高考物理烟台力学知识点之功和能知识点总复习有解析

高考物理烟台力学知识点之功和能知识点总复习有解析
一、选择题
1．汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力大小不变，若发动机的功率保持恒定，汽车在加速行驶的过程中，它的牵引力F和加速度a的变化情况是（）
A．F逐渐减小，a逐渐增大
B．F逐渐减小，a也逐渐减小
C．F逐渐增大，a逐渐减小
D．F逐渐增大，a也逐渐增大
2．如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动．已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2.重力加速度大小为g，则N1–N2的值为
A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg
3．从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛和水平抛出两个质量均为m的小球，忽略空气阻力．在小球从抛出到落至水平地面的过程中
A．动能变化量不同，动量变化量相同
B．动能变化量和动量变化量均相同
C．动能变化量相同,动量变化量不同
D．动能变化量和动量变化量均不同
4．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功
100J．韩晓鹏在此过程中（）
A．动能增加了1900J
B．动能增加了2000 J
C．重力势能减小了1900J
D．重力势能减小了2000J
5．人用绳子通过定滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当人以速度v竖直向下匀速拉绳使质量为m的物体A到达如图所示位置时，此时绳与竖直杆的夹角为θ，则物体A的动能为（）
A ．2
2
2cos k mv E θ
= B ．2
2
2tan k mv E θ
= C ．212k E mv =
D ．221sin 2
k E mv θ=
6．如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L ,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L (未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A ．圆环的机械能守恒
B ．弹簧弹性势能变化了3mgL
C ．圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D ．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
7．将横截面积为S 的玻璃管弯成如图所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K ，往左、右管中分别注入高度为h 2、h 1 ，密度为ρ的液体，然后打开阀门K ，直到液体静止，重力对液体做的功为（ ）
A ．()21gs h h ρ-
B ．()211
4
gs h h ρ- C ．
()22114
gs h h ρ- D ．
()22112
gs h h ρ- 8．关于力对物体做功,下列说法正确的是 A ．滑动摩擦力对物体一定做负功 B ．静摩擦力对物体可能做正功
C ．作用力与反作用力的功代数和一定为零
D ．合外力对物体不做功,则物体速度一定不变 9．下述实例中，机械能守恒的是（ ） A ．物体做平抛运动 B ．物体沿固定斜面匀速下滑 C ．物体在竖直面内做匀速圆周运动
D ．物体从高处以0.9g (g 为重力加速度的大小)的加速度竖直下落
10．如图所示，质量为m 的物体，以水平速度v 0离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为h 的A 点时，所具有的机械能是( )
A ．mv 02＋mg h
B ．mv 02-mg h
C ．
mv 02＋mg (H-h)
D ．
mv 02
11．如图所示，AB 为
1
4
圆弧轨道，BC 为水平直轨道，圆弧的半径为R ，BC 的长度也是R ，一质量为m 的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A 从静止下滑时，恰好运动到C 处停止，那么物体在AB 段克服摩擦力做功为（ ）
A ．
1
2
μmgR B ．
1
2
mgR C ．mgR
D ．()1mgR μ-
12．如图，倾角为θ的光滑斜面与光滑的半径为R 的半圆形轨道相切于B 点，固定在水平面上，整个轨道处在竖直平面内。

现将一质量为m 的小球自斜面上距底端高度为H 的某点
A 由静止释放，到达半圆最高点C 时，对C 点的压力为F ，改变H 的大小，仍将小球由静止释放，到达C 点时得到不同的F 值，将对应的F 与H 的值描绘在F H -图像中，如图所示。

则由此可知（ ）
A ．小球开始下滑的高度H 的最小值是2R
B ．图线的斜率与小球质量无关
C ．a 点的坐标值是5R
D ．b 点坐标的绝对值是5mg
13．如图所示，一质量为1kg 的木块静止在光滑水平面上，在t =0时，用一大小为F =2N 、方向与水平面成θ=30°的斜向右上方的力作用在该木块上，则在t =3s 时力F 的功率为
A．5 W B．6 W C．9 W D．63W
14．关于功率的概念，下列说法中正确的是( )
A．功率是描述力对物体做功多少的物理量
B．由P=W/t可知，功率与时间成反比
C．由P=Fv可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零
D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定大
15．如图所示，粗糙程度处处相同的半圆形竖直轨道固定放置，其半径为R，直径POQ水平。

一质量为m的小物块（可视为质点）自P点由静止开始沿轨道下滑，滑到轨道最低点N时，小物块对轨道的压力大小为2mg，g为重力加速度的大小。

则下列说法正确的是（）
A．小物块到达最低点N时的速度大小为2gR
B．小物块从P点运动到N点的过程中重力做功为mgR
C．小物块从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功为mgR
D．小物块从P点开始运动经过N点后恰好可以到达Q点
16．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定：()
A．等于拉力所做的功；
B．小于拉力所做的功；
C．等于克服摩擦力所做的功；
D．大于克服摩擦力所做的功；
17．如图所示，在光滑水平面上放着一个质量为10kg的木箱，拉力F与水平方向成60°角，F=2N，木箱从静止开始运动，4s末拉力的瞬时功率为（）
A．0.2W B．0.4W C．0.8W D．1.6W
18．如图所示，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，若不计空气阻力，取g=10 m/s2，则()
A．小物块的初速度是5 m/s
B．小物块的水平射程为1.2 m
C．小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功
D．小物块落地时的动能为0.9 J
19．如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为E k1和E k2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（）
A．E k1＞E k2W1＜W2B．E k1＞E k2W1＝W2
C．E k1＝E k2W1＞W2D．E k1＜E k2W1＞W2
20．将一物体竖直向上抛出，不计空气阻力。

用x表示物体运动的路程，t表示物体运动的时间，E k表示物体的动能，下列图像正确的是（）
A．
B．
C．
D．
21．质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位持有完全相同步枪和子弹的射击手．首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d1,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d2，如图所示．设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用大小均相同．当两颗子弹均相对于木块静止时,下列判断正确的是( )
A．木块静止,d1=d2
B．木块静止,d1<d2
C．木块向右运动,d1<d2
D．木块向左运动,d1=d2
22．关于功率说法正确的是()
A．由P＝W
t
可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C．由P＝Fv知，汽车的功率和它的速度成正比
D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
23．某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是( )
A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功
B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功
C．从A到B重力做功mg(H＋h)
D．从A到B重力做功mgH
24．假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率．如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（） A ．4倍
B ．2倍
C ．
倍
D ．
倍
25．如图所示，一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O 转动，木板从水平位置OA 转到OB 位置的过程中，木板上重为5 N 的物块从靠近转轴的位置由静止开始滑到图中虚线所示位置，在这一过程中，物块的重力势能减少了4 J 。

则以下说法正确的是(取g ＝10 m/s 2)( )
A ．物块的竖直高度降低了0.8 m
B ．由于木板转动，物块下降的竖直高度必大于0.8 m
C ．物块获得的动能为4 J
D ．由于木板转动，物块的机械能必定增加
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题 1．B 解析：B 【解析】 【详解】
汽车加速行驶，根据功率与牵引力的关系：
P F v
=
发动机的功率保持恒定，故牵引力随汽车速度增大而减小，而根据牛顿第二定律可知：
F f
a m
-=
随牵引力减小而减小，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

2．D
解析：D 【解析】
试题分析：在最高点，根据牛顿第二定律可得2
22v N mg m r
+=，在最低点，根据牛顿第
二定律可得2
11v N mg m r -=，从最高点到最低点过程中，机械能守恒，故有
22
1211222
mg r mv mv ⋅=
-，联立三式可得126N N mg -= 考点：考查机械能守恒定律以及向心力公式 【名师点睛】根据机械能守恒定律可明确最低点和最高点的速度关系；再根据向心力公式可求得小球在最高点和最低点时的压力大小，则可求得压力的差值．要注意明确小球在圆环内部运动可视为绳模型；最高点时压力只能竖直向下．
3．C
解析：C 【解析】 【详解】
小球从抛出到落地过程中，只有重力做功，下落的高度相同，根据动能定理可得，两种情况下动能变化量相同；根据题意竖直上抛运动时间必平抛运动的时间长，根据p mgt ∆=可知动量变化量不同，C 正确．
4．C
解析：C 【解析】 【详解】
AB 、根据动能定理合外力做的功等于物体动能的增加量，重力对他做功1900J ，他克服阻力做功100J ，即阻力对他做功为−100J ，则外力对他所做的总功为1900J −100J=1800J ，是正功，他的动能增加了1800J ，A 、B 错误；
CD 、重力做的功等于重力势能的减少量，重力对物体做功为1900J ，是正功，则重力势能减小了1900J ，C 正确、D 错误，故选C 【点睛】
物体重力做功多少，物体的重力势能就减小多少；根据动能定理确定动能的变化．
5．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
由图示可知，物体A 的速度
cos A v v θ
=
则物体A 的动能
2
22211()22cos 2cos k A v mv E mv m θθ
===
故A 正确。

6．B
解析：B 【解析】
圆环在下滑过程中，弹簧对其做负功，故圆环机械能减小 ，选项A 错误； 圆环下滑到最大的距离时，由几何关系可知，圆环下滑的距离为
，圆环的速度为零，由能量守恒定律
可知，弹簧的弹性势能增加量等于圆环重力势能的减小量，为
，故选项B 正确；
圆环下滑过程中，所受合力为零时，加速度为零，速度最大，而下滑至最大距离时，物体速度为零，加速度不为零，所以选项C 错误； 在下滑过程中，圆环的机械能与弹簧弹性势能之和保持不变，即系统机械能守恒，所以选项D 错误； 考点：系统机械能守恒
7．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
当液柱静止时，此问题可等效为左边高度为211
()2
h h -的液柱由左边最高的位置移到了右边液柱的上面，则重心下降的高度为
211
()2
h h - 故重力做功
2212121111
()()()224
G W s h h g h h sg h h ρρ=⋅-⋅-=-
故选C 。

8．D
解析：D 【解析】
试题分析：恒力做功的表达式cos w fs α=，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故A 错误；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，故B 正确；作用力作用在一个物体上，反作用力必然是在另外一个物体上，作用力和反作用力等大反向，两个物体的位移没有必然的联系，所以两个功也就不一定相等且一正一负，故C 错；合外力对物体不做功，物体动能一定不变，但不一定平衡，如匀速圆周运动，故D 错误． 考点：摩擦力、作用力与反作用力、功的计算，
9．A
解析：A
【分析】 【详解】
A ．物体做平抛运动，只有重力对物体做功，则物体的机械能守恒，选项A 正确；
B ．物体沿固定斜面匀速下滑，重力势能减小，而动能不变，则机械能减小，选项B 错误；
C ．物体在竖直面内做匀速圆周运动，则动能不变，重力势能不断变化，则机械能不断变化，选项C 错误；
D ．物体从高处以0.9g (g 为重力加速度的大小)的加速度竖直下落，则肯定受到阻力作用，则机械能减小，选项D 错误。

故选A 。

10．D
解析：D 【解析】
试题分析：物体在运动的过程中，机械能守恒，则A 点的机械能等于抛出点的机械能，抛出点的机械能E=
mv 02+0=
mv 02．故D 正确，ABC 错误．故选D ．
考点：机械能守恒定律
11．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
试题分析：BC 段摩擦力可以求出，由做功公式求得BC 段摩擦力对物体所做的功； 对全程由动能定理可求得AB 段克服摩擦力所做的功．
BC 段物体受摩擦力f mg μ=，位移为R ，故BC 段摩擦力对物体做功
W fR mgR μ=-=-； 对全程由动能定理可知，10mgR W W ++=，解得
1W mgR mgR μ=-，故AB 段克服摩擦力做功为()1W mgR mgR mgR μμ=-=-克，D
正确．
12．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
小球经过C 点时，由合力提供圆周运动向心力，即
2 C
v F mg m R
+=
从A 到C 的过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律有
2
1(2)2
C mg H R mv -=
联立解得25mg
F H mg R
=
- A ．到达C 点时，要求0F ≥，解得min 5
2H R =，故A 错误； B ．图像的斜率
2mg
k H
=
图线的斜率与小球质量有关，故B 错误； C ．小球在a 点时有0F =，解得5
2
H R =
，故C 错误； D ．小球对C 点的压力为F 的表达式为
25mg
F H mg R
=
- b 点坐标是图像的截距，故b 点坐标的绝对值是5mg ，故D 正确。

故选D 。

13．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
对木块根据牛顿第二定律可知，木块的加速度为：2cos F a m
θ
==，则t =3s 时的瞬
时速度为：v at ==，则力F 的瞬时功率为：
cos 29W P Fv θ==⨯=. A ．5W 与计算结果不相符；故A 项错误. B ．6W 与计算结果不相符；故B 项错误. C ．9W 与计算结果相符；故C 项正确.
D ．与计算结果不相符；故D 项错误.
14．D
解析：D 【解析】 【详解】
AD ．功率是描述做功快慢的物理量，某个力对物体做功越快，它的功率就一定大，A 错误D 正确；
B ．功率是表示做功的快慢，与时间的长短无关，时间长做的功也不一定多，B 错误；
C ．当F 与v 垂直时，尽管F 与v 不为零，但力F 不做功，P 为零，C 错误．
15．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A ．设小物块到达最低点N 时的速度大小为v ，在N 点，根据牛顿第二定律得
2
N v F mg m R
-=
据题意有
N 2F mg =
联立得
v =故A 错误；
B ．小物块从P 点运动到N 点的过程中重力做功为
W mgR =
故B 正确；
C ．小物块从P 点运动到N 点的过程，由动能定理得
2
102
f mgR W mv -=
- 解得
1
2
f W mgR =
故C 错误；
D ．由于小物块要克服摩擦力做功，机械能不断减少，所以小物块不可能到达Q 点，故D 错误。

故选B 。

16．B
解析：B 【解析】 【分析】
受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可． 【详解】
木箱受力如图所示：
木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，
根据动能定理可知即：2
102
F f W W
mv -=
- ，所以动能小于拉力做的功，故B 正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，ACD 错误． 故选B 【点睛】
正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小．
17．B
解析：B 【解析】 【详解】
根据牛顿第二定律得，加速度2
1
26020.1/10
Fcos a m s m ⨯
︒=＝＝；则4s 末的速度v=at =0.1×4m/s=0.4m/s ，则拉力的功率P =Fv cos60°=2×0.4×1
2
W=0.4W ．故B 正确，ACD 错误。

18．D
解析：D 【解析】
由题意可以，小物块到达B 时的速度B v =3m/s ，如下图所示 小物块从A 运动到B 的过程中，由动能定理可得：2201122
AB B mgS mv mv μ-=- 解得：07m/s v =，故A 选项错误；
（或根据牛顿第二定律mg ma μ-=，根据运动学公式22
02B AB v v aS -=，求解B v ）
小物块从B 点离开桌面后，做平抛运动
所以2
12
h gt =
，解得0.3s t = 因此，水平射程B x v t ==0.9m ，选项B 错误；
小物块在桌面上克服摩擦力做的功f AB W mgS μ==2J ，选项C 错误； 从B 到C ，利用动能定理得：2
12
KC B mgh E mv =-
，解得0.9J KC E =，D 正确． （或利用平抛运动运动学公式，先求落地速度，然后再根据动能得定义，求落地动能）
19．B
解析：B 【解析】 【详解】
设斜面的倾角为θ，斜面长为s ，滑动摩擦力大小为μmg cos θ，则物体克服摩擦力所做的功为μmgs cos θ；s cos θ相同，所以克服摩擦力做功相等，即W 1＝W 2．
根据动能定理得，mgh ﹣μmgs cos θ＝E K ﹣0，在AC 斜面上滑动时重力做功多，摩擦力做功相等，则在AC 面上滑到底端的动能大于在BC 面上滑到底端的动能，即E k1＞E k2． A ．E k1＞E k2 W 1＜W 2，与分析结果不符，故A 项错误． B ．E k1＞E k2 W 1＝W 2，与分析结果相符，故B 项正确． C ．E k1＝E k2 W 1＞W 2，与分析结果不符，故C 项错误． D ．E k1＜E k2 W 1＞W 2，与分析结果不符，故D 项错误．
20．B
解析：B 【解析】 【详解】
AB ．由机械能守恒得
2012
k mgx E mv +=
E k 与x 是线性关系，故A 错误，B 正确； CD ．根据机械能守恒定律得
2012
k mgx E mv +=
又
201
2
x v t gt =-
得
220011
()22
k E mv mg v t gt =
-- m 、v 0、g 都是定值，则E k 是t 的二次函数，E k -t 图象是抛物线，故CD 错误。

故选B 。

解析：B 【解析】
左侧射手开枪后,子弹射入木块与木块一起向右运动,设共同速度为v 1,由动量守恒有mv 0=(M+m)v 1,由能量守恒有F f d 1=
22011
()22
mv M m v -+.右侧射手开枪后,射出的子弹与木块及左侧射手射出的第一颗子弹共同运动的速度设为v 2,由动量守恒有(M+m)v 1-mv 0=(M+2m)v 2,由能量守恒有F f d 2=
222
012111()(2)222
mv M m v M m v ++-+,解之可得v 2=0,d 1=
20,2()f Mmv F M m +d 2=2
(2),2()
f M m mv F M m ++故B 正确. 22．D
解析：D 【解析】 【详解】 A ．P ＝
W
t
计算的是时间t 内的平均功率，不能用来计算瞬时功率；故A 错误； B ．P ＝Fv 可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度，故B 错误；
C ．由P ＝Fv 知，当F 不变的时候，汽车的功率和它的速度成正比，当F 变化时就就不是正比关系了，故C 错误；
D ．从P ＝Fv 知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比；故D 正确。

23．D
解析：D 【解析】
试题分析：重力做功与路径无关，根据两点间的高度差即可求得重力所做的功；因AB 两点间的高度差为H ；则重力做功W=mgH ；故选D ． 考点：重力功
【名师点睛】本题考查重力做功的特点，重力做功与路径无关，只与初末状态的高度差有关；要注意正确理解重力做功与路径无关的含义，并能正确应用．
24．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
设阻力为f ，由题知：f=kv ；
速度最大时，牵引力等于阻力，则有 P=Fv=fv=kv 2．
所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的
倍．
25．A
解析：A
【解析】
【详解】
已知，由△E p=mg△h得物块降低的高度，故A正确，B错误。

木板转动过程中，物块的重力势能减少了4J，则重力对物块做功为4J，木板的支持力对物块做负功，所以外力对物块做的总功小于4J，由动能定理知，物块获得的动能小于4 J，故C错误。

木板的支持力对物块做负功，所以物块的机械能必定减少，故D错误。

故选A。

【点睛】
解决本题时要注意木板的支持力对物块不是不做功，而做负功，要掌握功与能的关系，并能灵活运用．。