初中物理功和机械能的技巧及练习题及练习题含答案.docx
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初中物理功和机械能的技巧及练习题及练习题含答案
初中物理功和机械能的技巧及练习题及练习题(含答案)
一、功和机械能选择题
1.根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是()
A.
女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功
B.
司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功
C.
吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功
D.
足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功
【答案】A
【解析】
【详解】
A.女孩搬起一个箱子,女孩给箱子一个向上的力,箱子在力的方向上移动了距离,女孩对箱子做了功,故A正确。
B.司机费了很大的力也未能推动汽车,人对汽车有推力作用,但是汽车没有在力的方向上移动距离,所以人对汽车没有做功,故B错误。
C.吊车对货物施加一个竖直向上的力,吊车吊着货物水平移动一段距离,没有在力的方向上移动距离,所以吊车没对货物做功,故C错误。
D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球没有力的作用,对足球不做功,故D错误。
【点睛】
有力作用在物体上,力对物体不一定做功;物体运动了一段距离,可能没有力对物体做功;做功的两个必要因素:
作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
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:
,
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。
3.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B.它们的重力势能一定都变大
C.它们的动能可能相等D.它们所受的合力可能不相等
【答案】C
【解析】
【详解】
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;
4.在生产和生活中经常使用各种机械,在使用机械时,下列说法中正确的是
A.可以省力或省距离,但不能省功
B.可以省力,同时也可以省功
C.可以省距离,同时也可以省功
D.只有在费力情况时才能省功
【答案】A
【解析】
【详解】
使用机械可以省力、省距离或改变力的方向,但都不能省功,故A选项正确;
使用任何机械都不能省功,故B、C、D选项错误;
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
B.跳水运动员从跳台跳下
C.举重运动员举起杠铃停在空中不动
D.足球被踢出后在草地上滚动
【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.
6.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。
7.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
8.甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示。
若规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是
A.甲B.乙C.丙D.丁
【答案】A
【解析】
【详解】
在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快。
由图像知,当时间相同时,甲做功最多,所以由公式
知,甲功率最大,做功最快。
故A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B.b点
C.c点D.d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。
10.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。
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5×103Pa
【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
,
故B错误.
C.A全部浸没在水中所受浮力
,
根据阿基米德原理
可得,
物体的体积
,
故A的密度
,
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
,
当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,A对江底的压力
,
则A对江底的压强
,
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.骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S型路线骑行,他这样做是为了( )
A.缩短上坡过程中所走的路程B.减少上坡过程中所做的功
C.减小上坡过程中所施加的力D.缩短上坡过程中所用的时间
【答案】C
【解析】
【详解】
A.上坡时,自行车上升的高度不变,走S形路线所走的路线较长,A不符合题意.
B.使用任何机械都不省功,B不符合题意.
C.上坡时,走S形路线所走的路线较长,相当于增长了斜面的长度,斜面越长越省力.C符合题意.
D.速度一定,走S形路线所走的路线较长,所用的时间较长.D不符合题意.
13.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.
14.下列关于功和能的说法正确的是()
A.被拉开的弹弓具有弹性势能
B.用力推车而车未动,因为用了力所以推力做了功
C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能减小,动能增大
D.速度小的物体动能一定小
【答案】A
【解析】
【详解】
A.被拉开的弹弓由于发生了弹性形变,所以具有弹性势能,故A正确;
B.用力推车而车未动,有力无距离,故推力不做功,故B错;
C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能增大,动能减小,故C错;
D.动能的大小与物体的质量和速度都有关系,速度小的物体如果质量较大,动能也不一定小,故D错.
15.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计.则()
A.手的拉力:
F甲>F乙;机械效率:
η甲<η乙
B.手的拉力:
F甲=F乙;机械效率:
η甲=η乙
C.手的拉力:
F甲>F乙;机械效率:
η甲>η乙
D.手的拉力:
F甲<F乙;机械效率:
η甲<η乙
【答案】C
【解析】
【详解】
甲为定滑轮,由定滑轮的使用特点可知:
绳重和摩擦力不计,
,并且可以改变力的方向。
乙为动滑轮,
,由题知,G动=20N<G,因此
。
如图所示,用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,则所做的有用功W有用一样大,由于要克服动滑轮重力的作用,所以使用动滑轮做的总功多,由
可知,定滑轮的机械效率高,所以
,故C正确为答案,选项ABD错误。
16.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.
17.掷实心球是某市的中考体育加试项目之一.掷出去的实心球从a处出手后,在空中的运动轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力).则实心球()
A.在a处重力势能最小
B.在b处动能为零
C.在a、b、c三处机械能相等
D.在d处动能为零
【答案】C
【解析】
重力势能的大小与物体的质量,高度有关,由图可知,d、e两点高度最小,重力势能最小,故A错误;
球在最高点b处时,在水平方向上仍有速度,所以此时的动能不是零,故B错误;
不计空气阻力,则说明球在空中的机械能是守恒的,故在a、b、c三处的机械能相等,C正确为答案;
球达到d点后没有静止,仍然向前滚动,所以动能不是零,故D错误;
18.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.3JB.30JC.300JD.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.
19.如甲图所示,小明用弹簧测力计水平拉木块,使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离,乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象.下列说法错误的是
A.两次木块都做匀速直线运动
B.两次木块受到的摩擦力一样大
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】D
【解析】
【详解】
A.物体做匀速直线运动时,路程与时间成正比,由图像可知两次均为正比函数,故选项A说法正确,不符合题意;
B.因滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,两次运动时压力大小相同,接触面的粗糙程度相同,故摩擦力一样大,选项B说法正确,不符合题意;
C.因两次移动距离相同,两次拉力大小相同,故两次对木块做功相同,选项C说法正确,不符合题意;
D.由公式P=Fv可得;拉力大小相同时,速度大小不同,两次做功功率不同;选项D说法错误,符合题意.
20.在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其他球,如图所示.以下说法正确的是()
A.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
B.在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对球做了功
C.桌面对球的支持力做了功
D.白球撞击黑球后没有静止;是因为人的手还在对白球做功
【答案】A
【解析】
做功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可.手推动球杆前进时,有力也有距离,所以手对球杆做了功,故A正确;由于重力的方向与小球运动的方向垂直,所以,重力对小球不做功,故B错误;桌面对球的支持力的方向与小球的运动方向垂直,所以,支持力对小球不做功,故C错误;白球撞击黑球后没有静止,而是继续运动,是因为白球具有惯性,不是手对白球有力的作用,更不是对白球做功,故D错误,故选A.
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