(物理)中考物理功和机械能解题技巧和训练方法及练习题(含答案)

（物理）中考物理功和机械能解题技巧和训练方法及练习题(含答案)
一、功和机械能选择题
1．一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对此，下列说法中错误的是
A．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少
B．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多
C．爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大
D．爬相同的楼梯, 父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大
【答案】C
【解析】
（1）因为父亲的体重大小儿子的体重，两人上楼的高度相同，根据公式W=Gh可知，父
亲做的功多，故AB正确．
（2）爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子做功比父亲少，儿子又比父亲用时间短，根
据公式P=W t
可知，不能判断儿子的功率一定大，故C错误．
（3）爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲比儿子做功多，时间又短，根据公式P=W t
可知，父亲的功率一定大，故D正确．
故选C．
2．工人师傅利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OB＝2OA，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180J
D．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F 2的功率。

【详解】
A 、甲图，F 1为动力，已知OB=2OA ，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F 1=150N ；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则211()(30060)12033
F G G N N N =+=⨯+=动，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F 1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=300N×0.5m150J ，故C 错误； D 、乙方式中F 2=120N ，绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ，则乙方式F 2的功率为：221200.03/ 3.6F s W P F v N m s W t t
=
===⨯=绳绳，故D 正确。

故选D 。

3．如图，在同样的水平面上，两人分别去推静止在水平面上重100N 的同一课桌．小芳用10N 的水平推力，课桌沿水平面以2m/s 做匀速直线运动；小明用20N 的水平推力，课桌在水平面上也做直线运动．则下列说法正确的是
A ．小芳推课桌时，推力做功的功率为20W
B ．小明推课桌时，课桌所受的摩擦力大小为20N
C ．小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小为100N
D ．小明推课桌时，课桌沿水平面也以2m/s 做匀速直线运动
【答案】A
【解析】
小芳用10N 的水平推力，课桌沿水平面以2m/s 做匀速直线运动，则小芳推课桌时，推力做功的功率P=Fv=10N×2m/s=20W ，故A 正确．
根据小芳用10N 的水平推力，课桌沿水平面以2m/s 做匀速直线运动可知，课桌处于平衡状态，受平衡力的作用，课桌所受摩擦力的大小和推力相等，即f=F=10N ；小明推课桌时，课桌对地面的压力和接触面粗糙程度不变，摩擦力大小不变，仍为10N ，故B 错误． 小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为10N ，故C 错误．
小明推课桌时，推力大于摩擦力，课桌做加速运动，故D 错误．
答案为A ．
4．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。

当用如图乙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．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
【答案】C
【解析】
【详解】
（1）由图乙可知,在0∼1s内,拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G 和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N，故A正确；（2）由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组的机械效率：η＝
×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正确。

故选C.
【点睛】
由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h．（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F
拉＝（F′+G动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W＝Fs求此时拉力做功．（3）由F-t 图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率．
5．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C．
6．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。

7．关于功率概念的理解，下列说法中正确的是
A．功率大的机械做的功多
B．功率大的机械做功时用的时间少
C．单位时间内完成的功越多，则功率越大
D．省力多的机械功率大
【答案】C
【解析】
【详解】
A．W＝Pt，做功多少与功率和时间有关，故A错误；
B．t＝W
P
，做功的时间与做功和功率有关，故B错误；
C．物体单位时间内做的功为功率，单位时间内做功越多，功率越大，故C正确；
D．功率的大小与省力无关，故D错误；
8．将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度v1＜v2＜v3．关于测力计和物体A的描述：①弹簧测力计的示数等于2N；②测力计对物体A的拉力做功的功率最大；③物体A的重力势能增加．图所示的四种情景中，同时符合以上三条描述的是
A．静止B．竖直向上匀速运动
C．竖直向上匀速运动D．水平向右匀速运动
【答案】C
【解析】
【分析】
物体处于平衡状态时，受平衡力，据此判断弹簧测力计的示数；再根据运动速度的大小，判断做功的功率；同时根据重力势能的影响因素，判断重力势能的变化．
【详解】
①由题意可知，物体每次都是处于静止或匀速直线运动状态，即平衡状态，因此，物体受到的是平衡力，则拉力与重力平衡，即弹簧测力计的示数都等于2N ；
②首先，做功必须包括力和力方向移动的距离两个要素，A 选项中有力无距离，所以不做功；D 选项中力与运动方向垂直，所以也不做功，因此，做功的只有BC ；
而BC 中,v 1<v 2，由功率公式P=Fv 可知，C 选项中做功的功率最大；
③选项AD 中，物体的高度不变，所以重力势能不变；BC 选项中物体的高度增大，所以物体A 的重力势能增加。

综上所述，同时符合以上三条描述的只有C.故选C.
9．如图所示，定滑轮重4N ，动滑轮重0.5N ，在拉力F 的作用下，1s 内将重为4N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了10cm ．如果不计绳重和摩擦．则以下计算结果正确的是
A ．绳子自由端移动速度为0.3m/s
B ．拉力F 的大小为4N
C ．拉力F 的功率为0.45W
D ．滑轮组的机械效率为75%
【答案】C
【解析】
【详解】
由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n =2，
A ．绳端移动的距离是：
s =2h =2×0.1m=0.2m ，
绳子自由端移动的速度是：
0.2m 0.2m/s 1s
s v t === ， 故A 错误； B ．不计绳重和摩擦，则拉力()()11=4N 0.5N 2.25N 2F G G n =
+⨯+=动， 故B 错误；
C ．拉力做的总功：W 总 =Fs =2.25N×0.2m=0.45J ，拉力F 的功率：
0.45J 0.45W 1s
W P t ===总 ， 故C 正确；
D ．拉力做的有用功W 有 =Gh =4N×0.1m=0.4J ，滑轮组的机械效率是：
0.4J 100%100%0.45J
W W η=⨯=⨯有总≈88.9%， 故D 错误。

10．跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有
A ．重力势能减少，动能增加，机械能不变
B ．重力势能增加，动能减少，机械能不变
C ．重力势能减少，动能不变，机械能减少
D ．重力势能增加，动能不变，机械能增加
【答案】C
【解析】解：（1）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变． （2）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小． （3）动能不变，重力势能减小，机械能减小．
故选C ．
11．在20N 的水平拉力F 作用下，沿水平地面以2 m /s 的速度匀速运动10 m 。

撤去水平拉力后。

该物体又向前运动了1.5 m 后停了下来。

则下列说法正确的是
A ．物体受到的重力和它对地面的压力是一对相互作用力
B ．撤去拉力后，物体又向前运动了 1.5 m 是受到惯性力的作用
C ．物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力是一对平衡力
D ．拉力做的功为230J
【答案】C
【解析】
A. 物体受到的重力和它对地面的压力方向相同，不是一对相互作用力，故A 错误；
B. 物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是一种性质，不能说物体受到惯性作用，故B 错误；
C. 物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故C 正确；
D. 拉力做的功为：W =Fs =20N ⨯10m =200J ，故D 错误。

点睛：区分相互作用力和平衡力：一对相互作用力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上；平衡力必须同时满足四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。

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（ ）
A ．
B．
C．
D．
【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相同，利用功的公式W＝Fs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．如图所示，一位女交警推老人沿水平人行横道过马路，关于此过程力对物体做功的判断，下列说法中正确的是
A．老人所受重力对老人做了功B．地面对轮椅的支持力对轮椅做了功
C．女交警对轮椅的推力对轮椅做了功D．老人对轮椅竖直向下的压力对轮椅做了功
【答案】C
【解析】
老人受到重力的作用，但在重力的方向上没有通过距离，所以老人所受重力没有做功，故A错误；轮椅受到了地面的支持力作用，但在支持力的方向上没有通过距离，所以支持力对轮椅没有做功，故B错误；女交警对轮椅的有一个推力，轮椅在推力的方向上通过了距离，故推力对轮椅做功，C正确；老人对轮椅有一个竖直向下的压力，但轮椅在压力的方
向上没有通过距离，所以压力对轮椅没有做功，故D错误，故选C．
14．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F1；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F2。

两次推力的功率分别为P1、P2。

则下列关系正确的是
A．F1=F2 P1>P2B．F1=F2 P1<P2C．F1>F2 P1>P2D．F1<F2 P1>P2
【答案】B
【解析】
【详解】
由图象甲可知，物体作匀速直线运动，速度大小为v甲=s
t
甲
甲
=
4m
2s
=2m/s；由v-t图象乙可
知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙=4m/s；因为两次都是匀速直线运动，推力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，受到的水平推力为F1=F2。

已知v甲＜v乙，由P=W Fs
t t
=Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。

15．2016年8月16日，我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中（）
A．动能不变，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能增加，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
【答案】C
【解析】
【详解】
火箭在加速上升的过程中，速度变快，动能变大；高度增加，重力势能变大；动能和势能统称为机械能，所以机械能变大。

16．一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v﹣t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0﹣20s内汽车的平均速度为15m/s
B．在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C．在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D．在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
【答案】C
【解析】
【详解】
A．根据图象可知，汽车在10～20s内做匀速运动，其速度为v2=20m/s，汽车在10～20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m，在0～20s内行驶的总路程
s=s1+s2=150m+200m=350m，则在0～20s内汽车的平均速度v=
350m
20s
s
t
==17.5m/s，故A
错误；
B．根据图象可知，在0～10s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10～20s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=2000N×200m=4×105J，故C正确；
D．汽车在10～20s内牵引力做功的功率：P2=
5
2
410J
10s
W
t
⨯
==4×104W，故D错误．
17．跳绳是中考体育项目，小强每跳起一次，克服重力做的功最接近（）
A．3J B．30J C．300J D．600J
【答案】B
【解析】小强同学每跳起一次，克服重力所做功：W=Gh=50kg×10N/kg×0.05m=25J，最接近于30J．
故选B．
18．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 ．同一滑轮组机械效率 η 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 5N
C ．此滑轮组动滑轮的重力为 4N
D ．G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改
【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
W W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用
有总有额动动
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η随G 物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%，故A 错误；
BC 、由图可知，G=12N ，此时η=80%， 不计绳重和摩擦，W W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用
有总有额动动
， 即：12N 80%12N G =+动
， 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：1112N 3N 5N 33
F G G 物动（）（）=⨯+=⨯+=，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：W G h =额轮，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．如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。

则下列说法中不正确
．．．的是：
A．该过程中做的有用功为9J
B．这个斜面的机械效率为60%
C．物体所受到的摩擦力是5N
D．减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
【答案】C
【解析】
【分析】
（1）根据公式W=Gh求拉力做的有用功；
（2）根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=fs求摩擦力；
（4）提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。

【详解】
A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正确，不符合题意；
B、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5N×3m=15J，斜面的机械效率，故B正确，不符合题意；
C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J，由W额=fs得摩擦力
，故C错误，符合题意；
D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题意。

故选C。

【点睛】
本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是解决本题的关键。

20．古代战争中，军队用投石车投出巨石攻击城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是
A．巨石在上升过程中动能不断增大
B．巨石在最高点时动能为零
C．巨石在下降过程中动能转化为重力势能
D．巨石在下降过程中重力势能不断减小
【答案】D
【解析】
A、巨石运动过程中，上升阶段，速度减小，动能减小；故A错误；
B、巨石在最高点时仍保持一定的速度运动，动能不为零；故B错误；CD、巨石下落过程速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能；故C错误，D正确．故选D．。