转化为势能，机械能增大C ．动能不变，势能增大，机械能增大D ．动能不变，势能不变，机械能不变3. 下列物体中具有弹性势能的是（）A.拧紧的钟表的发条。

2020年初高中物理衔接讲义：专题六 功和机械能 专题综合练习

广州市2020年高中物理 力学竞赛辅导资料 专题06 功和能(含解析)