备战中考物理—功和机械能问题的综合压轴题专题复习附答案

一、初中物理功和机械能问题1． 如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（ ）A ．在 a 到 b 的过程中，运动员对铅球做了功B ．在 b 到 c 的过程中，运动员对铅球没有做功C ．在 c 到 d 的过程中，没有力对铅球做功D ．在 a 到 d 的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【答案】 C【解析】【分析】【详解】图中从 a 到 b 过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对 铅球做了功， A 说法正确；从 b 到 c 过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球 没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功， B 说法正确；从 c 到 d 的过程中，铅球受 到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功， C 说法错误；从 a 到 d 的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状态在不断改变， D 说法正确； 答案选 C ．2．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P 时，动能为零C 点时的机械能D ．若将皮球表面涂黑，则在地面 【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；B ．皮球第一次反弹后到达最高点C ．皮球在D 点时的机械能大于在 M 点的黑色圆斑大于 N 点的黑色圆斑故 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。

3．如图所示，木块以一定的速度滑过A、B 点，到C点滑出下落至 D 点，A和B、C和 D 之间的垂直距离均为h。

若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，A．D点与 A 点相比，动能增大，势能减小，机械能不变B．A 点到C点减少的重力势能大于C点到 D 点减少的重力势能C．B点的动能可能等于 A 点的动能，但可能大于C点的动能D．B 点的动能可能等于D点的动能，但一定大于 A 点的动能【答案】C【解析】【详解】A．D 点与A点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故 A 错误；B．A和C、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到 D 点减少的重力势能，故 B 错误；C．斜面粗糙，则AB 段有可能匀速，但因摩擦力的存在B的速度一定大于 C 的速度，所以，B点的动能可能等于A点的动能，一定大于 C 点的动能，故C正确；D．木块从B到C，因为有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故 D 点动能大于 C 点动能， B 点的动能可能等于 D 点的动能，但与 A 点的动能大小不确定，故 D 错误。

故选 C 。

4．如图所示，动滑轮的质量为m，所挂重物的质量为M ，重物在时间t 内被提升的高度为h，不计绳重及摩擦，则（）M A ．滑轮组的机械效率为 Mm 答案】 A解析】分析】 详解】AB ．滑轮组做的有用功为W 有用 G 物h Mgh总功为滑轮组的机械效率为 W 总故 A 正确， B 错误； CD ．拉力 F 的功率为gh故 CD 错误。

故选 A 。

5．2019 年 5 月 17 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第 45 颗北 斗导航卫星。

下列说法错误的是（ ）A ．运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大B ．运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的C ．北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用B ．滑轮组的机械效率为 M M 2 mC ．拉力 F 的功率为 MghtD ．拉力 F 的功率为(M m) gh2t G物 G 动 hm gh W 有用Mghm ghD ．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒【答案】 A【解析】【分析】 物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而 具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互 的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用， 没有克服摩擦做功，机械能守恒。

【详解】A ．火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故 A 错误，符合题 意；B ．火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了 物体间力的作用是相互的，故 B 正确，不符合题意；C ．火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故 C 正确，不符 合题意；D ．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势 能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转 化所以机械能守恒，故 D 正确，不符合题意。

故选 A 。

6． 下列估测最接近实际的是（）A ．中学生的正常体温约为 38.6℃B ．中学生站立在地面上对地面的压强大约为 10 3PaC ．中学生游泳时受到的浮力大约是 50ND ．中学生从一楼走到五楼做的功大约 6× 130J 【答案】 D【解析】【分析】此题考查对生活中常见物体物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，必要 时进行相应的计算，找出符合实际的选项。

【详解】A ．人的正常体温在 37℃左右，变化幅度很小，故 A 不符合实际；B ．一般初中生每只鞋的底面积大约为 200cm 2，即 0.02m 2，中学生的体重大约为 50kg ，则 其对地面的压强故 B 不符合实际；C ．中学生的体重在 500N 左右，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力与重力相等，约 500N ，故 C 不符合实际；F G mg S S S 50kg 10N/kg 2 0.02m 2 2 41.25 104PaD ．中学生的体重在 500N 左右，一楼到五楼的高度约 12m ，中学生从一楼走到五楼所做的 功约为W Gh 500N 12m 6 103 J故 D 符合实际。

故选 D 。

7．班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。

为 此，需要测量一些物理量。

下列物理量中必须测量的是 ( )① 五楼到一楼的高度 H ；② 从一楼到达五楼所用的时间 T ； ③ 每个同学的体重 G ；④ 四楼到五楼楼梯的长度 L 。

A ．①②③ B ． ②③④C ． ①③D ． ②③ 【答案】 D【解析】【详解】 由功率公式得W GH P TT学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以 H 高度相同，没有必要测量高度 H 的大小了； 学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出 不同学生上楼时的功率大小关系了。

故选 D 。

8．如图所示，水平地面 O 点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向 3N 的力 F ．物 体经过 M 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在 MO 段做匀速 直线运动， F 在 MN 、 OP 段做功分别为 W MN 、 W OP ，功率分别为 P MN 、P OP ，则A ． W MN <W OPB ． W MN >W OPC ． P MN >P OPD ． P MN <P OP【答案】 D【解析】【分析】【详解】物体经过 M 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO 段做匀速直线运动，由图可得 MN 的距离等于 OP 的距离，根据功的公式 W=FS 可知：在 F 相同和 S 相同的情况下， W 应该相同，所以 AB 均错误；在做功相同时， MN 段所用时间是 OP 段 时间的 2 倍，根据 P=W/t ，得出 P MN <P OP ；答案选 D ．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 0NB ．当 t=3s 时，物体受到的摩擦力是 3NC ．在匀速直线运动阶段，拉力 F 做的功是 16JD ． 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f F 1N故 A 错误；B ．由 v-t 图像可知， 4~6s 时，物体匀速运动；由 擦力与推力 F 是一对平衡力，所以此时的摩擦力f F 2N2~4s 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s vt 4m/s 2s 8m拉力 F 做的功W F s 2N 8m 16J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．如图所示，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但没有推动，下列说法正确的是()F-t 图像可知，此时的推力 F ′ =2；N 由于摩A．箱子虽然没有被推动，但小明对箱子做了功B．箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力C．箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D．箱子没有被推动，选择的参照物是地面【答案】D【解析】【分析】【详解】A．箱子没有被推动，有力但没有距离，小明对箱子不做功，故 A 错误；B．箱子没有被推动处于静止状态，受到的是平衡力，推力等于摩擦力，故 B 错误；C．箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故C 错误；D．箱子没有被推动，相对于地面的位置没有改变，选择的参照物是地面，故 D 正确；故选D。