高中物理 功与机械能六套经典习题、一套经典试卷 新人教版必修1
高一物理机械能简单人教版,高一下期物理,试卷含答案

高一物理专题复习重力势能机械能守恒动能定理功和能功率等六大部分精编习题集姓名:第一部分重力势能机械能守恒定律一、选择题(每小题中至少有一个选项是正确的)1.关于重力势能的说法正确的是()A.重力势能由重物本身因素决定B.重力势能有负值,因此说重力势能是矢量C.重力做功才有重力势能,重力不做功,物体就不具有重力势能D.重力做功引起重力势能变化2.关于重力、摩擦力做功的叙述中,下列叙述正确的是()A.物体克服重力做了多少功,物体的重力势能就增加多少B.重力对物体做功只与始、末位置有关,而与路径无关C.摩擦力对物体做功也与路径无关D.摩擦力对物体做功与路径有关3.下面的实例中,机械能守恒的是:()A.小球自由下落,落在竖直弹簧上,将弹簧压缩后又被弹簧弹起来。
B.拉着物体沿光滑的斜面匀速上升。
C.跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降。
D.木块沿光滑的斜面以速度v0从底端向上滑动的过程中。
4.下述说法正确的是()A.物体所受的合力为零,机械能一定守恒B.物体所受合力不为零,机械能一定不守恒C.物体受到重力、弹力以外的力作用时,机械能一定不守恒D.物体在重力、弹力以外的力做功时,机械能一定不守恒5.关于动能、势能和机械能,正确的说法是:()A.速度大的物体动能不一定大;B.机械能大的物体动能不一定大;C.质量大的物体重力势能一定大;D.形变大的物体弹性势能一定大。
6.当重力对物体做正功时,物体的重力势能和动能可能的变化情况,下面说法正确的是()A.重力势能一定增加,动能一定减小;B.重力势能一定减小,动能一定增加;C.重力势能一定减小,动能不一定增加;D.重力势能不一定减小,动能一定增加。
7.质量为m的小球,以速度v在高为H的光滑平台上运动,当它滑离平台下落经过高为h的某一点,它的()A.重力势能为mg(H—h)B.动能为mgh+m v2/2;C.动能的增加量为mg(H—h)D.机械能为mgH+ m v2/2。
高一物理功和机械能试题答案及解析

高一物理功和机械能试题答案及解析1.下列关于使用机械的说法,错误的是:()A.实际情况下,使用机械总是费功的B.不管什么情况下,使用机械都不可能省功C.使用机械一定可以省力D.使用机械可能更费力【答案】C【解析】A、实际情况下,所有机械都存在摩擦阻力所以均费功;正确不选BCD、使用机械或省力,或省距离,就是不能省功;C错误应选故选C【考点】功的原理点评:使用机械或省力,或省距离,但是就是不能省功,实际情况下机械都存在摩擦力,都费功。
2.下列说法正确的是A.核能是一种常规能源B.煤、石油、天然气叫做新能源C.大量消耗常规能源产生了“温室效应”D.燃烧煤炭时生成的二氧化硫使雨水酸度升高,形成酸雨【答案】CD【解析】核能越用越少,短时间内不可再生,所以核能是不可再生资源,A错煤、石油、天然气是化石能源,不是新能源,B错的含量增大会引起温室效应,大量消耗常规能源会产生二氧化碳,故大量消耗常规能大气中CO2源产生了“温室效应”,C对燃烧煤炭时生成的二氧化硫使雨水酸度升高,形成酸雨,D对所以应该选CD3.起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是α,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功是。
()A.mgh B.mαh C.m(g+α)h D.m(g-α)h【答案】C【解析】略4.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。
其正上方A位置有一只小球。
小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零。
小球下降阶段下列说法中不正确的是A.在C位置小球动能最大B.在B位置小球动能最大C.从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D.从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加【答案】B【解析】因为小球在C时重力等于弹力,故此时小球的速度最大,此时的动能最大,而B处的速度不是最大,故B处的动能也不最大,所以A的说法正确,B的说法错误;小球从A→C位置,重力势减小,动能增大,弹簧的弹性势能也增大,减小的重力势能等于动能与弹性势能的增加量之和,故选项C的说法正确;而A与D位置的小球动能都是0,A处是重力势能,D处是弹簧的弹性势能,故从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加,选项D的说法正确,该题是让选不正确的,故B符合题意。
高一物理功和机械能(含详细知识点和试题)(必属)

一、功1.见解:一个物体碰到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转变的量度。
2.条件: .力和力的方向上位移的乘积3.公式: W=F S cos θW ——某力功,单位为焦耳(J )F ——某力(要为恒力),单位为牛顿(N )S——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m)——力与位移的夹角4.功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成“物体战胜某力做功”。
当[0, ) 时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功;2当时,即力与位移垂直功为零,力不做功;2当( , ] 时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功;25.功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6.功仅与 F、S 、θ 有关,与物体所受的其他外力、速度、加速度没关。
7.几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即 W总=W1+W2+ +Wn 或 W总 = F 合 Scos θ8。
合外力的功的求法:方法 1:先求出合外力,再利用 W=Flcos α求出合外力的功。
方法 2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
对功的认识:1. 做功与否的判断问题物体碰到力的作用, 若是物体在力的方向上发生位移, 我们就说力对物体做了功。
可见做功与否的判断,依照的是功的两个要素:力与力的方向上的位移。
2. 做功多少的计算问题做功多少是依照功的公式来计算的,功的公式为:,其中各个物理量的含义以下: F 是做功的力; s 是力所作用的那个物体的位移;而 则是力 F 与位移 s 之间的夹角。
3. 做功快慢的描述问题PW做功的快慢程度用功率来描述,功率的定义式是: t功率的导出式是:PFv cos前者用于计算某段时间内的平均功率, 后者则用于计算某个时辰 瞬时功率。
4. 对功的物理含义的理解关于功我们不但要从定义式 W Fs cos 进行理解和计算,还应理 解它的物理含义。
功是能量转变的量度,即:做功的过程是能量的一 个转变过程,这个过程做了多少功,就是多少能量发生了转变。
人教版 功和机械能单元测试题试卷

人教版功和机械能单元测试题试卷一、选择题1.如图所示,重为G的物体在拉力F的作用下,以速度v匀速运动距离为s,已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一,不计绳重、轮与轴间的摩擦,下列说法正确的是()A.使用该滑轮组一定省力B.拉力的功率为FvC.额外功为1n(2nF﹣G)s D.滑轮组的机械效率为2GF2.用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计.则A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙B.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙3.下列说法正确的是()A.受平衡力作用的物体,因为受力平衡,合力为零,所以机械能一定不变B.木块沿斜面匀速下落的过程中,重力势能转化为动能C.用食品夹夹取蛋糕时,食品夹属于费力杠杆D.擦地板时,增加拖布对地板的压力是为了增大压强4.如图所示,A物体受到的重力是 100N,在拉力F 的作用下,能以 0.2m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。
已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为 80%,则下列说法正确的是()A.拉力F 的功率是 1W B.2s 内绳子自由端移动的距离是 1.2m C.5s 内拉力所做功的大小是 15J D.物体 A受到水平地面的摩擦力大小是 8N 5.端午节是我国的传统节日,很多地方举行了赛龙舟活动,极大丰富了人们的文化生活,关于赛龙舟活动,以下分析不正确的是()A.运动员划水的船桨是费力杠杆B.龙舟漂浮在水面上,说明龙舟受到的浮力大于重力C.运动员向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的D.划船时,水既是受力物体同时也是施力物体G=,拉力大6.用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进,已知小车的重力10N F=,该装置的机械效率是60%,则小车与地面之间摩擦力为()小15NA.27N B.36N C.18N D.270N7.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。
物理功和机械能测试题及答案整理版.doc

功和机械能综合测试题附参考答案一、选择题:(每小题3分,共30分)1.如图15-1所示的四种情景中,人对物体做功的是()图15-12.用100N的水平力F1在光滑的水平面上拉1000N的重物,用100N的水平拉力F2沿粗糙水平面拉500N的重物,分别前进了10m.则()A.F1做功多B.F2做功多C.F1、F2做功一样多D.不能判断3.下列说法中正确的是()A.机械效率越高的机械做功越快B.机械效率越高的机械做功越多C.功率越大的机械做功越多D.功率越大的机械做功越快4.使用简单机械的好处是( )A.减少额外功B.增大功率C.省力又省功D.省力或方便工作5.体育课上掷铅球,某同学用550N的推力将38N的铅球推出了7.5m远,这位同学在推铅球时对铅球做的功为( )A.285J B.4125JC.4 410J D.无法判断6.某同学用一滑轮组分别将两个质量不等的重物匀速提升相同的高度(不计摩擦),则在两次提升重物的过程中( )A.机械效率相等B.做的额外功相等C.做的总功相等D.绳子自由端移动的距离不等7.一个人用同样大小的水平方向的力拉木箱,分别在光滑和粗糙的两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( )A.在粗糙的地面上做功较多B.在光滑的地面上做功较多C.两次做功一样多D.条件不足,无法比较两次做功的多少功的计算8.起重机将500N的货物匀速吊起12m,然后将货物水平移动2m,在整个过程中起重机拉力做的功为()A.7×103JB.6×103JC.1000JD.1.2×104J9.如图15-2所示,一个质量为50kg的人,在10s内连续向上跳12个台阶,已知每个台阶的高度为0.2m,则这个人在这段时间内的功率是()(g取10N/kg)图15-2A. 1200WB. 10WC. 12WD. 120W10.挖掘机挖土的速度往往很慢,这是为了( )A.保证挖掘质量B.获得较大挖掘动力C.可以节约燃料D.保证挖掘施工安全11.用竖直向上的拉力F1和F2使质量相同的两物体分别以速度v1和v2匀速上升h,拉力所做的功为W l和W2,拉力的功率为P1和P2,已知v1>v2,则( )A.W1=W2,P l=P2B.W1=W2,P l>P2C.W1=W2,P l<P2 D.W1>W2,P l=P212.甲、乙两人“五一”假期爬山,已知两人质量之比3:2,同时出发,测得所花时间之比为9:10,则P乙:P甲是( )A.20:27 B.3:5C.5:3 D.27:2013.小敏同学和她所骑自行车总重约600N,上学路上她骑车在20s内匀速通过了一段长100m 的平直公路,若自行车所受路面的阻力约为人和车总重的0.05倍,则通过该段公路时,小敏同学蹬车的功率约是( )A.150 W B.300WC.1500W D .3000W14.“跳远”是一项常见的体育运动。
高一物理机械能试题

机械能测试题一一、选择题1.质量为m 的物体从地面上方H 高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h 的坑,如 图1所示,在此过程中( )A .重力对物体做功为mgHB .物体的重力势能减少了mg (H +h )C .外力对物体做的总功为零D .地面对物体的平均阻力为mg (H +h )/ h2.下列说法中,正确的是 ( )A .物体克服重力做功,物体的重力势能一定增加,机械能可能不变B .物体克服重力做功,物体的重力势能一定增加,机械能一定增加C .重力对物体做正功,物体的重力势能一定减少,动能可能不变D .重力对物体做正功,物体的重力势能一定减少,动能一定增加3.在下列情况中,物体的机械能守恒的有( )A .正在空中匀速下落的降落伞B .在环形轨道上运动的过山车C .在空中作斜抛运动的铅球D .正在用力荡秋千的学生4.a 、b 、c 三个质量相等的球自同一高度以相同速率抛出,a 球竖直上抛,b 球水平抛出,c 球竖直下抛。
设三球落地时的速率分别为v a 、v b 、v c ,则 ( )A .v a >v b >v cB .v a =v b >v cC .v a <v b <v cD .v a =v b =v c5.如图5所示,在跨过一光滑轻滑轮的绳子两端分别挂着质量为m 1、m 2的两个 物体,已知m 2>m 1。
若m 2以加速度a 向下运动时,阻力不计,则( )A .m 1、m 2的总机械能不守恒B .m 2的机械能守恒C .m 1、m 2的总机械能守恒、动量守恒D .m 1、m 2的总机械能守恒、动量不守恒6.关于功率的说法,正确的是 ( )A .由P =t W 知,力做功越多,功率就越大B .由P =F ·v 知,物体运动越快,功率越大C .由W =Pt 知,功率越大,力做功越多D .由P =Fv cos θ知,某一时刻,力大速率也大,功率不一定大7.设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速度平方成正比,当飞机以速度v 水平匀速飞行时,发动机的功率为P .若飞机以速度3v 水平飞行时,发动机的功率为 ( )A .3PB .9PC .18PD .27P8.汽车由静止开始运动,若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动,则( )A .不断增大牵引力功率B .不断减小牵引力功率C .保持牵引力功率不变D .不能判断牵引力功率如何变化9.质量为m 的物块始终固定在倾角为θ的斜面上,如图2,下列说法中正确的是( )A .若斜面向右匀速移动距离s ,斜面对物块没有做功B .若斜面向上匀速移动距离s ,斜面对物块做功mgsC .若斜面向左以加速度a 移动距离s ,斜面对物块做功masD .若斜面向下以加速度a 移动距离s ,斜面对物块做功m (g +a )s10.质量为2 t 的汽车,发动机的功率为30 kW ,在水平公路上能以54 km/h 的最大速度行 驶,如果保持功率不变,汽车速度为36 km/h 时,汽车的加速度为 ( )A .0.5 m/s 2B .1 m/s 2C .1.5 m/s 2D .2 m/s 2图1 图5图2F 1 F 2 m M 图2 A B C D 图3v m 1m 2图5图611.如图2所示,一轻弹簧左端固定在长木块M 的左端,右端与小物块m 连接,且m 与M 及M 与地面间接触面光滑.开始时,m 和M 均静止,现同时对m 、M 施加等大反向的水平恒力F 1和F 2,从两物体开始运动以后的整个过程中,对m 、M 和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度,M 足够长),下面正确的说法是( )A .由于F 1、F 2分别对m 、M 做正功,故系统机械能不断增大B .由于F 1、F 2等大反向,故系统的动量守恒C .当弹簧拉伸到最长时,m 和M 的速度皆为零,系统的机械能最大D .当弹簧弹力大小N 与F 1、F 2大小相等时,m 、M 的动能最大12.如图3所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A 位置有一只小球.小球 从静止开始下落,在B 位置接触弹簧的上端,在C 位置小球所受弹力大小等于重力,在D 位置小球速度减小到零.对于小球的下降阶段,下列说法中正确的是( )A .在B 位置小球动能最大B .在C 位置小球动能最大C .在A →C 位置小球重力势能的减少量小于小球动能的增加量D .在A →D 位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 13.美国的NBA 篮球赛非常精彩,吸引了众多观众.经常有这样的场面:在临终场0.1s 的时候运动员把球投出且准备命中,获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程中对篮球做功为W ,出手高度为h 1,篮框距地面高度为h 2,球的质量为m ,空气阻力不计,则篮球进框时的动能为( )A .W+mgh 1-mgh 2B .W+mgh 2-mgh 1C .mgh 1-mgh 2-WD .mgh 2-mgh 1-W14.测定运动员体能的一种装置如图5所示,运动员的质量为m 1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮摩擦和质量),绳的另一端悬吊的重物质量为m 2,人用力向后蹬传送带而人的重心不动,设传送带上侧以速度v 向后运动,则( )A .人对传送带不做功B .人对传送带做功C .人对传送带做功的功率为m 2gvD .人对传送带做功的功率为(m 1+m 2)gv15.如图6所示,一小球从光滑圆弧轨道顶端由静止开始下滑,进入光滑水平地面又压缩弹 簧,在此过程中,小球的重力势能和动能的最大值分别为E p 和E k ,弹簧的弹性势能的最大值为p E '.它们之间的关系是( )A .E p =E k =p E 'B .E p >E k >p E 'C .E p =E k +p E 'D .E p +E k =p E ' 16.质量为m 的子弹以水平速度v 0射向放在粗糙水平面上的质量为M 的木块,木块与水平 面间的动摩擦因数为μ,子弹击穿木块后以不变的速度v 1运动,此时木块速度为v 2,木块 最后停止.设子弹击穿木块过程时间极短,子弹击穿木块的过程中木块的位移可忽略不计, 子弹的比热容为c ,击穿木块过程中子弹温度升高△t ,则下列有关说法中正确的有( )A .可以肯定子弹击穿木块过程中产生的内能为cm △t图7 O AB α图8v 0A B 图10 B .子弹击穿木块过程中产生的内能为222120212121Mv mv mv -- C .在木块停止运动前的整个过程中产生的内能为21202121mv mv - D .在整个过程中产生的内能为μMgs17.航天员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态向下摆,到达竖直状态的过程如图7所示,航天员受重力的瞬时功率变化情况是( ) A .一直增大 B .一直减小 C .先增大后减小 D .先减小后增大18.如图8所示,一个半径为R 的半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点是其圆心,碗的 内表面及碗口光滑,一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为2m 、m 的小球A 、B.将 球A 放在碗口边沿的内侧,球B 悬在碗外,由静止释放.当球A 滑到图中α=60°的位置时, 球B 的速度是( )A .11)13(88Rg vB -= B .13)12(88Rg v B -=C .11)13(66Rg v B -=D .13)12(66Rg v B -= 19.如图10所示,在光滑水平面上静止放着表面光滑可自由移动的半圆形小滑块B ,一质量与B 相等的小球A ,以速度v 0向右运动,当A 越过B ,离开B 后,B 最终将( )A .仍停在原来位置B .向右做匀速直线运动C .停在原位置右侧D .停在原位置左侧20.水平面上甲、乙两物体,在某时刻动能相同,它们仅在摩擦力作用下停下来.图7-1中的a 、b 分别表示甲、乙两物体的动能E 和位移s 的图象,则图7-1二、填空题21.以10m/s 的速度将质量为m 的物体竖直向上抛出,若空气阻力忽略,g =10m/s 2,则物体上升的最大高度是_______m ,当物体上升至高度为____m 时重力势能和动能相等。
高一物理功和能练习题及答案

功和能练习题一、选择题1. 关于摩擦力做功,下列说法中正确的是〔 〕A. 静摩擦力一定不做功B. 滑动摩擦力一定做负功C. 静摩擦力和滑动摩擦力都可做正功D. 相互作用的一对静摩擦力做功的代数和可能不为02.一人自高出地面h 处开始,水平抛出一个质量为m 的物体.物体落地时的速率为v ,不计空气阻力,则人对物体所做的功为〔 〕A .mghB .mgh /2C .21mv 2D .21mv 2-mgh 3、在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到V m ,立即关闭发动机而滑行直到停止,v-t 图线如图,汽车的牵引力大小为F ,摩擦力大小为f ,全过程中,牵引力做功为W 1,克服摩擦力做功为W 2,则( )A 、F :f =1:3B 、F :f = 4:1C 、W 1:W 2 =1:1D 、W 1:W 2 =1:34.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个平抛,则它们从抛出到落地〔 〕①运行的时间相等 ②加速度相同③落地时的速度相同 ④落地时的动能相等以上说法正确的是A .①③B .②③C .①④D .②④5.水平面上甲、乙两物体,在某时刻动能相同,它们仅在摩擦力作用下停下来.图中的a 、b 分别表示甲、乙两物体的动能E 和位移s 的图象,则〔 〕①若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同,则甲的质量较大②若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同,则乙的质量较大③若甲、乙质量相同,则甲与地面间的动摩擦因数较大④若甲、乙质量相同,则乙与地面间的动摩擦因数较大以上说法正确的是〔〕A .①③B .②③C .①④D .②④6.当重力对物体做正功时,物体的( )A .重力势能一定增加,动能一定减小B .重力势能一定增加,动能一定增加C .重力势能一定减小,动能不一定增加D .重力势能不一定减小,动能一定增加7、一质量为m 的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a 匀加速提升h ,关于此过程下列说法中正确的是:〔 〕A 、提升过程中物体动能增加mahB 、提升过程中物体重力势能增加mghC 、提升过程中物体机械能增加m(a+g)hD 、提升过程中手对物体做功m(a+g)h8.自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开始,到压缩弹簧有最大形变的过程中,以下说法中正确的是〔 〕A .小球的动能逐渐减少B .小球的重力势能逐渐减少C .小球的机械能守恒D .小球的加速度逐渐增大9.一个质量为m 的物体以a =2g 的加速度竖直向下运动,则在此物体下降h 高度的过程中,物体的〔 〕①重力势能减少了2mgh ②动能增加了2mgh③机械能保持不变 ④机械能增加了mgh以上说法正确的是〔 〕A .①③B .①④C .②③D .②④ 10、质量为m 的物体从地面上方H 高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h 的坑,如图所示,在此过程中:〔 〕A 、重力对物体做功为mgHB 、物体的重力势能减少了mg (H +h )C 、所有外力对物体做的总功为零D 、地面对物体的平均阻力大小为mg (H +h )/ h11、质量为 m 的小车在水平恒力F 推动下,从山坡底部A 处由静止起运动至高为h 的坡顶B ,获得速度为v ,AB 的水平距离为S 。
高中物理机械能经典练习题全集(含答案)

功和功率·典型例题精析[例题1] 用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升,如果前后两过程的时间相同,不计空气阻力,则[]A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C.两过程中拉力的功一样大D.上述三种情况都有可能[思路点拨] 因重物在竖直方向上仅受两个力作用:重力mg、拉力F.这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为F1,重物加速度为a,由牛顿第二定律F1-mg=ma,匀速提升重物时,设拉力为F2,由平衡条件有F2=mg,匀速直线运动的位移S2=v·t=at2.拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2.[解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式,不难发现:一切取决于加速度a与重力加速度的关系.因此选项A、B、C的结论均可能出现.故答案应选D.[小结] 由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知:恒力对物体做功的多少,只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小,而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关.在一定的条件下,物体做匀加速运动时力对物体所做的功,可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功.[例题2] 质量为M、长为L的长木板,放置在光滑的水平面上,长木板最右端放置一质量为m的小物块,如图8-1所示.现在长木板右端加一水平恒力F,使长木板从小物块底下抽出,小物块与长木板摩擦因数为μ,求把长木板抽出来所做的功.[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动,进而求功的问题.小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的.分别隔离选取研究对象,均选地面为参照系,应用牛顿第二定律及运动学知识,求出木板对地的位移,再根据恒力功的定义式求恒力F的功.[解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为设抽出木板所用的时间为t,则m与M在时间t内的位移分别为所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为[小结] 解决此类问题的关键在于深入分析的基础上,头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景,为此要认真画好草图(如图8-2).在木板与木块发生相对运动的过程中,作用于木块上的滑动摩擦力f为动力,作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力,由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和,而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成,再根据恒力功的定义式求出最后结果.[例题3] 如图8-3所示,用恒力F通过光滑的定滑轮,将静止于水平面上的物体从位置A 拉到位置B,物体可视为质点,定滑轮距水平面高为h,物体在位置A、B时,细绳与水平面的夹角分别为α和β,求绳的拉力F对物体做的功.[思路点拨] 从题设的条件看,作用于物体上的绳的拉力T,大小与外力F相等,但物体从A运动至B的过程中,拉力T的方向与水平面的夹角由α变为β,显然拉力T为变力.此时恒力功定义式W=F·S·cosα就不适用了.如何化求变力功转而求恒力功就成为解题的关键.由于绳拉物体的变力T对物体所做的功与恒力F拉绳做的功相等,根据力对空间积累效应的等效替代便可求出绳的拉力对物体做的功.[解题过程] 设物体在位置A时,滑轮左侧绳长为l1,当物体被绳拉至位置B时,绳长变为l2,因此物体由A到B,绳长的变化量又因T=F,则绳的拉力T对物体做的功[小结] 如何由求变力功转化为求恒力功,即实现由变到不变的转化,本题采用了等效法,即将恒定拉力F作用点的位移与拉力F的乘积替代绳的拉力对物体做功.这种解题的思路和方法应予以高度重视.[例题4] 汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时,如图8-4,所受阻力为车重的0.1倍(g=10 m/s2),求:(1)汽车所能达到的最大速度vm=?(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?(4)在10 s末汽车的即时功率为多大?[思路点拨] 由P=F·v可知,汽车在额定功率下行驶,牵引力与速度成反比.当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服下滑力)相等时,速度达最大.只有当汽车牵引力不变时,汽车才能匀加速行驶,当F·v=P额时,匀加速运动即告结束,可由W=F·S求出这一阶段汽车做的功.当10 s末时,若汽车仍在匀加速运动,即可由Pt=F·vt求发动机的即时功率.[解题过程] (1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成,即f=Kmg+mgsinα=4000+800=4800 N.又因为F=f时,P=f·vm,所以(2)汽车从静止开始,以a=0.6 m/s2,匀加速行驶,由F=ma,有F′-f-mgsinα=ma.所以F′=ma+Kmg+mgsinα=4×103×0.6+4800=7.2×103 N.保持这一牵引力,汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m,有由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移(3)由W=F·S可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为W=F·S=7.2×103×57.82=4.16×105J.(4)当t=10 s<13.9 s,说明汽车在10 s末时仍做匀加速行驶,则汽车的即时功率P t=F·vt=F·a·t=7.2×103×0.6×10=43.2 kW.[小结] 本题为功和功率概念应用于汽车运动过程中的综合题.注意汽车匀加速行驶的特征:牵引力为恒力,发动机输出功率与即时功率逐渐呈线性增大.当输出功率达到额定功率可作为匀加速运动结束的判以vm收尾匀速行驶.功和功率练习题一一、选择题1、讨论力F在下列几种情况下做功的多少[](1)用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s.(2)用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s.(3)斜面倾角为θ,与斜面平行的推力F,推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s.[]A.(3)做功最多B.(2)做功最多C.做功相等D.不能确定2.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是[]A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功D.静摩擦力对物体总是做正功3.如图1所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中[]A.摩擦力做的功为fs B.力F做的功为FscosθC.力F做的功为FssinθD.重力做的功为mgs4.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时,如图2所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中不正确的是[]A.摩擦力对物体m做功为零B.合力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.弹力对物体m做正功5.起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是α,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功是。
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第四章 机械能和能源练习1功一、选择题(每小题6分,共48分)1.A 关于功是否为矢量,下列说法正确的是( ) A.因为功有正功和负功,所以功是矢量 B.因为功没有方向性,所以功是标量 C.力和位移都是矢量,功也一定是矢量 D.力是矢量,功也是矢量 答案:B2.A 物体在两个相互垂直的力作用下运动,力F 1对物体做功6J ,物体克服力F 2做功8J ,则F 1、F 2的合力对物体做功为( )A.14JB.10JC.2JD.2J答案:D(点拨:合力对物体所做的功等于各个力做功的代数和)3.A 质量分别为州m 1和m 2的两个物体,m 1<m 2,在大小相等的两个力F 1和F 2作用下沿力的方向移动了相同距离若F 1做的功为W 1,F 2做的功为W 2,则( ) A.W 1>W 2 B.W 1<w 2 C.W 1=W 2 D.无法确定 答案:C4.B 质量为m 的物体,在水平力F 作用下,在粗糙的水平面上运动,下列哪些说法正确() A.如果物体做加速直线运动,F 一定对物体做正功 B.如果物体做减速直线运动,F 一定对物体做负功 C.如果物体做减速直线运动,F 也可能对物体做正功 D.如果物体做匀速直线运动,F 一定对物体做正功 答案:ACD5.B 一质量为m 的木块在水平恒力F 的作用下,从静止开始在光滑水平面上运动,在经过时问t 的过程中拉力所做的功为( )22.Ft A m22.F t B m2.2F t C m 22.2F t D m答案:D(点拨:W=Fs ,212s at =,F=ma ,222F t W m∴=)6.B 粗糙水平面上,用绳子系一小球做半径为R 的圆周运动,小球质量为m ,与桌面间的动摩擦因数为μ,则小球经过1/4圆周的时间内( )A.绳子的拉力对球不做功B.绳子的拉力对球做功πRF /2C.重力和支持力不做功D.摩擦力对物体做功μmgR π/2答案:AC(点拨:绳子拉力方向与小球速度方向始终垂直,拉力不做功) 7.B 如图所示,质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜而间能动摩擦因数为μ,现在使斜面向右水平匀速移动距离l ,则摩擦力对物体做功为(物体相对于斜面静止)( )A.0B.mglcos θC.mglsin θcos 2θ D.mglsin θcos θ 答案:D(点拨:物体静止在斜面上,F f =mgsin θ,所以F f 做功为W=F f lcos θ=mglsin θcos θ) 8.B 用恒力F 使质量为10kg 的物体以2m /s 的速度匀速竖直上升,不计空气阻力,那么2s 内恒力F 做功(g 取lOm /s 2)( )A.80JB.200JC.400JD.480J 答案:C二、填空题(每空4分,共36分)9.A 用50 N 的力拉一个质量为10kg 的物体在水平地面上前进,如图所示若物体前进了10m ,拉力F 做的功W=________J ,重力G 做的功W 2=________J.如果物体与水平面问动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做功W 3=________J.2(sin370.6,cos370.8,10/)g m s ︒=︒=取答案:400,0,70(点拨:cos f F f W F s θ=⋅,37θ=︒,(sin37)f N F F G F μμ==-︒) 10.A 重20N 的铁球从离地面40m 高处由静止开始下落,若空气阻力是球重的0.2倍,那么该球从下落到着地的过程中,重力对小球做功为________J ,空气阻力对小球做功为________J ,小球克服空气阻力做功为________J ,合外力做功为________J . 答案:800;-160;160;64011.B 如图所示,物体A 的质量为2kg ,置于光滑的水平面上,水平拉力2N ,不计绳子与滑轮的摩擦和滑轮的质量物体A 获得的加速度a=________m/s 2,在物体A 移动0.4m 的过程中,拉力F 做功________J.答案:2;1.6(A 移动0.4m ,拉力F 移动距离为0.8m ,W F =Fs=1.6J) 三、计算题(每小题8分,共16分)12.B 起重机用恒力F 使质量为1000kg 的货物在1s 内由静止上升了2m ,则在这1s 内,(不计空气阻力,g 取10m /s 2)(1)重力对货物做了多少焦耳的功? (2)F 对货物做了多少焦耳的功?答案:(1)-2×104J(2)2.8×104J(点拨:(1)W G =-mgh=-1000×10×2=-2×104(J)(2)212s at =,a=4m /s 2,F-mg=ma ,则F=1.4×104N;W=F·s=1.4×104×2=2.8×104J) 13.C 静止在光滑水平面上质量为1kg 的物体,受到右图所示水平变力的作用,则在这2s 内力F 共对物体做了多少功?答案:0(点拨:0~1s 内,a=2, 21112s at m == ,v=at=2m /s .1s ~2s 内,22211'21(2)1122s vt a t m =+=⨯+⨯-⨯=.W=F 1s 1+F 2s 2=2×1+(-2)×1=0(J))练习2功率一、选择题(每小题6分,共48分)1.A 关于功率概念,下列说法中正确的是 ( ) A.力对物体做的功越多,力做功的功率越大 B.功率是描述物体做功快慢的物理量C.从公式P=Fv 可知,汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而提高D.当轮船航行时,如果牵引力与阻力相等时,合外力为零,所以此时发动机的实际功率为零 答案:B2.A 某人用同一水平力先后两次拉同一物体,第一次使此物体沿光滑水平面前进s 距离,第二次使此物体沿粗糙水平面也前进s 距离,若先后两次拉力做的功为W 1和W 2,拉力做功的功率是P 1和P 2,则( )A.W 1=W 2,P 1=P 2B.W 1=W 2,P 1>P 2C.W 1>W 2,P 1>P 2D.W 1>W 2,P 1=P 2 答案:B3.B 汽车以恒定功率P 由静止出发,沿平直路面行驶,最大速度为v ,则下列判断正确的 是( )A.汽车先做匀加速运动,最后做匀速运动B.汽车先做加速度越来越大的加速运动,最后做匀速运动C.汽车先做加速度越来越小的加速运动,最后做匀速运动D.汽车先做加速运动,再做减速运动,最后做匀速运动 答案:C4.B 物体所受到的台外力为一恒力,由静止开始运动,该力的作用时间越长,则( ) A.物体的瞬时速度越大 B.物体的瞬时加速度越大 C.在单位时间内对物体所做的功越多 D.该力的瞬时功率越大 答案:ACD(点拨:t Fv at t m ==⋅,t 越大,v t 越大.F a m =不变,02t v v P F v F +=⋅=⋅越大,P=F·v t 越大)5.B 质量为2kg 的物体从静止开始自由下落,不计空气阻力,在3s 末重力对物体做功的瞬时功率是(g 取lOm /s 2)( )A.150WB.300WC.60WD.600W 答案:D6.B 质量为5kg 的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动.若它在2s 内从静止开始速度增加到4m /s ,则在这一段时间里外力对小车做功的平均功率是( ) A.40W B.20W C.10W D.5W 答案:B(点拨:v t =v 0+at ,2402(/)2a m s -==,F=ma=10N ,401020()2P F v W -=⋅=⋅=) 7.B 一质量为m 的物体以速度v 0在光滑平面上向右运动,现有一个大小为F 的向右的水平恒力作用在这个物体上,当这个水平恒力做功的功率为P 时,则该水平恒力的作用时间为:() A.tan θ/F; B.Pm /2FC.(P+Fv 0)m /F 2;D.(p-Fv 0)m /F 2; 答案:D8.BA 、B 两物体质量分别为m 和2m ,A 静止于光滑水平面上,B 静止于粗糙水平面上,用相同水平力分别推A 和B ,使它们前进相同位移,下面说法正确的是( ) A.两次推力做功一样多 B.第二次推力做功多一些C.两次推力做功的功率一样大D.第一次推力做功的功率小一些 答案:A二、填空题(每空4分,共24分)9.B 质量为m 的物体自由下落,不计空气阻力,在ts 内重力对物体做功的平均功率为________W ,重力在ts 时的瞬时功率为________W. 答案:212mg t ,2mg t 10.B 一物体做自由落体运动.在第1s 内和第2s 内,重力对该物体做的功之比为________;在第1s 末和第2s 末,重力做功的即时功率之比为________. 答案:1:3;1:211.B 用起重机将放在地面的重物匀加速提升到16m 的高处,所用的时间为8.0s .重物的质量为2.0×103kg ,钢索的拉力大小为2.1×104N 则起重机的钢索对重物做功为________J ;重物上升过程中钢索做功的平均功率为________W .(g 取10m /s 2)答案:3.36×105;4.2×104三、计算题(12题8分,13题和14题每题10分,共28分)12.A 一台起重机匀加速地将质量m=1.0×103kg 的货物竖直吊起,在2s 末货物的速度v=4.0m /s 取g=10m/s 2,不计额外功求: (1)起重机在这段时间内的平均输出功率 (2)起重机在2s 末的瞬时输出功率.答案: 2.4×104W;4.8×104W(点拨:202/t v v a m s t===,F-mg=ma,F=1.2×104N, 42.410P F v W =⋅=⨯,44.810P F v W =⋅=⨯)13.B 一辆质量为2.0×103kg 的汽车以额定功率为6.0×104W 在水平公路上行驶,汽车受到的阻力为一定值在某时刻汽车的速度为20m /s ,加速度为0.50m /S 2,求(g 取10m /s 2): (1)汽车所能达到的最大速度是多大?(2)当汽车的速度为10m /s 时的加速度是多大?(3)若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行驶),加速度的大小为a=1.0m /s 2,则这一过程能保持多长时间?答案:(1)30m /s(2)2m /s 2(3)15s(点拨:(1)v=20m /s 时,3310PF N v==⨯.F-f=ma ,则f=2×103N ,当牵引力等于阻力时,v 最大,max 30/Pv m s f∴==.(2)当v=10m /s ,3610P F N v ==⨯,22/F f a m s m -==.(3)F-f=ma ,F=4×103N 15/P v m s F==. 15vt s a==) 14.C 一个放在水平面上的物体质量为2.0kg ,在沿水平方向的拉力作用下运动,其运动速度随时间变化的图象如图所示.已知地面与物体之间的动摩擦因数为0.2则在0~4.0s 的时间内,拉力对物体所做的功为多少焦?在第4s 末拉力对物体做功的瞬时功率为多少瓦?(g 取10m /s 2)答案:48J,24W(点拨:由图可知:a=1m/s2,s=8m,F-f=ma,F=6N,W f=F·s=48J,p=F·v=24W)练习3 功和能一、选择题(每小题7分,共42分)1.A关于功和能的关系,下列说法中正确的是( )A.能是物体具有做功的本领B.功是能量转化的量度C.功是在物体状态发生变化过程中的过程量,能是由物体状态决定的状态量D.功和能的单位相同,它们的意义也完全相同答案:ABC2.A对于功和能的关系,下列说法中正确的是( )A.功就是能,能就是功B.功可以变为能,能可以变为功C.做功的过程就是物体能量的转化过程D.功是物体能量的量度答案:C3.A有关功和能,下列说法正确的是( )A.力对物体做了多少功,物体就具有多少能B.物体具有多少能,就一定能做多少功C.物体做了多少功,就有多少能量消失D.能量从一种形式转化为另一种形式时,可以用功来量度能量转化的多少答案:D4.B一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在水平天花板上,如图所示,今在绳的最低点C施加一竖直向下的力将绳绷直,在此过程中,绳索AB的重心位置( )A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变答案:A(点拨:拉力向下拉绳索的过程对绳索做正功,使绳索的重力势能逐渐增加.绳索的重心逐渐升高)5.B如图所示,小物块位于光滑斜面上,斜面位于光滑水平地面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( )A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零答案:B6.B关于作用力与反作用力做功,下列说法正确的是( )A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功B.作用力使物体的能量增加,反作用力使物体的能量减少C.作用力与反作用力对物体做的功为零,所以物体的能量不发生变化D.当作用力做正功时,反作用力可以做正功,也可以做负功,或可以不做功 答案:D二、填空题(每空5分,共25分)7.B 地下室深10m ,面积为40m 2,积水2m 深,要把这部分水全部抽到地面,至少要做功________J .(g 取10m /s 2)答案:7.2×1068.B 一个压缩的弹簧把小球弹出,若小球只有弹力对它做功500J ,则弹簧的弹性势能减少了________J ,小球的动能增加了________J. 答案:500;5009.B 把一玩具电动机接在恒定电压的电源两极上,合上开关一段时间,电流对电动机做的总功为200J ,电动机转动时因摩擦或线圈通电后发热共产生热能20J ,则在这段时间内电动机输出的机械能是________J. 答案:18010.B 人的心脏每跳一次大约输送53810m -⨯的血液,正常人的血压(可看做心脏压送血液的压强)的平均值约为 1.5×104P a ,心跳每分钟70次,据此估测心脏工作的平均功率为________W.答案:1.4(点拨:W=P·△v=1.5×104×8×10-5=1.2J, 1.270 1.460P W =⨯=) 三、计算题(每题儿分,共33分) 11.B 在水平地面上平铺n 块砖,每块砖的质量为m ,厚度为h ,如将砖一块一块地叠放起来,人至少需要对砖做多少功?答案:1(1)2n n m g h -(点拨:将这n 块砖由平铺状态变为叠放状态机械能增加111()()()()(1)222nm g nh nm g h n n mgh -=-,根据功和能的关系,叠放这些砖人至少要对砖做功1(1)2n n mgh -)12.B 边长为0.5m 的正方体木块其质量为40kg ,一个人采用翻滚的方法将它沿水平面向前移动3m ,如图所示,求此人要对立方体做多少功?(g 取10m /s 2)答案:248J(点拨:在一次翻滚中,人至少要做的功等于将木块翻到图中位置时所增加的重力势能21()22mg a a -.由于翻滚一次木块向前移动0.5m ,要移动3m ,需翻滚6次,所以人至少要做功6(21)2482aW mg J =⨯-=) 13.C 如图所示,用恒力F 通过光滑定滑轮.把静止于水平面上的物体从位置A 拉到位置B ,不计滑轮和物体的大小,滑轮离地的高度为h ,物体在A 、B 位置时,细绳与水平面间的夹角分别是θ1、θ2,求拉力F 在这一过程中所做的功,如果水平面光滑,则此过程中物体的动能增加多少?答案:1211()sin sin Fh θθ-;1211()sin sin Fh θθ-(点拨:物体所增加的动能等于拉力所做的功121211()()sin sin sin sin F h h W F Fh θθθθ=-=-练习4 动能动能定理(1)一、选择题(每小题6分,共54分)1.A 关于速度与动能,下列说法中正确的是( ) A.一个物体速度越大时,动能越大B.速度相等的物体,如果质量相等,那么它们的动能也相等C.动能相等的物体,如果质量相等那么它们的速度也相同D.动能越大的物体,速度也越大 答案:AB2.A 对于做匀速圆周运动的物体,下面说法中正确的是 ( ) A.速度在改变,动能也在改变 B.速度改变,动能不变 C.速度不变,动能改变 D.动能、速度都不变 答案:B(点拨:动量是矢量,动能是标量)3.B 一质量为1.0kg 的滑块,以4m /s 的初速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起一向右水平力作用于滑块,经过一段时问,滑块的速度方向变为向右,大小为4m /s ,则在这段时间内水平力所做的功为( )A.0B.8JC.16JD.32J 答案:A4.B 两物体质量之比为1:3,它们距离地面高度之比也为1:3,让它们自由下落,它们落地时的动能之比为( )A.1:3B.3:1C.1:9D.9:1答案:C(点拨:落地时的动能等于物体减少的重力势能△E p =-mgh 12:1:9P P E E ∴∆∆=) 5.A 在地面15m 高处,某人将一质量为4kg 的物体以5m /s 的速度抛出,人对物体做的功是( )A.20JB.50JC.588JD.638J 答案:B6.B 一个物体由静止沿长为L 的光滑斜面下滑当物体的速度达到末速度一半时,物体沿斜面下滑了( ).4L A.(21)B L - .2LC .2L D 答案:A7.B 质点在恒力作用下,从静止开始做直线运动,则质点的动能( )A.与它通过的位移成正比B.与它通过的位移的平方成正比C.与它运动的时间成正比D.与它的运动的时间的平方成正比 答案:AD8.B 两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑 动,最后都静止,它们滑行的距离是( )A.乙大B.甲大C.一样大D.无法比较 答案:A9.B 两辆汽车在同一水平路面上行驶,它们的质量之比为m 1:m 2=1:2,速度之比为v 1:v 2=2:1当汽车急刹车后,甲、乙两辆汽车滑行的最大距离为s 1和s 2两车与路面的动摩擦因数相同,不计空气阻力,则( )A.s 1:s 2=1:2B.S 1:S 2=1:1C.S 1:S 2=2:1D.s 1:s2=4:1答案:D(点拨:根据动能定理,k W E =∆合,2102mgs mv μ-=-,221212::4:1s s v v ==) 二、填空题(每空4分,共20分)10.A 质量为5g 和10g 的两个小球,如果它们的速度相等,它们的动能之比是________;如果它们的动能相等,它们的速度之比是________. 答案:2:1; 1:211.B 一根均匀的铁链AB 质量为3kg ,长为1m ,盘在地面上,用恒力F=50N 的力提A ,到B刚好离开地面,则人所做的功为________,铁链的速度为________.(g 取10m /s 2) 答案:50J;210/3m s 12.B 如图所示,光滑水平面上,一小球在穿过O 孔的绳子的拉力作用下沿一圆周匀速运动,当绳的拉力为F 时,圆周半径为R ,当绳的拉力增大到8F 时,小球恰可沿半径为R /2的圆周匀速运动在上述增大拉力的过程中,绳的拉力对球做的功为________. 答案:32FR (点拨:绳的拉力对球做的功等于小球动能的变化21v F m R=,2282v F m R =,2221113222F W mv mv FR =-=) 三、计算题(13题8分,14题和15题每题9分,共26分) 13.B 有一质量为0.2kg 的物块,从长为4m ,倾角为30°光滑斜面顶端处由静止开始沿斜面滑下,斜面底端和水平面的接触处为很短的圆弧形,如图所示.物块和水平面间的滑动摩擦因数为0.2求:(1)物块在水平面能滑行的距离;(2)物块克服摩擦力所做的功.(g 取10m /s 2)答案:10m ,4J(点拨:根据动能定理, k W E =∆合 mgh-μmgs=0,s=10m, 4f F W J ∴=-) 14.B 如图所示,AB 和CD 是半径为R=1m 的1/4圆弧形光滑轨道,BC 为一段长2m 的水平轨道质量为2kg 的物体从轨道A 端由静止释放,若物体与水平轨道BC 间的动摩擦因数为0.1.求: (1)物体第1次沿CD 弧形轨道可上升的最大高度; (2)物体最终停F 来的位置与B 点的距离答案:(1)0.8m(2)离B2m(点拨:(1)根据动能定理.k W E =∆合,mg(R-h)-μmgs=0;h=0.8m(2)重力势能全部转化为内能mgR-μmgs=0;s'=10m ,∴离B 点2m) 15.C 如图所示的装置中,轻绳将A 、B 相连,B 置于光滑水平面上,拉力F 使B 以1m /s 匀速的由P 运动到Q,P 、Q 处绳与竖直方向的夹角分别为α1=37°,α2=60°.滑轮离光滑水平面高度h=2m ,已知m A =10kg ,m B =20kg ,不计滑轮质量和摩擦,求在此过程中拉力F 做的功(取sin37°=0.6,g 取10m /s 2) 答案:151.95J(点拨:对A 、B 系统用动能定理得:22212111()(sin )(sin )cos cos 22F A A A h h W m g m v m v αααα--=-W F =151.95J)练习5 动能动能定理(2)一、选择题(每小题6分,共54分)1.B 子弹以水平速度v 射人静止在光滑水平面上的木块M ,并留在其中,则( )A.子弹克服阻力做功与木块获得的动能相等B.阻力对于弹做功小于子弹动能的减少C.子弹克服阻力做功与子弹对木块做功相等D.子弹克服阻力做功大于子弹对木块做功 答案:D2.B 两个物体的质量分别为m 1和m 2,且m 1=4m 2,当它们以相同的动能在动摩擦因数相同的水平面上运行时,它们的滑行距离之比s 1:s 2和滑行时间之比t 1:t 2分别为( ) A.1:2,2:1 B.4:1,1:2 C.2:1,4:1 D.1:4,1:2 答案:D3.B 速度为v 的子弹,恰可穿透一块固定着的木板,如果子弹的速度为2v ,子弹穿透木板时阻力视为不变,则可穿透同样的木板( )A.1块B.2块C.3块D.4块 答案:D4.B 以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h ,空气阻力的大小恒为f ,则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为 ( ) A.0 B.-fh C.-2fh D.-4fh答案:C(点拨:物体向上运动,f 向下;物体向下运动,f 向上)5.B 有两个物体其质量M 1>M 2,它们初动能一样,若两物体受到不变的阻力F 1和F 2作用经过相同的时间停下,它们的位移分别为s 1和s 2,则( ) A.F 1>F 2,且s 1<s 2 B.F 1>F 2,且s 1>s 2C.F 1<F 2,且s 1<s 2D.F 1<F 2,且s 1>s 2答案:A(点拨:根据动量定理:0-mv=F·t,则2221122m mv F t ⋅=,m 越大,F 越大;动能定理△E k =-FS,F 大,则s 小)6.B 质量为m 的物体从地面上方H 高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h 的坑,如图所示,在此过程中( ) A.重力对物体做功为mgH B.重力对物体做功为mg(H+h) C.外力对物体做的总功为零D.地面对物体的平均阻力为mg(H+h)/h 答案:BCD7.B 物体与转台间的动摩擦因数为μ,与转轴间距离为R ,m 随转台由静止开始加速转动,当转速增加至某值时,m 即将在转台上相对滑动,此时起转台做匀速转动,此过程中摩擦力对m 做的功为( )A.0B.2πμmgRC.2μmgRD.μmgR /2 答案:D8.B 如图所示,质量为m 的物体静放在水平光滑平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v 0向右匀速走动的人拉着,设人从地面上且从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成30°角处,在此过程中人所做的功为( )A.mv 02/2B.mv 02C.2mv 02/3D.3mv 02/8 答案:D9.B 如图,一小物块初速v 1,开始由A 点沿水平面滑至B 点时速度为v 2,若该物块仍以速度v 1从A 点沿两斜面滑动至B 点时速度为v 2’,已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同,则( ) A.v 2>v 2' B.v 2<v 2’ C.v 2=v 2’D.沿水平面到B 点时间与沿斜面到达B 点时间相等 答案:C二、填空题(每空6分,共24分)10.B 木块受水平力F 作用在水平面上由静止开始运动,前进sm 后撤去F ,木块又沿原方向前进3sm 停止,则摩擦力f=________.木块最大动能为________. 答案:14F ; 34Fs 11.B 质量M=500t 的机车,以恒定的功率从静止出发,经过时间t=5min 在水平路面上行驶了s=2.25km ,速度达到了最大值v m =54km /h ,则机车的功率为________W ,机车运动中受到的平均阻力为________N .答案:3.75×105;2.5×104三、计算题(12题6分,13题和14题每题8分,共22分) 12.B 人骑自行车上坡,坡长200m ,坡高10m 人和车的质量共100kg ,人蹬车的牵引力为100N ,若在坡底时自行车的速度为10m /s ,到坡顶时速度为4m /s.(g 取10m/s 2)求:(1)上坡过程中人克服阻力做多少功?(2)人若不蹬车,以10m /s 的初速度冲上坡,能在坡上行驶多远? 答案:(1)14200J(2)41.3m(点拨:根据动能定理k W E =∆合.2201122f t Fs W mgh mv mv --=-,W f =14200J , 2220111()10222t f s mgh mv mv m -⋅+=-=⨯,500041.371s m =≈)13.B 一个质量为m 的物体,从倾角为θ,高为h 的斜面上端A点,由静止开始下滑,到B 点时的速度为v ,然后又在水平面上滑行s 位移后停止在C 点,物体从A 点开始下滑到B 点的过程中克服摩擦力所做的功为多少?物体与水平面间的动摩擦因数为多大?答案:212mgh mv -; 22v gs μ=(点拨:A→B 根据动能定理,k W E =∆合.212f mgh W mv -=,212f W mgh mv =-.B→C,2102mgs mv μ-=-,22v gsμ=)14.C“水刀”是将普通的水加压,使其从口径为0.2mm 的喷嘴中以800m /s-1000m /s 的速度射出的水射流,它可以切割软质材料.试求水射流的最大切割功率为多少瓦?(水的密度为1.0×103kg /m 3,π取3.14)答案:15.7kW(点拨:每秒从管口喷出水的质量为m=ρ·V=ρ·πr 2·v ,动能为2231122mv r v ρπ=⋅)练习6 重力势能、机械能守恒定律一、选择题1.关于重力势能的下列说法中正确的是[ ] A .重力势能的大小只由重物本身决定 B .重力势能恒大于零C .在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零D .重力势能实际上是物体和地球所共有的2.关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是[ ]A .物体克服重力做的功等于重力势能的增加到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等 C .重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功D .用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和3.若物体m 沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A 滑到B ,如图1所示,则重力所做的功为[ ] A .沿路径Ⅰ重力做功最大B.沿路径Ⅱ重力做功最大C.沿路径Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大D.条件不足不能判断4.一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等,将它们放在水平地面上,下列结论正确的是[ ]A.铁块的重力势能大于木块的重力势能B.铁块的重力势能等于木块的重力势能C.铁块的重力势能小于木块的重力势能D.上述三种情况都有可能5.当物体克服重力做功时,物体的[ ]A.重力势能一定减少,机械能可能不变B.重力势能一定增加,机械能一定增加C.重力势能一定增加,动能可能不变D.重力势能一定减少,动能可能减少落到地面,下列说法中正确的是 [ ]D.重力做功mgh7.关于机械能是否守恒的叙述,正确的是[ ]A.作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B.作匀速度运动的物体机械能可能守恒C.外力对物体做功为零时,机械能一定守恒D.只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒不计空气阻力,物体在下落过程中,下列说法正确的是 [ ]A.物体在c点比a点具有的机械能大B.物体在a点比c点具有的动能大D.物体在a、b、c三点具有的动能一样大D.物体在a、b、c三点具有的机械能相等向下抛出a,b,c三个质量相同的小球,不计空气阻力则它们[ ]A.落地时的动能相同C.重力势能的减少相同D.在运动过程中任一位置上的机械能都相同h高处时,它的动能和势能正好相等,这个高度是[ ]二、填空题11.粗细均匀,长为5m,质量为60kg的电线杆横放在水平地面上,如果要把它竖直立起,至少要做_______J的功(g=10m/s2)12.质量为m的物体沿倾角为θ的斜面下滑,t秒内下滑了s,则其重力势能改变了______。