【物理】初三物理功和机械能解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析

【物理】初三物理功和机械能解题技巧(超强)及练习题(含答案)及
解析
一、功和机械能选择题
1．如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是
A．若G1=G2，则F1＜F2，甲的机械效率高 B．若G1=G2，则F1＞F2，乙的机械效率高C．若G1＜G2，则F1＜F2，甲、乙的机械效率相同 D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效率高
【答案】D
【解析】
【详解】
A. 由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1=G2，则有用功也相同，所以机械效率相等，故A错误；
B. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1=G2,则F1<F2，提升相同的重物，其机械效率与绳子的绕法无关，即机械效率相同；故B错误；
C. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1<G2,则F1<F2,若G1<G2，则乙图有用功多，机械效率高，故C错误；
D. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若<,则F1<F2;甲乙两图由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1<G2，由W=Gh，可得，则乙图有用功多，机械效率高，故D正确；故选D.
【点睛】
要判断甲、乙两图的绳子段数来比较省力情况，由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相同通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低．
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F 1由150N 逐渐变大
C ．乙方式的有用功是180J
D ．乙方式F 2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F 1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．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）
A ．功率大的机械，做功一定多
B ．做功多的机械，效率一定高
C ．做功快的机械，功率一定大
D ．效率高的机械，功率一定大
【答案】C
【解析】
试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值．
解：A 、说法错误，功率大，只能说明做功快；
B 、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；
C 、说法正确；
D 、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大．
故选C ．
4．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。

5．阳光体育运动不仅锻炼了孩子们的身心，而且也让校园充满了欢声笑语．下面图与对应描述相符合的是（ ）
A ．甲图学生在跳绳的过程中，没有做功
B ．乙图学生跑步时，地对脚有力的作用
C ．丙图乒乓球在空中向前飞行时，仍受到球拍的作用力
D ．丁图拔河时尽量降低重心，可以减小脚与地面的摩擦力
【答案】B
【解析】
【详解】
A、甲图学生在跳绳的过程中，克服重力做功，故A错；
B、乙图学生跑步时，脚对地施加了力，因为力的作用是相互的，地对脚有力的作用，故B正确；
C、由于惯性丙图乒乓球在空中向前飞行，此时不再受球拍的作用力，故C错；
D、丁图拔河时尽量降低重心，是为了提高稳度，不会减小脚与地面的摩擦力，故D错．故选B
6．如图，将铁锁从贴着鼻子尖释放，铁锁摆回时并没有碰到鼻子尖，下列说法正确的是
A．铁锁向最低处摆动过程中动能转化为重力势能
B．铁锁向最低处摆动过程中重力不做功
C．铁锁从释放到摆回的过程中机械能减小
D．铁锁在最低处的机械能最大
【答案】C
【解析】
【详解】
A．铁锁向最低处摆动过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。

故A错误；
B．铁锁向最低处摆动过程中，重力的方向竖直向下，铁锁高度降低，即向下运动了一定距离，所以重力做功。

故B错误；
C．铁锁从释放到摆回的过程中，要克服空气的摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能减小。

故C正确；
D．铁锁在来回摆动的过程中，克服摩擦做功，机械能不断减少，所以在最初释放时机械能最大。

故D错误。

7．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．
8．如图所示是探究“动能的大小与什么因素有关”实验的示意图。

小球从a处由静止滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。

下面的一些判断不正确的是
（）
A．从a到b小球的势能减小，动能增大
B．到达c处，小球的势能最小，动能最大
C．从c到d处，小球的机械能增大
D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能为零
【答案】C
【解析】
【详解】
A．从a到b，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，故A 正确，不符合题意。

B．到达c处，小球到达平面，小球的势能最小，小球的质量不变，速度最大，动能最大。

故B正确，不符合题意。

C．从c到d处，小球高度不变，重力势能不变，速度逐渐减小，动能减小，所以机械能减小，故C错误；符合题意。

D．到达d处，小球质量不变，小球撞击木块后，速度不断减小，动能不断减小，到d点停止，速度为零，动能为零，木块到达d处速度为零，动能也为零，故D正确，不符合题意。

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．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 ：3
B ．牵引力做功之比为3 ：2
C ．牵引力的功率之比为1 ：1
D ．汽车所受的阻力之比为3 ：2
【答案】B
【解析】
【详解】 解答：做功之比112232W Fs W Fs ＝＝ 功率之比11122232
W P W t W P W t
＝＝＝ 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B ．
11．一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段泥泞路面，如果汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s 随时间t 的变化关系可能是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】D
【解析】
【详解】
汽车发动机的功率始终保持不变，途中经过一段泥泞路面，由于泥泞路面摩擦阻力增大，
则汽车的牵引力也随之增大，根据P Fv
可知，汽车的速度变小；
速度变小，则相同时间内通过的距离变小。

A图，始终为匀速直线运动，不正确；
B图，中间一段，在相同时间内通过的距离更远，不正确；
C图，中间一段，随时间的变化，路程出现减小的情况，不正确；
D图，中间一段，在相同时间内通过的距离变小了，说明速度减小了，正确；
故选D。

12．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．
13．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。

14．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F－t和v－t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（）
A．当t＝2 s时，物体处于静止状态，摩擦力是0
B．当t＝3 s时，物体受到的摩擦力是7 N
C．4～6 s内，拉力F做的功是20 J
D．2～4 s内，物体的机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图乙可知，当t=2 s时，物体处于静止状态，摩擦力等于拉力的大小为3N，故A错；B．当t=3 s时，物体受到的拉力的小为7N，此时物体受力不平衡，物体受到摩擦力等于5N，故B错；
C．4﹣6 s内，拉力的大小为5N，物体通过的距离为4m，拉力F做的功是20 J，故C正确；
D．2﹣4 s内，物体的速度是不断变大的，机械能增加，故D错；
应选C．
15．在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】
影响动能大小的因素是：质量与速度．质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大
小的因素是：质量与被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．小明把排球竖直向上抛出，在排球向上运动的过程中，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，到达最高点时速度为零，动能为零；然后排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，所以，排球在运动中动能先变小至零，然后再变大，故A图符合题意，故选A．
点睛：本题考查的是影响动能、重力势能的因素，注意利用控制变量法判断动能、重力势能的变化即可．
16．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．
17．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E p，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（）
A ．
B ．
C ．
D ．
【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，木块下表面处水的深度不变，由p ＝ρgh 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F p S
=
可得，容器对桌面的压强p 2随时间均匀减小，故D 错误．
18．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB 、AC 以相同的速度从底部匀速拉到顶点A ，已知AB ＞AC ，施加的力分别为F 1、F 2拉力做的功为W 1、W 2， 拉力做功的功率分别为P 1、P 2， 则下列判断中正确的是
A ．F 1＜F 2， W 1=W 2，P 1＞P 2
B ．F 1＞F 2， W 1＞W 2， P 1＞P 2
C ．F 1＜F 2， W 1＜W 2， P 1＜P 2
D ．F 1＜F 2， W 1=W 2， P 1＜P 2
【答案】D
【解析】 将同一物体分别沿光滑斜面（无摩擦力）AB 、AC 以相同的速度，匀速拉到顶点A ，拉力F 1、F 2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功，而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同，故W 1=W 2；又因W FS =，W 相同，AB ＞AC ，所以F 1＜F 2，再由P Fv =知，速度相同，F 1＜F 2，则P 1＜P 2.
所以选择D.
19．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
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．
20．工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．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．乙方式机械效率约为83.3% D．乙方式F2的功率为3W
【答案】C
【解析】
试题分析：由甲图可知，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F1=150N；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则F2=G+G动）/3=（300N+60N）/3=120N，故A错误；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 的大小不变，故B错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机械效率为：η=W有/W
总=W
有
/W
有
+W
额
=Gh/Gh+G
轮
h=G/G+G
轮
=300N/300N+60N=83.3%，故C正确；乙方式中
F2=120N，绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s×3=0.03m/s，则乙方式F2的功率为：P=F2 v绳=120N×0.03m/s=3.6W，故D错误，故选C．
考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算。