高中物理 机械能守恒定律 典型例题(含答案)【经典】

第五章：机械能守恒定律

第一讲：功和功率

考点一：恒力功的分析与计算

1．(单选)起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升，g取10 m/s2，则在1 s内起重机对货物做的功是()．答案D

A．500 J B．4 500 J C．5 000 J D．5 500 J

2．（单选）如图所示，三个固定的斜面底边长度相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样。完全相同的三物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部，在此过程中() 选D A．物体A克服摩擦力做的功最多

B．物体B克服摩擦力做的功最多

C．物体C克服摩擦力做的功最多

D．三物体克服摩擦力做的功一样多

3、（多选）在水平面上运动的物体，从t＝0时刻起受到一个水平力F的作用，力F和此后物体的速度v随时间t的变化图象如图所示，则()．答案AD

A．在t＝0时刻之前物体所受的合外力一定做负功

B．从t＝0时刻开始的前3 s内，力F做的功为零

C．除力F外，其他外力在第1 s内做正功

D．力F在第3 s内做的功是第2 s内做功的3倍

4．(单选)质量分别为2m和m的A、B两种物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v－t图象如图所示，则下列说法正确的是()．答案C

A．F1、F2大小相等

B．F1、F2对A、B做功之比为2∶1

C．A、B受到的摩擦力大小相等

D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶2

5．(单选)一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功，W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则() A．W F2>4W F1，W f2>2W f1B．W F2>4W F1，W f2＝2W f1

C．W F2<4W F1，W f2＝2W f1D．W F2<4W F1，W f2<2W f1 答案C

6．如所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿30°的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L是4 m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取10 N/kg，求这一过程中：

(1)人拉绳子的力做的功；

(2)物体的重力做的功；

(3)物体受到的各力对物体做的总功。

解析：(1)工人拉绳子的力：F＝1

2mg sin θ工人将料车拉到斜面顶端时，拉绳子的长度：l＝2L，根据公式W＝Fl cos α，得W1＝

1

2mg sin θ·2L＝2 000

J。

(2)重力做功：W2＝－mgh＝－mgL sin θ＝－2 000 J。

(3)由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0，故W合＝0。

答案：(1)2 000 J(2)－2 000 J(3)0

考点二：功率的理解和计算

1．(单选)一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上，从t ＝0开始，将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上，在t ＝t 1时刻力F 的瞬时功率是( )． 答案 C A.F 22m t 1 B ．F 22m t 21 C ．F 2

m t 1

D ．F 2m t 21

2．(单选)质量为m 的物体从倾角为α且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面高为h ，当物体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率为( )．答案 C A ．mg 2gh

B ．1

2mg 2gh sin α C ．mg 2gh sin α D ．mg 2gh sin α

3、(单选)如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A 沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B 做自由落体运动．两物体分别到达地面时，下列说法正确的是( )．答案 D A ．重力的平均功率P A >P

B B ．重力的平均功率

P A ＝P B

C ．重力的瞬时功率P A ＝P B

D ．重力的瞬时功率P A

4．(单选)如图所示，分别用F 1、F 2、F 3将质量为m 的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F 1、F 2、F 3的功率关系为( )．答案 A A ．P 1＝P 2＝P 3 B ．P 1>P 2＝P 3 C ．P 3>P 2>P 1 D ．P 1>P 2>P 3 5．（单选）如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系一

小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )． 答案 A A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先增大，后减小 D ．先减小，后增大

6．(多选)如图所示，在外力作用下某质点运动的v －t 图象为正弦曲线．从图中可以判断( )．0、t 1、t 2、t 3四个时刻功率为零答案 AD

A ．在0～t 1时间内，外力做正功

B ．在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大

C ．在t 2时刻，外力的功率最大

D ．在t 1～t 3时间内，外力做的总功为零

7．(单选)质量为1 kg 的物体静止于光滑水平面上．t ＝0时刻起，物体受到向右的水平拉力F 作用，第1 s 内F ＝2 N ，第2 s 内F ＝1 N ．下列判断正确的是( )． 答案 C A ．2 s 末物体的速度是2 m/s B ．2 s 内物体的位移为3 m

C ．第1 s 末拉力的瞬时功率最大

D ．第2 s 末拉力的瞬时功率最大 8． (多选)一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时刻开始，受到水平外力F 作用，如图所示．下列判断正确的是( )

A ．0～2 s 内外力的平均功率是4 W

B ．第2 s 内外力所做的功是4 J

C ．第2 s 末外力的瞬时功率最大

D ．第1 s 末与第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶4 答案 AD

9、质量为m 的物体静止在光滑水平面上，从t ＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F 与时间t 的关系如图5所示，力的方向保持不变，则( ) 答案 BD A.3t 0时刻的瞬时功率为5F 20t 02m B.3t 0时刻的瞬时功率为15F 20t 0

m C.在t ＝0到3t 0这段时间内，水平力的平均功率为23F 20t 0

4m D.在t ＝0到3t 0这段时间内，水平力的平均功率为25F 20t 0

6m