物理功和机械能问题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)及答案

一、初中物理功和机械能问题1．一位初中生用30s 从坡底爬上了9m 高的山坡．他爬坡时的功率与下列哪一个最接近( )A ．几瓦B ．十几瓦C ．一百多瓦D ．一千多瓦【答案】C【解析】【分析】【详解】中学生的质量约50kg ，体重约500N 左右，山坡的高度为9m ．登楼的功率： 500N 9m 150W 30sW Gh P t t ⨯====， 可见，他爬坡时的功率与C 选项最接近；故选C 。

2．在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）A ．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用B ．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小C ．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小D ．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力【答案】C【解析】【分析】【详解】A ．惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运动，是因为物体具有惯性。

故A 错误；B ．惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。

被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。

故B 错误；C ．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故C正确；D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。

故D错误。

故选C。

3．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。

4．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。

5．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=Wt总=30J10060s=50W，故D正确。

故选D。

6．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（ ）A ．滑轮组的机械效率为M M m + B ．滑轮组的机械效率为2M M m + C ．拉力F 的功率为Mgh t D ．拉力F 的功率为()2M m gh t+ 【答案】A【解析】【分析】【详解】 AB ．滑轮组做的有用功为W G h Mgh ==物有用总功为()()W G G h M m gh =+=+总物动滑轮组的机械效率为()W Mgh M W M m gh M m η==+=+总有用 故A 正确，B 错误；CD ．拉力F 的功率为 ()M m gh W P t t+==总总 故CD 错误。

故选A 。

7．一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家，对此，下列说法错误的是（ ）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，父亲比儿子先到达，父亲的功率大D ．爬相同的楼梯，儿子坐电梯先到达，儿子的功率大【答案】D【解析】【分析】【详解】AB ．由题知，他们上相同的楼梯，h 相同，父亲的体重G 1大于儿子的体重G 2，根据爬楼做功W Gh =，所以父亲爬楼做功W 1大于儿子爬楼做功W 2，即W 1＞W 2，故A 、B 正确，不符合题意；C ．父亲爬楼做功多，父亲比儿子先到达，做功时间少，根据W P t =可知父亲做功功率大，故C 正确，不符合题意；D ．儿子坐电梯先到达，但爬楼过程中儿子没有施加力，儿子做功为0J ，做功功率为0W ，故D 错误，符合题意。

故选D 。

8．九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为 30 s 。

他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（ ）A ．1.5 WB ．15 WC ．150 WD ．1500 W【答案】C【解析】【分析】【详解】一层楼的高度约为3m ，三层高度约为9m ，九年级的同学体重大约为50kg ，则克服自身重力所做的功约为W =Gh =mgh =50kg ×10N/kg ×9m=4500J克服重力做功的功率 4500J 150W 30sW P t === 故ABD ，都不符合题意，C 符合题意。

故选C 。

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 F1N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'='=f F2N2~4s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/s2s8ms vt拉力F做的功='=⨯=W F s2N8m16J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。

11．如图，一辆电动车在月球表面（月球面附近无大气层）沿着平直轨道行驶，物体M相对于车静止，则以下说法中正确的是（）A．电动车动能一定增加B．M受到的摩擦力一定向右C．此时小车可能做匀速直线运动D．若电动车急刹车，M受到的摩擦力一定向左【答案】B【解析】【分析】【详解】A．由图中彩旗展开的方向可知，电动车向右加速运动或向左减速运动，所以动能有可能增大也有可能减小，故AC错误；B．不管电动车是向右加速，还是向左减速，相对车静止的物体M都有向左运动的趋势，所以其受到的摩擦力一定向右，故B正确；D．若电动车原是向右加速运动的，急刹车时，车的速度减小或停下，而M由于惯性要保持原来的速度向右运动，此时所受的摩擦力应向左，才能让M相对车静止。