一、初中物理功和机械能问题1．如图，细线上端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动，A、B是球摆动过程中的最高点，C是最低点，不计空气阻力，则（）A．球在C点时受力平衡B．球在A点时速度最大C．球在A点时绳子突然断开，小球将静止不动D．球在B点时所受外力同时消失，小球将静止不动【答案】D【解析】【分析】【详解】A．球在C点时，不是处于平衡状态，所以受到的不是平衡力，故A错误；BCD．小球在A、B两点时，是摆动过程中的最高点，此时的动能最小，速度最小为0，若在A点时绳子突然断开，小球由于受到重力的作用，会向下运动，若在B点时，所受的外力同时消失，则球会保持静止不动，故A、C错误，D正确。
故选D。
2．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B．运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力C．运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功D．杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力【答案】A【解析】【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可；从平衡力和相互作用力的条件判断两个力是平衡力，还是相互作用力；平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；相互作用力：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。
【详解】A．杠铃受到的重力和对它的支持力符号二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故A正确；B．运动员所受的重力和地面对它的支持力，大小不相等，所以不是一对平衡力，故B错误；C．因为做功需要对物体施力，并且在力的方向上需要移动距离，而运动员向上支持杠铃，但没有发生位移，故C错误；D．杠铃对运动员的压力和人对它的支持力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故D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．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到A．a点B．b点C．c点D．d点【答案】C【解析】【详解】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。
故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。
5．下列关于做功和功率的说法中正确的是（）A．有力作用在物体上，力一定对物体做功B．物体对外做功越多，功率就越大C．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，功率为零D．物体受到的作用力越大，力对物体做功就越多【答案】C【解析】【分析】【详解】A．有力作用在物体上，没有通过距离，力对物体没有做功，故A错误；B．根据WPt=可知，功率大小同时跟做功多少和做功时间有关，因此做功越多，功率不一定越大，故B错误；C．在光滑的水平面上，物体依靠物体的惯性做匀速直线运动，水平方向上没有受到力的作用，没有力对物体做功，因此功率为零，故C正确；D．力对物体做功大小W Fs=，做功多少同时跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关，故D错误。
故选C。
6．班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。
为此，需要测量一些物理量。
下列物理量中必须测量的是()①五楼到一楼的高度H；②从一楼到达五楼所用的时间T；③每个同学的体重G；④四楼到五楼楼梯的长度L。
A．①②③B．②③④C．①③D．②③【答案】D【解析】【详解】由功率公式得W GHPT T==学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H高度相同，没有必要测量高度H的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。
故选D。
7．一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A．60J B．600J C．6000J D．0000J【答案】C【解析】【分析】【详解】上楼过程中要克服重力所做的功，根据题意知道，该同学的质量是50kg，所以体重是：G=mg=500N，楼层高度越是3m，一楼走到五楼的高度大约是：h=4×3m=120m，所以，上楼过程中克服重力所做的功是：W=Gh=500N×12m=6000J，故选C．【点睛】本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大．8．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。
9．在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（）A．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用B．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力【答案】C【解析】【分析】【详解】A．惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运动，是因为物体具有惯性。
故A错误；B．惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。
被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。
故B错误；C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故C正确；D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。
故D错误。
故选C。
10．如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间t ab＞t cd，运动距离s ab=s cd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（）A．ab段做功较多B．ab段与cd段的功一样多C．ab段功率较大D．ab段与cd段的功率一样大【答案】B【解析】【分析】【详解】拉力大小相等且s ab＝s cd，根据W＝Fs可知：拉力所做的功相同，故A错误，B正确；由于t ab＞t cd，根据WPt得：P ab＜P cd，故C、D错误．11．甲、乙两个物体，分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线运动.若甲所受的重力是乙的3倍，甲受的水平拉力是乙受的水平拉力的2倍，甲的运动速度是乙的运动速度的1倍，则拉力对甲乙两物体做功之比和所用时间之比可能是A．1:1 2:1 B．2:1 1:1 C．3:2 2:3 D．3:2 3: 2【答案】B【解析】【详解】由题知两物体受到的拉力之比F甲:F乙=2:1速度之比:v甲:v乙=1:1A．若做功之比:W甲:W乙=1:1因为W=Fs,所以运动路程之比:s甲:s乙=WF甲甲:WF乙乙=12:11=1:2因为v=st速度相同,所用时间与路程成正比:t甲:t乙=s甲:s乙=1:2故A不符合题意；B．若做功之比:W甲:W乙=2:1因为W=Fs,所以运动路程之比:s甲:s乙=WF甲甲:WF乙乙=22:11=1:1因为v=st,速度相同,所用时间与路程成正比:t甲:t乙=s甲:s乙=1:1故B符合题意；CD．若做功之比:W甲:W乙=3:2因为W=Fs,所以运动路程之比:s甲:s乙=WF甲甲:WF乙乙=32:21=3:4因为v=st速度相同,所用时间与路程成正比:t甲:t乙=s甲:s乙=3:4故CD不符合题意。
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B．功率增大、机械效率不变C．功率不变、机械效率不变D．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WPt可知，功率变大。