【物理】初中物理 功与机械能 练习题 一、功与机械能 选择题 1.如图A所示，一物体放置在水平面上，受到方向恒定的水平力F，其F?t及图像分别如图B、C所示。 下列哪项表述是正确的？ A.t=1s时，物体处于静止状态，摩擦力为0 B.t=3s时，物体受到的摩擦力为7NC，在4?6s内，力F所作的功为20J。 D.2?4s内，物体的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【详细解说】 A.从图C可知，前2s内物体的速度为零，处于静止状态，所受的净力为零，所以水平方向的摩擦力与拉力是一对平衡力； 从图B可知前2s内物体所受的拉力为3N，因此摩擦力也是3N；所以是错误的；B.从图C可知在4s-6s内，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，从图B可知此时的拉力F=5N，由平衡条件可得滑动摩擦力f=F =5N。在t=3s时，物体加速，受到滑动摩擦力的作用。由于滑动摩擦力与接触面的粗糙度、压力大小有关，而与拉力无关，所以t=3s时物体所受的摩擦力为5N，所以B是错误的；C.从图C可知，4s~6s期间，物体做匀速直线运动，速度为v=2m/s，4s~6s内行进的距离为s=vt=2m/s×2s=4m。 由图B可知，在4s~6s的时间里，拉力F=5N，所以拉力F所作的功为W=Fs=5N×4m=20J初中物理功和机械能，所以C是正确的。
D.由图C可知，在2~4秒的时间里，物体在做加速度运动，它的质量和高度不变，但速度增加了，重力势能不变，但动能增加了，所以，物体的机械能增加了。所以，D错误。 2.如图所示，小虎用水平力向右推水平地面上的盒子，但没有推它，此时（） A.小虎的推力小于盒子受到的阻力 B.小虎的推力大于盒子受到的阻力 C.小虎对盒子做功 D.小虎对盒子不做功 【答案】D 【解析】 问题分析：（1）由于静止在水平地面上的盒子受到水平力的推，没有推力，所以盒子处于静止状态；水平方向的推力与摩擦阻力是一对平衡的力，所以摩擦阻力等于推力，所以错误； AB2)根据做功的两个必要条件，可知，在力的方向上，盒子没有移动任何距离，所以小虎对盒子没有做功。因此，C错误，D正确；故选D。 3.如图所示，物体A、B沿垂直向上方向做匀速直线运动。忽略空气阻力，则（） A.A的速度一定大于B的速度 B.A的重力一定大于B的重力 C.拉力FA所作的功一定大于拉力FB所作的功 D.拉力FA的功率一定大于拉力FB的功率 【答案】B 【解析】题意分析：A、B受到同样的力，都受到重力和拉力，都做匀速直线运动，它们所受的力是平衡的力。所以，GbFb=8N，GaGb，B正确；速度和拉力无关，A错误； 按照WFs，如果不知道二者行进的距离，就无法比较拉力所作的功。 按照PW或PFv，如果不知道物体的运动时间或速度，就无法比较功率。 考点：力与运动功 C、D错误。 4、下列关于功率与机械效率的说法中，正确的是（） A.功率大的机器，做的功一定多 B.做功多的机器，效率一定高 C.做功快的机器，功率一定大 D.效率高的机器，功率一定大 【答案】C 【解析】题意分析：根据功、功率、机械效率的关系进行分析。功率是单位时间内做功的大小，机械效率是有用功与总功的比值。 解答：A.该说法错误，功率大只能说明做功快； B.该说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，所以做功多并不一定意味着机械效率高； C.该说法正确； D.该说法错误。机械效率高只能说明有用功在总功中所占比例大，因此选C。 5.下列例子中，对物体做功的是 A.小明背着书包在水平道路上向前运动 B.一跳水运动员从跳水台上跳下 C.一举重运动员举起杠铃在空中停住 D.足球被踢后，在草地上滚动。 【答案】B 【解析】A.背着书包在水平道路上向前运动，运动方向与力的方向垂直，在力的方向上没有移动的距离，也没有做功，不符合题目要求；B.一跳水运动员从跳水台上跳下，受到重力作用，沿重力方向移动了一段距离，重力对人做了功，符合题目要求。 C.一举重运动员举起杠铃在空中停住。 力作用于物体，但没有移动的距离，也没有力做功，不符合题目要求。 D.足球放在光滑的水平面上，依靠足球的惯性，虽然在水平方向移动了一段距离，但是没有力作用于它，也没有做功，不符合题目要求，故选 B。 6、如图所示，小明利用同一滑轮组成两个装置 A、B，将同一袋沙子从地面抬到二楼。装置 A 所做总功为 W1，机械效率为 η1；装置 B 所做总功为 W2，机械效率为 η2。若忽略绳子的重量和摩擦力，则 A. W1= W2，η1=η2B. W1= W2，η1η2C． W1 W2，η1η2【解析】由图可知A为定滑轮，B为动滑轮，滑轮B所做的额外功较多。从“小明分别用滑轮A、B把同一袋沙子从一楼抬到二楼”可知两种情况下的有用功。然后根据总功=有用功加上W有用额外功，可比较两种情况下的总功。接着，可利用η=来比较二者机械效率的大小。【详细解释】1）因为小明分别用滑轮A、B把同一袋沙子从一楼抬到二楼，所以两种情况下的有用功相同；2）在有用功不变的情况下，A所做的总功就是对这袋沙子所做的功。机械所做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。 （3）由于B为动滑轮，所以B所作的总功必须加到动滑轮所作的功上。滑轮B所作的额外功越多，总功就越多，机械效率就越低。
即W 1小于W 2，η1大于η2。所以，正确答案为C。 7.如图所示，铁锁从机头尖处松开，铁锁摆回时，未碰到机头尖。下列哪项说法是正确的？ A.铁锁在摆至最低点过程中，动能转化为重力势能。 B.在摆至最低点过程中，重力不做功。 C.铁锁从松开到摆回的整个过程中，机械能不断减小。 D.在最低点时，铁锁的机械能最大。 【答案】C 【解析】 【详细解释】 A.在摆至最低点过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。所以，A错误； B.在摆动到最低点的过程中，重力方向是垂直向下的，铁锁的高度是减小的，也就是向下移动了一段距离，所以重力是做功的。因此，B是错误的； C.在从松开到摆动回来的摆动过程中，铁锁要克服空气的摩擦力才能做功，有一部分机械能转化成内能，所以机械能减小。因此，C是正确的； D.随着铁锁的来回摆动，它克服摩擦力做功，机械能不断减小。因此，刚松开时机械能最大。因此，D是错误的。 8、跳伞者在空中匀速下落时，下列说法正确的是： A.重力势能减小，动能增大，机械能不变。 B.重力势能增大，动能减小，机械能不变。 C.重力势能减小，动能不变，机械能减小。 D.重力势能增加，动能不变，机械能增加。【答案】C【解析】解答：（1）跳伞者在空中匀速下落时，其质量、速度、动能均保持不变。2）跳伞者在空中匀速下落时，其质量不变，高度越来越小，因而重力势能越来越小。3）动能不变，重力势能减小，机械能减小。所以，C为正确答案。9.同一物体被水平拉动两次，在同一水平面上做匀速直线运动，如图所示，给出物体运动的距离（s）与时间（t）的图像。 根据图可知，下列判断正确的是（ ） A. 物体两次运动的速度：v1＜v2 B. 物体两次受到的拉力：F1＞F2 C. 0﹣8s时，拉力对物体两次所做功的功率：P1＜P2 D. 0﹣8s时，拉力对物体两次所做功的功率：W1＝2W2 【答案】D 【解析】 【详细解释】 A.由图可知，在相同的时间内，物体第一次行进的路程大于第二次行进的路程，即v1＞v2，所以A错误； B.由图可知，物体两次做匀速直线运动，即物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡的力，大小相等； 又因为是同一物体在同一水平面上运动，水平面上的压力大小和接触面的粗糙度相同，所以两次拉动物体时，物体所受的摩擦力相等；即两次拉动物体所受的拉力相等，大小为F1=F2=f，所以B错误；CD。由图可知0~8s内物体第一次经过的距离为0.8m，第二次经过的距离为0.4m，又知道两次拉力相等，又由W=Fs可知两次拉力对物体所作的功满足：W1=2W2；由PW可知0~8s内两次拉力对物体所作的功之比为：t12，P>P，所以C错误，D正确。
10、如图所示，这是一个探究在a处静态滚动能量的大小与哪些因素有关的实验示意图。小球在c处从下方与小木块碰撞，并与小木块一同运动到d处停下。下列判断有些是错误的（）A.从a到b，小球的势能减小，动能增大B.到c时，小球的势能最小，动能最大C.从c到d，小球的机械能增大D.到d时，小球的动能为零，小木块的动能为零【答案】C【解析】【详细解释】A.从a到b，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，所以正确，不符合题目要求。AB. 当到达c点时，小球到达平面，小球的势能最小，小球的质量不变，速度最大，动能最大。所以B正确，不符合题目要求。C.由小，所以c到d，小球所处高度不变，重力势能不变，速度逐渐减小，动能减小，所以机械能减小C错误；符合题目要求。D.当到达d点时，小球的质量不变，小球撞到木块后，速度继续减小，动能继续减小，停在d点。速度为零，动能为零，d点时木块的速度为零，动能也为零，所以D正确，不符合题目要求。11.如图所示，一9N物体在斜面上以匀速被拉向高处。 沿斜面向上的拉力为 5N。斜面长 3m，高 1m。下列说法错误的是： 。 。 。 A.此过程中所做的有用功为 9J B.此斜面的机械效率为 60% C.物体受到的摩擦力为 5ND。 减小斜面与物体之间的摩擦力，可以提高斜面的机械效率。【答案】C 【解析】 1）根据公式 W=Gh 计算拉力所做的有用功； 2）根据 W=Fs 计算拉力 F 对物体所做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功的比值； （3）为克服摩擦力所作的额外功等于总功减去有用功。用 W=fs 计算摩擦力； 4）提高斜面机械效率的途径：减小摩擦力、增加斜面倾角。
【详细解说】A.拉力所作的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正确，不符合题目要求；B.拉力F对物体所作的总功：W总=Fs=5N×3m=15J，斜面的机械效率，故B正确，不符合题目要求；C.克服摩擦力所作的额外功：W总=W总-W总=15J-9J=6J，而摩擦力是由W总=fs得出的，故C错误，符合题目要求；D.减小斜面与物体之间的摩擦力，可以减少额外功，有用功不变，总功减少，有用功与总功的比值增大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题目要求。 因此选C。 【重点】本题考查斜面机械效率的计算，搞清楚有用功与总功、额外功、额外功克服摩擦力所作的功之间的关系是解决本题的关键。 12、非洲旱季，常常用中间有转轴的塑料桶运水。如图，小华以背、手捧、横拉、滚动的方式搬运一满桶水。在粗糙程度相同、距离相同的水平地面上匀速行走，对满桶水所作功最多的是（）ABCD 【答案】C 【解析】 【解析】物理学中，功等于力与物体沿力的方向移动的距离的乘积。首先确定力的大小与物体沿力的方向移动的距离相同，利用功W=Fs公式进行分析判断。 【详细讲解】从图中可以看出，AB中，小华背着，用手扶着。此时力的方向向上，水桶做水平方向移动，即向上没有移动的距离，所以没有做功；C中的滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中的拉力大于D中的拉力。由于移动的距离s相同，由W=Fs可知，C做的功最多，所以ABD不符合题意要求，C符合题意要求。【重点】本题考查影响物体所做功的大小（力的大小和物体沿力的方向移动的距离）的因素。13、如图所示，一个重1000N的木箱放在水平地面上。 用100N的水平推力，将木箱沿力的方向以恒定的速度向前推1m，则（）A.重力所作的功为。推力所作的功为。摩擦力所作的功为100J D.推力所作的功为100J 【答案】D 【解析】A.由题意可知，木箱沿重力方向没有移动一段距离，根据做功的两个必要条件可知，重力所作的功为0J。所以，A错误；B.推力所作的功：1m 100J。所以，B错误，D正确。 C、因物体在水平面上做匀速直线运动，摩擦力f=F=100N初中物理功和机械能，其方向与F相反。由于木箱沿力F方向运动，物体移动的距离与摩擦方向相反，故W=100N（1m）100J网校头条，所以C错误。故选D。【重点】本题考查功的计算，判断力是否做功的关键是掌握做功的两个必要条件。注意，对于水平方向运动的物体，重力不做功。14、如图所示，小球沿轨道由静止运动到D的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，只发生动能与势能的相互转换。 则 A.小球在A点的动能等于在D点的动能 B.小球在A点的动能大于在D点的动能 C.小球在B点的机械能小于在C点的机械能 D.小球在B点的机械能等于在C点的机械能 【答案】D 【解析】 【详细解析】AB.根据题目所说，小球在运动过程中只有动能与势能互相转换，所以重力势能较大的地方，小球的动能一定较小。观察图像发现，小球在A点所处的高度比在D点高，重力势能较大，所以小球在A点的动能较小，所以选项A、B不正确。CD。 根据题目，“小球从A点运动到D点的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，小球沿轨道由静止变为只有动能和势能”。因此，整个过程没有能量损失，动能和势能之和也就是机械能不会减少。小球的机械能处处相等，所以D正确，C错误。 15、如子在整理物理笔记时，发现有如下四句话，其中错误的是 A.成年人的步行速度约为1m/s B.中学生的体重约为450NC。手握两个鸡蛋的力约为0.1kg D.功和能量的单位都是焦耳。【答案】C 【解析】按常识，人的步行速度一般在1.1m/s左右，所以A正确，与题目不符。 中学生的体重一般在100斤左右，也就是50kg，所以中学生的体重约为：G=mg=50kg×10N/kg=500N，所以B正确，与题目不符。一个鸡蛋的质量约为50g（0.05kg），所以它的重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋所需的力约为1N，所以C错误，与题目相符。功和能量的单位都是焦耳，所以D正确，与题目不符，因此选C。 16、对物理量的估算是一种良好的学习习惯，也是学好物理的基本技能之一。以下是小佳对这学期学习的一些物理做的估算数据，最符合实际的是A。初中生的体重约为。 初中生站在水平地面时，地面受到的压强约为3×10PaC，初中生浸入水中时，水受到的浮力约为31.0×10ND.4×104Pa，所以B不符合实际；游泳时，浮力接近漂浮，浮力等于重力，因为初中生的体重约为500N，水受到的浮力约为500N，所以C不符合实际；初中生的体重约为500N，从一楼走到三楼的高度约为6m，初中生从一楼走到三楼时，克服重力所做的功约为：W=Gh=500N×6m=3000J，所以D不符合实际。综上所述，A为正确答案。 17.一质量为一定物体在水平拉力作用下，沿水平面运动，该物体运动的图像如图所示。 根据图可知，下列判断正确的是（） A.物体在 10 s 时的速度大于 4s 时的速度 B.拉力在 0 至 6 s 内对物体所作的功大于拉力在 6 至 12 s 内对物体所作的功 C.拉力在 0 至 6 s 内对物体所作的功的功率小于拉力在 6 至 12 s 内对物体所作的功的功率 D.0～6s 内物体所受的拉力大于 6～12s 内物体所受的拉力 【答案】B 【解析】 A.由图可知，物体在 0～6s 和 6s～12s 期间均以不同的速度做匀速直线运动，0～6s 内行进的距离为 3m，6～12s 内行进的距离为 1m。 因为同样时间内行走的距离越多，速度越大，0～6s内的速度大于6～12s内的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，所以A错误；BD.物体在0～6s和6s～12s内做不同速度的匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s内物体受到的拉力等于6～12s内物体受到的拉力，0～6s内行走的距离为3m；6～12s内行走的距离为1m。由W＝Fs可知，0到6s内拉力所作的功大于6s到12s内拉力所作的功，所以B正确，D错误； C.由于速度发生了变化，根据P=Fv，0到6s的速度大于6到12s的速度，0到6s对物体的拉力的功率大于6到12s对物体的拉力的功率，所以C错误。因此选B。 18.一运动员从高空垂直向下跳伞，人（含装备）质量为90kg，仅考虑人重力和空气阻力，下落过程中的速度-时间图如图所示，g=10N/kg。 从第10秒到第30秒，人（包括器材） A.动能一直在增加 B.重力势能先增加后不变 C.机械能一直在减小 D.重力势能转化成了动能 【答案】C 【解析】 【详细解释】影响动能大小的因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先增加，后不变，再减小，所以动能也是先增加，后不变，再减小，所以选项A错误，不符合题目要求。
