人教版2022年高中物理功和能重点知识点大全

(每日一练)人教版2022年高中物理功和能重点知识点大全
单选题
1、如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为m 的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F 作用下，以初速度v 0从A 点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。

已知在t s 末质点的速度达到最小值v ，到达B 点时的速度方向与初速度v 0的方向垂直，则下列说法不正确的是（ ）
A ．恒定外力F 的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且sinθ=
v v 0
B ．质点所受合外力的大小为
m√v 0
2−v 2t
C ．质点到达B 点时的速度大小为
0√v 0
−v 2
D ．t s 内恒力F 做功为1
2
m （v 02
−v 2）
答案：D 解析：
AB ．到达B 点时的速度方向与初速度v 0的方向垂直，恒力F 的方向与速度方向成钝角π﹣θ，建立坐标系
则
v=v0sinθ，v0cosθ=ayt，根据牛顿第二定律有
F=may
解得
F=m√v02−v2
t
，sinθ=v
v0
即恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且sinθ=v
v0
，故AB正确，不符合题意；
C．设质点从A点运动到B经历时间t1，设在v0方向上的加速度大小为a1，在垂直v0方向上的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得
F cosθ=ma1，F sinθ=ma2
根据运动学公式可得
v0=a1t1，v B=a2t1
解得质点到达B点时的速度大小为
v B=0
√v0−v2
故C正确，不符合题意；
D．从A到B过程，根据动能定理
W=1
2mv2−1
2
mv02
即t s内恒力F做功为−1
2
m（v02−v2），故D错误，符合题意。

故选D。

2、如图所示，AB、AC两固定斜面的倾角分别为53°、37°，底端B和C在同一水平面上，顶端均在A点。

现使两相同的小物块甲、乙（图中未画出，均视为质点）同时从A点分别沿斜面AB、AC由静止下滑，结果两物块
同时滑到斜面的底端。

已知甲物块与斜面AB间的动摩擦因数为2
3
，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，则下列说法正确的是（）
A．两物块沿斜面下滑过程中所受摩擦力的大小之比为6：1
B．两物块沿斜面下滑过程中的加速度大小之比为6：1
C．两物块到达斜面底端时的速率之比为1：1
D．两物块沿斜面下滑过程中损失的机械能之比为9：1
答案：A
解析：
B．设A点到BC的竖直高度为h，则有
LAB=ℎ
sin53°
LAC=ℎ
sin37°
所以
LAB：LAC=3：4 根据位移公式
LAB=1
2a
甲
t2
LAC=1
2a
乙
t2
则两物块沿斜面下滑过程中的加速度大小之比为
a甲：a乙=LAB：LAC=3：4
B错误；
A．设乙物块与斜面CD间的动摩擦因数为μ2。

两物体在下滑的过程中，根据牛顿第二定律有
a甲=mgsin53°−μ1mgcos53°
m
=g sin53°﹣μ1g cos53°
a 乙=
mgsin37°−μ2mgcos37°°
m
=gsin37°−μ2cos37°
联立解得
μ2=1
12
根据滑动摩擦力的公式
F=μmg cosθ
两物块沿斜面下滑过程中所受摩擦力的大小之比
f甲：f乙=μ1mg cos53°：μ2mg cos37°=μ1cos53°：μ2cos37°=6：1
A正确；
C．根据v=at可知，t相等，两物块到达斜面底端时的速率之比为v甲：v乙=a甲：a乙=3：4
C错误；
D ．根据功能关系可知，物体损失的机械能之比等于物体克服滑动摩擦力做功之比，根据
W f =μmgx cosθ
可知，两物块沿斜面下滑过程中损失的机械能之比为 △E 1：△E 2=μ1mg cos53°•ℎ
sin53°：μ2mg cos37°•ℎ
sin37°=9：2 D 错误。

故选A 。

3、竖直上抛物体的初速度大小与返回抛出点时速度大小的比值为k ，物体返回抛出点时速度大小为v ，若在运动过程中空气阻力大小不变，重力加速度为g ，则物体从抛出到返回抛出点所经历的时间为（ ）
A ．(k 2−1)v
(k 2+1)g B ．(k 2+1)v
(k 2−1)g C ．(k+1)(k 2+1)v
2kg
D ．(k 2−1)2v 2kg
答案：C 解析：
设空气阻力大小为f ，在上升过程中由动能定理，得
−(mg +f )ℎ=0−1
2
mv 0
2
在下降过程中由动能定理得
(mg −f )ℎ=1
2
mv 2
且
v 0=kv
解得
mg +f
mg −f
=k 2
设向下为正方向，在上升过程中，由动量定理得
(mg+f)t1=0−(−mv0)在下降过程中，由动量定理得
(mg−f)t2=mv
二式联立代入mg+f
mg−f
=k2
解得
t2=kt1
且
t1=(k2+1)v
2gk
则物体从抛出到返回抛出点所经历的时间为
t=t1+t2=(k+1)t1=(k+1)(k2+1)v
2kg
故C正确，ABD错误。

故选C。

4、如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为μ，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是（）
A．物体通过O点时所受的合外力为零
B．物体将做阻尼振动
C．物体最终只能停止在O点
D．物体停止运动后所受的摩擦力为μmg
答案：B
解析：
A．物体通过O点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，A错误；
B．物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，B正确；
CD．物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。

若停在O点摩擦力为零，若不在O点，摩擦力和弹簧的弹力平衡，停止运动时物体所受的摩擦力不一定为μmg，CD错误。

故选B。

5、如图所示，轻杆一端与一质量为m的小球相连，另一端连在光滑固定轴上，轻杆可在竖直平面内自由转动。

现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）
A．小球在运动过程中的任何位置对轻杆的作用力都不可能为0
B．当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力大小不可能等于mg
C．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力可能等于4mg
D．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力一定不小于6mg
答案：B
解析：
A．小球在轻杆的作用下做圆周运动，在最高点时，若只有重力提供向心力，则小球对轻杆的作用力为0，故A
错误；
B．假设当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力等于重力，则有
mg＝m v2 r
此时小球的动能为
1 2mv2=
1
2
mgr
由机械能守恒定律可知，小球不可能运动到最高点，不能完成完整的圆周运动，假设不成立，B正确；CD．若小球恰能完成完整的圆周运动，则在最高点时，小球的速度为0，在最低点时，由机械能守恒得小球的动能为
E k=2mgr
由
F−mg=m v2
r
=4mg
得
F=5mg
由牛顿第三定律，可知小球对轻杆的作用力最小为5mg，故CD错误。

故选B。

6、“打水漂”是人类最古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量让撇出去的石头在水面上弹跳数次。

如图所示，游戏者在地面上以速度v0抛出质量为m的石头，抛出后石头落到比抛出点低h的水平面上。

若以抛出点为零势
能点，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）
A．抛出后石头落到水平面时的势能为mgh
B．抛出后石头落到水平面时重力对石头做的功为－mgh
C．抛出后石头落到水平面上的机械能为1
2
mv02
D．抛出后石头落到水平面上的动能为1
2
mv02−mgℎ
答案：C
解析：
A．以抛出点为零势能点，水平面低于抛出点h，所以石头在水平面上时的重力势能为－mgh，A错误；B．抛出点与水平面的高度差为h，并且重力做正功，所以整个过程重力对石头做功为mgh，B错误；
C．整个过程机械能守恒，以抛出点为零势能点，抛出时的机械能为1
2
mv02，所以石头在水平面时的机械能也为
1
2
mv02，C正确；
D．根据动能定理得
mgℎ=E k2−1
2
mv02
可得石头在水平面上的动能
E k2=1
2
mv02+mgℎ
D错误。

故选C。

7、据报道，山东将持续加大高铁建设力度，规划到2022年，全省高铁建成和在建里程达到3900千米，不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。

现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度v m，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。

动车在时间t内（）
A．动车启动过程所受合外力不变
B．动车位移为s＝2Pt−mv m2
2f
C．平均速度为v m
2
D．动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动答案：B
解析：
A．动车的功率恒定，根据
P＝Fv
可知v增大，动车的牵引力减小，受到的合力
F合＝F﹣f
将减小，A错误；
B．在整个运动过程中，根据动能定理可得
Pt−fs=1
2
mv m2−0
解得
s=2Pt−mv m2
2f
B正确；
CD．根据牛顿第二定律可知
F﹣f＝ma
由于牵引力F减小，则动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的变加速运动，其平均速度v̅>v m
2
，CD错误。

故选B。

多选题
8、如图所示，一木块静止放在光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向射入木块，若子弹进入木块的深度为s1，与此同时木块沿水平面移动了s2，设子弹在木块中受到的阻力大小不变，则在子弹进入木块的过程中（）
A．子弹损失的动能与木块获得的动能之比为（s1+s2）：s2
B．子弹损失的动能与系统获得的内能之比为（s1+s2）：s1
C．木块获得的动能与系统获得的内能之比为s2：s1
D．木块获得的动能与系统获得的内能之比为s1：s2
答案：ABC
解析：
A．对子弹运用动能定理可得
﹣f（s1+s2）＝△E k子弹
对木块运用动能定理可得
fs2＝△E k木块
则子弹损失的动能与木块获得的动能之比为（s1+s2）：s2。

故A正确；
B．系统获得的内能
Q＝fs1
则子弹损失的动能与系统获得的内能之比为（s1+s2）：s1。

故B正确；
CD．根据上面选项分析，可知木块获得的动能与系统获得的内能之比为s2：s1．故C正确；D错误。

故选ABC。

9、如图所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中（）
A．小球最大动能应小于mgA
B．弹簧最大弹性势能等于2mgA
C．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变
D．小球在最低点时的弹力大于2mg
答案：AB
解析：
A．在平衡位置动能最大，由最高点到平衡位置，重力势能减小mgA，动能和弹性势能增加，所以物体的最大动能小于mgA．A正确；
B．从最高点到最低点，动能变化为0，重力势能减小2mgA，则弹性势能增加2mgA．而初位置弹性势能为0，在最低点弹性势能最大，为2mgA．B正确；
C．在运动的过程中，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，弹簧的弹性势能、物体的动能、重力势能之和不变．C错误；
D．小球做简谐运动的平衡位置处
mg=kx
x=mg k
当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，可知x=A
所以在最低点时，形变量为2A．弹力大小为2mg．D错误。

故选AB。

10、甲物体在光滑水平面上运动的速度为v1，与静止的乙物体相碰，碰撞过程中无机械能损失，下列结论正确的是（）
A．乙的质量等于甲的质量时，碰撞后乙的速度为v1
B．乙的质量远远大于甲的质量时，碰撞后甲的速度是-v1
C．乙的质量远远小于甲的质量时，碰撞后乙的速度是2v1
D．碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量
答案：ABC
解析：
ABC．设甲、乙质量分别为m1、m2，碰前甲的速度为v1，由于碰撞过程中无机械能损失，故是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可以解得两球碰后的速度
v1′=m1−m2
m1+m2v1，v2′=2m1
m1+m2
v1
当m2=m1时，v2′=v1；当m1≪m2时，v1′＝-v1；当m1≫m2时，v2′=2v1，故ABC正确；
D．根据动能定理可知，碰撞过程中甲对乙做的功等于乙动能的增量，故D错误。

故选ABC。

填空题
11、如图所示，一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动，转台上有一个质量为m的物体，物体与转台中心O 用长为L的绳连接，此时物体与转台处于相对静止状态，设物体与转台间的动摩擦因数为μ，若转盘突然停止转动，则物体在转台上继续运动的距离为___________。

答案：ω2L2
2μg
解析：
物体初动能全部克服摩擦力做功消耗，最终静止，根据动能定理得
0−1
2
m(ωL)2=−μmgs
解得
s=ω2L2 2μg
12、如图所示，甲、乙两个光滑固定斜面倾角不同（θ1<θ2）而高度相同。

将相同的两个小球分别从两斜面的顶端由静止释放，到达斜面底端时，两小球重力的瞬时功率P甲______ P乙，此过程两小球的重力做功W甲
______W乙。

（选填“>”、“<”或“=”）
答案： < =
解析：
[1][2]两个物体下滑的高度相等，由公式
W G=mgh
知重力所做的功相同，即
W甲=W乙
斜面光滑，物体向下做初速度为零的匀加速直线运动，只有重力做功，由机械能守恒定律得
mgℎ=1
2
mv2
解得
v=√2gℎ可知两个物体滑到斜面底端时速度大小相等；
重力的平均功率为
P=mgsinθ⋅v̅=mgsinθ⋅v 2
由于θ1<θ2，所以P甲<P乙。