(人教版)初二物理满分冲刺下学期 专题 期中期末串讲之功和机械能 课后练习优质版

专题期中期末串讲之功和机械能
主讲教师：郝老师北京骨干教师
题一：关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A．功率越大，做功越快，机械效率越大
B．做功越少，功率越小，机械效率越小
C．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
D．机械效率越大，表明它做的功越多
题二：下列有关功率和机械效率的说法中，正确的是( )
A．机械效率越高的机械做功越快 B．机械效率越高的机械做功越多
C．功率越大的机械做功越快 D．功率越大的机械做的有用功越多
题三：古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。

把桥面看成是长为10米，所受重力为3000牛的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10米处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A 相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。

杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1．当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5分钟(忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦)，则：
(1)F1 :F2= 。

(2)士兵们对吊桥所做功的平均功率是瓦。

题四：如图所示是一种起重机的简图，用它把质量为4×102 kg ，底面积为0.5 m2的货物G匀速提起(g=10N/kg)。

求：
(1)起吊前，当货物静止与水平地面时，它对地面的压强是多少？
(2)若把货物匀速提起12 m，用了40 s，则货物上升的速度是多少？
(3)起重机对货物做功的功率是多少？
(4)若OA=12 m，OB=4 m，起重机本身重力不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，其右边至少要配质量m0为多少kg的物体？
题五：如图所示，用F=20 N的水平推力推着重为40 N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40 J的功，则在这一过程中( )
A．重力做的功一定为40 J B．物体一定受到20 N的摩擦力
C．物体一定运动了2 m D．物体一定运动了4 m
题六：
某工人在水平地面上，用100N的水平推力推动重为500N的物体匀速直线前行了2m，则该物体受到的摩擦力是 N；此过程中重力做的功为 J．
题七：如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆会停止上下摆动。

从能量角度对其分析，下列说法不正确的是( )
A．滚摆沿着悬线向下运动时，重力势能减小，动能增加
B．滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能
C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆具有的机械能减小
题八：
如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点，在小球从a点到c点运动的过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是( )
A．小球到达b点时，受的合力为零
B．小球到达c点时，受的合力为零
C．小球的动能一直在增加，重力势能一直在减小
D．在c点小球的动能为零，橡皮筋的弹性势能最大
题九：一物体质量为18kg，其所受重力为 N，如图所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m，所用拉力为200N，此过程中，小明做的有用功是 J，定滑轮的机械效率是，拉力的功率是 W(取g＝10N/kg)。

题十：一辆重2×104 N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶。

司机找来一小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750N的水平拉力，将汽车以0.2 m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s。

若每个车轮与地面接触的面积为0.05m2．
(1)求汽车对路面的压强。

(2)求拉力F做的功和功率。

(3)若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力。

题十一：“4·18”前夕，公共自行车出现在扬州城道路旁，极大地方便了市民生活。

小常租借了一辆自行车，在10 s内行驶了40 m，骑车时受到的平均阻力是20 N。

这段时间内，他克服阻力做的功为J，平均功率为 W。

题十二：如图所示，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>t cd，运动距离s ab=s cd，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
题十三：为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为h A、h B、h C的位置滚下(m A=m B＜m C，h A=h C＞h B)，推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：(1)用来研究超速安全隐患时，需要控制的变量是，实验时应选择两个图所示实验进行比较；
(2)用来研究超载安全隐患时，应选择两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是。

题十四：如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。

(1)该实验利用了转换法，通过观察_____________来判断___________(选填“小球”或“木块”)动能的大小；
(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与
______________的关系；
⑶换用质量不同的小球，使它_________(选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系。

题十五：
小红在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关；
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关；
为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表：
(1)在实验过程中，应沿斜面向上 拉动木块； (2)第①次实验中斜面的机械效率η= ；
(3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想 ，对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是： 。

题十六：
小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两个问题： ①斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？
②对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？
为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表： 实验
次数 斜面
倾角 物重
G /N 斜面高 度h /m
沿斜面拉力F /N
斜面长
s /m
有用功
W
有/J
总功
W
总/J
机械效率
η(%)
① 45° 1 0.7 0.9 1 0.9 77.8 ② 30° 1 0.5 0.7 1 0.5 0.7 71.4 ③
30°
2
0.5
1.4
1
1
1.4
(1)表格中缺少2个数据，请补充完整(保留一位小数)。

(2)在实验操作过程中，应沿斜面向上 拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向 移动(选填“左”或“右”)。

(3)通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越 。

(4)通过对比实验 的数据(选填实验次数)，得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力 。

期中期末串讲之功和机械能
课后练习参考答案
题一：C
解析：功率是反映做功快慢的物理量，功率大小与做功多少和时间都有关，而机械效率是有用功与总功的比值，功率大，只能说明做功快，但不能够说明机械效率大，在不确定做功时间长短的条件下，不能仅根据做功少就确实其功率小，A 、B 项均错误、C 项正确；机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，不能确定其做功多少，D 项错误。

本题应选C 。

题二：C
解析：功率与机械效率是两个不同的概念，机械效率表示有用功所占总功的百分比；功率表示的是物体做功的快慢，功率大表示做功快，与机械效率的高低没有关系，机械效率的高低与做功多少无关。

本题只有C 项中的说法正确。

题三：(1)
2:1 (2)250
解析：(1)杆即将离开水平位置，如甲图所示，AE =OE ， ∵(OE )2
+(AE )2
=(OA )2
，∴OE =52cm ，
∵杠杆平衡，∴F 1×OE =G ×OB ，F 1=
OE OB G ⨯=2
5m
5N 3000⨯=15002N ；把吊桥拉到
与水平面的夹角为30°时，如乙图所示，AE ′=5m ，OA =10m ， ∵(OE ′)2
+(AE ′)2
=(OA )2
，∴OE ′=5
3
m ，
∵(OC )2+(BC )2=(OB )
2
，∴OC =
2
3
5m ，∵杠杆平衡，∴F 2×OE ′=G ×OC ′，
F 2
=E O C O G ''⨯=3
5m
23
5N 3000⨯=1500N ； ∴F 1:F 2=1500
2N:1500N=2:1；
(2)士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°的过程中，桥的重心升高的距离为：
12OA •sin30°=5m×1
2
=2.5m ；克
服重力做的功为：W=Gh =3000N×2.5m=7500J；由于不计绳重和摩擦，士兵做的功即为克服桥重做的功，即 W 总=W =7500J ；
那么其平均功率为：P =
t W =0s
3J 7500=250W 。

题四：(1)静止于水平地面：F = G = mg = 4×102
kg×10 N/kg=4×103
N
p =S F =32
410N
0.5m
⨯=8×103
Pa (2)v =
t s =40s
12m =0.3m/s (3)W =Fs =4×10
3
N×12 m=4.8×104
J ，P =t
W =0s 4J
10.844⨯=1.2×10
3
W
(4)由杠杆平衡条件：OA ×mg =OB ×m 0 g ，可解得：
m 0=OA ×m /OB =12 m×4×102 kg/4 m=1.2×103 kg
解析：(1)在水平地面上压力等于物体重力，根据公式p =
S
F
可求压强；
(2)已知高度和时间，根据公式v =
t
s
可求速度； (3)已知物体匀速上升，拉力等于物体重力，物体上升速度已经求出，根据公式P =Fv 可求得功率； (4)已知货物质量和力臂OA ，还知要配物体的力臂OB ，根据杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2可求物体的质量。

题五：C
解析：重力的方向总是竖直向下的，物体沿水平方向做直线运动时，没有在重力方向上移动距离，故重力不做功；20N 的推力对物体做功40J ，由W=Fs 的变形公式W s
F
=
可计算出物体运动了2m ；由题意知物体做直线运动，但无法确定
物体是否做匀速直线运动，所以摩擦力不一定和推力平衡。

本题只有C 项中的说法正确。

题六：100；0
解析：因为物体匀速直线，所以物体受到的摩擦力为f =F =100N ；因为物体水平运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0． 题七：C
解析：滚摆向上运动的过程中，高度升高、速度减小，则重力势能增加、动能减小；即
动能转化成重力势能，A 、B 项均正确；重力势能和动能统称为机械能，滚摆在运动的过程中，高度逐渐减小，说明机械能转化为内能，使机械能减小，C 项错误、D 项正确。

题八：D
解析：小球到达b 点时，橡皮筋为自然长度，没有被拉伸，因此小球只受重力，合力不为零，A 错；到达c 点时，橡皮筋的伸长达到最大值，对小球向上的拉力大于小球的重力，使小球开始由下往上运动，可见合力不为零，B 错；小球从
a 运动到c 的过程中，重力势能一直减小，动能先增大，后减小，到达c 点时动能为零，此时橡皮筋伸长量最大，弹性
势能最大，C 错、 D 正确。

题九：180；360；90%；100
解析：物体的重力G =mg =18kg×10N/kg=180N；小明做的有用功
W
有用
=Gh =180N×2m=360J ；拉力所做的功即总功：W
总
=Fs =200N×2m=400J ，故定滑轮的机械效率：η＝
%100J
400J
360%100⨯=⨯总有用W W =90%，此时拉力的功率 P =
W 100s
4J
400==t W 总．
题十：(1) 1×105
Pa (2) 1.5×103
W (3) 6000N 解析：(1)轮胎与地面的接触面积S =4×0.05m 2
=0.2m 2
汽车对路面的压强p =S F =S
mg =42
210N 0.2m ⨯=1×105
Pa (2)汽车前进距离：s 1=vt =0.2m/s×10s=2m 绳子移动距离：s 2=2×2m=4m
拉力F 做的功W 总=Fs 2=3750N×4m=1.5×104
J
拉力F 的功率P =t
W 总=
41.510J
10s ⨯=1.5×103
W
(3)因为η=
W W 有总
，所以W 有=ηW 总=1.5×104J×80%=1.2×104
J
因为W 有
=F 1s 1
，所以摩擦力F f =F 1
=1W s 有=
41.210J
2m
⨯=6000N
题十一：800；80
解析：小常在行驶这段时间内克服阻力做的功为：W =Fs =20N×40m=800J；做功的功率为：P =t W =800J
10s
=80W 。

题十二：B
解析：拉力F 相等，运动距离s 相等，根据功的计算公式W=Fs 可知，两种情况下拉力所做的功相等；根据功率的计算公式P =t
W 可知，在做功相同的条件下，运动时间长的ab 段做功的功率小，本题应选B 。

题十三：(1)质量；甲、乙 (2)甲、丙；汽车速度相同时，超载行驶安全隐患更大
解析：(1)用来研究超速安全隐患时，应保证质量相同而改变速度的大小，应选择甲、乙两图所示的实验；
(2)用来研究超载安全隐患时，需要控制的变量是速度，使速度相同质量不同的小球撞击同一木块，比较木块被撞出的距离；要保证小球速度相同，就应使小球从相同高度滚下，
应选择甲、丙两图所示的实验，得出的结论是：汽车速度相同时，超载行驶安全隐患更大。

题十四：(1)木块移动的距离；小球 (2)速度 ⑶相同；质量
解析：(1)实验中利用了转换法，通过观察木块移动的距离来判断小球动能的大小；
(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下时，小球在水平面上开始时运动的速度不同，目的是为了探究动能的大小与速度的关系；
(3)换用质量不同的小球，使它们从斜面的相同高度由静止滚下时，它们在水平面上开始时运动的速度相同，目的是为了探究动能的大小与质量的关系。

题十五：(1)匀速 (2)60% (3)A ；斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关
解析：(1)只有物体做匀速直线运动时，木块才受平衡力，拉力的大小才恒定便于测量；(2)第①次实验斜面的机械效
率：%60%1005.02J
3.0J %100≈⨯=⨯=总有W W η； (3)对比实验①、②数据，控制的是斜面的斜面倾角，改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系，即验证的是猜想A ；对比实验②、③数据，控制的是物体的重力，改变的是斜面的倾角，且倾角越大效率越高，故可得结论：在其它条件相同时，斜面倾角越大，机械效率越高。

题十六：(1)①0.7 ②71.4 (2)匀速；左 (3)低 (4)②③ 无关
解析：做的有用功为1N 0.7m 0.7J W Gh ==⨯=有；第③次实验的机械效率为2N 0.5m 1J 71.4%1.4N 1m 1.4J
W Gh W Fs η⨯=====⨯有
总，通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越低，第②③实验的机械效率相等，可见，对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关。