一、初中物理功和機械能問題1．如圖所示，彈簧一端固定在豎直墻上，另一端固定在物塊乙上，甲、乙相互疊加放置在光滑水平面上O點處，此時彈簧處于原長。現將甲、乙從O點拉至位置l。松手后，在甲、乙保持相對靜止并一起向O點方向運動的過程中，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．物塊甲由于與乙相對靜止而處于平衡狀態B．物塊乙隨彈簧拉力減小而做減速運動C．物塊乙對物塊甲施加了水平向左的摩擦力D．兩物塊運動到O點將由于不受彈簧拉力而靜止【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．甲乙兩物塊在位置1被松手后，由于彈簧的彈性勢能轉化為動能，而且水平面是光滑的，所以其動能增加，即兩物塊不是做勻速直線運動，不是處于平衡狀態，故A錯誤；B．乙物體從位置1向O運動的過程中，彈簧對其拉力減小，但由于減小的彈性勢能全轉化為動能，所以其速度增加，做加速運動，故B錯誤；C．物體甲乙一起相對靜止運動的過程中，甲有一個向右運動的趨勢，所以甲受到乙向左的摩擦力，故C正確；D．兩物塊運動到O點，彈簧剛好恢復原形，則此時彈簧對物塊的拉力為0，但由于慣性，兩物塊還要向左運動，不會立即停下來，故D錯誤。故選C。2．下列關于做功和功率的說法中正確的是（）A．有力作用在物體上，力一定對物體做功 B．物體對外做功越多，功率就越大C．在光滑水平面上做勻速直線運動的物體，功率為零 D．物體受到的作用力越大，力對物體做功就越多【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．有力作用在物體上，沒有通過距離，力對物體沒有做功，故A錯誤；B．根據可知，功率大小同時跟做功多少和做功時間有關，因此做功越多，功率不一定越大，故B錯誤；C．在光滑的水平面上，物體依靠物體的慣性做勻速直線運動，水平方向上沒有受到力的作用，沒有力對物體做功，因此功率為零，故C正確；D．力對物體做功大小，做功多少同時跟力的大小和在力的方向上通過的距離有關，故D錯誤。故選C。3．在四川抗震救災現場，一塊水泥板質量為0.5t，起重機在5s內把它勻速提高2m，此過程中（g=10N/kg）（）A．起重機對水泥板所做的功為1×104J B．起重機對水泥板所做的功為1×103JC．起重機提升水泥板的功率為2×102W D．起重機提升水泥板的功率為5×102W【答案】A【解析】【詳解】AB．水泥板的質量水泥板受到的重力起重機對水泥板所做的功故A符合題意、B不符合題意；CD．起重機對水泥板所做功功率故C、D不符合題意。故選A。4．班里組織一次“比一比上樓時的功率”活動，從一樓登上五樓，比誰的功率最大。為此，需要測量一些物理量。下列物理量中必須測量的是()①五樓到一樓的高度H；②從一樓到達五樓所用的時間T；③每個同學的體重G；④四樓到五樓樓梯的長度L。A．①②③ B．②③④ C．①③ D．②③【答案】D【解析】【詳解】由功率公式得學生都是從同一棟樓中的一樓到五樓，所以H高度相同，沒有必要測量高度H的大小了；學生自身重不同，爬樓用的時間不同，所以必須測出各個體重和所用時間，這樣可對比出不同學生上樓時的功率大小關系了。故選D。5．甲物體放在光滑的水平面上，乙物體放在粗糙的水平面上，它們分別在相等的水平力F作用下移動相等的距離s，那么，力F對兩物體所做的功（）A．甲較多 B．乙較多 C．相等 D．無法確定【答案】C【解析】【分析】物體受力，且在力的方向上移動距離，力對物體做了功。【詳解】根據條件，物體受力相同，移動的距離相同，則力對物體做的功相同，故C正確。故選C。6．月球表面有很多隕石撞擊造成的大大小小的隕石坑,關于造成隕石坑大小不一的因素,下列猜測不合理的是()A．隕石的質量 B．隕石的撞擊速度 C．被撞處的硬度 D．被撞處是否在陰影中【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．隕石的質量越大，在速度相同時動能就越大，在撞擊時做功越多，所以造成的坑就會越大，因此這一猜測合理，故A不符合題意；B．隕石的撞擊速度越大，在質量相同時動能就越大，在撞擊時做功越多，所以造成的坑會越大，因此這一猜測合理，故B不符合題意；C．被撞處的硬度越大，越不容易形變，相反，被撞處的硬度越小，則越容易形變，所以被撞處的硬度會影響隕石坑的大小，因此這一猜想合理，故C不符合題意；D．被撞處是否在陰影中不會造成力的作用效果的不同，故與之無關，因此這一猜測不合理，故D符合題意；故選D。7．用水平拉力先后兩次拉著重為20N的同一物體，沿同一水平面做直線運動．第一次拉力為10N，物體恰好做勻速直線運動，拉力對物體做了20J的功；第二次拉力增大為20N，拉力對物體做了48J的功．分析兩次做功過程，以下判斷正確的是A．第一次物體受到的摩擦力是10N，物體運動了1mB．第一次物體受到的摩擦力是20N，物體運動了2mC．第二次物體受到的摩擦力是10N，物體運動了2.4mD．第二次物體受到的摩擦力是20N，物體運動了4.8m【答案】C【解析】【分析】【詳解】AB．物體在水平面上做勻速直線運動時，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一對平衡力，故物體受到的拉力：F=f=10N；根據W=Fs可知，第一次物體通過的距離，故AB錯誤；CD．若增大拉力，而壓力大小和接觸面的粗糙程度都沒有改變，因此，物體受到的摩擦力不變，仍為10N；根據W=Fs可知，第二次物體通過的距離：，故C正確，D錯誤．8．如圖是某山地的等高線圖，數字表示海拔高度，其單位是米。質量是60kg的小凱早上8：00從A點出發，8：50到達B點的觀景臺；質量是50kg的小旋早上7：40從C點出發，8：50到達D點的半山亭。下列說法中正確的是（）A．他們對自己做的功一樣多B．小凱的平均功率較小C．8：50分時，小旋的動能一定小于小凱的動能D．8：50分時，小旋的重力勢能一定小于小凱的重力勢能【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．60kg的小凱從A點到達B點做的功為；質量是50kg的小旋從C點到達D點做的功為；小凱做的功多，故A錯誤；B．小凱的運動時間為；平均功率為，小旋的運動時間為，平均功率為，小凱的平均功率較大，故B錯誤；C．動能的大小與質量和速度有關，由于不知道8：50分時的他們的速度，所以無法比較動能的大小，故C錯誤；D．重力勢能的大小與質量和所處的高度有關，小凱的質量和所處的高度都比小旋的大，所以小旋的重力勢能一定小于小凱的重力勢能，故D正確。9．2019年5月17日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號運載火箭成功發射第45顆北斗導航衛星。下列說法錯誤的是（）A．運載火箭加速上升過程中，重力勢能變小，動能增大B．運載火箭加速升空是利用了物體間力的作用是相互的C．北斗衛星繞軌道運行時受到非平衡力的作用D．北斗衛星繞軌道從近地點向遠地點運動時，動能變小，機械能守恒【答案】A【解析】【分析】物體由于運動而具有的能叫動能，質量越大，速度越大，動能就越大；物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能，質量越大，高度越高，重力勢能就越大；物體間力的作用是相互的；物體受平衡力的作用處于平衡狀態；在太空中，衛星繞地球運動時，沒有阻力作用，沒有克服摩擦做功，機械能守恒。【詳解】A．火箭上升過程中高度增大，重力勢能增大，速度增大，動能增大，故A錯誤，符合題意；B．火箭升空時向后噴出高溫氣體給空氣一個向后的力，空氣給火箭以反作用力，是利用了物體間力的作用是相互的，故B正確，不符合題意；C．火箭入軌后做圓周運動運動狀態不斷改變，故受到非平衡力的作用，故C正確，不符合題意；D．北斗衛星繞軌道從近地點向遠地點運動時，速度減小，高度增加，所以動能減小，勢能增加；北斗衛星在地球大氣層外運行，不受空氣阻力的作用，只有動能和勢能之間的轉化所以機械能守恒，故D正確，不符合題意。故選A。10．建昌一中科學教室有個“逆天”的“錐體上滾”實驗，V形軌道兩根導軌相距較小那端低，另一端高，靜止的雙錐體從低端往高端滾（由右向左），小明仔細觀察后發現錐體在低端時重心高度h1反而比高端時高度h2要大，下面說法正確是（）A．本實驗不遵循能量守恒定律B．雙錐體在軌道“低端”（右端）時重力勢能最小C．當雙錐體從軌道低端向高端滾的過程中重力勢能轉化為動能D．當雙錐體從軌道低端向高端滾的過程中動能轉化為重力勢能【答案】C【解析】【詳解】A．自然界中能量是守恒的，本實驗也遵循能量守恒定律的，故A錯誤；B．由題意可知，錐體重心高度h1比高端時高度h2要大，所以錐體在右端時重力勢能大，故B錯誤CD．當雙錐體從軌道“低端”（右端）向“高端”滾的過程中，重心高度越來越低，重力勢能轉化為動，故C正確，D錯誤。故選C。11．如圖所示，F1=4N，F2=3N，此時物體A相對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說法錯誤的是（）A．F2的功率為0.6W B．彈簧測力計讀數為9NC．地面對物體A的摩擦力為2N D．如果增大F2，物體A可能向左運動【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．由圖知，水平使用滑輪組，對于物體B來說n=2，拉力端移動速度拉力F2做功功率故A正確，不符合題意；B．不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦，對于彈簧測力計來說是3股，所以彈簧測力計的示數故B正確，不符合題意；C．對于物體A，受到的力：B向左的摩擦力向右的拉力F1=4N，因為A靜止，所以地面向右的摩擦力故C正確，不符合題意；D．如果增大F2，由于B對A壓力的大小沒變，接觸面的粗糙程度沒變，所以B對A的摩擦力不變，此時物體A相對于地面仍然靜止，故D錯誤，符合題意。故選D。12．如圖所示，用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運動，到達B位置速度達到最大，到達C位置小球的速度變為零。已知AC間的高度差為h，若整個過程中不計能量損耗，下列說法正確的是（）A．從A位置到B位置鐵球的重力勢能全部轉化為彈簧的彈性勢能B．在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為GhC．小球到達B點時，小球的重力大于彈簧的彈力，所以小球繼續下落D．B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力大于彈簧所施加的彈力【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．從A位置到B位置，鐵球質量不變，高度減小，鐵球重力勢能減小；該過程鐵球速度增大，鐵球動能增大；該過程彈簧形變量增大，彈簧彈性勢能增大。若整個過程中不計能量損耗，則鐵球的重力勢能轉化為鐵球的動能和彈簧的彈性勢能。故A錯誤；B．從A位置到C位置，鐵球的重力做功因為從A位置開始向下運動的過程中，重力勢能轉化為動能，動能又轉化為彈性勢能，整個過程中不計能量損耗，所以，根據機械能守恒定律可知，彈簧的彈性勢能增加量為故B正確；C．從A位置到B位置，小球重力大于彈簧彈力，小球受合力方向向下，小球速度方向向下，小球受合力方向與速度方向相同，小球豎直向下做加速運動，該過程中，小球重力不變，彈簧形變量增大，彈力增大，小球受向下合力變小，小球到達B位置時，小球受合力為零，即小球重力等于彈簧彈力，速度最大；從B位置到C位置，小球繼續下落，是因為小球具有慣性，保持原來運動狀態不變，故C錯誤；D．從B位置到C位置，該過程彈簧形變量繼續增大，彈簧彈力繼續增大，大于小球重力，小球受合力方向向上，小球速度方向向下，小球受合力方向與速度方向相反，小球做減速運動，C位置小球速度為零，故D錯誤。故選B。13．如圖所示，重為60牛的物體甲放在水平桌面上，與重為6牛的物體乙用細繩相連，繩的重力和滑輪處的摩擦均忽略不計。當物體乙恰好能以0.2米/秒的速度勻速下落時，下列判斷中不正確的是A．繩拉甲物體的力為6牛B．甲物體的速度為0.2米/秒C．5秒內繩的拉力對甲物體做的功為60焦D．繩的拉力做功的功率為1.2W【答案】C【解析】【詳解】A．圖示滑輪為定滑輪,繩的重力和滑輪處的摩擦忽略不計,乙勻速下落,所以繩拉甲物體的力F=G乙=6N故A正確不符合題意；B．圖示滑輪為定滑輪,甲、乙物體移動的速度相同,甲物體的速度v甲=v乙=0.2m/s，故B正確不符合題意；C．5s內甲物體移動的距離s=v甲t=0.2m/s×5s=1m繩的拉力對甲物體做的功W=Fs=6N×1m=6J故C錯誤符合題意；D．繩的拉力對甲物體做功功率P===1.2W故D正確不符合題意。14．某塊磚在一對平衡力作用下運動，則該磚（）A．機械能一定不變，動能一定不變B．機械能可能改變，動能一定不變C．機械能可能改變，動能可能改變D．機械能一定不變，動能可能改變【答案】B【解析】【分析】要解決此題需要掌握物體在受平衡力的時候總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態；要了解機械能包括動能和勢能，動能和物體的質量以及速度有關，重力勢能與物體的質量和被舉的高度有關。【詳解】物體在平衡力的作用下，即一定處于平衡狀態，即或是靜止狀態或是勻速直線運動狀態，由于其動能的大小與質量及運動的速度有關，所以對于同一磚塊來說，質量不變，其不管是保持靜止還是勻速直線運動，其速度都是不變的，故其動能一定不變；但其重力勢能卻有可能改變，如將磚勻速提高，在該過程中，動能不變，但其重力勢能變大，即機械能變大；同理若將磚勻速降低，其機械能會變小，綜上所述可知，B符合題意。故選B。15．兩個質量相同的鉤碼，下端固定有紙帶并穿過打點計時器，在拉力作用下兩鉤碼分別同時從同一位置開始沿豎直向上方向運動，紙帶上留下的點跡如圖（a）所示，它們的s—t圖像如圖（b）所示．則A．甲的拉力大B．甲的機械能小C．乙的動能小D．無法判斷【答案】C【解析】【詳解】A．在圖a中的甲、乙兩圖中，打點計時器打出的各點之間的距離是相同的，由此確定鉤碼在這兩種情況下都是處于勻速直線運動狀態，即平衡狀態，所受的力一定是平衡力，此時的鉤碼只受兩個力的作用：彈簧秤豎直向上的拉力和重力．根據二力平衡的條件可知這兩個力相等，即甲、乙的拉力都等于各自鉤碼的重力，由于鉤碼的質量相等，則重力相等，所以甲的拉力等于乙的拉力．故A不符合題意；BCD．兩個鉤碼的質量相同，由題意知，兩個鉤碼上升的高度相同，由圖(b)知，甲、乙上升相同的高度，甲所用時間小于乙所用時間，根據v=可知，甲的速度大于乙的速度，所以，甲的動能大于乙的動能，甲的勢能等于乙的勢能，機械能為動能和勢能之和，所以，甲的機械能大于乙的機械能．故B不符合題意．C符合題意．D不符合題意．16．如圖所示，小明拉著小車勻速行走在水平路面上，下列說法正確的是（）A．小明拉著小車勻速行走時，小明對小車沒有做功B．小車的重力與地面給小車的支持力不是一對平衡力C．小明對小車的拉力與地面對小車的摩擦力是一對平衡力D．地面給小明的摩擦力方向是向后的【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．小車在小明的拉力作用下，運動了一段距離，因此小明對小車做功了，故A錯誤；B．讀圖可知，小車受到小明的斜向上的拉力，小車的重力與地面給小車的支持力大小不相等，所以兩者不是一對平衡力，故B正確；C．讀圖可知，小明對小車的拉力與地面對小車的摩擦力沒有作用在同一直線上，不屬于平衡力，故C錯誤；D．小明的腳對地面有一個向后的摩擦力，同時地面對腳一個向前的摩擦力，故D錯誤。故選B。17．下例各情況中，關于做功的說法錯誤的是A．某同學用力將石塊向前移動一點，他推石塊的力做了功B．人推著小車沿斜面進入車廂，她推車的力做了功C．人頭頂物體在水平地面上勻速前進，她頂物體的力做了功D．某同學從滑梯上滑下，重力做了功【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．某同學用力將石塊向前移動一點，有力作用在石塊上，石塊在力的方向上通過了距離，所以他推石塊的力做了功，故A正確不符合題意；B．人推著小車沿斜面進入車廂，有力作用在小車上，小車在力的方向上通過了距離，所以他推小車的力做了功，故B正確不符合題意；C．人頭頂物體在水平地面上勻速前進，力的方向向上，距離的方向向前，二者相互垂直，所以她頂物體的力不做功，故C錯誤符合題意；D．某同學從滑梯上滑下，在重力的方向的通過了距離，所以重力對人做了功，故D正確不符合題意．18．農村建房時，常利用如圖所示的簡易滑輪提升建材。在一次提升建材的過程中，建筑工人用400N的拉力，將重600N的建材在10s內勻速提高3m。不計繩重及摩擦，則下列判斷正確的是（）A．該滑輪的機械效率η=75% B．滑輪所做的有用功為1200JC．滑輪自身的重力為100N D．繩子自由端移動的距離大小為3m【答案】A【解析】【詳解】AB．滑輪所做的有用功為：W有用=Gh=600N×3m=1800J，因為是動滑輪，所以拉力移動的距離是物體提高距離的2倍，即6m，則拉力做的總功為：W總=Fs=400N×6m=2400J，所以動滑輪的機械效率為：，故A正確，B錯誤；C．不計繩重及摩擦，則拉力為：，那么動滑輪的重為：G動=2F-G=2×400N-600N=200N，故C錯誤；D．由圖知，使用的是動滑輪，承擔物重的繩子股數n=2，繩子自由端移動的距離為：s=nh=2×3m=6m，故D錯誤；故選A。19．如