【物理】初中物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

【物理】初中物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
一、功和机械能选择题
1．下列实例中，有力对物体做功的是
A．跳水运动员从跳台跳下
B．小球在光滑水平面上滚动
C．背着书包在水平路面上前进
D．举重运动员举起杠铃停在空中
【答案】A
【解析】
【分析】
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一
不可，据此分析判断．
【详解】
A．跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做
功，故A符合题意．
B．小球在光滑水平面上滚动，依靠的是小球的惯性，小球水平方向上虽然移动了距离，
但是水平方向上没有力的作用，没有力做功，故B不符合题意．
C．背着书包在水平路面上前进，人给书包一个向上的力，书包向上没有移动距离，该力
对书包没有做功，故C不符合题意．
D．举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，该力对杠铃
没有做功，故D不符合题意．
故选A．
2．下列事例中，有力对物体做功的是
A．小明背着书包在水平路面上前进B．跳水运动员从跳台跳下
C．举重运动员举起杠铃停在空中不动D．足球被踢出后在草地上滚动
【答案】B
【解析】
A、背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距
离，不做功，不符合题意；
B、跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做
功，符合题意．
C、举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，
不符合题意．
D、足球在光滑水平面上，依靠的是足球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力
的作用，不做功，不符合题意．
故选B．
3．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

则在此过程中，下列说法正确的是
A．拉力F为75N
B．绳子自由端向上移动了4m
C．滑轮组的机械效率约为93.3%
D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：
F=1
3
（G+G动）=
1
3
×（140N+10N）=50N，故A错误；
B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误；C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J，
有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，
滑轮组的机械效率：η=W
W
有用
总
×100%=
280J
300J
×100%≈93.3%，故C正确。

D．提升200N重物时，重物重力增加，据η=W
W
有用
总
=
Gh
Gh G h
+
动
=
G
G G
+
动
可知滑轮组机
械效率变大，故D错误。

4．2017年春季，共享单车投向襄阳市场，为创建文明城市增加了一道亮丽的风景线．以下关于自行车的说法正确的是（）
A．较宽的坐垫可以增大压强
B．轮胎表面凹凸的花纹可以减少摩擦
C．骑车在水平路面上匀速行驶时机械能增大
D．快速骑车时，刹车后还会继续向前运动是因为人和车具有惯性
【答案】D
【解析】
【详解】
A．较宽的坐垫是为了在压力一定时，通过增大受力面积，从而减小压强，故A错误；B．自行车轮胎上的花纹是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦，故B错误；
C．骑车在水平路面上匀速行驶时，质量和速度都不变，则动能不变，高度不变，势能不变，则机械能不变，故C错误；
D．骑着自行车的人原来处于运动状态，刹车时，人和车由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动，所以不能立即停下来，故D正确．
5．如图所示的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等．若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是
A．W1＝W2＝W3B．W1＜W2＜W3C．W1＝W2＜W3D．W2＜W1＜W3
【答案】C
【解析】
【详解】
定滑轮的特点是不省力，也不省距离，拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功是：
W1=F1s；
直接拉物体时，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s，拉力做的功是：
W2=F2s；
动滑轮的特点是可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力做的功是：
W3=F32s；
又因为拉力F1、F2、F3大小相等，综上分析知道：
W1=W2=Fs＜W3=2Fs，
6．一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（）
A．球在甲、丙两个时刻的动能相等
B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大
C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小
D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的弹性势能转化动能，弹性势能减小，动能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B正确，ACD错误．
7．如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）
A．1s B．2s C．3 s D．4s
【答案】B
【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。

（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。

（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉
力所做的功为，再利用求出做功时间。

解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。

拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：
；，则，因此拉力F做
功：，所用时间为。

故选：B。

【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。

8．如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景，对此过程
A．运动员下滑过程中动能增大，重力势能也增大
B．运动员下滑过程中，动能的增加量等于重力势能的减小量
C．运动员的动能是由重力势能转化来的
D．运动员弓着腰，是为了通过降低重心来增大惯性
【答案】C
【解析】
【详解】
A．运动员下滑过程中，质量不变，速度越来越大，高度不断变小，所以动能增大，重力势能减小，故A错误；
B．运动员下滑过程中，由于要克服摩擦做功，有一部分动能转化为内能，所以动能的增加量小于重力势能的减小量，故B错误；
C．运动员下滑过程中，动能增大，重力势能减小，所以，运动员的动能是由重力势能转化来的，故C正确；
D．运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，不能改变惯性的大小，故D错误。

故选C。

9．如图，小聪用力将水平地面上的箱子拉走了；小明用力推箱子，但没有推动．下面关于做功的分析，正确的是
A．小明、小聪都没有对箱子做功
B．小明对箱子做了功，小聪对箱子没有做功
C．小聪对箱子做了功，小明对箱子没有做功
D．小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功，小明在推箱子时，箱子的重力没有做功【答案】C
【解析】
【详解】
根据做功的两个要素分析解答：
（1）小明用力推箱子，但箱子没有运动，只有力的作用，没有在力的方向上通过距离，所
以他对箱子没有做功；
（2）小聪用力将箱子拉走了，在力的方向上通过了距离，因此她对箱子做了功，故AB错误，C正确；
（3）重力的方向是竖直向下的，箱子无论沿水平方向是否运动，箱子的重力都没有做功，故D错误．
故选C．
【点睛】
重点是做功的判断，要根据做功的两个要素进行判断，一要有力作用在物体上，二是物体在力的方向上通过一段距离，当力与物体运动方向垂直时，此力不做功．
10．非洲旱季，常用Hipporoller（中间有转轴的塑料桶）运水．如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
【分析】
物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积．先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W＝Fs分析判断．
【详解】
由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，此时力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s 相同，由W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意．
【点睛】
本题考查影响物体做功大小的因素（力的大小和物体在力的方向上移动距离）．
11．如图甲所示，是建设罗泊湾大桥时使用的起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A 在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景．A 在下降到江底之前，始终保持0.1m/s 的速度不变．如图乙所示是A 下降到江底之前钢缆绳对A 的拉力F 随时间t 变化的图像（江水的密度为ρ=1.0×103kg/m 3 , g 取10N/kg ）．则
A ．A 从开始下降直到江面的过程中，钢缆绳对A 做的功为5×104J
B ．A 下降过程中重力的功率为5×103W
C ．A 的密度为1.6×103kg/m 3
D ．当A 下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A 对江底的压强为5×103 Pa 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．由图乙可知，A 从开始下降直到江面的过程中，下降高度
h =vt =0.1m/s×20s=2m ，
钢缆绳对A 做的功
W =Fs =3×104N×2m=6×104J ，
故A 错误．
B ．A 下降过程中重力的功率
43310N 0.1m/s 310W W Fs P Gv t t
=
===⨯⨯=⨯， 故B 错误．
C ．A 全部浸没在水中所受浮力
444310N 110N 210N F G F =-=⨯-⨯=⨯浮拉，
根据阿基米德原理F gV ρ=浮水排可得， 物体的体积
4333
210N 2m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ⨯===⨯⨯浮水， 故A 的密度
4333
310N 1.510kg/m 10N/kg 2m
m G V gV ρ⨯====⨯⨯， 故C 错误．
D ．由图乙可知，A 物体从开始浸入江水中至完全浸没所用时间
t ’=30s-20s=10s ，
A 物体的高度
h ’=vt ’=0.1m/s×10s=1m ，
圆柱体A 的底面积
322m 2m 1m
V S h ='==，
当A 下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A 对江底的压力
444G 310N 210N 110N F F =-=⨯-⨯=⨯压浮，
则A 对江底的压强
432
110N 510Pa 2m
F p S ⨯===⨯压， 故D 正确． 【点睛】
本题是力学综合计算题，具有一定的难度，读懂图，能从图像中找出有用的信息并加以应用是关键．
12．下列事件中，力对物体做了功的是（ ） A ．用力推汽车，没有推动 B ．将重物从一楼扛到二楼 C ． 举重运动员举着杠铃保持不动 D ．提着水桶在水平路面上匀速前行 【答案】B
【解析】用力推汽车，没有推动，对汽车有力的作用，但汽车没有移动距离，所以不做功，故A 不合题意；将重物从一楼扛到二楼，重物在提力的方向上移动了距离，做了功，故B 符合题意；举重运动员举着杠铃站着不动，有力但没有移动距离，不做功，故C 不合题意；提着水桶在水平路面上匀速前行，力与距离的方向互相垂直，所以不做功．故D 不合题意；故应选B 。

13．如图,一个小球在地面上弹跳,下列分析错误是
A ．小球从A 处到
B 处重力势能增大 B ．小球从B 处到
C 处动能增大 C ．小球在B 处比
D 处重力势能大 D ．小球在A 、C 、
E 三处机械能总量相等 【答案】D 【解析】 【详解】
A. 小球从A处到B处，质量不变高度增大，所以重力势能增大，故A选项正确；
B. 小球从B处到C处，质量不变，在重力作用下速度逐渐增大，所以动能增大，故B选项正确；
C. 小球在D处比B处，质量不变高度降低，所以重力势能变小，故C选项正确；
D. 看图可知小球在弹跳过程中，每次触地反弹至最高点的高度逐渐减小，说明其机械能在运动过程中减小，所以A、C、E三处机械能总量并不相等，故D选项错误符合题意．
14．如姿同学在整理物理笔记时，有如下四句话其中错误的是
A．成年人步行速度约为1m/s B．一个中学生体重约为450N
C．用手托起两个鸡蛋的力约为0.1kg D．功和能的单位都是焦耳
【答案】C
【解析】
根据常识知道，人步行的速度一般在1.1m/s左右，故A正确，不符题意；中学生的质量一般在100斤即50kg左右，所以一个中学生体重约是：G=mg=50kg×10N/kg=500N，故B正确，不符题意；一个鸡蛋的质量约是50g（0.05kg），所以，其重力约为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋的力大约为1N，故C错误，符合题意；功和能量的单位都是焦耳，故D正确，不符题意，故选C．
15．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，
g=10N/kg，则下列说法中正确的是（）
A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W
B．物体在水中受到的浮力为320N
C．物体的体积为8×10-3m3
D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，拉力端移动的速度：
v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=200N×0.4m/s=80W，故A错；
B．滑轮组的机械效率：η=W有用/W总=（G−F浮）h/Fs=（G−F浮）h/F×2h=G−F浮/2F=400N−F浮/2×200N=80%，解得：F浮 =80N，故B错；
C．由F浮 =ρ水V排g得物体的体积：V=V排 =F浮/ρ水g=80N/1×103kg/m3×10N/kg=8×10-3 m3，故C正确；
D．物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于80%，故D错。

16．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．
17．一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图象如图所示，汽车在第10s时已行驶了150m，速度达到了20m/s，随后匀速前进，若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N，以下说法正确的是
A．在0﹣20s内汽车的平均速度为15m/s
B．在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C．在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D．在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
【答案】C
【解析】
【详解】
A．根据图象可知，汽车在10～20s内做匀速运动，其速度为v2=20m/s，汽车在10～20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m，在0～20s内行驶的总路程
s=s1+s2=150m+200m=350m，则在0～20s内汽车的平均速度v=
350m
20s
s
t
==17.5m/s，故A
错误；
B．根据图象可知，在0～10s内，汽车做加速运动，牵引力大于阻力，即牵引力大于2000N，故B错误；
C．汽车在10～20s内做匀速运动，处于平衡状态，牵引力等于阻力，即F=f=2000N，则牵引力做的功：W2=Fs2=2000N×200m=4×105J，故C正确；
D．汽车在10～20s内牵引力做功的功率：P2=
5
2
410J
10s
W
t
⨯
==4×104W，故D错误．
18．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η 与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η 与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是
A．同一滑轮组机械效率η 随G 物的增大而增大，最终将达到 100%
B．当G物=12N 时，弹簧测力计读数为 5N
C．此滑轮组动滑轮的重力为 4N
D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改
【答案】B
【解析】
【分析】
（1）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。

有用功与总功的比值叫机械效率； （2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据W W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用
有总有额动动
求得动滑轮的重力，再计算G 物=12N 时弹簧测力计读数；
（3）G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。

【详解】
A 、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率η随G 物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%，故A 错误；
BC 、由图可知，G=12N ，此时η=80%，
不计绳重和摩擦，W W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用
有总有额动动
， 即：12N 80%12N G =+动
， 解得动滑轮的重力：G 动=3N ，故C 错误；
G 物=12N 时，弹簧测力计读数：1112N 3N 5N 33
F G G 物动（）（）=⨯+=⨯+=，故B 正确； D 、G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W G h =额轮，即额外功W 额相同，总功相同，则两装置的机械效率相同。

故D 错误。

故选：B 。

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．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，则小球在位置1、2时的
A．动能相同，机械能也相同
B．动能相同，2位置的机械能较小
C．机械能相同，2位置的动能较小
D．2位置的动能较小，机械能也较小
【答案】D
【解析】
【详解】
（1）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1处的机械能大，2处的机械能小；
（2）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但在2处的机械能小，所以2位置的动能小．
故选D．
【点睛】
对于这类题目要抓住题目的隐含信息，小球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉小球的机械能越来越小，由于高度相同，所以重力势能相同，所以动能在同样的高度时，动能会越来越小．。