人教版2022年初中物理做功与机械能题型总结及解题方法.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年初中物理做功与机械能题型总结及解题方法年初中物理做功与机械能题型总结及解题方法 单选题 1、有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（）A装置所具有的机械能始终不变 B如果没有能量补充，装置最终会停下来 C根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 答案：B 解析：ABC由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故 AC 错误，B 正确；D装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故 D 错误。故选 B。2、撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（）2 A竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小 B竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大 C竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小 D竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大 答案：D 解析：图示中，不计空气阻力，竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中，竿逐渐恢复原状，则竿的弹性势能减小，减小的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能增大，故 ABC 不符合题意，D 符合题意。故选 D。3、如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至 A 位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AOOB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（）A小球的动能先增大后减小 B弹簧的弹性势能先减小后增大 C小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等 D任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变 3 答案：C 解析：由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则小球位于A点时弹簧处于压缩状态，位于B点时弹簧处于拉伸状态；小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，弹性形变程度变小，弹性势能变小，水平台面光滑，则小球不受摩擦力；该过程中小球所受弹力方向向右，其速度不断增大，动能变大，所以此过程中弹性势能转化为动能；到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时小球的速度最大，动能最大；小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹性势能变大，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度不断减小，动能变小，所以此过程中动能转化为弹性势能；则小球从 A 位置运动到B 位置的过程中：A小球的动能先增加后减少，在B点时小球的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故 A 正确，不符合题意；B弹簧的弹性势能先减少后增大，故 B 正确，不符合题意；C小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故 C 错误，符合题意；D由于整体的机械能守恒，所以任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故 D 正确，不符合题意。故选 C。4、2021 年 5 月 29 日 20 时 55 分，货运飞船“天舟二号”在海南文昌发射场成功发射，并在 8 小时后与“天和核心舱”成功实现自主交会对接。则下列说法中错误的是（）A用氢作燃料，是因为氢的热值大 B“天舟二号”打开太阳能帆板后可将太阳能转化为电能 C火箭向下喷燃气才能上升，是因为力的作用是相互的 D“天舟二号”和“天和核心舱”对接时，两者的动能均为 0 答案：D 解析：4 A氢相比其它常规燃料，热值更大，较适合做飞船的燃料，故 A 正确，A 不符合题意；B太阳能板是一种将太阳能转化为电能的装置，故 B 正确，B 不符合题意；C火箭向下喷气，根据力的作用是相互的可知，气会对火箭一个向上的力，故 C 正确，C 不符合题意；D“天舟二号”和“天和核心舱”对接时，它们都一直在运动，所以两者都存在动能，故 D 错误，D 符合题意。故选 D。5、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A力F1和F2做的总功相同 B力F1和F2做功的功率相同 C两个滑轮组机械效率一样大 D甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高 答案：D 解析：由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数 n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数 n=4。AB若重物上升高度为 h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为 s甲=3h，s乙=4h 甲滑轮组中拉力做的总功为 W甲总=F13h 5 乙滑轮组中拉力做的总功为 W乙总=F24h 已知F1=F2，所以W甲总W乙总，故 B 错误；已知时间相同，由公式P=可知，P甲总P乙总，故 A 错误；CD甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为 甲=有用总 100%=有用有用+额100%=+动 100%=+动 100%同理可得，乙滑轮组的机械效率为 乙=+2动 100%所以甲乙，故 C 错误，D 正确。故选 D。6、下列物体具有动能的是（）A悬挂在天花板上的吊灯 B静止在山顶上的大石头 C飞行的飞机 D拉开的弹弓 答案：C 解析：A悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故 A 不符合题意；B静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故 B 不符合题意；C飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故 C 符合题意；D拉开的弹弓具有弹性势能，故 D 不符合题意。故选 C。6 7、下列四个实例中，机械能正在减小的是（）A空中加速上升的飞艇 B空中水平匀速飞行的飞机 C地面上蓄势待发的火箭 D高空中匀速下降的热气球 答案：D 解析：A空中加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大，高度增高，重力势能变大，即飞艇的机械能增大，故 A 不符合题意；B空中水平匀速飞行的飞机，质量、速度和高度均不变，即动能不变，重力势能不变，故飞机的机械能也不变，故 B 不符合题意；C地面上蓄势待发的火箭，即火箭是静止的，动能和势能都不变，故火箭此时的机械能也不变，故 C 不符合题意；D高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，所以重力势能减小，故热气球的机械能减小；故 D 符合题意。故选 D。8、下列物体具有动能的是（）A悬挂在天花板上的吊灯 B静止在山顶上的大石头 C飞行的飞机 D拉开的弹弓 答案：C 解析：A悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故 A 不符合题意；B静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故 B 不符合题意；C飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故 C 符合题意；7 D拉开的弹弓具有弹性势能，故 D 不符合题意。故选 C。9、以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为 2:1，下列说法正确的是（）A两车所做功之比是 2:1 B两车所做功之比是 1:1 C两车所受牵引力之比是 2:1 D两车速度之比是 1:2 答案：B 解析：AB两车功率相同，根据=可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为 1:1，故 A 错误，B 正确；C由WFs可得，两车所受牵引力之比为 1:2=11:22=1221=1112=1:2 故 C 错误；D由=可得 1:2=1:2=12=2:1 故 D 错误。故选 B。10、如图所示，直升飞机向地面空投物资时，物资在空中匀速下落的过程中（）8 A动能不变，重力势能减小 B动能不变，机械能不变 C动能不变，机械能增加 D动能减少，机械能减少 答案：A 解析：物体匀速下落由于质量和速度不变，所以动能不变；高度变小，重力势能变小。而机械能等于动能和势能的总和，所以机械能减小。故 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。多选题 11、生活中需要对一些物理量进行估测，以下估测符合实际的是（）A我国交流电的频率是50Hz B长清区大学路限速80m/s C快速将两个鸡蛋举高1m，克服鸡蛋重力做功的功率约为1W D一个中学生站立在水平地面时对地面的压强约为104Pa 答案：ACD 解析：A我国交流电的频率是 50Hz，电压是 220V，故 A 符合题意；B大学路段限速一般 20km/h，故 B 不符合题意；C两个鸡蛋 1N，快速将两个鸡蛋举高 1m，估时间为 1s，克服鸡蛋重力做功的功率约为 9 =1N 1m1s=1W 故 C 符合题意；D一个中学生重力大概 500N，两脚鞋底面积大概 500cm3，站立在水平地面时对地面的压强约为 104Pa，故 D符合题意。故选 ACD。12、小东利用图所示的滑轮组把物体 A 匀速提升至高处。他用竖直向下的力F拉绳时，滑轮组的机械效率为。已知：F=100N，=80%，物体 A 匀速上升的速度为 0.05m/s。若不计绳重和轴摩擦，则（）A绳子自由端移动的速度为 0.2m/s B拉力F做功的功率为 15W C动滑轮受到的重力为 60N D10s 内，拉力F所做的有用功为 150J 答案：BC 解析：A由图可知，拉着动滑轮绳子的段数为 3，绳子自由端移动的速度为 绳=物=3 0.05m/s=0.15m/s 故 A 错误；B拉力F做功的功率为 10 =绳=100N 0.15m/s=15W 故 B 正确；C物体的重力为 物=80%3 100N=240N 动滑轮的重力为 动=物=3 100N 240N=60N 故 C 正确；D10s 内，拉力F所做的总功为 总=15W 10s=150J 有用功为 有=总=80%150J=120J 故 D 错误。故选 BC。13、如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体 A 相对地面静止，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）。下列说法正确的是（）A弹簧测力计读数为 6N BF2的功率为 0.6W C如果增大F2，物体 A 不会向左运动 11 D物体 A 和地面之间摩擦力为 7N 答案：BC 解析：A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，由力的平衡条件可得，弹黉测力计的示数为 F=3F2=33N=9N 故 A 错误；B由图可知，水平使用滑轮组，n=2，绳子自由端移动的速度为 v=2v物=20.1m/s=0.2m/s 则拉力F2做功的功率为 P=F2v=3N0.2m/s=0.6W 故 B 正确；C由题意可知，物体 A 静止，受力平衡；由于摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，如果增大F2，物体 A 受到物体 B 对它的摩擦力大小不变，物体 A 受到的地面的摩擦力也大小不变，可知此时物体 A 仍然处于静止状态，不会向左运动，故 C 正确；D由图知，水平使用滑轮组，n=2，则物体 B 受到物体 A 的摩擦力 fB=2F2=23N=6N 根据力作用的相互性可知，物体 B 对物体 A 的摩擦力向左，大小为 6N；对 A 受力分析，A 处于静止状态，水平方向上受到水平向右的拉力F1、水平向左的 B 对 A 的摩擦力f、地面对 A 水平向右的摩擦力f，则物体 A 和地面之间摩擦力为 f=f-F1=6N-4N=2N 故 D 错误。12 故选 BC。14、如图所示，甲滑轮组中动滑轮总重为G甲，乙滑轮组中动滑轮重为G乙，且G甲=3G乙，有 A、B 两个物体，已知GA=2GB。用甲乙两滑轮组，分别匀速提升 A、B 两物体，在相同时间内，物体 A 被提升高度为物体 B 被提升高度的一半，若不计绳重和轴摩擦，则下列判断正确的是（）A甲、乙两个滑轮组的机械效率相等 B拉力F1的功率大于F2拉力的功率 C若用甲滑轮组提升 B 物体，其机械效率将提高 D若用乙滑轮组提升 A 物体，其机械效率将提高 答案：BD 解析：A由题知 G甲=3G乙，GA=2GB 所以 GAGB=21 G甲G乙=31 因为不计绳重和滑轮轴处摩擦，所以 F1=14(GA+G甲)=14(2GB+3G乙)13 F2=12(GB+G乙)所以 F1F2 又由题意可知 h1h2=12 1=AA1A=AA14A=A41 2=BB2B=BB22B=B2B 12=A41B22=241122=F2F1 因为 F1F2 所以甲、乙两个滑轮组的机械效率不相等，故 A 错误；B拉力移动距离之比 sAsB=4hA2hB=4122=11 拉力做功之比 W1W2=F1sAF2sB 因为做功时间相同，所以功率之比 P1P2=W1W2=F1sAF2sB=F1F2 因为 F1F2 所以拉力F1的功率大于拉力F2的功率，故 B 正确；14 C因为GA=2GB，若用甲滑轮组提升 B 物体，这时物重减小，其他条件不变，有用功减小，有用功在总功中的比值减小，机械效率减小，故 C 错误；D因为GA=2GB，若用乙滑轮组提升 A 物体，这时物重增大，其他条件不变，有用功增大，有用功在总功中的比值增大，机械效率提高，故 D 正确。故选 BD。15、一小学生从滑梯上匀速滑下，在这个过程中，下列说法正确的是（）A小学生对滑梯的压力做了功 B小学生受到的重力没有做功 C小学生受到支持力没有做功 D学生受到的重力做了功 答案：CD 解析：A小学生从滑梯上匀速滑下，学生对滑梯有压力，但没有在压力方向移动距离，所以压力没有做功，故 A 错误；BD学生从滑梯上匀速滑下过程中，学生在重力的方向上通过了距离，所以学生受到的重力做了功，故 B 错误，D 正确；C小学生受到支持力作用，但不是在支持力的方向上通过的距离（支持力方向与运动方向垂直），所以支持力没做功，故 C 正确。故选 CD。综合题 16、阅读下列短文，回答问题：2020 年 11 月 24 日凌晨，在中国人民酣睡进入梦乡的时刻，中国的航空航天历史再进一步，取得了又一次重15 大突破！根据央视新闻报道，2020 年 11 月 24 日凌晨 4 时 30 分，中国长征五号运载火箭搭载着嫦娥五号月球探测器在海南文昌航天发射场成功发射升空。这次嫦娥五号任务的主要目标是完成月球采样并返回，但这次嫦娥五号登月，没有像之前一样带着玉兔二号月球车去采集月球表面物质，只通过一个机械臂来实现采样。这是中国首次月球采样返回任务，也是首次地外天体采样任务，同样也是迄今为止我国执行的最为复杂的航天任务，嫦娥五号探月意味着中国航天事业从此将开启新的篇章。“长征”送“嫦五”，中国探月工程嫦娥五号成功发射！（1）发射“嫦娥五号”的长征五号运载火箭采用液氢为燃料，是利用液氢的_大的优点；嫦娥五号月球探测器穿过大气层时，包裏探测器的整流罩与大气层发生剧烈摩擦，整流罩温度迅速升高，在这个过程通过_（选填“做功”或“热传递”）增大了它的内能。由于整流罩不善于导热、并且熔点_（选填“高”或“低”），因此能对探测器起到保护装置。（2）如图甲所示，是嫦娥五号“忘带”的玉兔二号月球车，它有六个宽大的车轮，是为了_；假定在月球车前面有一起石头，当车轮通过石块时，可将石块与车轮的接触点看作是支点，1为车轮受到的推力，2为阻力，如图乙所示。通过分析可知，石块高度越高（不高于车轮半径），推力_（选填“越大”或“越小”）（3）计算：假设月球车的质量是 135 千克，月球引力约是地球引力的六分之一，月球车在月面上行驶时，受到的阻力是月球车在月球所受“重力”的0.2倍，则月球车在月面上行驶 20 米克服阻力做的功为多少焦耳_。（地球上的=10N/kg）答案：热值 做功 高 减小压强 越大 900J 16 解析：（1）1火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。2当探测器在大气层中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，克服摩擦做功，内能增加，这是通过做功的方式改变物体的内能。3由于整流罩不善于导热、并且熔点高，不易熔化，因此能对探测器起到保护作用。（2）4玉兔二号月球车有六个宽大的车轮，是通过增大受力面积的方法来减小压强的。5车轮通过石块时，支点为车轮与石块的接触处（如图中的O点），从支点O向阻力2、动力1的作用线作垂线，支点O到垂足的距离为相应的力臂2、1，如图所示：由图可知，石块高度越高（不高于车轮半径），动力臂ll越小、阻力臂l2越大，阻力2（即车轮的重力）不变，由杠杆平衡条件11=22可得：1=221，则1越大，即所需推力越大。（3）6月球车在地球上的重力 =135kg 10N/kg=1350N 由题意可得，月球车对月面的压力 =月=16=16 1350N=225N 月球车在月面上行驶时，受到的阻力 =0.2月=0.2 225N=45N 在月面上行驶 20 米克服阻力做的功 17 =45N 20m=900J 17、将酒敞口放置，酒精度（酒中酒精的体积百分比）会变化吗?小科认为：只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品，动手制作“密度秤”米测量酒的密度。步骤：按图甲制作好秤杄，提起提纽，移动秤砣（小螺母），当秤杄水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度（单位：g/cm2）步骤：按图乙所示，将大螺母浸没在水中（大螺母必须浸没且不碰底），提起提纽，移动秤砣，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为 10 等份。步骤：测量酒的密度。（1）应用：小科用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为 0.92g/cm3和 0.96g/cm3，已知酒精密度为 0.8g/cm3，应用密度知识可判断出其酒精度_（填“变大”“不变”或“变小”）；（2）反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是_；（3）拓展：小科若要测量食盐水的密度，他应先在密度秤上增加大于 1 的刻度，请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程：_。答案：变小 见详解 见详解 解析：（1）1刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为 0.92g/cm3和 0.96g/cm3，酒精密度小于水的密度，酒的密度变大说明酒精变少了，其酒精度变小。18 （2）2根据题意，一开始两边杠杆平衡，根据杠杆平衡条件有 m大螺母gL1=m小螺母gL2 完全浸没后，有 大螺母1液=小螺母2 两式联立，变形可得 液=小螺母(2 2)=小螺母 根据题意，想让刻度按照距离均匀等分，则 液与L必须为线性关系，所以小螺母为定值，则V必须为定值，所以每次大螺母都必须浸没。（3）3因为刻度均匀，故使用刻度尺，测量 01 之间的距离为L0，在“1”右边距离L0的位置标上“2”，并将 12等分为 10 份，分别标上 1.11.9 刻度。若总距离不足以标到“2”，则根据杆的实际总长度相应改变最大值。18、阅读短文，回答问题。无链条电动自行车 无链条电动自行车，整体外形时尚，没有了链条，外观变得与普通自行车或电动车有些不同，如图所示。无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可通过车上的发电机转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。所以使骑行者更省力，同时减少了对环境的污染。图中所示这款无链条电动自行车，其锂电池容量一次充满为1.08106J。若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池，“电力驱动”可水平正常行驶 1.8104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，“混合动力驱动”可使车水平连续行驶 3.2104m。与链条车相比，这种新型自行车具备许多优点。比如：省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便，骑行 12000km 也无须大修。因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。19 (1)骑行者踩脚踏板的目的是把踩脚踏板的动能转化为_能存储。(2)无链条电动自行车前进是通过_驱动后轮转化成机械能，驱动车子前进。(3)骑行时无链条电动自行车的车把龙头相当于_杠杆（选填“省力”或“费力”或“等臂”）。(4)文中第二段所提的测试情景，无链条电动自行车充满电水平正常行驶时，若仅靠“电力驱动”，获得的平均动力为_N。若靠“混合动力驱动”时，人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为_。(5)小华骑着无链条电动自行车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P。快进入闹市区时，小华松开一半调速板，使车子的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面四个图像中，表示该过程中汽车的速度与时间的关系正确的是()答案：电 电能 省力 60 79 C 解析：(1)1“发电机”实现“自发电”的发电原理是电磁感应现象，无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的机械能通过发电机转化为电能；(2)2无链条电动自行车的前进是由车子的锂电池存储之后，再通过电动机驱动后轮再次转化成机械能。(3)3车把龙头看成一个轮轴，轮半径大于轴半径，所以无链条电动自行车的车把龙头是省力的。20 (4)45不考虑能量损失时，锂电池充满电时获得的能量W=1.08106J，水平正常行驶的路程s=1.8104m，仅靠“电力驱动”获得的平均动力 =1.08 106J1.8 104m=60N 若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，“混合动力驱动”可使车水平连续行驶 3.2104m，则需要的总机械能 总=总=60N 3.2 104m=1.92 106J 人所提供的能量 人=总 =1.92 106J 1.08 106J=8.4 105J 所以，人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比 人=8.4 105J1.08 106J=79(5)6根据P=Fv可知，当电动自行车的速度减小时，其牵引力增大，受到的合力减小，电动自行车的速度减少变缓，当牵引力和阻力相等时，电动自行车做匀速直线运动，故 C 正确。