一、初中物理功和机械能问题
1.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 C.功率不变、机械效率不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B.功率增大、机械效率不变 D.功率不变、机械效率增大
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P?故选B。
W可知,功率变大。故ACD错误,B正确。 t
2.如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙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.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等 B.木块第1次受到的拉力较大 C.木块两次的动能一样多 D.两次拉力对木块做的功一样多 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB.从图象上可以看出,木块两次都是作匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变,则两次滑动摩擦力大小不变,
所以两次木块受到的拉力相等,故A选项正确,B选项错误;
C.从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块的质量不变,所以第一次木块具有的动能多,故C选项错误;
D.从图中可以看出,在相同拉力作用下,木块两次运动的距离不同,所以木块两次所做的功不同,故D选项错误。 故选A。
3.2019年5月17日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。下列说法错误的是( )
A.运载火箭加速上升过程中,重力势能变小,动能增大 B.运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的 C.北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用
D.北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时,动能变小,机械能守恒 【答案】A 【解析】 【分析】
物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大;物体间力的作用是相互的;物体受平衡力的作用处于平衡状态;在太空中,卫星绕地球运动时,没有阻力作用,没有克服摩擦做功,机械能守恒。 【详解】
A.火箭上升过程中高度增大,重力势能增大,速度增大,动能增大,故A错误,符合题意;
B.火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力,空气给火箭以反作用力,是利用了物体间力的作用是相互的,故B正确,不符合题意;
C.火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变,故受到非平衡力的作用,故C正确,不符合题意;
D.北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时,速度减小,高度增加,所以动能减小,势能增加;北斗卫星在地球大气层外运行,不受空气阻力的作用,只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒,故D正确,不符合题意。 故选A。
4.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:①F1做的功等于F2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;④F1做功的功率等于F2做功的功率;其中正确的为( )
A.①、②、③
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
B.②、③、④ C.①、③、④
D.①、②、③、④
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总?Fs=?G?G动?h
故F1做的功等于F2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
??即机械效率相等,故②正确;
W有用GhG?? W总?G?G动?hG?G动③甲滑轮组由两段绳子承重,拉力为
F1?乙滑轮组由三段绳子承重,拉力为
1G?G动? ?2F2?1G?G动? ?3W知,F1做功的功率等于F2做功的功率,④t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P?正确; 故选D。
5.如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景,对此过程
A.运动员下滑过程中动能增大,重力势能也增大
B.运动员下滑过程中,动能的增加量等于重力势能的减小量 C.运动员的动能是由重力势能转化来的
D.运动员弓着腰,是为了通过降低重心来增大惯性 【答案】C 【解析】 【详解】
A.运动员下滑过程中,质量不变,速度越来越大,高度不断变小,所以动能增大,重力势能减小,故A错误;
B.运动员下滑过程中,由于要克服摩擦做功,有一部分动能转化为内能,所以动能的增加量小于重力势能的减小量,故B错误;
C.运动员下滑过程中,动能增大,重力势能减小,所以,运动员的动能是由重力势能转化来的,故C正确;
D.运动员弓着腰,是通过降低重心来增加稳度,不能改变惯性的大小,故D错误。 故选C。
6.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 【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。
B.乙较多
C.相等
D.无法确定
7.如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段,则运动员( )
A.助跑阶段机械能不变
B.起跳时机械能为零 C.经过最高点时动能最大 D.经过最高点时重力势能最大 【答案】D 【解析】 【分析】
影响动能大小的因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度;质量越大,高度越大,重力势能就越大;机械能等于动能和势能之和。 【详解】
A.助跑阶段,运动员的质量不变,速度逐渐增大,因此动能增大;运动员的高度不变,则重力势能不变,机械能等于动能和势能的和,动能增大,重力势能不变,所以机械能增大,故A错误;
B.起跳时,运动员的速度达到最大值,动能达到最大值,重力势能不变,机械能达到最大值,故B错误;
C.上升过程中,动能转化为重力势能,所以经过最高点时,动能减小,重力势能最大,故C错误;
D.最高点时,高度达到最大值,因此重力势能也达到最大值,故D正确。 故选D。 【点睛】
影响动能大小的因素有质量和速度,分析动能的变化就是分析质量和速度的变化;影响重力势能的因素是质量和高度,分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化。解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词,从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼,从而分析机械能的变化情况。
8.如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.在a到b的过程中,运动员对铅球做了功 B.在b到c的过程中,运动员对铅球没有做功 C.在c到d的过程中,没有力对铅球做功
D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
图中从a到b过程中,运动员对铅球施加了力,铅球在力的方向上通过距离,故运动员对