(物理)初中物理功和机械能练习题及解析

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．用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动，两次运动的s−t图象如图所示。若甲的重力比乙小，则下列说法中正确的是

A．它们的惯性一定相等 C．它们的动能可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】

B．它们的重力势能一定都变大 D．它们所受的合力可能不相等

由两次运动的s−t图象可知，甲乙都是在竖直方向上运动：且两次都做匀速直线运动，都处于平衡状态，且甲的速度大于乙的速度，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故 A． 甲的重力比乙小，即其质量是不等的，所以惯性一定不相等，故错误；

B． 由于甲乙都是在竖直方向上运动，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故不能判

断重力势能的大小变化，故错误；

C．由于甲的重力小于乙的重力，即甲的质量小于乙的质量，但甲的速度大于乙的速度，所以据动能大小的影响因素可知，它们的动能可能相等，故正确；

D． 因为物体受到的重力和拉力为一对平衡力，所以所受合力一定都为零，故错误；

3．如图，小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子，但没有推动，则此时（ ）

A．小虎的推力小于箱子受到的阻力 B．小虎的推力大于箱子受到的阻力 C．小虎对箱子做了功 D．小虎对箱子没有做功 【答案】D 【解析】

试题分析：（1）因为用水平力推静止在水平地面上的箱子，没有推动，所以箱子处于静止状态；在水平方向上所受的推力与摩擦阻力是一对平衡力，所以摩擦阻力等于推力，故AB错误；

（2）根据做功的两个必要条件可知，箱子在力的方向上没有移动距离，所以小虎对箱子没有做功．故C错误，D正确； 故选D．

4．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果不正确的是 ．．．

A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N B．1s～2s内，物体在做加速运动 C．2s～3s内，拉力F的功率是100W

D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33% 【答案】C 【解析】 【详解】

（1）由图乙可知,在0∼1s内,拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N

10N，故A正确；（2）由图

丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组的机械效率：η＝

×100%＝【点睛】

由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h．（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F＝（F′+G动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整

×100%＝

×100%

83.33%，故D正确。故选C.

拉

个滑轮组对物体的拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W＝Fs求此时拉力做功．（3）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率．

5．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 C．举重运动员举起杠铃停在空中不动 【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．

B．跳水运动员从跳台跳下 D．足球被踢出后在草地上滚动

6．扫地机器人是智能家用电器，正逐渐进人我们的家庭，如图是一款质量为1.5kg集自动充电、清扫、吸尘的机器人，某次寻找充电电源过程中，在水平地面上2min匀速行驶20m，若机器人行驶过程的平均阻力为3N，则关于机器人这次行驶过程中克服阻力做功和功率分别是

A．300J，2.5W 【答案】B 【解析】 【详解】

机器人这次行驶过程中克服阻力做的功：Wfs3N20m60J，故AD错误；克服阻力做功的功率：P故选：B。 【点睛】

本题考查了做功公式和功率公式的应用，是一道较为简单的计算题。

B．60J，0.5W

C．60J，30W

D．360J，3W

W60J0.5W，故B正确、C错误。 t260s

7．如图所示，用沿斜面向上不同的力，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A，己知AB＞AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2。则：[ ]。

A．W1＞W2，P1＞P2； B．W1＞W2，P1＜P2； C．W1=W2，P1＜P2； D．W1=W2，P1=P2。 【答案】C 【解析】 【详解】

根据题意知道，斜面光滑说明摩擦力为0，所以，使用任何机械都不省功，故拉力在两斜面上做功相同，即W1 =W2，又因为AB＞AC，且速度相同，由v=s/t知道，运动时间是t1 ＞t2；由P=W/t知道，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即P1 ＜P2，综上所述，只有C正确，故选C。

8．如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（ ）

A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左 B．乒乓球弹跳时机械能守恒

C．乒乓球运动过程中重力势能一直减小

D．乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】

乒乓球在地面上连续弹跳中是动能和势能的相互转化．由于球与地面碰撞时有能量损失，运动中有空气阻力，所以小球在运动中机械能逐渐变小．小球向上运动时，动能转化为重力势能；下降时重力势能转化为动能，因为机械能在逐渐减小，所以球跳起的高度逐渐减小，AB选项不符合题意．乒乓球在向上运动时，重力势能增大，下降时重力势能减小，C选项不符合题意，D选项符合题意．

9．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到

A．a点 C．c点 【答案】C 【解析】 【详解】

本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。

B．b点 D．d点

10．如图所示,用滑轮组提升重物时,重200N的物体在5s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为120N,如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中

A．绳子自由端被拉下3m B．拉力F做的功为200J

C．滑轮组的机械效率是83.3% D．拉力F的功率是40W 【答案】C 【解析】 【详解】

A、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m时，绳子的自由端应被拉下2m，故A错误；

B、拉力为120N，绳子的自由端应被拉下2m，则拉力做功为：

，故B错误；

C、滑轮组的机械效率D、拉力F的功率故选C． 【点睛】

涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。

，故D错误．

，故C正确；

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/m3 , 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/m3

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

P故B错误．

WFsGv3104N0.1m/s3103W， ttC．A全部浸没在水中所受浮力

F浮GF拉3104N1104N2104N，

根据阿基米德原理F浮水gV排可得， 物体的体积

F浮2104NV2m3， 33水g1.010kg/m10N/kg故A的密度

mG3104N331.510kg/m，

VgV10N/kg2m3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

V2m3S2m2，

h1m当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压力

F压GF浮3104N2104N1104N，

则A对江底的压强

F压1104Np5103Pa， 2S2m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．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．

13．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（ ）

A．拉力F甲小于拉力F乙 B．F甲做的功大于F乙做的功

C．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率 D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率 【答案】D 【解析】 【详解】

由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额＝G动h可知W甲额＝W乙额，因为W总＝W有+W额,所以W总甲＝W总乙。A. 由图可知,n1＝2,n2＝3，不计绳重及摩擦，则F甲＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝55N，F乙＝（G+G）＝×（100N+10N）＝36.7N动

＝W总乙,即F甲做的功等于F乙做的功，故B不正确；C. 由于W甲有＝W乙有,W总甲＝W总乙,根据η＝

可知,η甲＝η乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P＝

,由于W总甲＝W总乙、时间

t也相同,所以P甲＝P乙，故D正确；故选D. 【点睛】

甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值．

14．如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是

A．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小 B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变 C．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大 D．下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大 【答案】C 【解析】

分析：动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大． 重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大． 弹性势能的影响因素是弹性形变的程度，形变越大，势能越大．

解答：AB、人在下降过程中，弹性绳绷直前，高度减小，重力势能减小，速度变大，则动能变大，故AB错误；

CD、下降到最低点时，人的速度减小为0，动能最小；高度最小，重力势能最小；弹性绳的形变最大，则弹性势能最大，故C正确，D错误． 故选C．

【点睛】掌握动能、重力势能的影响因素．利用控制变量法能判断动能、重力势能的变化．

15．一位初中生用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 【答案】C 【解析】 【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：

B．十几瓦

C．一百多瓦

D．一千多瓦

PWGh500N9m150W， tt30s可见，他爬坡时的功率与C选项最接近； 故选C。

16．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F－t和v－t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（ ）

A．当t＝2 s时，物体处于静止状态，摩擦力是0 B．当t＝3 s时，物体受到的摩擦力是7 N C．4～6 s内，拉力F做的功是20 J D．2～4 s内，物体的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】

A．由图乙可知，当t=2 s时，物体处于静止状态，摩擦力等于拉力的大小为3N，故A错； B．当t=3 s时，物体受到的拉力的小为7N，此时物体受力不平衡，物体受到摩擦力等于5N，故B错；

C．4﹣6 s内，拉力的大小为5N，物体通过的距离为4m，拉力F做的功是20 J，故C正确；

D．2﹣4 s内，物体的速度是不断变大的，机械能增加，故D错； 应选C．

17．如图所示，小车和弹簧放在光滑的水平面上，用手将小车推出后，小车向左运动。当弹簧右端被小车压至A处时，小车速度为零。小车向左运动的过程中

A．小车一直减速 B．小车先加速后匀速 C．小车的动能先不变后减小 D．小车的机械能不变 【答案】C 【解析】

水平面光滑，不受摩擦力，当A向左运动未接触弹簧时，将做匀速直线运动，小车动能不变；当物体A与弹簧接触后，受向右的弹力作用，速度将减小，动能减小，故C正确，ABD错误。

点睛：当物体受平衡力或不受力，运动状态不变；若物体受合力方向与运动方向相反，物体将做减速运动．

18．运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气

阻力，下落时的速度一时间图线如图所示，g=10N/kg.从第10s到第30这个过程中，人（包括装备）

A．动能一直在变大 C．机械能一直在变小 【答案】C 【解析】 【详解】

B．重力势能先变大后不变 D．重力势能一直在转化为动能

A．动能大小的影响因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先变大再不变再变小，因此动能也是先变大再不变再变小，故A选项错误，不符合题意；

B．重力势能大小的影响因素有质量和高度，在整个过程中，质量不变，高度逐渐变小，因此重力势能减小，故B选项错误，不符合题意；

C．在下落过程中，阻力做功导致机械能转化为内能，因此机械能减小，故C选项正确，符合题意；

D．由图像可知，有两段速度不变的过程，在这两段过程中，动能不变，不存在重力势能转化为动能的情况，故D选项错误，不符合题意。

19．跳绳是中考体育项目，小强每跳起一次，克服重力做的功最接近 （ ） A．3J B．30J C．300J D．600J 【答案】B

【解析】小强同学每跳起一次，克服重力所做功：W=Gh=50kg×10N/kg×0.05m=25J，最接近于30J． 故选B．

20．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＝W3 B．W1＜W2＜W3 C．W1＝W2＜W3 D．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，