东莞培优功和机械能问题辅导专题训练

一、初中物理功和机械能问题

1．小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦,针对这一现象，小明得出了4个结论：①F 1做的功等于F 2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F 1做功的功率等于F 2做功的功率；其中正确的为（ ）

A ．①、②、③

B ．②、③、④

C ．①、③、④

D ．①、②、③、④

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】 ①在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于

()=W Fs G G h =+总动

故F 1做的功等于F 2做的功，①正确；

②在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为

()W Gh G W G G G G h η=

==++有用总动

动 即机械效率相等，故②正确； ③甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为

()112

F G G =

+动 乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为 ()213

F G G =+动 所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，③正确； ④两次拉力做的功，用时也相等，根据W P t =

知，F 1做功的功率等于F 2做功的功率，④正确；

故选D 。

2．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A 点以速度v 沿轨道滚下，经过另一侧高点B 后到达最高点C ．下列分析不正确的是（ ）

A ．小球在A 、

B 、

C 三点的速度大小关系是C B A v v v <<

B ．小球在A 、B 两点的动能之差等于小球从A 点到B 点克服摩擦力做的功

C ．小球在A 、B 两点具有的重力势能相同

D ．整个过程只有重力对小球做功

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A ．小球运动过程中会克服摩擦力做功，且质量不变，故从A 运动到C 的过程中，机械能减小，小球在A 与

B 点的势能相同，故在A 点的动能大于B 点的动能，

C 点最高，故小球在C 点的势能最大，动能最小，所以C B A v v v <<，故A 正确，不符合题意； BC ．A 、B 两点高度相同，小球的质量不变，故小球的重力势能相同，小球从A 点运动到B 点，会克服摩擦力做功，动能减小，动能之差等于克服摩擦力所做的功，故B 、C 正确，不符合题意；

D ．整个过程中，摩擦力也会对小球做功，故D 错误，符合题意。

故选D 。

3．关于能的概念，以下说法正确的是（ ）

A ．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能

B ．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能

C ．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大

D ．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A ．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A 正确；

B ．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能，B 错误；

C ．甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C 错误；

D ．甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲

物体的势能可能比乙物体的势能小，D 错误。

故选A 。

4．如图所示，动滑轮的质量为m ，所挂重物的质量为M ，重物在时间t 内被提升的高度为h ，不计绳重及摩擦，则（ ）

A ．滑轮组的机械效率为

M M m + B ．滑轮组的机械效率为

2M M m + C ．拉力F 的功率为

Mgh t D ．拉力F 的功率为

()2M m gh t

+ 【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】 AB ．滑轮组做的有用功为

W G h Mgh ==物有用

总功为

()()W G G h M m gh =+=+总物动

滑轮组的机械效率为

()W Mgh M W M m gh M m

η==

+=+总有用 故A 正确，B 错误；

CD ．拉力F 的功率为 ()M m gh W P t t

+=

=总总 故CD 错误。

故选A 。

5．工人用如图所示的滑轮组，在4s 内将重为1500N 的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中，所用的拉力大小为375N ，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法不正确．．．

的是（ ）

A ．绳子自由端沿水平方向移动了4m

B ．物体受到的拉力为750N

C ．拉力F 的功率为375W

D ．该滑轮组的机械效率一定小于100% 【答案】B

【解析】

【分析】

(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据A s ns =求出绳子自由端沿水平方向移动；

(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据A 0.4F f G ==求出物体受到的拉力；

(3)根据W Fs =求出拉力F 做的功，根据=

总W P t

求出拉力F 的功率； (4)任何机械效率一定小于100%。

【详解】

A ．由图可知，n =2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离 A 22m 4m s ns ==⨯=

故A 正确，不符合题意；

B ．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力

A 0.40.41500N 600N F f G ===⨯=

故B 错误，符合题意；

C ．拉力F 做的功

375N 4m 1500J W Fs ==⨯=总

则拉力F 的功率

1500J 375W 4s

W P t =

==总 故C 正确，不符合题意； D ．该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故D 正确，不符合题意。

故选B 。

6．举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止3秒钟，在这3秒钟内（ ） A ．杠铃受到的重力和人对它的支持力是平衡力