2020-2021成都中考物理综合题专练∶功和机械能问题

一、初中物理功和机械能问题
1．如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员（）
A．助跑阶段机械能不变
B．起跳时机械能为零
C．经过最高点时动能最大
D．经过最高点时重力势能最大
【答案】D
【解析】
【分析】
影响动能大小的因素：质量、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：质量、被举的高度；质量越大，高度越大，重力势能就越大；机械能等于动能和势能之和。

【详解】
A．助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，则重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，所以机械能增大，故A错误；
B．起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，重力势能不变，机械能达到最大值，故B错误；
C．上升过程中，动能转化为重力势能，所以经过最高点时，动能减小，重力势能最大，故C错误；
D．最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故D正确。

故选D。

【点睛】
影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化；影响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化。

解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词，从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼，从而分析机械能的变化情况。

2．下列说法中正确的是（）
A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功
C．用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力已经不存在了，推力对它没有做功，A错误；
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力是竖直向上的，水桶在竖直方向上没有移动距离，即水桶在拉力的方向上没有移动距离，那么手的拉力对水桶没有做功，B 错误；
C．用手从地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉力的方向上移动了距离，所以手的拉力对水桶做了功，C正确；
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力的方向上没有移动距离，那么推力在这个过程中对汽车没有做功，D错误。

故选C。

3．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
A．皮球经过同一高度A、B两点时，动能相等
B．皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能为零
C．皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能
D．若将皮球表面涂黑，则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于在B点的动能；故A错误。

B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。

小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，动能不为零；故B错误。

C．每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。

在C点在在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能；故C错误。

D．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑
越大，形变越大。

在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零，又因为小球在M点机械能大于N点机械能，故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑；故D正确。

4．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=W
t
总=
30J100
60s
=50W，
故D正确。

故选D。

5．小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度．则下列判断中正确的是（）
A．皮球由a到b时，动能逐渐增大
B．皮球由c到d时，机械能一直减小
C．皮球在b点时的机械能最大
D．皮球在a、c两点时动能相等
【答案】B
试题分析：皮球由a到b时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A错；皮球由c到d
时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B正确；皮球在a点时的机械能最大，故C 错；皮球在a、c两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故D错；应选B．
考点：机械能转化
6．小美用200N的力将重10N的足球踢出去15m远，她对足球做的功是（）A．3000J B．150J
C．没有做功D．做了功，但无法确定做功多少
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为200N，而没有说明足球在该力的作用下移动的距离（15m是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做的功，故A、B、C不符合题意，D符合题意。

故选D。

7．李明同学，一次缓慢地从一楼走上五楼，另一次则急促地跑上去，下列说法正确的是（）
A．两次做的有用功相同，功率不同
B．两次做的有用功和功率都相同
C．两次做的有用功不同，功率相同
D．条件不足，无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】
＝可知两次上楼过程所做的有用李明同学的体重不变，上楼的高度不变，根据公式W Gh
功相等；缓慢走上去用的时间比跑上去用的时间多，且前后做的功相等；根据公式
W
P
可知，走上去做功的功率小于跑上去做功的功率。

t
故选A。

8．在四川抗震救灾现场，一块水泥板质量为 0.5 t，起重机在 5 s 内把它匀速提高 2m，此过程中（g=10N/kg）（）
A．起重机对水泥板所做的功为 1×104J B．起重机对水泥板所做的功为 1×103J
C．起重机提升水泥板的功率为 2×102 W D．起重机提升水泥板的功率为 5×102 W
【答案】A
【详解】
AB ．水泥板的质量
0.5t 500kg m ==
水泥板受到的重力
500kg 10N/kg 5000N G mg ==⨯=
起重机对水泥板所做的功
45000N 2m 110J W Gh ==⨯=⨯
故A 符合题意、B 不符合题意；
CD ．起重机对水泥板所做功功率
43110J 210W 5s
W P t ⨯===⨯ 故C 、D 不符合题意。

故选A 。

9．如左图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，其推力大小随时间变化的图像（F -t 图像）和物体速度大小随时间变化的图像（v -t 图像）分别如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．当t =1s 时，物体处于静止状态，摩擦力为0N
B ．当t =3s 时，物体受到的摩擦力是3N
C ．在匀速直线运动阶段，拉力F 做的功是16J
D ．2~4s 内，物体的机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由v -t 图像可知，0~2s 时物体的速度大小为零，即t =1s 时物体处于静止状态；此时物体受到推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；由F -t 图像可知，t =1s 时，F =1N ，则此时的摩擦力
1N f F ==
故A 错误；
B ．由v -t 图像可知，4~6s 时，物体匀速运动；由F -t 图像可知，此时的推力F ′=2N ；由于摩擦力与推力F 是一对平衡力，所以此时的摩擦力
2N f F '='=
2~4s内，物体做加速运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变（与匀速运动时的摩擦力大小相等），仍为2N，故B错误；
C．在4~6s时，物体匀速运动，通过的路程
4m/s2s8m
s vt
==⨯=
拉力F做的功
2N8m16J
W F s
='=⨯=
故C正确；
D．2~4s内，物体做加速运动，速度增加，动能增加，高度不变，重力势能不变，则物体的机械能增加，故D错误。

故选C。

10．一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A．60J B．600J C．6000J D．0000J
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
上楼过程中要克服重力所做的功，根据题意知道，该同学的质量是50kg，所以体重是：G=mg=500N，楼层高度越是3m，一楼走到五楼的高度大约是：h=4×3m=120m，所以，上楼过程中克服重力所做的功是：W=Gh=500N×12m=6000J，故选C．
【点睛】
本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大．
11．甲、乙两个物体，分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线运动.若甲所受的重力是乙的3倍，甲受的水平拉力是乙受的水平拉力的2倍，甲的运动速度是乙的运动速度的1倍，则拉力对甲乙两物体做功之比和所用时间之比可能是
A．1:1 2:1 B．2:1 1:1 C．3:2 2:3 D．3:2 3: 2
【答案】B
【解析】
【详解】
由题知两物体受到的拉力之比
F甲:F乙=2:1
速度之比:
v甲:v乙=1:1
A．若做功之比:
W甲:W乙=1:1
因为W=Fs,所以运动路程之比:
s甲:s乙=W
F
甲
甲
:
W
F
乙
乙
=
1
2
:
1
1
=1:2
因为v=s
t
速度相同,所用时间与路程成正比:
t甲:t乙=s甲:s乙=1:2
故A不符合题意；
B．若做功之比:
W甲:W乙=2:1因为W=Fs,所以运动路程之比:
s甲:s乙=W
F
甲
甲
:
W
F
乙
乙
=
2
2
:
1
1
=1:1
因为v=s
t
,速度相同,所用时间与路程成正比:
t甲:t乙=s甲:s乙=1:1
故B符合题意；
CD．若做功之比:
W甲:W乙=3:2因为W=Fs,所以运动路程之比:
s甲:s乙=W
F
甲
甲
:
W
F
乙
乙
=
3
2
:
2
1
=3:4
因为v=s
t
速度相同,所用时间与路程成正比:
t甲:t乙=s甲:s乙=3:4
故CD不符合题意。

12．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1m
B．第一次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了2m
C．第二次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了2.4m
D．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
11120J
2m 10N
W S F =
==， 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：
22248J 2.4m 20N
W S F =
==， 故C 正确，D 错误．
13．一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F ，如图甲所示；F 的大小与时间t 的关系如图乙所示；木块的运动速度v 与时间t 的关系如图丙所示。

以下说法正确的是（ ）
A ．当t =1s 时，木块受到的摩擦力是0
B ．当t 在2~4s 内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N
C ．当t 在4~6s 内，拉力F 的功率为6W
D ．当t 在2~6s 内，木块的机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由图乙可知，物体在t =1s 时受到的拉力为1N ，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N ，故A 错误；
B ．由图乙可知，物体在4~6s 内受到的拉力为3N ，由图丙可知4~6s 内物体做匀速运动直线运动，在4~6s 内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N ；由图乙可知在2~4s 内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在2~4s 内受到的摩擦力为3N 。

故B 错误；
C ．由图乙可知，物体在4~6s 内受到的拉力为3N ，由图丙可知4~6s 内物体做速度为2m/s 的匀速运动直线运动，此时拉力的功率
3N 2m/s 6W W Fs P Fv t t
=
===⨯= 故C 正确； D ．在2~6s 内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D 错误。

故选C。

14．如图所示，当小明用力推墙时，他沿水平冰面减速向后退去，下列说法正确的是
（）
A．小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对平衡力
B．小明受到摩擦力是水平向右，合力为零，运动状态不变
C．小明减速运动时，则他的惯性和机械能也随之减小
D．假如小明的重力突然消失，小明将做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．力的作用是相互的，小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对相互作用力，不是平衡力，A错误；
B．小明减速向后退去，那么受到摩擦力是水平向右，但是合力不为零，速度在减小，那么运动状态是变化的，B错误；
C．小明减速运动时，小明自身的质量不变，那么他的惯性是不变的；速度在减小，那么动能是在变小的，在水平冰面上运动，重力势能不变，则可知机械能是变小的；C错误；D．假如小明的重力突然消失，那么小明对冰面的压力消失，摩擦力也消失，在水平方向上不受力，处于平衡状态，小明将做匀速直线运动，D正确。

故选D。

15．某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（）
A．机械能一定不变，动能一定不变
B．机械能可能改变，动能一定不变
C．机械能可能改变，动能可能改变
D．机械能一定不变，动能可能改变
【答案】B
【解析】
【分析】
要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态；要了解机械能包括动能和势能，动能和物体的质量以及速度有关，重力势能与物体的质量和被举的高度有关。

【详解】
物体在平衡力的作用下，即一定处于平衡状态，即或是静止状态或是匀速直线运动状态，
由于其动能的大小与质量及运动的速度有关，所以对于同一砖块来说，质量不变，其不管是保持静止还是匀速直线运动，其速度都是不变的，故其动能一定不变；但其重力势能却有可能改变，如将砖匀速提高，在该过程中，动能不变，但其重力势能变大，即机械能变大；同理若将砖匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，B 符合题意。

故选B 。

16．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为50g ）在2s 内把重物G 1和G 2提高10cm ，已知F l 和F 2的大小均为2N ，不计绳重及摩擦（g 取10N/kg ）。

下列说法中不正确的是（ ）
A ．重物G 1的重力大小为5.5N
B ．乙滑轮组所做的有用功是0.7J
C ．F 1和F 2做功的功率之比为3:4
D ．两个滑轮组的机械效率之比为4:3
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．从图甲可以看到，三条绳子托着动滑轮，动滑轮只是一个，重力大小是
0.05kg 10N/kg 0.5N G m g ==⨯=动动
把动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知
113F G G =+动
解得1 5.5N G =，重物G 1的重力大小为5.5N ，A 正确，不合题意；
B ．在图乙中，把两个动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知
2242F G G =+动
解得27N G =，重物升高的高度是20.1m h =，乙滑轮组所做的有用功是
227N 0.1m 0.7J W G h ==⨯=乙有用
乙滑轮组所做的有用功是0.7J ，B 正确，不合题意；
C ．重物G 1移动的速度是
1110.1m 0.05m/s 2s h v t =
== 甲图中绳端移动的速度是
11330.05m/s 0.15m/s v v ==⨯=绳
重物G 2移动的速度是 2220.1m 0.05m/s 2s
h v t =
== 乙图中绳端移动的速度是 22440.05m/s 0.2m/s v v ==⨯=绳
那么可知F 1和F 2做功的功率之比是
12121234P P F v F v ==绳绳：：：
F 1和F 2做功的功率之比为3:4，C 正确，不合题意；
D ．甲滑轮组所做的有用功是
11 5.5N 0.1m 0.55J W G h ==⨯=甲有用
所做的总功是
112N 30.1m 0.6J W F s ==⨯⨯=甲总
乙滑轮组所做的总功是
222N 40.1m 0.8J W F s ==⨯⨯=乙总
由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是0.7J W =乙有用，那么两个滑轮组的机械效率之比是
0.55J 0.7J ::22:210.6J 0.8J
W W W W ηη===甲有用乙有用甲乙甲总乙总: 两个滑轮组的机械效率之比是22:21；D 错误，符合题意。

故选D 。

17．如图所示，小明拉着小车匀速行走在水平路面上，下列说法正确的是（ ）
A ．小明拉着小车匀速行走时，小明对小车没有做功
B ．小车的重力与地面给小车的支持力不是一对平衡力
C ．小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力是一对平衡力
D ．地面给小明的摩擦力方向是向后的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．小车在小明的拉力作用下，运动了一段距离，因此小明对小车做功了，故A错误；B．读图可知，小车受到小明的斜向上的拉力，小车的重力与地面给小车的支持力大小不相等，所以两者不是一对平衡力，故B正确；
C．读图可知，小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力没有作用在同一直线上，不属于平衡力，故C错误；
D．小明的脚对地面有一个向后的摩擦力，同时地面对脚一个向前的摩擦力，故D错误。

故选B。

18．如图所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功
A．都必须大于mgh
B．都不一定大于mgh
C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh
D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh
【答案】C
【解析】
【详解】
从起跳后至越过横杆的过程中，跨越式跳高时重心在横杆的上面，故跨越式跳高时运动员克服重力所做的功一定大于mgh，而背越式跳高时其重心不一定在横杆的上面，可以在横
于，故杆的下面，故其克服重力的功不一定大于mgh，也可以小于mgh，也可以等mgh
ABD错误，C正确。

故选C。

19．如图所示，图中速度v的方向是小强在体育中考“原地掷实心球”测试中球出手时的飞行方向，从球出手到落地的过程，空气阻力忽略不计，下面关于机械能的一些说法中正确的是（）
A．球出手时动能最大B．球出手时势能最大
C．球落地时机械能最大D．球的机械能保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】
ACD．由于空气阻力忽略不计，那么整个运动过程球的机械能保持不变，C 错误，D正确；球出手时动能不是最大的，因为它还会落地，重力势能会转化为动能，球落地的瞬间动能才是最大的，A错误；
B．球出手时势能不是最大，因为它还会上升，上升到最高点时，它的重力势能才是最大的，B错误；
20．甲物体放在光滑的水平面上，乙物体放在粗糙的水平面上，它们分别在相等的水平力F作用下移动相等的距离s，那么，力F对两物体所做的功（）
A．甲较多B．乙较多C．相等D．无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
物体受力，且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。

【详解】
根据条件，物体受力相同，移动的距离相同，则力对物体做的功相同，故C正确。

故选C。