中考物理复习功和机械能问题专项易错题附答案.docx
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中考物理复习功和机械能问题专项易错题附答案
一、初中物理功和机械能问题
1.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。
已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。
若人以0.6m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库。
人拉货物的过程中,分析正确的是( )
A.货物移动距离为20mB.工人的拉力为400N
C.工人做的有用功为
D.工人拉力的功率为360W
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图中可以看到,两条绳子托着动滑轮,人以0.6m/s的速度匀速前行,那么货物的速度是0.3m/s,经100s货物移动距离为
货物移动距离为30m,A错误;
B.由题意可知,货物的重力
其摩擦力
由于货物匀速前行,绳对货物的拉力
滑轮组的机械效率为75%,可得到
解得
,工人的拉力为400N,B正确;
C.货物移动距离为30m,绳对货物的拉力为600N,则工人做的有用功为
工人做的有用功为
,C错误;
D.由于人以0.6m/s的速度匀速前行,工人的拉力为400N,工人拉力的功率为
工人拉力的功率为240W,D错误。
故选B。
2.跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小明的质量为50kg,每次跳起高度约为6cm(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3JD.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=
=
=50W,
故D正确。
故选D。
3.一个超级惊险项目——18米长悬崖秋千惊现重庆某公园!
小明被缆绳拉到6层楼的高度,释放后自由摆动冲向峡谷(如图所示),伴随着人们的惊呼声,秋千越荡越低。
下列有关说法中正确的是()
A.秋千荡回来经过最低点时,小明的机械能最大
B.整个过程小明的动能与重力势能之和不变
C.秋千荡到最高点时,小明的动能为零
D.在向下摆的过程中,小明的重力势能全部转化为动能
【答案】C
【解析】
【详解】
A.机械能是动能和势能的统称,由于秋千与空气摩擦,有机械能转化为内能,所以秋千第一次在最高点时,机械能最大,A错误;
B.机械能是动能和势能的统称,由于秋千与空气摩擦,有机械能转化为内能,整个过程小明的动能与重力势能之和变小,B错误;
C.秋千荡到最高点时,秋千速度为0,所以小明的动能为零,C正确;
D.在向下摆的过程中,小明的重力势能绝大部分转化为动能,D错误。
故选C。
4.在四川抗震救灾现场,一块水泥板质量为0.5t,起重机在5s内把它匀速提高2m,此过程中(g=10N/kg)()
A.起重机对水泥板所做的功为1×104JB.起重机对水泥板所做的功为1×103J
C.起重机提升水泥板的功率为2×102WD.起重机提升水泥板的功率为5×102W
【答案】A
【解析】
【详解】
AB.水泥板的质量
水泥板受到的重力
起重机对水泥板所做的功
故A符合题意、B不符合题意;
CD.起重机对水泥板所做功功率
故C、D不符合题意。
故选A。
5.甲物体放在光滑的水平面上,乙物体放在粗糙的水平面上,它们分别在相等的水平力F作用下移动相等的距离s,那么,力F对两物体所做的功( )
A.甲较多B.乙较多C.相等D.无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
物体受力,且在力的方向上移动距离,力对物体做了功。
【详解】
根据条件,物体受力相同,移动的距离相同,则力对物体做的功相同,故C正确。
故选C。
6.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F.物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动,F在MN、OP段做功分别为WMN、WOP,功率分别为PMN、POP,则
A.WMN B.WMN>WOP C.PMN>POP D.PMN 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动,由图可得MN的距离等于OP的距离,根据功的公式W=FS可知: 在F相同和S相同的情况下,W应该相同,所以AB均错误;在做功相同时,MN段所用时间是OP段时间的2倍,根据P=W/t,得出PMN 7.如图中甲图所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像.下列说法正确的是 A.两次木块运动的速度相同B.木块第一次受到的摩擦力较大 C.两次拉力对木块做的功一样多D.两次拉力对木块做功的功率一样大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.两次木块运动相同的距离,第2次所用时间比第1次长,两次木块运动的速度不相同,A选项说法不正确; B.摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同,所以摩擦力相同,B选项说法不正确; C.木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,因摩擦力大小相等,两次的拉力相等,由W=Fs可得两次拉力对木块做的功一样多,C选项说法正确; D.由图可见两次滑动距离相同,所用时间不同,由 得两次拉力对木块做功的功率不一样大,D选项说法不正确; 故选C. 8.如图,细线上端固定,下端拉着小球在竖直平面内摆动,A、B是球摆动过程中的最高点,C是最低点,不计空气阻力,则( ) A.球在C点时受力平衡 B.球在A点时速度最大 C.球在A点时绳子突然断开,小球将静止不动 D.球在B点时所受外力同时消失,小球将静止不动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.球在C点时,不是处于平衡状态,所以受到的不是平衡力,故A错误; BCD.小球在A、B两点时,是摆动过程中的最高点,此时的动能最小,速度最小为0,若在A点时绳子突然断开,小球由于受到重力的作用,会向下运动,若在B点时,所受的外力同时消失,则球会保持静止不动,故A、C错误,D正确。 故选D。 9.利用如图所示的滑轮组将重为20N的物体在2s内匀速提升2m,拉力 等于12N。 此过程中,下列说法不正确的是() A.拉力所做的有用功为40J B.拉力所做的总功为48J C.拉力 的功率大小为20W D.滑轮组的机械效率为 【答案】C 【解析】 【详解】 A.根据公式可得 故A正确,不符合题意; B.由图可知 根据公式可得 故B正确,不符合题意; C.拉力的功率 故C错误,符合题意; D.滑轮组的机械效率 故D正确,不符合题意。 故选C。 10.建昌一中科学教室有个“逆天”的“锥体上滚”实验,V形轨道两根导轨相距较小那端低,另一端高,静止的双锥体从低端往高端滚(由右向左),小明仔细观察后发现锥体在低端时重心高度h1反而比高端时高度h2要大,下面说法正确是( ) A.本实验不遵循能量守恒定律 B.双锥体在轨道“低端”(右端)时重力势能最小 C.当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中重力势能转化为动能 D.当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中动能转化为重力势能 【答案】C 【解析】 【详解】 A.自然界中能量是守恒的,本实验也遵循能量守恒定律的,故A错误; B.由题意可知,锥体重心高度h1比高端时高度h2要大,所以锥体在右端时重力势能大,故B错误 CD.当双锥体从轨道“低端”(右端)向“高端”滚的过程中,重心高度越来越低,重力势能转化为动,故C正确,D错误。 故选C。 11.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。 下列说法错误的是( ) A.F2的功率为0.6WB.弹簧测力计读数为9N C.地面对物体A的摩擦力为2ND.如果增大F2,物体A可能向左运动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图知,水平使用滑轮组,对于物体B来说n=2,拉力端移动速度 拉力F2做功功率 故A正确,不符合题意; B.不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,对于弹簧测力计来说是3股,所以弹簧测力计的示数 故B正确,不符合题意; C.对于物体A,受到的力: B向左的摩擦力 向右的拉力F1=4N,因为A静止,所以地面向右的摩擦力 故C正确,不符合题意; D.如果增大F2,由于B对A压力的大小没变,接触面的粗糙程度没变,所以B对A的摩擦力不变,此时物体A相对于地面仍然静止,故D错误,符合题意。 故选D。 12.如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。 已知AC间的高度差为h,若整个过程中不计能量损耗,下列说法正确的是( ) A.从A位置到B位置铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 B.在此过程中弹簧的弹性势能增加量为Gh C.小球到达B点时,小球的重力大于弹簧的弹力,所以小球继续下落 D.B位置到C位置的过程中铁球所受的重力大于弹簧所施加的弹力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.从A位置到B位置,铁球质量不变,高度减小,铁球重力势能减小;该过程铁球速度增大,铁球动能增大;该过程弹簧形变量增大,弹簧弹性势能增大。 若整个过程中不计能量损耗,则铁球的重力势能转化为铁球的动能和弹簧的弹性势能。 故A错误; B.从A位置到C位置,铁球的重力做功 因为从A位置开始向下运动的过程中,重力势能转化为动能,动能又转化为弹性势能,整个过程中不计能量损耗,所以,根据机械能守恒定律可知,弹簧的弹性势能增加量为 故B正确; C.从A位置到B位置,小球重力大于弹簧弹力,小球受合力方向向下,小球速度方向向下,小球受合力方向与速度方向相同,小球竖直向下做加速运动,该过程中,小球重力不变,弹簧形变量增大,弹力增大,小球受向下合力变小,小球到达B位置时,小球受合力为零,即小球重力等于弹簧弹力,速度最大;从B位置到C位置,小球继续下落,是因为小球具有惯性,保持原来运动状态不变,故C错误; D.从B位置到C位置,该过程弹簧形变量继续增大,弹簧弹力继续增大,大于小球重力,小球受合力方向向上,小球速度方向向下,小球受合力方向与速度方向相反,小球做减速运动,C位置小球速度为零,故D错误。 故选B。 13.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。 通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,则( ) A.t1时刻小球的动能最大 B.t2时刻小球的动能最大 C.t3时刻小球的重力势能最大 D.t2到t3时间内,小球的动能先增加后减小 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图象可知,t1时刻弹力为0,此时小球刚接触弹簧,在重力作用下小球继续做加速运动,动能继续变大,故A错误; B. t2时刻小球速度为0,此时动能最小,故B错误; C.t3时刻,此时小球离开弹簧且只受到重力作用,继续向上做减速运动,还未达到最高点,重力势能还会继续增大, 故C错误; D. t2到t3时间内,小球在弹力的作用下先加速上升,动能变大;当弹力等于重力时,速度最大,动能最大;继续上升时重力大于弹力,小球做减速运动,动能变小;综上所述t2到t3时间内,小球的动能先变大后减小,故D正确。 故选D。 14.在一个罐子的底和盖各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定(如图)。 做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下,在罐子向下滚动的过程中,小铁块会将橡皮筋卷紧,罐子的滚动先变快后变慢,直至速度为零;接着罐子又会自动滚上斜面,整个过程忽略摩擦的影响。 关于此过程中机械能的转化,下列说法不正确的是() A.罐子加速滚下斜面的过程中,罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能 B.罐子滚到最低处时,罐子和铁块的重力势能全部转化为动能 C.罐子自动滚上斜面的过程中,速度先变快后变慢 D.罐子自动滚上斜面时,不可能到达比初始位置更高的位置 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.罐子加速滚下斜面的过程中,高度变小重力势能减小,铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加,罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能,故A正确,不符合题意; B.罐子滚到最低处时,罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能,故B错误,符合题意; C.在橡皮筋恢复的过程中,铁罐会由斜面底部自动滚上去,从最低处滚上,铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点,故C正确,不符合题意; D.由于机械能是守恒的,所以罐子自动滚上斜面时,不可能到达比初始位置更高的位置,故D正确,不符合题意。 故选B。 15.如图所示,重为60牛的物体甲放在水平桌面上,与重为6牛的物体乙用细绳相连,绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。 当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时,下列判断中不正确的是 A.绳拉甲物体的力为6牛 B.甲物体的速度为0.2米/秒 C.5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦 D.绳的拉力做功的功率为1.2W 【答案】C 【解析】 【详解】 A.图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力 F=G乙=6N 故A正确不符合题意; B.图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v甲=v乙=0.2m/s,故B正确不符合题意; C.5s内甲物体移动的距离 s=v甲t=0.2m/s×5s=1m 绳的拉力对甲物体做的功 W=Fs=6N×1m=6J 故C错误符合题意; D.绳的拉力对甲物体做功功率 P= = =1.2W 故D正确不符合题意。 16.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重均为50g)在2s内把重物G1和G2提高10cm,已知Fl和F2的大小均为2N,不计绳重及摩擦(g取10N/kg)。 下列说法中不正确的是( ) A.重物G1的重力大小为5.5N B.乙滑轮组所做的有用功是0.7J C.F1和F2做功的功率之比为3: 4 D.两个滑轮组的机械效率之比为4: 3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.从图甲可以看到,三条绳子托着动滑轮,动滑轮只是一个,重力大小是 把动滑轮和重物看作一个整体,这个整体处于平衡状态,可知 解得 ,重物G1的重力大小为5.5N,A正确,不合题意; B.在图乙中,把两个动滑轮和重物看作一个整体,这个整体处于平衡状态,可知 解得 ,重物升高的高度是 ,乙滑轮组所做的有用功是 乙滑轮组所做的有用功是 ,B正确,不合题意; C.重物G1移动的速度是 甲图中绳端移动的速度是 重物G2移动的速度是 乙图中绳端移动的速度是 那么可知F1和F2做功的功率之比是 F1和F2做功的功率之比为3: 4,C正确,不合题意; D.甲滑轮组所做的有用功是 所做的总功是 乙滑轮组所做的总功是 由上述可知,乙滑轮组所做的有用功是 ,那么两个滑轮组的机械效率之比是 两个滑轮组的机械效率之比是 ;D错误,符合题意。 故选D。 17.两个质量相同的钩码,下端固定有纸带并穿过打点计时器,在拉力作用下两钩码分别同时从同一位置开始沿竖直向上方向运动,纸带上留下的点迹如图(a)所示,它们的s—t图像如图(b)所示.则 A.甲的拉力大 B.甲的机械能小 C.乙的动能小 D.无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】 A.在图a中的甲、乙两图中,打点计时器打出的各点之间的距离是相同的,由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态,即平衡状态,所受的力一定是平衡力,此时的钩码只受两个力的作用: 弹簧秤竖直向上的拉力和重力.根据二力平衡的条件可知这两个力相等,即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力,由于钩码的质量相等,则重力相等,所以甲的拉力等于乙的拉力.故A不符合题意; BCD.两个钩码的质量相同,由题意知,两个钩码上升的高度相同,由图(b)知,甲、乙上升相同的高度,甲所用时间小于乙所用时间,根据v= 可知,甲的速度大于乙的速度,所以,甲的动能大于乙的动能,甲的势能等于乙的势能,机械能为动能和势能之和,所以,甲的机械能大于乙的机械能.故B不符合题意.C符合题意.D不符合题意. 18.如图所示,木块以一定的速度滑过AB点,到C点滑出下落至D点。 A和B,C和D之间的垂直距离均为h,则木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是( ) A.D点与C点相比,机械能不变 B.B点的动能一定大于A点的动能 C.B点的动能可能等于D点的动能 D.A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查机械能的变化。 【详解】 A.D点的机械能比C点的少,因为从C到D有部分的机械能克服空气阻力做功,转化为内能,故A不正确; B.木块以一定的速度滑过AB点,而从A到B的过程,木块的重力势能减小,减小的重力势能虽然转化为动能和内能,但若接触面足够粗糙,摩擦力足够大,那么木块可能在AB间做匀速直线运动或减速运动,所以B点的动能可能等于可小于A点的动能,故B不正确; C.木块从B到C,若木块与接触面有摩擦,则C点的动能小于B点的动能,从C到D,木块的重力势能减小,动能增加,那么D点动能大于C点动能,所以D点的动能有可能等于B点的动能,故C正确; D.因为A和B,C和D之间的垂直距离均为h,则从A到B和从C到D的重力势能的减少量都是mgh(设木块的质量为m),故D不正确。 故选C。 19.下例各情况中,关于做功的说法错误的是 A. 某同学用力将石块向前移动一点,他推石块的力做了功 B. 人推着小车沿斜面进入车厢,她推车的力做了功 C. 人头顶物体在水平地面上匀速前进,她顶物体的力做了功 D. 某同学从滑梯上滑下,重力做了功 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.某同学用力将石块向前移动一点,有力作用在石块上,石块在力的方向上通过了距离,所以他推石块的力做了功,故A正确不符合题意; B.人推着小车沿斜面进入车厢,有力作用在小车上,小车在力的方向上通过了距离,所以他推小车的力做了功,故B正确不符合题意; C.人头顶物体在水平地面上匀速前进,力的方向向上,距离的方向向前,二者相互垂直,所以她顶物体的力不做功,故C错误符合题意; D.某同学从滑梯上滑下,在重力的方向的通过了距离,所以重力对人做了功,故D正确不符合题意. 20.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图所示的滑轮组装置。 当用图甲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乙和丙所示(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。 下列计算结果正确的是( ) A.0s~1s内,地面对物体的支持力是10N B.1s~2s内,拉力F做的功是62.5J C.2s~3s内,拉力F的功率是300W D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是62.5% 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.从图乙可以看到,时间从第2s到第3s时,速度大小是不变的,这时处于平衡状态,物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重,即 由题意可知,0s~1s内,地面对物体的支持力符合关系式 从图甲可以看到, ,解得 ,A错误; B.从图甲可以看到,1s~2s内,拉力F的大小是50N,物体上升的高度是1.25m,三条绳子托着动滑轮,绳端移动的距离是 拉力F做的功是 拉力F做的功是 ,B错误; C.2s~3s内,物体匀速运动,绳端也是匀速运动,拉力F的大小是40N,绳端移动的速度 根据 可知,拉力F的功率 拉力F的功率是300W,C正确; D.2s~3s内,物体上升的高度 拉力F的大小是40N,则滑轮组的机械效率 滑轮组的机械效率约是 ,D错误。 故选C。
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