中考物理功和机械能问题综合经典题及答案解析

1．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（　　）

A．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能

B．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化

C．因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面

D．如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A错误；

B．罐子从斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能和内能，故B错误；

C．罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C正确；

D．罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故D错误。

故选C。

2．下列说法中正确的是（　　）

A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功

B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功

C．用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功

D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力已经不存在了，推力对它没有做功，A错误；

B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力是竖直向上的，水桶在竖直方向上没有移动距离，即水桶在拉力的方向上没有移动距离，那么手的拉力对水桶没有做功，B错误；

C．用手从地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉力的方向上移动了距离，所以手的拉力对水桶做了功，C正确；

D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力的方向上没有移动距离，那么推力在这个过程中对汽车没有做功，D错误。

故选C。

3．将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示．下列说法正确的是

A．皮球经过同一高度A、B两点时，动能相等

B．皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能为零

C．皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能

D．若将皮球表面涂黑，则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于在B点的动能；故A错误。

B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，动能不为零；故B错误。

C．每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。在C点在在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能；故C错误。

D．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零，又因为小球在M点机械能大于N点机械能，故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑；故D正确。

4．如图所示，木块以一定的速度滑过A、B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。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是(  )

A．D点与A点相比，动能增大，势能减小，机械能不变

B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能

C．B点的动能可能等于A点的动能，但可能大于C点的动能

D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能

【答案】C

【解析】

【详解】

A．D点与A点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误；

B．A和C、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B错误；

C．斜面粗糙，则AB段有可能匀速，但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度，所以，B点的动能可能等于A点的动能，一定大于C点的动能，故C正确；

D．木块从B到C，因为有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，B点的动能可能等于D点的动能，但与A点的动能大小不确定，故D错误。

故选C。

5．在雄壮的国歌声中，升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端，下面分析正确的是（  ）

A．缓缓上升，动能转化为重力势能

B．升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下

C．他对国旗做功的功率最接近于1W

D．旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的

【答案】C

【解析】

【分析】

(1)影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度；在一定条件下，动能和势能可以相互转化；

(2)两个物体发生相对运动时，摩擦力方向与相对运动的方向相反；

(3)已知国旗重力，估计出旗杆高度，可以得到克服旗杆重力做的功；功与时间之比为功率；

(4)定滑轮的本质是等臂杠杆，所以不能省力。

【详解】

A．国旗匀速上升过程中，速度不变，质量不变，则动能不变，高度增大，国旗的重力势能逐渐增大，没有动能转化为重力势能，故A错误；

B．由于力的作用是相互的，升旗同学向下拉绳，升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向上，故B错误；

C．已知国旗的重力5N，旗杆大约10m高，克服国旗的重力做功为

国歌的演奏一遍的标准时间是50秒，他对国旗做功的功率最接近于

故C正确；

D．国旗杆上的滑轮为定滑轮，则利用定滑轮升国旗，可以改变施力的方向但不能省力，故D错误。

故选C。

6．一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间的变化图像可能是(　　)

A． ． ． ．

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

由题意可知，不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的速度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能Ep减小得越来越快，符合这一规律的只有C图，而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢，故D错误。

故选C。

7．小美用200N的力将重10N的足球踢出去15m远，她对足球做的功是（　　）

A．3000J ．150J

C．没有做功 ．做了功，但无法确定做功多少

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为200N，而没有说明足球在该力的作用下移动的距离（15m是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做的功，故A、B、C不符合题意，D符合题意。

故选D。

8．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 ．乙较多 ．相等 ．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。

9．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。

10．今年3月4日，在我市阳新地区下了一场冰雹．已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，且落地前已做匀速运动．关于冰雹的下落过程，下面说法正确的是（  ）

A．冰雹的重力势能越来越大

B．冰雹的机械能越来越小

C．当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功

D．冰雹受到的空气阻力越来越大，可能大于重力

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．冰雹下落过程中，高度减小，重力势能越来越小，故A错误；

B．由于冰雹要克服空气阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能减小，故B正确；

C．当冰雹匀速下落时，冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动，所以空气阻力对冰雹是做功的，故C错误；

D．冰雹在运动过程中，速度变大，阻力变大，当阻力等于重力时，冰雹会做匀速直线运动，速度保持不变，所以阻力不可能大于重力，故D错误．

故选B．

【点睛】

要能从能的转化理解冰雹的机械能变化，因为冰雹下落过程中克服阻力做功，最终转化为内能，所以机械能必定是减小的．

11．如图，一辆电动车在月球表面（月球面附近无大气层）沿着平直轨道行驶，物体M相对于车静止，则以下说法中正确的是（　　）

A．电动车动能一定增加

B．M受到的摩擦力一定向右

C．此时小车可能做匀速直线运动

D．若电动车急刹车，M受到的摩擦力一定向左

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．由图中彩旗展开的方向可知，电动车向右加速运动或向左减速运动，所以动能有可能增大也有可能减小，故AC错误；

B．不管电动车是向右加速，还是向左减速，相对车静止的物体M都有向左运动的趋势，所以其受到的摩擦力一定向右，故B正确；

D．若电动车原是向右加速运动的，急刹车时，车的速度减小或停下，而M由于惯性要保持原来的速度向右运动，此时所受的摩擦力应向左，才能让M相对车静止。若电动车原是向左减速运动的，急刹车时，M物体由于惯性会保持原来的速度继续向左运动，此时所受的摩擦力方向应仍然向右，才能让M相对车静止，故D错误。

故选B。

12．如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比（　　）

A．功率增大、机械效率增大 ．功率增大、机械效率不变

C．功率不变、机械效率不变 ．功率不变、机械效率增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

前后两次的滑轮组是同一个滑轮组，则做的有用功、额外功、总功不变，则机械效率不变；加快电动机的转速，则物体提升的速度增大，若两次提升高度相同，则后一次所需要的时间小于前一次所需要的时间，根据可知，功率变大。故ACD错误，B正确。

故选B。

13．如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面a点自由滚下，分别经过图中b，c，d各位置，关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是（　　）

A．小球的重力势能一直在减小

B．在d点的重力势能小于在c点的重力势能

C．从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能

D．从a到b小球速度越来越大，机械能越来越大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．小球从a到b的过程中，高度变小，重力势能减小，从b到c或d的过程，高度增大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，故A错误；

B．c、d两点在同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，故B错误；

C．小球从b点到c点的过程中，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故C正确；

D．在伽利略理想实验中，机械能是守恒的，所以从a点到b点，小球的机械能不变，故D错误。

故选C。

14．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。

15．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。

16．如图甲所示，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象，下列说法正确的是（   ）

A．木块第一次做功较少 ．木块第一次受到的摩擦力较大

C．木块第二次做功较快 ．木块第二次的动能较小

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由图乙，两条图象都是过原点的直线，则木块在这两次拉力的作用下都是做匀速直线运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，所以，木块两次受到的摩擦力大小相等；同时因为木块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力大小相等，所以，木块两次运动的拉力相等，由题意可知，两木块滑动相同的距离，根据W=Fs可知，两次拉力做的功相同，故AB错误；

C．因为两次拉力做的功相同，但由图乙知第二次做功的时间更长，根据可得，第二次的功率较小，即第二次做功较慢，故C错误；

D．物体的质量不变，但由图乙知运动相同的距离，第二次花的时间更长，所以第二次速度较小，因此木块第二次的动能较小，故D正确。

故选D。

17．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。

18．小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动．他先在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内，电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11 s时停止，测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示，则

A．0~2 s的过程中，小明的动能不变

B．2 s~10 s的过程中，小明的重力势能转化为动能

C．10 s~11 s的过程中，小明的机械能不断减小

D．0~11 s的过程中，小明的机械能不断增大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．0～2s的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故A错误；

B．2s～10s的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故B错误；

C．10s～11s的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在降低的，所以重力势能在减小，故小明的机械能不断减小，C正确；

D．0～11s的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故D错误；

故选C．

19．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 0.6W ．弹簧测力计读数为 9N

C．地面对物体 A 的摩擦力为 2N ．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。

20．如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短．从a至c处的过程中，小球在b处速度最大．小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示．不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是（  ）

A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力

B．小球的重力势能先减小后增大

C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能

D．小球的动能一直减小

【答案】C

【解析】

【详解】

在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（bc段），弹力大于重力，合力向上，小球速度减小；故A错误；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故B错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C正确；由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误；故应选C．