初中物理功和机械能练习题

一、功和机械能选择题

1．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（）

A．乙升降机提升重物做的有用功较多 多

C．甲升降机的电动机做的总功较少 少 【答案】C 【解析】 【详解】

A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误； BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD错误，C正确．

D．乙升降机的电动机做的总功较B．甲升降机的电动机做的额外功较

2．如图所示，定滑轮重4N，动滑轮重0.5N，在拉力F的作用下，1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm．如果不计绳重和摩擦．则以下计算结果正确的是

A．绳子自由端移动速度为0.3m/s B．拉力F的大小为4N C．拉力F的功率为0.45W D．滑轮组的机械效率为75% 【答案】C 【解析】 【详解】

由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n=2， A．绳端移动的距离是： s=2h=2×0.1m=0.2m， 绳子自由端移动的速度是：

s0.2m0.2m/s ， t1s故A错误； vB．不计绳重和摩擦，则拉力F故B错误；

11GG动=4N0.5N2.25N， n2C．拉力做的总功：W总 =Fs=2.25N×0.2m=0.45J，拉力F的功率：

W总0.45J0.45W ， t1s故C正确； PD．拉力做的有用功W有 =Gh=4N×0.1m=0.4J，滑轮组的机械效率是：

W有0.4J100%100%≈88.9%， W总0.45J故D错误。

3．班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是（ ） ①五楼到一楼的高度H； ②从一楼到达五楼所用的时间T； ③每个同学的体重G； ④四楼到五楼楼梯的长度L。 A．①②③ 【答案】D 【解析】 【详解】 由功率公式得

B．②③④

C．①③

D．②③

PWGH TT学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H高度相同，没有必要测量高度H的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。 故选D。

4．如图所示，分析小球从A点自由摆动到C点的过程，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（ ）

A．小球从A点自由摆动到B点的过程中，动能转化为重力势能 B．小球摆动到最低点B时，动能为零 C．小球摆动到最高点C时，重力势能最小 D．小球在整个过程中的机械能守恒 【答案】D 【解析】

试题分析：小球从A点自由摆动到B点的过程中，速度增大，高度减小，所以动能增大，

重力势能减小，重力势能转化为动能，故A错；小球摆动到最低点B时，速度最大，动能最大，故B错；小球摆动到最高点C时，重力势能与在A点时相同都为零，故C错；由于不计空气阻力，只有重力做功，故机械能是守恒的，D正确；应选D． 【考点定位】机械能转化和守恒

5．如图所示，一长为L的直杆可绕O点转动，杆下挂一所受重力为G的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60º.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的

A．拉力F的大小保持不变 衡力

C．这个过程中物块重力所做的功为杠杆 【答案】C 【解析】 【详解】

B．拉力F和物块重力G是一对平

1GL 2D．这个过程中直杆一直都是费力

A．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F逐渐变小，故A错误；

B．拉力F和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B错误；

C．杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度h降到L处，所以物体下降高度hL1L，转到竖直位置时杠杆下端高度211LL，所以物体重力做功 221WGhGL，故C正确；

2D．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D错误。

6．以下简单机械的使用属于费力杠杆的是（ ）

A．道钉撬 【答案】B 【解析】

B．钓鱼竿 C．定滑轮 D．手推车

A、道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误； B、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确； C、定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C错误； D、手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误． 故选B．

【点睛】杠杆的分类主要包括以下几种：

①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．

7．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=

11 （G+G动）=×（140N+10N）=50N，故A错误； 33B．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：=

W有用W总×100%=

280J×100%≈93.3%，故C正确。 300JD． 提升200N重物时，重物重力增加，据=械效率变大，故D错误。

W有用W总GhG==可知滑轮组机GhG动hGG动

8．2017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．

9．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，推力对铅球做了功

B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功 C．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上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】

A. 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，已经脱离手，所以推力对它不再做功，向前运动是因为惯性，故A错误；

B. 提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力向上，而桶水平运动，所以拉力不做功，故B错误；

C. 用手从地面提起水桶，手的拉力向上，水桶向上运动，符合做功的条件，所以拉力做功，故C正确；

D. 用力推一辆汽车，汽车静止不动，距离为零，所以不做功，故D错误． 选C．

点睛：重点是是否做功的判断，要牢记做功的两个要素，即力和距离，且距离必须是在力的作用下通过的距离．当距离为零时，用再大的力，做功也是零．

10．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置，松手后，木块最终停止在图乙所示位置。下列说法正确的是（ ）

A．弹簧被压缩过程中，长度变短，弹簧的弹性势能减小

B．木块被弹簧弹离后的瞬间，如果它受到的力全部消失，木块将立即停止不动 C．木块从被弹簧弹离至停止前的过程中，速度减小，縻擦力不变 D．图乙中，木块受到的支持力和木块对水平面的压力是一对平衡力 【答案】C 【解析】 【详解】

A．弹簧被压缩过程中，长度变短，形变变大，所以弹簧的弹性势能增大，故A错误； B．木块被弹簧弹离的瞬间具有一定的速度，如果它受到的力全部消失，由牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动；故B错误；

C．木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中，木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变，所以摩擦力的大小是不变的，故C正确；

D．木块受到的支持力和木块对水平面的压力作用在不同物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故D错误。

11．如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等．下列表示木块下表面处水的压强p1、容器对桌面的压强p2、木块的重力势能Ep和木块所受的浮力大小F随时间t变化的关系图象中，可能正确的是（ ）

A． B． C． D．

【答案】D 【解析】 【分析】 压强和浮力 【详解】

AB．压强p2随时间都是线性减小的，故AB错；

C．由于木块的高度在不断减小，所以木块的重力势能也是先不断减小的，故C错；

D．由于木块是漂浮的，在木块没有接触底面之前浮力是不变的，当接触底面以后，浮力是越来越小的，故D正确．

12．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，

不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：

。拉动A向左运动时，A受到向右的拉力

；

功：故选：B。

，则

。

，因此拉力F做

，所用时间为

【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。

13．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。

14．一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对此，下列说法中错误的是 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，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大 D．爬相同的楼梯, 父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大 【答案】C 【解析】

（1）因为父亲的体重大小儿子的体重，两人上楼的高度相同，根据公式W=Gh可知，父亲做的功多，故AB正确．

（2）爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子做功比父亲少，儿子又比父亲用时间短，根据公式P=

W tW t可知，不能判断儿子的功率一定大，故C错误．

（3）爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲比儿子做功多，时间又短，根据公式P=可知，父亲的功率一定大，故D正确． 故选C．

15．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）．

16．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．

17．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示.．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则它们的关系正确的是（ ）

A．F1＞F2 P1＞P2 C．F1=F2 P1＜P2 【答案】D 【解析】 【详解】

B．F1＜F2 P1＜P2 D．F1=F2 P1＞P2

由图像知道，木块两次都进行匀速直线运动，所以拉力等于滑动摩擦力，又因为两次拉着同一物体在同一水平面上运动，所以滑动摩擦力相等，即两次弹簧测力计示数F1=F2；由图象知道，第②次的运动速度v较小，由P=Fv知道，在当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，所以，P1＞P2，故选D．

18．举重是我国的优势体育项目．一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示．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＝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】

由题知身高170cm的运动员和身高160cm的运动员举起杠铃的重力相同， 身高170cm的运动员比身高160cm的运动员将杠铃举得高，

根据W=Gh可知，W1＞W2； 因为两运动员举起杠铃的时间相同，

W可知，P1＞P2．所以ABD错误，C正确． t故选C． 【点睛】

根据P=

本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用，能分析出高个运动员举起的高度大是本题的突破口．

19．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v．已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示，则（ ）

A．V＝1/2V0 B．ｔ1至ｔ2时间段内汽车做加速运动 C．Ｆ０＝1/2ｆ D．ｔ2时刻后，汽车将保持功率Ｐ0行驶 【答案】A

【解析】由题知，t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，则有P0=F0v0………①

t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，在该瞬间汽车的速度不变（仍为v0），牵引力F0减小为由①②可得，

.

不

，所以

………………..②

AD．由题，t1时刻后汽车的功率保持恒定，由前面分析可知，汽车的功率将保持变，故D错误；

到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，由图可知，汽车再次做匀速直线运动时的牵引力与开始时做匀速直线运动的牵引力大小相等，均为F0.

根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度：驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故B错误；

C．汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0=f，故C错误。

，故A正确；

B．由图可知，t1到t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可知，汽车行

20．如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是

A．货物被举高后内能增加了

B．列车进站速度减小后内能增加

C．握力计被握扁后其弹性势能减小

D．飞机升空后高度增加内能变大

【答案】B 【解析】 【详解】

A、货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A错误；

B、列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B正确； C、握力计发生形变后弹性势能增加，故C错误；

D、飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D错误． 故选B． 【点睛】

注意分清楚内能与机械能是完全不同的两种形式的能，内能是分子动能与分子势能的和，而机械能是宏观物体的动能与势能的和，两种形式的能之间没有关系．