九年级物理功和机械能解题技巧及练习题(含答案)及解析

九年级物理功和机械能解题技巧及练习题(含答案)及解析
一、功和机械能选择题
1．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．
2．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s−t图象如图所示。

若甲的重力比乙小，则下列说法中正确的是
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s−t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．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；
3．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W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ）
A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2
C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η
D ．W 1=W 2 , 1η=2η
【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η ＝W W 有
总可知：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W 1<W 2,η1>η2.故选C.
4．如图，小虎用水平向右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D ．
5．扫地机器人是智能家用电器，正逐渐进人我们的家庭，如图是一款质量为1.5kg 集自动充电、清扫、吸尘的机器人，某次寻找充电电源过程中，在水平地面上2min 匀速行驶20m ，若机器人行驶过程的平均阻力为3N ，则关于机器人这次行驶过程中克服阻力做功和功率分别是
A ．300J ，2.5W
B ．60J ，0.5W
C ．60J ，30W
D ．360J ，3W 【答案】B
【解析】
【详解】
机器人这次行驶过程中克服阻力做的功：32060W fs N m J ==⨯=，故AD 错误；克服阻力做功的功率：600.5260W J P W t s
=
==⨯，故B 正确、C 错误。

故选：B 。

【点睛】
本题考查了做功公式和功率公式的应用，是一道较为简单的计算题。

6．如图所示，一长为L 的直杆可绕O 点转动，杆下挂一所受重力为G 的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60º.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F ，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的
A ．拉力F 的大小保持不变
B ．拉力F 和物块重力G 是一对平衡力
C ．这个过程中物块重力所做的功为
12GL D ．这个过程中直杆一直都是费力
杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】 A ．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以
其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F 逐渐变小，故A 错误；
B ．拉力F 和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B 错误；
C ．杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度12h L =
，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L 处，所以物体下降高度1122
h L L L =-=V ，所以物体重力做功 12
W G h GL ==V ，故C 正确； D ．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D 错误。

7．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N 的物体A ，使物体A 在4s 内匀速前进了4m ，物体A 受到地面的摩擦力f =300N ，所用拉力F =120N ，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是
A ．绳子自由端在4s 内移动了8m
B ．物体A 重力做功的功率为1000W
C ．物体A 克服摩擦力做的功为480J
D ．滑轮组的机械效率约为83.3%
【答案】D 【解析】 【详解】
A ．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n =3，因此物体A 在4s 内匀速前进了4m ，则 绳子自由端在4s 内移动了s 绳子=3×4m=12m 。

故A 错误。

B ．物体在重力方向上没有做功，所以物体A 重力做功的功率为0，故B 错误。

C ．物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，故C 错误。

D ．由题可知：物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，拉力F 所做的总功W 总=Fs 绳子=120N×12m=1440J ，所以滑轮组的机械效率 00001200J 10010083.3%1440J
W W η=
⨯=⨯≈有用总， 故D 正确为答案。

8．以下简单机械的使用属于费力杠杆的是（ ）
A ．道钉撬
B ．钓鱼竿
C ．定滑轮
D ．手推车
【答案】B
【解析】
A 、道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A 错误；
B 、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B 正确；
C、定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C错误；
D、手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误．
故选B．
【点睛】杠杆的分类主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．
9．水平课桌桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离，则下列判断正确的是
A．文具盒所受重力做了功
B．文具盒所受拉力做了功
C．文具盒所受支持力做了功
D．没有力对文具盒做功
【答案】B
【解析】
试题分析：由题知，文具盒在水平桌面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功；在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力不做功；在拉力的方向上移动了距离，所以拉力做功（B正确）．
故选B．
考点：力是否做功的判断．
点评：明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直．
10．在校园足球比赛中，队员把足球踢出后，足球在水平地面上向前减速运动，如图所示．以下关于足球在水平地面上运动的这一过程中说法正确的是
A．足球所受的重力做了功B．脚一直对足球做功
C．足球受到非平衡力作用D．地面的支持力对足球做了功
【答案】C
【解析】
【详解】
A、重力时竖直向下的，球在地面上移动的距离是水平方向，即力与距离垂直，重力不做功，故A错误；
B、球离开运动员的脚以后，以后不再受运动员的作用力，故脚对球不再做功，故B错误；
C、由于足球的运动速度越来越慢，运动速度发生了变化，故受到的是非平衡力，故C正
确；
D、支持力是竖直向上的，球在地面上的运动是水平方向，即力与距离垂直，支持力不做功，故D错误；
故选C．
11．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N 点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则下列说法中错误
．．的是
A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少
B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少
C．小物块从P向M运动过程中，机械能不变
D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大
【答案】B
【解析】
A、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A正确；
BC、物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没能量损失，机械能守恒；小物块从P向M运动过程中，重力势能转化为动能，机械能不变；故B错误，C正确；
D、弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大限度，弹性势能最大，故D正确．
故选B．
12．一位父亲与他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．
13．举重是我国的优势体育项目．一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示．如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是（）
A．W1＝W2、P1＝P2B．W1＞W2、P1＝P2C．W1＞W2、P1＞P2D．W1＜W2、P1＜P2【答案】C
【解析】
【详解】
由题知身高170cm的运动员和身高160cm的运动员举起杠铃的重力相同，
身高170cm的运动员比身高160cm的运动员将杠铃举得高，
根据W=Gh可知，W1＞W2；
因为两运动员举起杠铃的时间相同，
根据P=W
t
可知，P1＞P2．所以ABD错误，C正确．
故选C．
【点睛】
本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用，能分析出高个运动员举起的高度大是本题的突破口．
14．射箭时，拉开的弓弦能将箭射出，箭离开弓弦后还能继续飞行，小明根据这一现象得出了以下结论：①弓弦对箭施加的力改变了箭的运动状态：②弓弦的弹性势能转化为箭的动能；③箭由于惯性作用仍能继续飞行；④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将处于静止状态，其中说法正确的是（）
A．只有①B．只有①②C．只有①②③D．①②③④都正确【答案】B
【解析】
【详解】
①弓弦对箭施加的力使箭由静止变为运动，改变了箭的运动状态，故①正确；
②箭射出时，弓弦的弹性形变程度变小，弹性势能减小；箭由静止变为运动，动能增大；所以，弓弦的弹性势能转化为箭的动能，故②正确；
③射出去的箭离开弓以后能够继续向前运动，是箭由于惯性仍然保持原来的运动状态；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能说由于惯性作用，故③错误；
④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将保持原来的运动状态，继续做匀速直线运动，故④错误；
综上分析可知，只有①②正确；故应选B。

15．2018年5月21日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是
A．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B．火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
D．火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
【答案】A
【解析】
分析：（1）火箭是热机的一种，工作时，燃料的化学能转化为燃气的内能，高温高压的燃气推动火箭升空，燃气的内能转化成火箭的机械能；
（2）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，任何物体都具有惯性，惯性是物体本身的一种性质；
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，当动能转化成重力势能时，动能减小，重力势能增加；
（4）火箭加速运动时，不受平衡力，受到重力，摩擦力还有推力作用．
解答：A、火箭点火发射时，产生的燃气内能转化为火箭升空的机械能，故A正确；
B、火箭点火升空过程中，仍然具有惯性，因为惯性是物体本身的一种性质，故B错误；
C、火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，故动能增加，同时高度增加，重力势能增大，故不是重力势能和动能的转化，故C错误；
D、火箭加速上升，受力不平衡，火箭受的向上的推力大于向下的重力，合力向上，火箭加速上升，故D错误．
故选A．
【点睛】本题通过卫星发射，考查了力与运动的关系、运动和静止的相对性以及热机工作时的能量转化，涉及的知识点较多，需要认真分析，认真解答．
16．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A. 图示是一个定滑轮拉力F1＝G；
B. 根据勾股定理知h＝＝3m,图中为斜面,F2×5m＝G×3m,得到F2＝0.6G；
C. 如图所
示,由图可知，由杠杆平衡条件可得：F 3×L 2＝G×L G ,拉力F 3＝G×G ＝0.4G ；D. 由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n ＝3,拉力F 4＝G ；因此最小拉力是F 4；故选：D 。

点睛：由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F 1、F 4；由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F 2的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F 3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。

17．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5min45s ，消耗燃油
1.5kg ，已知汽车的牵引力是2000N ，燃油的热值为4.6×107J/kg ，假设燃油完全燃烧．通过计算可知，下列结果正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A ．只有①和②
B ．只有②和③
C ．只有①和④
D ．只有②和④
【答案】D
【解析】
①汽车行驶速度是： 6.9km 72km/h=20m/s 345h 3600
s v t =
==，故①错误； ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是： 771.5kg 4.610J/kg 6.910J Q mq ==⨯⨯=⨯放，故②正确；
③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： 200020m/s=40000W=40kW P Fv N ==⨯，故③错误；
④汽车发动机的做的功为：
372000N 6.910m 1.3810J W Fs ==⨯⨯=⨯，
汽车发动机的效率是：
771.3810J 100%=20%6.910J
W Q η⨯==⨯⨯放，故④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：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．
18．小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动．他先在地面上用台秤称得自己的体重为500 N ，再将台秤移至电梯内，电梯从t =0时由静止开始向下运动到t =11 s 时停止，测得台秤对自己的支持力F 随时间t 变化的图象如图所示，则
A．0~2 s的过程中，小明的动能不变
B．2 s~10 s的过程中，小明的重力势能转化为动能
C．10 s~11 s的过程中，小明的机械能不断减小
D．0~11 s的过程中，小明的机械能不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】
A．0～2s的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故A错误；
B．2s～10s的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故B错误；C．10s～11s的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在降低的，所以重力势能在减小，故小明的机械能不断减小，C正确；
D．0～11s的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故D 错误；
故选C．
19．如甲图所示，小明用弹簧测力计水平拉木块，使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象．下列说法错误的是
A．两次木块都做匀速直线运动
B．两次木块受到的摩擦力一样大
C．两次拉力对木块做的功一样多
D．两次拉力对木块做功的功率一样大
【答案】D
【解析】
【详解】
A．物体做匀速直线运动时，路程与时间成正比，由图像可知两次均为正比函数，故选项A 说法正确，不符合题意；
B．因滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动时压力大小相同，
接触面的粗糙程度相同，故摩擦力一样大，选项B说法正确，不符合题意；
C．因两次移动距离相同，两次拉力大小相同，故两次对木块做功相同，选项C说法正确，不符合题意；
D．由公式P=Fv可得；拉力大小相同时，速度大小不同，两次做功功率不同；选项D说法错误，符合题意．
20．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．。