中考物理培优(含解析)之功和机械能问题附答案
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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.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
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 F
2N
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
W F s
='=⨯=
2N8m16J
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。
3.举重是我国的优势体育项目,如图所示,运动员需将杠铃举过头顶,等到裁判判定站稳之后才能算成绩有效。在抓举时,两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起,一位运动员将杠铃举起1.9m,另一位运动员将杠铃举起1.8m。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 < W2B.W1 > W2C.P1 = P2D.P1 < P2
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
=可得,他们把同样重的杠铃举起,克服杠铃的重力做功,对杠铃所做的AB.根据W Gh
功只与被举高的高度有关,高度越大,做功越多,即W1 > W2。故A错误,B正确;CD.他们用相同时间把同样重的杠铃举起,相同的时间内,做的功越多,功率越大。由上可知W1 > W2,所以P1 > P2。故CD错误。
故选B。
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=W
t
总=
30J100
60s
⨯
=50W,
故D正确。
故选D。
6.下列关于做功和功率的说法中正确的是()
A.有力作用在物体上,力一定对物体做功B.物体对外做功越多,功率就越大
C.在光滑水平面上做匀速直线运动的物体,功率为零D.物体受到的作用力越大,力对物体做功就越多
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.有力作用在物体上,没有通过距离,力对物体没有做功,故A错误;
B.根据
W
P
t
=可知,功率大小同时跟做功多少和做功时间有关,因此做功越多,功率
不一定越大,故B错误;
C.在光滑的水平面上,物体依靠物体的惯性做匀速直线运动,水平方向上没有受到力的作用,没有力对物体做功,因此功率为零,故C正确;
D.力对物体做功大小W Fs
=,做功多少同时跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关,故D错误。
故选C。
7.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103Pa
C.中学生游泳时受到的浮力大约是50N
D.中学生从一楼走到五楼做的功大约6×103J
【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。