中考物理功和机械能解题技巧讲解及练习题含答案.docx

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中考物理功和机械能解题技巧讲解及练习题含答案

中考物理功和机械能解题技巧讲解及练习题(含答案)

一、功和机械能选择题

1.将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下,测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态,已知匀速运动的速度v1<v2<v3.关于测力计和物体A的描述:

①弹簧测力计的示数等于2N;②测力计对物体A的拉力做功的功率最大;③物体A的重力势能增加.图所示的四种情景中,同时符合以上三条描述的是

A.

静止B.

竖直向上匀速运动

C.

竖直向上匀速运动D.

水平向右匀速运动

【答案】C

【解析】

【分析】

物体处于平衡状态时,受平衡力,据此判断弹簧测力计的示数;再根据运动速度的大小,判断做功的功率;同时根据重力势能的影响因素,判断重力势能的变化.

【详解】

①由题意可知,物体每次都是处于静止或匀速直线运动状态,即平衡状态,因此,物体受到的是平衡力,则拉力与重力平衡,即弹簧测力计的示数都等于2N;

②首先,做功必须包括力和力方向移动的距离两个要素,A选项中有力无距离,所以不做功;D选项中力与运动方向垂直,所以也不做功,因此,做功的只有BC;

而BC中,v1

③选项AD中,物体的高度不变,所以重力势能不变;BC选项中物体的高度增大,所以物体A的重力势能增加。

综上所述,同时符合以上三条描述的只有C.故选C.

2.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.

 

3.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。

F1、F2始终沿竖直方向;图甲中OB=2OA,图乙中动滑轮重为60N,重物上升速度为0.01m/s。

不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是

A.甲乙两种方式都省一半的力

B.甲方式F1由150N逐渐变大

C.乙方式的有用功是180J

D.乙方式F2的功率为3.6W

【答案】D

【解析】

【分析】

(1)根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况;

(2)根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F1的变化;

(3)根据W有用=Gh可求乙方式的有用功;

(4)根据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。

【详解】

A、甲图,F1为动力,已知OB=2OA,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦、杠杆自重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力的一半,即F1=150N;由图乙可知,n=3,不计绳重和摩擦,则

,故A错误;

B、甲图中,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值不变,故动力F1为150N不变,故B错误;

C、不计绳重和摩擦,乙方式的有用功为:

W有用=Gh=300N×0.5m150J,故C错误;

D、乙方式中F2=120N,绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式F2的功率为:

,故D正确。

故选D。

4.关于能量及能量之间的转化,下列说法正确的是()

A.火山具有内能,冰山不具有内能

B.火箭在加速上升时,机械能保持不变

C.拦河大坝使水位升高,增大了水的动能

D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时,机械能转化为内能

【答案】D

【解析】

【分析】

(1)物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能,任何物体都具有内能;

(2)物体由于运动而具有的能叫做动能,影响动能大小的因素有质量和速度;(3)物体由于被举高而具有的能叫做重力势能,影响重力势能大小的因素是质量和高度;(4)物体克服摩擦力做功时,机械能转化为内能.

【详解】

A.任何物体都具有内能,冰山和火山都有内能,该选项说法不正确;

B.火箭加速上升时,动能增大,重力势能也增大,因此机械能是增大的,该选项说法不正确;

C.拦河坝使水位升高,增大了水的重力势能,该选项说法不正确;

D.陨石在空中运动出现亮光,是因为它与空气摩擦,机械能转化为内能,温度升高而燃烧的现象,该选项说法正确。

故选D.

5.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.①②③B.②③④C.①③D.②③

【答案】D

【解析】

【详解】

由功率公式得

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。

6.下列关于力做功的说法,正确的是

A.人向上提箱子提不动,手的拉力对箱子没有做功

B.人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功

C.汽车在水平公路上匀速行驶,汽车所受重力对汽车有做功

D.过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功

【答案】A

【解析】

【详解】

A、人向上提箱子提不动,箱子受到向上的拉力,但箱子在力的方向上没有移动距离,所以手的拉力对箱子没有做功;故A正确;

B、人把箱子从二楼提到三楼,拉力方向向上,箱子也向上移动了距离,所以手的拉力对箱子做了功;故B错误;

C、汽车在水平公路上匀速行驶,汽车在所受重力的方向上没有通过距离,所以重力对汽车没有做功,故C错误;

D、过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力向下,乘客也向下移动了距离,所以重力对乘客做了功;故D错误;

故选:

A。

7.如图所示的光滑轨道,BC为水平面,小球从A点静止释放运动到C点的过程中,小球的动能和重力势能的变化情况是(  )

A.A到B小球的重力势能不变

B.A到B小球的动能减少

C.B到C小球的重力势能增大

D.B到C小球的动能不变

【答案】D

【解析】

【详解】

A.由图示可知,小球从A到B高度减小,重力势能减小,故A错;

B.小球从A到B速度变大,动能增大,故B错;

C.小球从B到C高度不变,重力势能不变,故C错;

D.由于平面是光滑的,小球不受摩擦力,所以小球在平面上是匀速直线运动,所以从B到C的速度不变,动能不变,故D正确.

8.以下简单机械的使用属于费力杠杆的是(  )

A.道钉撬B.钓鱼竿C.定滑轮D.手推车

【答案】B

【解析】

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.

9.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:

故A错误;

B.不计绳重和摩擦,则拉力

故B错误;

C.拉力做的总功:

W总=Fs=2.25N×0.2m=0.45J,拉力F的功率:

故C正确;

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:

≈88.9%,

故D错误。

10.阳光体育运动不仅锻炼了孩子们的身心,而且也让校园充满了欢声笑语.下面图与对应描述相符合的是(  )

A.甲图学生在跳绳的过程中,没有做功

B.乙图学生跑步时,地对脚有力的作用

C.丙图乒乓球在空中向前飞行时,仍受到球拍的作用力

D.丁图拔河时尽量降低重心,可以减小脚与地面的摩擦力

【答案】B

【解析】

【详解】

A、甲图学生在跳绳的过程中,克服重力做功,故A错;

B、乙图学生跑步时,脚对地施加了力,因为力的作用是相互的,地对脚有力的作用,故B正确;

C、由于惯性丙图乒乓球在空中向前飞行,此时不再受球拍的作用力,故C错;

D、丁图拔河时尽量降低重心,是为了提高稳度,不会减小脚与地面的摩擦力,故D错.

故选B

11.在20N的水平拉力F作用下,沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m。

撤去水平拉力后。

该物体又向前运动了1.5 m后停了下来。

则下列说法正确的是

A.物体受到的重力和它对地面的压力是一对相互作用力          

B.撤去拉力后,物体又向前运动了1.5 m是受到惯性力的作用

C.物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力是一对平衡力          

D.拉力做的功为230J

【答案】C

【解析】

A.物体受到的重力和它对地面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故A错误;B.物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是一种性质,不能说物体受到惯性作用,故B错误;C.物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;D.拉力做的功为:

W

Fs

20N

10m

200J,故D错误。

点睛:

区分相互作用力和平衡力:

一对相互作用力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上;平衡力必须同时满足四个条件:

大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。

12.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                      

B.甲升降机的电动机做的额外功较多

C.甲升降机的电动机做的总功较少                         

D.乙升降机的电动机做的总功较少

【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.

13.如图所示是探究“动能的大小与什么因素有关”实验的示意图。

小球从a处由静止滚下,在c处与小木块碰撞,并与小木块共同运动到d处停下。

下面的一些判断不正确的是()

A.从a到b小球的势能减小,动能增大

B.到达c处,小球的势能最小,动能最大

C.从c到d处,小球的机械能增大

D.到达d处,小球的动能为零,小木块的动能为零

【答案】C

【解析】

【详解】

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,故A正确,不符合题意。

B.到达c处,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。

故B正确,不符合题意。

C.从c到d处,小球高度不变,重力势能不变,速度逐渐减小,动能减小,所以机械能减小,故C错误;符合题意。

D.到达d处,小球质量不变,小球撞击木块后,速度不断减小,动能不断减小,到d点停止,速度为零,动能为零,木块到达d处速度为零,动能也为零,故D正确,不符合题意。

14.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.

15.平直公路上的甲、乙两辆汽车,在相同牵引力作用下匀速行驶,如果在相同时间内通过的路程比为3:

2,则甲与乙()

A.牵引力做功之比为2:

3

B.牵引力做功之比为3:

2

C.牵引力的功率之比为1:

1

D.汽车所受的阻力之比为3:

2

【答案】B

【解析】

【详解】

解答:

做功之比

功率之比

牵引力相等,匀速行驶,所以阻力相等,则阻力之比为1:

1.

故选B.

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.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将()

A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小

【答案】C

【解析】

【详解】

在杠杆缓慢由A到B的过程中,力F始终与杠杆垂直,所以动力臂OA的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂l却逐渐增大;由杠杆的平衡条件知:

F•OA=G•l,当OA、G不变时,l越大,那么F越大;因此拉力F在这个过程中逐渐变大.C符合题意,选项ABD不符合题意.

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=P2B.W1>W2、P1=P2C.W1>W2、P1>P2D.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,

根据P=

可知,P1>P2.所以ABD错误,C正确.

故选C.

【点睛】

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.

19.2018年5月21日凌晨,我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空,迈出了人类航天器月背登陆第一步!

下列有关说法正确的是

A.火箭点火升空过程中,内能转化为机械能

B.火箭点火升空过程中,火箭的惯性消失

C.火箭加速上升过程中,重力势能转化为动能

D.火箭加速上升过程中,只受到重力和空气阻力

【答案】A

【解析】

分析:

(1)火箭是热机的一种,工作时,燃料的化学能转化为燃气的内能,高温高压的燃气推动火箭升空,燃气的内能转化成火箭的机械能;

(2)惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体都具有惯性,惯性是物体本身的一种性质;

(3)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,当动能转化成重力势能时,动能减小,重力势能增加;

(4)火箭加速运动时,不受平衡力,受到重力,摩擦力还有推力作用.

解答:

A、火箭点火发射时,产生的燃气内能转化为火箭升空的机械能,故A正确;

B、火箭点火升空过程中,仍然具有惯性,因为惯性是物体本身的一种性质,故B错误;

C、火箭加速上升的过程,质量不变,速度增加,故动能增加,同时高度增加,重力势能增大,故不是重力势能和动能的转化,故C错误;

D、火箭加速上升,受力不平衡,火箭受的向上的推力大于向下的重力,合力向上,火箭加速上升,故D错误.

故选A.

【点睛】本题通过卫星发射,考查了力与运动的关系、运动和静止的相对性以及热机工作时的能量转化,涉及的知识点较多,需要认真分析,认真解答.

20.下列数据中,不合理的是()

A.教室里大气压值约为2×105Pa

B.教室门框高约为2m

C.小明从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功约为1500J

D.一名中学生的体重约为500N

【答案】A

【解析】

【详解】

A.一个标准大气压约是1.01×105Pa,教室里的气压接近一个标准大气压,故A说法不合理;

B.普通中学生的身高一般为1.7m左右,教室的门框高度要高于人的身高,应该为2m左右,故B说法合理;

C.根据克服重力做功公式W=Gh,因为小明的体重约是500N,每层楼高约3m,所以他从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功为1500J,故C说法合理;

D.一名普通中学生的质量约为50kg,体重G=mg=50kg×10N/kg=500N,故D说法合理。

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