2021届高三物理一轮复习力学功和能动能专题练习
2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律的应用专题练习
2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律的应用专题练习一、填空题1．如图所示，质量均为m的A、B 两小球，用长为l 的轻质细线相连，置于高为h的光滑水平桌面上，l >h，A 球刚跨过桌边。
若A 球竖直下落着地后不再反跳，则A 球刚要着时的速度大小为_____；B 球刚要着地时的速度大小为_____。
2．如图所示，铜棒ab长0.1m，质量为0.06kg，两端由两根长都是1m的轻铜线悬挂起来，铜棒ab保持水B ，现给铜棒如平，整个装置静止于竖直平面内，装置所在处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度0.5Tab中通入恒定电流，铜棒发生摆动．已知最大偏转角为37°，则铜棒从最低点运动到最高点的过程中，安培力做的功是___________J，恒定电流的大小为_________A（不计感应电流影响）．3．如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M的小车，小车跟绳一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为的物体，开始绳处于伸直状态，物体从距地面h处由静止释放，物体落地之前绳的拉力为______N；当物体着地的瞬间小车未离开桌子小车的速度大小为_______g4．如图所示，轻质动滑轮下方悬挂质量为m的物块A，轻绳的左端绕过定滑轮连接质量为2m的物块B，开始时物块A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当物块B向右运动的位移为L时，物块A的速度大小为__________，物块A减少的机械能为_________。
5．一物体在竖直弹簧的上方h米处下落，然后又被弹簧弹回，则物体动能最大时是______。
6．如图所示，一根原长为L的轻质弹簧，下端固定在水平桌面上，上端固定一个质量为m的物体A，A静止时弹簧的压缩量为ΔL1，在A上再放一个质量也是m的物体B，待A、B静止后，在B上施加一竖直向下的力F，使弹簧再缩短ΔL2，这时弹簧的弹性势能为E P．突然撤去力F，则B脱离A向上飞出的瞬间弹簧的长度应为____________．这时B的速度是_____________．7．如图所示，位于光滑水平桌面上的质量均为m的小滑块P和Q都视作质点，Q与轻质弹簧相连。
高三物理一轮专练功和能动能定理
省高三物理一轮专练 功和能 动能定理1．一质量为m 的小球 用长为L 的轻绳悬挂于O 点 小球在水平力F 的作用下，从平衡 位置甲处缓慢移动到乙处．那么力F 所做的功为 A. mgLcos α B. FLsin αC.mgL(1-cos α)D.FLtan α2．在一次军事演习中 某高炮部队竖直向上发射一枚炮弹．在炮弹由静止运动到炮口的过程中，重力做功W 1，炮膛及空气阻力做功为W 2，高压燃气做功W 3。
那么在炮弹6飞出炮口时．〔取开始击发时炮弹的重力势能为零〕A 、炮弹的重力势能为w 1B 、炮弹的动能为W 3-W 2-W 1C 、炮弹的动能为W 3+W 2+W 1D 、炮弹的总机械能为W 33．一带电小球从空中的a 点运动到b 点的过程中，重力做功为3J ，电场力做功为1J ，克服空气阻力做功0.5J ， 那么以下判断错误的选项是；A 、 a 点动能比b 点小3.5JB 、 a 点重力势能比b 点大3J4．一人坐在雪橇上，从静止开始沿着高度为15m 的斜坡下滑，到达底部时速度为10m/s 。
人和雪橇的总质量为60kg 求人下滑过程中克服阻力做功等于多少〞〔取g=10m ／s 2〕5．质量为m 的物体静止在桌面上， 物体与桌面的动摩擦因数为μ．今用一水平推力推物体加速前进一段时间，撤去此力 物体再滑行一段时间后静止。
物体运动的总路程为S ．求此推力对物体做的功。
×106J ，那么这一过程国他至少消 耗体内葡萄糖多少克7．一载重量不变的汽车以相同的速度先后分别在水平的普通路面和结了冰的路面行驶 急刹车后直至完全停下 比拟两种情形下急刹车产生的热量8．电动自行车的铭牌如下：(1〕此自行车所配置的电动机的内阻为A ΩΩΩΩ(2〕两次都将蓄电池充足电．第一次以15km/s 的速度匀速行驶．第二次以25km/h 的速度匀速行驶．假设行驶时所受阻力与速度成正比 那么两次行驶的最大里程之比为：A 3／5B 5／3C 9／25D 25／99．推行节水工程的转动喷水龙头如图，喷水龙头距地面hm ．其灌溉半径可达10h 米．每分钟喷水m 千克．所用的水从地下H 米的井里抽取．设水以相同的速率喷出 假设水泵效率为η， 那么配套的电动机的功率至少多大？10、某校在一次体能测试中 要求学生连续立定摸高．某学生身高1.75m ．体重60kg ．站立举手摸高2.15m．该学生每次平均用力蹬地．经0.4s竖直离地．他跳起摸高2.6m．求；〔l〕每次起跳蹬地过程该生所做的功〔〔2〕假设每次立定摸高．该学生消耗的体能是他蹬地做功的1.6倍．1分钟他跳了30次．如果人体运动所需的能量全部由葡萄糖提供。
2021高考物理第一轮复习专题功功率动能定理习题鲁科版
2021高考物理第一轮复习专题功功率动能定理习题鲁科版【模拟试题】（答题时刻：45分钟）1、讨论力F在下列几种情形下做功的多少[ ]（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fsB. 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，则起重机对物资所做的功是[ ]A. mghB. mαhC. m（g＋α）hD. m（g－α）hv抛出一质量为m的小球，不计空气阻力，当6. 如图3所示，在高为H的平台上以初速它到达离抛出点的竖直距离为h的B点时，小球的动能增量为[ ]图37、光滑水平面上，静置一总质量为M 的小车，车板侧面固定一根弹簧，水平车板光滑．另有质量为m 的小球把弹簧压缩后，再用细线拴住弹簧，烧断细线后小球被弹出，离开车时相对车的速度为v ，则小车获得的动能是[ ]8、静止在光滑水平面上的物体，在水平力F 的作用下产生位移s 而获得速度 v ，若水平面不光滑，物体运动时受到摩擦力为F/n （n 是大于1的常数），仍要使物体由静止动身通过位移s 而获得速度v ，则水平力为[ ]9、物体在水平恒力作用下，在水平面上由静止开始运动，当位移为s 时撤去F ，物体连续前进3s 后停止运动，若路面情形相同，则物体的摩擦力和最大动能是[ ]10、如图4所示，绷紧的传送带始终保持着大小为 v ＝4m/s 的速度水平匀速运动。
2021届高三物理一轮复习力学功和能功率及其计算专题练习
1． mg2tmg2t2．1.43．1:31:34．
5．10－1kW6．576W63N7．157.758．3×1035.4×106
9．等于大于10．7511．37.5W50W12．vsinθP-fvsinθ
13． 小于14．2mgv0tanθ15．0.8 8
16．(1)0.5；(2)0.5m/s2，水平向右；(3)3.1m；(4)8J；(5)4W；(6)8W；(7)0.2s；(8)72Ns
(1)第2秒内重力做功的功率为__________W；
(2)2秒末重力做功的功率为________W。（g=10m/s2）
12．如图所示，汽车在平直路面上以恒定功率P向左运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引重物沿竖直光滑轨道向上加速运动，汽车与滑轮间的绳保持水平．某时刻当牵引物块的绳与水平方向成θ角时，物块的速度大小为v，则此时汽车的速度为_____若除去绳子拉力外汽车还受到恒定阻力f，则此时系统机械能随时间的变化率为_____．
15．如图，在倾角 的斜面底端的正上方某一高处以 的初速度水平抛出一质量为 的物体，空气阻力不计，该物体落在斜面上时的速度方向恰好与斜面垂直，取 ，则小球在空中飞行时间为______s；小球与斜面相碰瞬间重力的功率为______
二、解答题
16．如图所示，一个质量m=2.0kg的物体静止在水平地面上，现用一大小为10N、与水平方向成θ=37°斜向右上的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。运动2s后，保持拉力F的大小不变，改为水平向右拉此物体，物体恰能沿水平地面做匀速直线运动，再运动2s后，撤掉拉力，最终物体停在水平地面上。已知sin37º=0.6，cos37º=0.8，空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。求：
13．水平路面上行驶的汽车所受到的阻力大小Ff与汽车行驶的速率成正比。若汽车保持功率不变，速率变为原来的2倍，则汽车的牵引力变为原来的_________倍；若汽车匀加速行驶，速率变为原来的2倍，则汽车的功率_________（选填“大于”“小于”或“等于”）原来的4倍。
2021年届高三物理一轮复习资料：功和能(高考真题+模拟新题)(有详解)
2021年届高三物理一轮复习资料：功和能（高考真题+模拟新题）（有详解）E单元功和能 E1 有机结构认识9．E1[____·海南物理卷] 一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1s内受到2 N的水平外力作用，第2 s内受到同方向的1 N的外力作用．下列判断正确的是( )9A．0～2 s内外力的平均功率是 W 45B．第2 s内外力所做的功是 J 4C．第2 s末外力的瞬时功率最大4D．第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值是5【解析】 AD 由牛顿第二定律F＝ma可得，第1 s内的加速度a1＝2 m/s，第2 s内的加速度a2＝1 m/s；由匀变速直线运动规律可得，第1 s内的位移_1＝1 m，第1 s 末的速度v1＝2 m/s，第2 s内的位移_2＝2.5 m，第2 s末的速度v2＝3 m/s；由做功公式22W＝F_可求，第1 s内外力做功W1＝2 J，第2 s内外力做功W2＝2.5 J，选项B 错误；0～2 s内外力的平均功率P＝W1＋W24.5 J9＝＝ W，选项A正确；第2 s末外力瞬时功t1＋t22 s4率P2＝F2v2＝3 W，第1 s末外力瞬时功率P1＝F1v1＝4 W＞P2，选项C错误；由动能定理ΔEk1W14知，动能增加量之比等于合外力做功之比，所以＝＝，选项D正确．ΔEk2W254．E1[____·江苏物理卷] 如图所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )图4A．0.3 J B．3 J C．30 J D．300 J4．E1[____·江苏物理卷] A 【解析】若一个鸡蛋大约55 g，鸡蛋抛出的高度大约为60 cm，则将一只鸡蛋抛出至最高点的过程中对鸡蛋做的功等于鸡蛋重力势能的增加量，即W＝mgh＝55_10－3_10_60_10－2 J＝0.33 J，A正确．E2 动能动能定理15．E2[____·课标全国卷] 一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( ) A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大 C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大【解析】 ABD 当所加恒力的方向与物体运动的方向成锐角时，该力一直做正功，其动能一直增大，A正确；当所加恒力的方向与物体运动的方向相反时，物体先做匀减速运动后做反向的匀加速运动，其动能先逐渐减小至零，再逐渐增大，B正确；当所加恒力的方向与物体运动的方向成钝角(不等于180°)时，其动能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大，D正确；物体不可能出现动能先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小的情况，C错误．E3 机械能守恒定律16．E3[____·课标全国卷] 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是( )A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加 C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【解析】 ABC 运动员到达最低点前其高度一直降低，故重力势能始终减小，A 正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，其弹力方向与运动方向相反，弹力做负功，弹性势能增加，B正确；蹦极过程中，只有重力和弹力做功，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C正确；重力势能的改变量ΔEp＝mgΔh，只与初末位置的高度差有关，而与重力势能零点的选取无关，D错误．22．C2 E3[____·北京卷] 【答案】 (1)受力图如图所示根据平衡条件，应满足Tcosα＝mg，Tsinα＝F 拉力大小F＝mgtanα(2)运动中只有重力做功，系统机械能守恒mgl(1－cosα)＝mv2则通过最低点时，小球的速度大小12v＝2gl1－cosαv2根据牛顿第二定律T′－mg＝m l解得轻绳对小球的拉力mv2T′＝mg＋＝mg(3－2cosα)，方向竖直向上．l21．(1)D4[____·福建卷] (2)E4[____·福建卷] (3)E3 D2[____·福建卷]图1－10图1－10为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB 管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R 后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g.求： (1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1； (2) 弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep；(3) 已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在90°角的范围内来2回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在m到m之间变化，且均能落3到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？21．(1)D4[____·福建卷] (2)E4[____·福建卷](3)E3 D2[____·福建卷] 【答案】 (1)质量为m的鱼饵到在管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则v21mg＝m①R由①式解得v1＝gR②(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有Ep＝mg(1.5R＋R)＋mv21③由②③式解得12Ep＝3mgR④(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离OO′的水平距离为_1，由平抛运动规律有 124．5R＝gt⑤2_1＝v1t＋R⑥由⑤⑥式解得_1＝4R⑦2当鱼饵的质量为m时，设其到达管口C时速度大小为v2，由机械能守恒定律有 3??⑧Ep＝mg(1.5R＋R)＋?m?v2232?3?由④⑧式解得v2＝2gR⑨2质量为m的鱼饵落到水面上时，设离OO′的水平距离为_2，则3212_2＝v2t＋R⑩由⑤⑨⑩式解得_2＝7R 鱼饵能够落到水面的最大面积S222S＝(π_2πR(或8.25πR) 2－π_1)＝14334E5 实验：验证机械能守恒定律14．E5[____·海南物理卷] 现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图1－9所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图：(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________，动能的增加量可表示为________．若在11运动过程中机械能守恒，2与s的关系式为2＝ ________.tt。
2021届高三物理一轮复习力学功和能动能专题练习
2021届高三物理一轮复习力学功和能动能专题练习一、填空题1．已知阿伏加德罗常数为2316.0210mol-⨯，一个水分子的质量为_________kg，若20℃时一个水分子运动的平均速度为585m/s，则一个水分子的动能为__________J．2．通常情况下，道路交通事故中，两辆自行车相撞的程度远不如两辆汽车相撞的严重．这是因为自行车的质量和速度都比汽车__________，由此可以表明，物体的动能大小与它的_________和________有关．3．自由下落的物体，下落1m和2m时，物体的动能之比是____________；下落1s和2s后物体的动能之比是____________．4．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生变化：如果质量不变，速度增大到原来2倍，则动能变为原来的________倍；如果速度不变，质量增大到原来2倍，则动能变为原来的________倍；如果质量减半，速度增大到原来4倍，则动能变为原来的________倍；如果速度减半，质量增大到原来4倍，则动能变为原来的________倍．5．一个质量为0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度匀速运动，与竖直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，若以初速度方向为正方向，则小球碰墙前后速度的变化为________，动能的变化为________.6．有一种清洗车辆用的手持式喷水抢。
若枪口截面积为s，喷出水的速度为v，水的密度为ρ，t秒内喷出水的体积是_________；每秒喷出水的动能为_________。
7．物体由于___________而具有的能量叫动能．8．动能是物体由于_________而具有的能量；质量越大，速度越大的物体其动能越______．9．质量为的小球沿光油水平面以的速度冲向墙壁，又以的速度反向弹回．此过程中小球的合力冲量的大小为__________；小球的动能变化量的大小为__________．10．自由下落的物体下落1 m和4 m时的动能之比为________；下落1 s和2 s的动能之比为________. 11．从枪膛射出一粒25g的子弹，假定火药爆炸时可产生3.2×104J的热，其中有25%转变为子弹的动能，那么子弹射出枪口时的速度为_____m/s.12．一质量为m=2kg 的可以看作质点的物体，仅受到一个变力作用，从静止开始做变加速直线运动，其加速度a 随时间t 的变化规律如图所示，则该物体所受的合外力F 随时间t变化的函数关系为_______，物体在4s 末的动能大小为_____J。
2021高考物理一轮复习同步练习卷：功和功率
功和功率1.物质、能量、信息构成世界的基本要素,下面关于能量的认识中错误的是()A.能量是一个守恒量B.同一个物体可能同时具有多种形式的能量C.物体对外做了功,它一定具有能量D.地面上滚动的足球最终停下来,说明能量消失了2.一物体做匀速直线运动,某时刻起受到两个互相垂直、大小分别为F1和F2的恒力作用,经一段时间后,在这两个力的方向上发生的位移大小分别为s1和s2,则在这段时间内这两个力对物体做的总功为()A.(F1+F2)(s1+s2)B.F1s1+F2s2C.D.3.如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,如图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼。
下列关于两人受到的力做功判断正确的是()A.甲图中支持力对人做正功B.乙图中支持力对人做正功C.甲图中摩擦力对人做负功D.乙图中摩擦力对人做负功4.如图所示,演员正在进行杂技表演。
由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()A.0.3 JB.3 JC.30 JD.300 J5.如图所示的盘山公路依山而建,这样修建的目的是()A.减小汽车上山所需的牵引力B.增加汽车的功率C.减少汽车上山过程所做的功D.提高汽车的机械效率6.一片质量约5×10-4kg的秋叶自 5 m高的树枝上落下并飘落到地面,此过程中重力的平均功率最接近于(g=10 m/s2)()A.0.005 WB.0.025 WC.0.05 WD.0.1 W7.一起重机将质量为m的货物由静止开始以加速度a匀加速提升,在t时间内上升h高度,设在t时间内起重机对货物的拉力做功为W,在时间t末拉力的瞬时功率为P,则()A.W=mahB.W=mghC.P=mgatD.P=m(g+a)at8.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面水平向左以速度v匀速移动距离l。
物体与斜面相对静止,以下说法正确的是()A.斜面体对物体做的总功是0B.重力对物体做的功为mglC.摩擦力对物体做的功为μmglcos θD.斜面对物体的支持力做功的功率为mgvcos θ9.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。
2021届高考物理一轮复习计算题专项训练：功和能
2021届高考物理一轮复习计算题专项训练：功和能1.如图所示，质量分别为1216kg 8kg m m ==、的物块甲、乙之 间用一劲度系数为800N/m k =的轻弹簧连接，时在物块甲上施加竖直向上的拉力，使物块甲由静止开始向上以恒定的加速度运动，0.2s t =时物块乙刚好离开水平面。
已知整个过程中弹簧始终没有超过弹性限度，弹簧储存的弹性势能为2P 1=2E kx (为弹簧的形变量)，重力加速度210m/s g =。
1.物块乙刚好离开水平面时，物块甲的重力势能增加量为多少？2.拉力的最小值和最大值分别为多大？3.上述过程中弹簧对物块甲做了多少功；2.如图所示，一个质量为m 的木块，以初速度0v 冲上倾角为θ的斜面，沿斜面上升L 的距离后又返回运动．若木块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：(1)木块上升过程中重力的平均功率是多少？木块的重力势能变化了多少？(2)木块从开始运动到返回到出发点的过程中滑动摩擦力做的功是多少？重力做的功是多少？全过程重力势能变化了多少？3.如图所示,一个半径的圆形靶盘竖直放置,A O 、两点等高且相距4m ,将质量为20g 的飞镖从A 点沿AO 方向抛出,经0.2s 落在靶心正下方的B 点处.不计空气阻力,重力加速度取210m /s g =。
求:(1)飞镖从A 点抛出时的速度大小;(2)飞镖从A 处抛出到落到B 处的过程中减少的重力势能;(3)为了使飞镖能落在靶盘上,飞镖抛出的速度大小应满足什么条件?4.中国生产的龙门吊名声在外,占据了全球龙门吊80%的市场。
如图所示,某国产龙门吊吊机通过驱动电机将重物从A 处吊至B 处。
重物在水平方向上做速度为00.2m/s v =的匀速直线运动;竖直方向的初速度为零,加速度恒为20.01m/s a =,方向竖直向上。
已知重物的质量为500kg,m A B =、间的水平距离为8m d =。
忽略空气阻力和吊绳的质量。
g 取210m/s 。
2021届高考物理一轮复习考点训练 动能 动能定理
2021年高考物理一轮复习考点优化训练动能动能定理一、单选题1.“歼－20”飞机在航母甲板上降落后，在勾住阻拦索减速滑行的过程中，阻拦索对“歼－20”做功和“歼－20”动能变化的情况分别是（）A. 做负动，动能减少B. 做负功，动能增加C. 做正功，动能减少D. 做正功，动能增加2.在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为v0，当它落到地面时速度为v，用g 表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（）A. B.C. D.3.如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。
斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。
该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图象是（）A. B. C. D.4.如图所示，倾角为的传送带以速度v1=2m/s顺时针匀速转动。
将一物块以v2=8m/s的速度从传送带的底端滑上传送带。
已知小物块与传送带间的动摩擦因数，传送带足够长，取，g=10m/s2，下列说法正确的是A. 小物块向上运动过程中的加速度大小为10m/s2B. 小物块向上运动的时间为1. 6sC. 小物块向上滑行的最远距离为3mD. 小物块最终将随传送带一起向上匀速运动5.如图所示，三个相同的小球A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为P A、P B、P C。
下列关系式正确的是（）A. P A＝P C>P BB. P A＝P B>P CC. P A＝P B＝P CD. P A>P C>P B6.如图甲所示，一可视为质点的小球，沿光滑足够长的斜面由静止开始下滑，其动能与运动位移之间的关系如图乙所示。
则对该图象斜率的物理意义，下列说法中正确的是（）A. 表示小球所受合力的大小B. 表示小球的质量C. 表示小球沿斜面下滑的加速度大小D. 表示小球沿斜面下滑的速度大小7.如图所示，用同种材料制成的一个轨道，AB段为圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度为R．一小物块质量为m，与轨道间的动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止，那么物块在AB段克服的摩擦力做的功为（）A. μmgRB. mgR（1－μ）C. πμmgRD. mgR8.如图所示，一物体分别沿aO、bO轨道由静止滑下至底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同。
高考物理一轮复习 专项训练 物理动能与动能定理及解析
高考物理一轮复习 专项训练 物理动能与动能定理及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，水平地面上一木板质量M ＝1 kg ，长度L ＝3.5 m ，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R ＝1 m ，最低点P 的切线与木板上表面相平．质量m ＝2 kg 的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以0v 39m /s 的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g 取10 m/s 2．求： (1)滑块对P 点压力的大小；(2)滑块返回木板上时，木板的加速度大小； (3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间．【答案】(1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【解析】 【分析】 【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得：－μ1mgL ＝12mv 2－1220mv 解得：v ＝5 m/s在P 点由牛顿第二定律得：F －mg ＝m 2v r解得：F ＝70 N由牛顿第三定律，滑块对P 点的压力大小是70 N (2)滑块对木板的摩擦力F f 1＝μ1mg ＝4 N 地面对木板的摩擦力 F f 2＝μ2(M ＋m )g ＝3 N对木板由牛顿第二定律得：F f 1－F f 2＝Ma a ＝12f f F F M－＝1 m/s 2(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于v ＝5 m/s 对滑块有：(x ＋L )＝vt －12μ1gt 2 对木板有：x ＝12at 2解得：t ＝1 s 或t ＝73s(不合题意，舍去) 故本题答案是： (1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【点睛】分析受力找到运动状态，结合运动学公式求解即可．2．儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。
2021届高三物理一轮复习力学功和能功专题练习 (1)
2021届高三物理一轮复习力学功和能功专题练习一、填空题1．如图所示的单摆，让小球从A 点静止释放，小球从A 点向B 点摆动的过程中，小球受到的重力对小球__________功，细绳对小球的拉力__________功．(选填“做”或“不做”)2．一个质量为 2 千克的物体从离地 45 米处自由下落，整个下落过程中，重力的平均功率 是_____．落地时重力瞬时功率为______________．( g =10m/s 2 )3．如图所示，用50 N 的力拉一个质量为10kg 的物体在水平地面上前进，若物体前进了10m ，拉力F 做的功W 1=___J ，重力G 做的功W 2=___J ，如果物体与水平面间动摩擦因数μ=0.1，物体克服阻力做功W 3=___J 。
（sin370.6︒=，cos370.8︒=，210m/s g =）4．物体受到两个互相垂直的作用力而运动.已知力F 1做功6 J ，物体克服力F 2做功8 J ，则力F 1、F 2的合力对物体做功_______ J 。
5．一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，重力做功的瞬时功率之比为________．6．如图所示，一个人用与水平方向成60°的力F ＝40 N 拉一木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了8 m ，则(1)拉力F 对木箱所做的功是________ J.(2)摩擦力对木箱所做的功是________ J.(3)外力对木箱所做的总功是________ J.7．用相同的水平拉力F 分别使质量为m 和2m 的物体在粗糙水平面上移动相同位移s ，若拉力F 对两个物体做功分别为W 1和W 2，则W 1和W 2之间的关系为W 1 W 2．（填=、＞、＜）8．某人用10N 的恒力F ，通过滑轮把质量为2.5kg 的物体M 从静止开始拉上光滑固定的斜面，斜面倾角为30°，如图所示，恒力F 的方向与斜面成60°，2s 内物体M 的重力势能增加了_________J ，恒力F 做功的平均功率为为____________W ．9．如图所示，某力F＝10N作用于半径R＝1m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持于作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F做到总功应为________ J.10．在水平地面上铺着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，至少需做的功为_________．11．如图所示，一根长为L的轻绳上端固定在O点，下端拴一个重为m的钢球A，处于静止状态。
2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能和弹性势能专题练习
2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能和弹性势能专题练习一、填空题1．如图所示，一根弹簧一固定在墙上，另一端与物体接触但不连接，物体与地面间的动摩擦因素为μ，物体的质量为m ．现用力推物体m 使之压缩弹簧，放手后物体在弹力作用下沿地面运动距离x 而停止（物体已与弹簧分离），弹簧被压缩后具有的弹性势能为________。
2．质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置，将一个小球从距弹簧自由端高度分别为h 1、h 2的地方先后由静止释放，h 1>h 2 ，小球落到弹簧后一直向下运动压缩弹簧，从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的变化量ΔE p1与ΔE p2的关系是_______,弹簧弹性势能的增加量ΔE p1与ΔE p2，的关系是________。
3．弹簧弹力做正功，弹性势能________；弹簧弹力做负功，弹性势能________．4．弹性势能具有相对性，一般指相对于弹簧原长时的弹性势能，即规定弹簧处于原长时的弹性势能为______．5．如图所示是弹簧门的一角，依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭，当弹簧门打开时，弹簧的弹力对外做______功，弹性势能______；当弹簧门关闭时，弹簧的弹力对外做______功，弹性势能______。
6．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（210/g m s ）．7．某同学用图1示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门．设重力加速度为g 。
（1）如图2示，用游标卡尺测得窄片的宽度L 为_____。
（2）记下窄片通过光电门的时间△t=10ms，则_____。
（3）若物块质量为m，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为____（用m，L，△t表示）。
2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律及其条件专题练习
2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律及其条件专题练习一、填空题1．以速度竖直向上抛出一物体，忽略空气阻力的影响，则物体上升的最大高度为____；当物体的动能和重力势能相等时，物体离抛出点的高度为_____．2．如图所示，两块三角形的木板B、C竖直放在水平桌面上，它们的顶点连接在A处，底边向两边分开。
一个锥体置于A处，放手之后，奇特的现象发生了，椎体自动地沿木板滚上了B、C板的高处，不计一切阻力。
锥体在滚动过程中重心_______________（填“逐渐升高”、“逐渐降低”或“保持不变”）；锥体在滚动过程中机械能______________填“增大”、“减小”或“不变”）3．质量为M 的滑块从倾角为30︒的光滑斜面顶端开始下滑。
到达斜面底端时速度为v，当它的速度为____时，它的动能和重力势能正好相等，此时它的重力的即时功率为__________。
4．从20m高处，以________m/s的速度水平抛出的物体，落地时的速度大小为25m／s.H静5．如图，光滑轨道abc固定在竖直平面内，c点与粗糙水平轨道cd相切，一质量为m的小球A从高1止落下，在b处与一质量为m的滑块B相撞后小球A静止，小球A的动能全部传递给滑块B，随后滑块BH，滑块B通过在cd段所用时间为t．求：从c处运动到d处，且bd高2（1）cd处的动摩擦因数μ（_____）；（2）若将此过程类比为光电效应的过程，则：A为__________；B为__________；．分析说明：__________类比为极限频率06．质量为m的小球，从离桌面1h高处由静止开始落下，桌面离地面的高度为2h，如图所示．若以桌面作为重力势能等于零的参考平面，那么，当小球落地时的机械能为_________，落地速率为________．7．汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中重力势能________（填“增加”或“减少”），机械能_________填“不守恒”或“守恒”8．在竖直平面内，一根光滑硬质杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为y = 0.1cos x（单位：m），杆足够长，图中只画出了一部分。
2021年高考物理一轮复习学与练5.2 动能和动能定理(精练)(解析版)
专题5.2 动能和动能定理【基础测试】1．（2020·山西省长治市六中模拟）质量不等，但有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直至停止，则( )A ．质量大的物体滑行的距离大B ．质量小的物体滑行的距离大C ．它们滑行的距离一样大D ．它们克服摩擦力所做的功一样多【答案】BD 【解析】由动能定理得－μmgx ＝－E k ，所以x ＝E kμmg，知质量小的物体滑行距离大，选项A 、C 错误，B 正确；克服摩擦力做功W f ＝E k 相同，选项D 正确。
2.（2020·河北省承德一中模拟）如图所示，用细绳通过定滑轮拉物体，使物体在水平面上由静止开始从A 点运动到B 点，已知H ＝3 m ，m ＝25 kg ，F ＝50 N 恒定不变，到B 点时的速度v ＝2 m/s ，滑轮到物体间的细绳与水平方向的夹角在A 、B 两处分别为30°和45°。
此过程中物体克服阻力所做的功为( )A ．50(5－32) JB ．50(7－32) JC ．50(33－4) JD ．50(33－2) J【答案】A 【解析】设物体克服阻力做的功为W f ，由动能定理得F ⎝⎛⎭⎫H sin 30°－H sin 45°－W f ＝12mv 2，代入数据求得W f ＝50(5－32) J ，选项A 正确。
3.(2020·吉林省吉林市毓文中学模拟)一个质量为0.5 kg 的物体，从静止开始做直线运动，物体所受合外力F 随物体位移x 变化的图象如图所示，则物体位移x ＝8 m 时，物体的速度为( )A ．2 m/sB ．8 m/sC ．4 2 m/sD ．4 m/s【答案】C 【解析】F -x 图象中图线与横轴所围面积表示功，横轴上方为正功，下方为负功，x ＝8 m时，可求得W ＝8 J ；由动能定理有12mv 2＝8 J ，解得v ＝4 2 m/s ，选项C 正确。
2021年高考物理一轮复习学与练5.2 动能和动能定理(精讲)(原卷版)
第 1 页 共 7 页专题5.2 动能和动能定理【考情分析】1.掌握动能和动能定理；2.能运用动能定理解答实际问题。
【重点知识梳理】知识点一 动能(1)定义：物体由于运动而具有的能。
(2)公式：E k ＝12mv 2，v 为瞬时速度，动能是状态量。
(3)单位：焦耳，1 J ＝1 N·m ＝1 kg·m 2/s 2。
(4)标矢性：动能是标量，只有正值。
(5)动能的变化量：ΔE k ＝E k2－E k1＝12mv 22－12mv 21。
知识点二 动能定理(1)内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
(2)表达式：W ＝ΔE k ＝12mv 22－12mv 21。
(3)物理意义：合外力对物体做的功是物体动能变化的量度。
(4)适用条件①既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
②既适用于恒力做功，也适用于变力做功。
③力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用。
【典型题分析】高频考点一 动能定理的理解及应用【例1】（2020·天津卷）复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h 自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。
一列质量为m 的动车，初速度为0v ，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m v ，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（ ）第 2 页 共 7 页A. 做匀加速直线运动B. 加速度逐渐减小C. 牵引力的功率m P Fv =D. 牵引力做功22m 01122W mvmv =- 【举一反三】(2018·全国卷Ⅰ·18)如图，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为2R ；bc 是半径为R 的四分之一圆弧，与ab 相切于b 点．一质量为m 的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a 点处从静止开始向右运动．重力加速度大小为g .小球从a 点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )A ．2mgRB ．4mgRC ．5mgRD ．6mgR【方法技巧】应用动能定理解题的基本思路(1)选取研究对象，明确它的运动过程．(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况．受哪些力→各力是否做功→做正功还是负功→做多少功→各力做功的代数和(3)明确物体在过程始末状态的动能E k1和E k2.(4)列出动能定理的方程W 合＝E k2－E k1及其他必要的解题方程进行求解．【变式探究】(2018·江苏卷·7)(多选)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B 点．在从A 到B 的过程中，物块( )A ．加速度先减小后增大B．经过O点时的速度最大C．所受弹簧弹力始终做正功D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功高频考点二动能定理在多过程综合问题中的应用【例2】(2018·全国卷Ⅲ)如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道P A在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sin α＝35.一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用．已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g.求(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；(2)小球到达A点时动量的大小；(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间．【方法技巧】利用动能定理求解多过程问题的基本思路(1)弄清物体的运动由哪些过程组成．(2)分析每个过程中物体的受力情况．(3)各个力做功有何特点，对动能的变化有无影响．(4)从总体上把握全过程，表达出总功，找出初、末状态的动能．(5)对所研究的全过程运用动能定理列方程．【变式探究】(2017·上海卷·19)如图所示，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R＝0.4 m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：第 3 页共7 页(1)滑块在C点的速度大小v C；(2)滑块在B点的速度大小v B；(3)A、B两点间的高度差h.高频考点三动能定理与图象结合【例3】（2020·江苏卷）如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。
2021届高三物理一轮复习优化测控试题 功和动能定理(38套)2
2021届高三物理一轮复习同步优化测控试题第五单元机械能第25讲功功率1.在以下情形中，所提到的力没有．．做功的是( )解析：A、B、C、D各图中，只有D图中的受力物体没有发生位移，做的功为零.答案：D2.神舟号宇航员在进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，如下图，在到达竖直状态的过程中，宇航员所受重力的瞬时功率的变化情况是( )A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大解析：瞬时功率P＝Fv cos α，初始状态v＝0，当杆摆至竖直时，cos α＝0，故可推断重力的瞬时功率先增大后减小.答案：C3.关于摩擦力做功，以下表达正确的选项是( )A.摩擦力做功的多少只与起始和终了位置有关，与运动路径无关B.滑动摩擦力总是做负功C.静摩擦力一定不做功D.静摩擦力和滑动摩擦力都既可做正功，也可做负功解析：选项A错误，例如一物块在水平面上做曲线运动时，克服滑动摩擦力做的功等于摩擦力乘总路程.静摩擦力、滑动摩擦力与其他力一样，可以做正功、不做功或做负功，选项D正确.答案：D4.机车由静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，以下说法正确的选项是[2021年高考·广东物理卷]( )A.机车输出功率逐渐增大B.机车输出功率不变C.在任意两相等的时间内，机车动能的变化相等D.在任意两相等的时间内，机车动量的变化大小相等解析：机车的牵引力F＝f＋ma恒定不变，故输出功率均匀增大；由动能定理得，ΔE k＝F合·s，在连续相等的时间间隔里，位移越来越大，应选项C错误；又由动量定理Δp ＝F合·t知，选项D正确.答案：AD5.某汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，那么汽车上坡过程的v－t图象不可．．能是以下图中的( )解析：上坡初始汽车的牵引力F＝P v0当Pv0＝mg sin θ＋f时，汽车匀速上坡，其v－t图象如选项B所示；当Pv0>mg sin θ＋f时，汽车做加速度越来越小的变加速运动，其v－t图象如选项C所示；当Pv0<mg sin θ＋f时，汽车做加速度越来越小的变减速运动，其v－t图象如选项D所示.应选项A所示的图象是不可能的.答案：A6.如图甲所示，质量m＝1 kg的物体静止在倾角α＝30° 的粗糙斜面体上，两者一起向右做匀速直线运动，那么在通过水平位移s＝1 m的过程中，(1)物体所受的重力、弹力、摩擦力对物体各做了多少功？(取g＝10m/s2)(2)斜面对物体做了多少功？解析：(1)物体的受力情况如图乙所示，由平衡条件得：F N＝mg cos α，f＝mg sin αf与s的夹角为α，F N与s的夹角为(90°＋α)由W＝Fs cos α得：重力对物体做的功W1＝mgs cos 90°＝0弹力F N对物体做的功为：W2＝mg cos α·s cos (90°＋α)＝－4.3 J摩擦力f对物体做的功W3＝mg sin α·s cos α＝ 4.3 J. 乙(2)解法一斜面对物体的作用力即F N与f的合力，由平衡条件可知，其方向竖直向上，大小等于mg，其做的功为：W面＝F合·s cos 90°＝0.解法二斜面对物体做的功等于斜面对物体各力做功的代数和，即W面＝W2＋W3＝0.答案：(1)0 －4.3 J 4.3 J (2)0第26讲 动 能 定 理体验成功1.一物体静止在升降机的地板上，当升降机加速上升时，地板对物体的支持力所做的功等于( )A.重力做的功B.物体动能的增加量C.物体动能的增加量加上重力做的功D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功解析：设支持力做的功为W ，克服重力做的功为W G ，由动能定理得：W －W G ＝ΔE k解得：W ＝ΔE k ＋W G .答案：D2.两个木箱A 、B 的质量分别为m A 、m B ，且m A ＞m B ，两木箱与水平冰面间的动摩擦因数相等.现使它们以相同的初动能在水平冰面上滑行，那么两木箱滑行的距离s A 、s B 的大小关系是( )A.s A ＝s BB.s A ＞s BC.s A ＜s BD.条件缺乏，无法比拟解析：设木箱滑行的距离为s ，由动能定理得：－μmgs ＝0－E k解得：s ＝E k μmg ∝1m由于m A >m B ，故可知s A <s B .答案：C3.如下图，质量为m 的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k 倍，物块与转轴OO ′相距R ，物块随转台由静止开始转动.当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到滑动前的这一过程中，转台对物块的静摩擦力对物块做的功为( )A.0B.2πkmgRC.2kmgRD.12kmgR 分析：此题易错选A ，其原因是从思维定势上总认为这种问题中摩擦力是指向圆心的，缺乏对问题的深入分析，可见要想学好物理，分析能力的培养是至关重要的.解析：在转速增加的过程中，转台对物块的摩擦力是不断变化的，当转速增加到一定值时，物块在转台上即将滑动，说明此时最大静摩擦力提供向心力，即kmg ＝m v 2R.设这一过程中转台对物块的摩擦力所做的功为W f ，由动能定理可得：W f ＝12mv 2 解得：W f ＝12kmgR . 应选项D 正确.答案：D4.如下图，质量为M 、长为l 的小车静止在光滑的水平面上，质量为m 的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F 作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为f .物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s .在这个过程中，以下结论错误的选项是．．．．．．( ) A.物块到达小车最右端时具有的动能为(F －f )(l ＋s )B.物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fsC.物块克服摩擦力所做的功为f (l ＋s )D.物块和小车增加的机械能为Fs解析：在此题中计算外力对物块和小车做功时都要取大地为参考系，应选项A 、B 、C 正确.又因为系统机械能的增加等于物块、小车的动能增加之和，即ΔE ＝(F －f )(l ＋s )＋fs ＝F (l ＋s )－fl ，选项D 错误.答案：D5.如下图，质量为1 kg 的物体沿一曲面从A 点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B 时，下滑的高度为5 m ，速度为6 m/s ，那么在下滑过程中，物体克服阻力所做的功为多少？(g 取10 m/s 2)解析：设物体克服阻力所做的功为Wf ，由动能定理得：mgh －Wf ＝12mv 2－0解得：Wf ＝1×10×5 J－12×1×62 J ＝32 J.答案：32 J6.某游乐场中有一种“空中飞椅〞的游乐设施如图甲所示，其根本装置是将绳子上端固定在转盘上，下端连接座椅，人坐在座椅上随着转盘旋转而在空中飞旋，假设将人看成质点，那么可简化为如图乙所示的物理模型.其中P 为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO ′转动.设轻绳长l ＝10 m ，人及椅的总质量m ＝60 kg ，转盘不动时人和转轴间的距离d ＝4 m ，转盘慢慢加速运动，经过一段时间转速保持稳定，此时人和转轴间的距离D ＝10 m ，且保持不变，不计空气阻力，绳子不可伸长，取g ＝10 m/s 2.问：(1)最后转盘匀速转动时的角速度为多少？(2)转盘从静止启动到稳定这一过程中，绳子对其中一座椅及人做了多少功？解析：(1)设最后转盘匀速转动时的角速度为ω，此时人和座椅的受力情况如图丙所示.有：F T cos θ＝mgF T sin θ＝mDω2，其中sin θ＝D －d l甲 乙解得：ω＝32rad/s. (2)从转盘启动到匀速转动的过程中飞椅提升的高度为：h ＝l －l cos θ＝2 m设这一过程绳对座椅做的功为W ，由动能定理得：W －mgh ＝12m ·(ωD )2 解得：W ＝3450 J. 丙答案：(1)32 rad/s (2)3450 J金典练习十一 功 功率 动能定理选择题局部共10小题，每题6分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.用力将重物竖直提起，先由静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，那么( )A.加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大B.匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大C.两过程中拉力做的功一样大D.上述三种情况都有可能解析：匀加速运动的位移s 1＝12at 2，匀速运动的位移s 2＝at ·t ＝2s 1，当匀加速上提时的拉力F ＝2mg 时，两过程拉力做的功相等；当F <2mg 时，匀加速过程拉力做的功比匀速上升过程拉力做的功小；当F >2mg 时，匀加速过程拉力做的功比匀速上升过程拉力做的功大.答案：D2.在水平粗糙的地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上的拉力F ，第二次是斜向下的推力F .两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小相同，位移的大小也相同.那么在这两次力的作用过程中( ) A.力F 对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同B.力F 对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同C.力F 对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同D.力F 对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同解析：两力对物体做的功W ＝Fs cos α相同，合外力做的功：第一次W 1＝(F cos α－μmg ＋μF sin α)s ；第二次W 2＝(F cos α－μmg －μF sin α)s .答案：B3.如下图，滑块以6 m/s 的初速度从曲面上的A 点滑下，运动到B 点(比A 点低)时速度仍为 6 m/s.假设滑块以5 m/s 的初速度仍由A点下滑，那么它运动到B 点时的速度( )A.大于5 m/sB.等于5 m/sC.小于5 m/sD.无法确定解析：两次下滑中，滑块做圆周运动时，曲面对滑块的弹力不同，那么滑块受到的摩擦力不同，故摩擦力对滑块做的功不同，而重力对滑块做的功相同，故两次动能的变化不同.因第二次速度小一点，滑块做圆周运动时，曲线对它的弹力也小一些，故它受到的摩擦力也随之减小，因此它克服摩擦力做的功也相应地减小，从而小于滑块重力做的功(因为第一次滑块克服摩擦力做的功等于滑块重力做的功)，故末速度大于初速度.答案：A4.如下图，质量为m 的物体用穿过光滑小孔的细绳牵引，使其在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F 时，转动半径为R ；当拉力逐渐减小到F4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R .那么此过程中外力对物体所做的功为( )A.14FRB.－14FRC.58FR D.0 解析：设物体在前后两种情况下做圆周运动的线速度分别为v 1、v 2，此过程中外力对物体所做的功为W ，由动能定理得：W ＝12mv 22－12mv 21 又由题意有： F ＝m v 21R14F ＝m v 222R解得：W ＝－14FR . (注：不能通过W ＝F s ＝F ＋14F 2·R cos π来计算，即F ≠F ＋14F 2P ) 答案：B5.据?科技日报?2007年12月23日报道，时速为300公里的“和谐号〞动车组是在引进、消化和吸收国外时速200公里动车组技术平台的根底上，由中国自主研发制造的世界上运营速度最高的动车组列车之一.如果列车受到的阻力与其运行速度的二次方成正比，当速度由原来的200 km/h 提高到现在的300 km/h 后，机车发动机的功率要变为原来的( )A.32倍B.(32)2倍C.(32)3倍D.(32)4倍 解析：当列车匀速运动时，动力大小等于受到的阻力，故：机车功率P ＝F ·v ＝kv 2·vP ′P ＝(v ′v )3＝(32)3. 答案：C6.如下图，质量为 m 的小车在水平恒力F 的推动下，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 ，A 、B 的水平距离为s .以下说法正确的选项是( )A.小车克服重力所做的功是mghB.推力对小车做的功是12mv 2 C.推力对小车做的功是Fs －mghD.阻力对小车做的功是12mv 2＋mgh －Fs 解析：重力对小车做的功W G ＝－mgh ，应选项A 正确.由功的定义知W 推＝F ·s ，由动能定理有W 推－mgh ＋W 阻＝12mv 2，故W 阻＝12mv 2＋mgh －Fs .应选项B 、C 错误，选项D 正确. 答案：AD7.如下图，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧，BC 水平，其长d ＝0.50 m ，盆边缘的高度h ＝0.30 m.在A 处放一个质量为m 的小物块并让其由静止开始下滑.盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停止下来，那么小物块停止时的位置到B 的距离为( )A.0.50 mB.0.25 mC.0.10 mD.0解析：对小物块从A 点出发到最后停下来的整个过程，由动能定理有：mgh －μmgs ＝0 所以s ＝h μ＝3 m而d ＝0.50 m ，刚好三个来回，所以最终停在B 点.答案：D8.如下图，一内壁粗糙的环形细圆管位于竖直平面内，环的半径为R (比细管的直径大得多)，在圆管中有一个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)，小球的质量为m .设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为6mg ，此后小球便做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，那么在此过程中小球克服摩擦力所做的功是( )A.3mgRB.2mgRC.mgRD.12mgR解析：设小球在环形管最低点的速度大小为v ，由向心力公式得：6mg －mg ＝m v 2R 可得小球在最低点的动能为：E k ＝12mv 2＝52mgR 又由题意知，小球到达最高点时速度等于零，设这一过程管壁摩擦力对小球做的功为W f ，由动能定理得： W G ＋W f ＝0－12mv 2 即－mg ·2R ＋W f ＝－52mgR 解得：W f ＝－12mgR即小球克服摩擦力做的功为12mgR . 答案：D9.如下图，物体的质量为1 kg ，动滑轮和细绳的质量均不计.现用一竖直向上的拉力F 拉动细绳，使物体从静止开始以5 m/s 2的加速度匀速上升，那么拉力F在1 s 末的瞬时功率是(g 取10 m/s 2)( )A.150 WB.75 WC.37.5 WD.25 W解析：设与重物连接的悬绳的拉力为F ′，由牛顿第二定律得：F ′－mg ＝ma解得：F ′＝15 N.方法一 每时刻拉力做功的功率都等于悬绳对重物做功的功率，故P ＝F ′·v ＝F ′·at ＝75 W. 方法二 由动滑轮的特点知，F ＝12F ′，拉力F 作用点上升的加速度为10 m/s 2，故P ＝F ·v ′＝152×10×1 W＝75 W. 答案：B10.在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力F 1推这一物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力F 2推这一物体，当恒力F 2作用的时间与恒力F 1作用的时间相等时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32 J ，那么在整个过程中，恒力F 1、F 2做的功分别为( )A.16 J 、16 JB.8 J 、24 JC.32 J 、0 JD.48 J 、－16 J解析：如下图，设两过程的时间均为t ，A 到B 过程中，物体的加速度大小为a 1；B 到D 过程中，物体的加速度大小为a 2.取向右的方向为正方向，设AB ＝s ，可得：s ＝12a 1t 2 －s ＝v 0t －12a 2t 2 v 0＝a 1t解得：a 2＝3a 1因为F 1＝ma 1，F 2＝ma 2解得：F 2＝3F 1又由动能定理得：W 1＋W 2＝ΔE k ＝32 J W 1＝F 1·s W 2＝F 2·s可得：W 1＝8 J ，W 2＝24 J.答案：B非选择题局部共3小题，共40分.11.(13分)一质量为500 t 的机车，以恒定功率375 kW 由静止出发，经过5 min 速度到达最大值54 km/h ，设机车所受阻力f 恒定不变，取g ＝10 m/s 2，试求：(1)机车受到的阻力f 的大小.(2)机车在这5 min 内行驶的路程.解析：研究对象为机车.首先分析物理过程：机车以恒定功率P 0由静止出发→速度v 增加→牵引力F 减小(P 0＝Fv )→合力减小(F 合＝F －f )→加速度减小(a ＝F 合m )→速度继续增加→直至合力减小为0，加速度a ＝0，速度到达最大.可见机车在这5 min 内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运动.当机车的速度到达最大时，P 0＝Fv max ，此时F ＝f ，机车的受力情况如下图.(1)P 0＝375 kW ＝3.75×105 Wv max ＝54 km/h ＝15 m/s根据P 0＝Fv max 时F ＝f ，得：P 0＝fv max机车受到的阻力f ＝P 0v max ＝3.75×10515N ＝2.5×104 N. (2)机车在这5 min 内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功. 根据P 0＝W F t ，牵引力做的功为：W F ＝P 0·t根据动能定理有：P 0·t －f ·s ＝12mv 2max －0 解得：s ＝P 0·t －12mv 2max f＝3.75×105×5×60－0.5×5×105×1522.5×104 m ＝2250 m.答案：(1)2.5×104 N (2)2250 m12.(13分)弹射器是航母制造中的关键技术之一，重型喷气式战斗机在水平跑道上需要滑行450 m 以上才能到达起飞速度，而即使当今最大的“尼米兹〞级航空母舰甲板的长度也不过300余米，依靠弹射器是重型战斗机在航母上起飞的必不可少的环节.美军F －14战斗机重3.0×107 kg ，在地面跑道上靠自身发动机提供动力需滑行450 m才能到达250 km/h 的起飞速度，而这种战斗机在“尼米兹〞号航母上，在蒸汽弹射器和自身发动机动力的共同作用下，可在45 m 内将速度加到 250 km/h.假设F －14战斗机加速度滑行时，发动机动力和飞机受到的阻力都恒定，那么“尼米兹〞号上蒸汽弹射器使一架F －14 战斗机起飞至少要做多少功？解析：设F －14战斗机自身发动机的牵引力为F ，受到的阻力为f ，在水平地面跑道上起飞时，由动能定理有：(F －f )·s 1＝12mv 2－0 在“尼米兹〞号航母甲板上起飞时，有：W ＋Fs 2－fs 2＝12mv 2 解得：弹射器至少需做的功W ＝6.5×1010 J.答案：6.5×1010 J13.(14分)如下图，竖直放置的半圆形绝缘轨道的半径为R ，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的场强大小为E 的匀强电场中.现有一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)从水平面上的A 点以初速度v 0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C ，E <mg q.(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.(2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，且为一常量.解析：(1)物块恰能通过圆弧最高点C ，即圆弧轨道此时与物块间无弹力作用，物块受到的重力和电场力提供向心力，那么： mg －Eq ＝m v 2C R物块在由A 运动到C 的过程中，设物块克服摩擦力做的功为W f ，根据动能定理知：Eq ·2R －W f －mg ·2R ＝12mv 2C －12mv 20 解得：W f ＝12mv 20＋52(Eq －mg )R . (2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为s ，那么s ＝v C t2R ＝12(g －Eq m)·t 2 联立解得：s ＝2R因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，恒为2R .答案：(1)12mv 20＋52(Eq －mg )R (2)物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，恒为2R。
2021届高考物理一轮复习 第5章 第2课时 动能 动能定理练习 人教大纲版2
第2课时动能动能定理1.图5－2－7如图5－2－7所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索，用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，假设考虑空气阻力而不考虑空气浮力，那么在此过程中，以下说法正确的有()A．力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B．木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C．力F、重力、阻力，三者合力所做的功等于木箱动能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量解析：对木箱受力分析如下图，那么由动能定理：W F－mgh－WF f＝ΔE k故C对．由上式得：W F－WF f＝ΔE k＋mgh，即W F－WF f＝ΔE k＋ΔE p＝ΔE.故A错D对．由重力做功与重力势能变化关系知B对，故B、C、D对．答案：BCD2．在新疆旅游时，最刺激的莫过于滑沙运动．某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为2v0，设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L，斜面倾角为α，人的质量为m，滑沙板质量不计，重力加速度为g.那么()A．假设人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，那么人到达斜面低端时的速度大小为3v0B．假设人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，那么人到达斜面低端时的速度大小为5v0C．人沿沙坡下滑时所受阻力F阻＝mg sin α－2m v20/LD．人在下滑过程中重力功率的最大值为2mg v0解析：对人进行受力分析如以下图所示，根据匀变速直线运动的规律有：(2v 0)2－0＝2aL ，v 21－v 20＝2aL ，可解得：v 1＝5v 0，所以选项A 错误，B 正确；根据动能定理有：mgL sin α－F 阻L ＝12m (2v 0)2，可解得F 阻＝mg sin α－2m v 20/L ，选项C 正确；重力功率的最大值为P m ＝2mg v 0sin α，选项D 错误．答案：BC3.图5－2－8如图5－2－8所示，一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v 0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F 的作用，力F 的大小F ＝k v (k 为常数，v 为环的运动速度)，那么环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为( )A.12m v 20 B ．0 C.12m v 20＋m 3g 22k 2 D.12m v 20－m 3g 22k 2 解析：当mg ＝k v 0时，即v 0＝mg k 时，环做匀速运动，W f ＝0，环克服摩擦力所做的功为零；当mg ＞k v 0时，即v 0＜mg k 时，环在运动过程中，速度减小，F 减小，摩擦力F f增大，最终环静止W f ＝0－12m v 20，环克服摩擦力所做的功为12m v 20. 当mg ＜k v 0时，即v 0＞mg k 时，环在运动过程中，速度减小，F 减小，摩擦力F f 减小到mg ＝k v 时，环做匀速运动，W f ＝12m v 2－12m v 20＝m 3g 22k 2－12m v 20，即环克服摩擦力所做的功为12m v 20－m 3g 22k 2. 答案：ABD4．图5－2－9如图5－2－9甲所示，一质量为m ＝1 k g 的物块静止在粗糙水平面上的A 点，从t ＝0时刻开始，物块在按如图5－2－9乙所示规律变化的水平力F 的作用下向右运动，第3 s 末物块运动到B 点且速度刚好为0，第5 s 末物块刚好回到A 点，物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2，求：(1)A 、B 间的距离；(2)水平力F 在5 s 时间内对物块所做的功．解析：(1)由图乙可知在3～5 s 内物块在水平恒力作用下由B 点匀加速运动到A 点，设加速度为a ，A 、B 间的距离为s ，那么有F －μmg ＝maa ＝F －μmg m ＝4－0.2×1×101m/s 2＝2 m/s 2 s ＝12at 2＝4 m. (2)设整个过程中水平力所做功为W F ，物块回到A 点时的速度为v A ，由动能定理得：W F －2μmgs ＝12m v 2A v 2A ＝2asW F ＝2μmgs ＋mas ＝24 J.答案：(1)4 m (2)24 J5.图5－2－10如图5－2－10所示为某探究活动小组设计的节能运输系统．斜面轨道倾角为30°，质量为M 的木箱与轨道的动摩擦因数为36.木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m 的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程，求m 、M 的关系？解析：在下滑过程中，对M 、m 由动能定理得：(M ＋m )gh －μ(M ＋m )g cos θ·h sin θ－E 弹＝0① 在上滑过程中，对M 由动能定理得：－Mgh －μMg cos θ·h sin θ＋E 弹＝0② 由①②得：m ＝2M .答案：m ＝2M1．质量不等，但有相同动能的两物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止，那么以下说法正确的有()A．质量大的物体滑行距离大B．质量小的物体滑行距离大C．质量大的物体滑行时间长D．质量小的物体滑行时间长解析：物体的动能全部用来克服摩擦阻力做功，有E k＝μmgl⇒l＝E kμmg，质量小，滑行距离大．而t＝va ＝2E kmμg，质量小，滑行时间长．答案：BD2．一个木块静止于光滑水平面上，现有一个水平飞来的子弹射入此木块并深入2 cm而相对于木块静止，同时间内木块被带动前移了1 cm，那么子弹损失的动能、木块获得动能以及子弹和木块共同损失的动能三者之比为()A．3∶1∶2 B．3∶2∶1 C．2∶1∶3 D．2∶3∶1解析：设子弹深入木块深度为d，木块移动s，那么子弹对地位移为d＋s；设子弹与木块的相互作用力为F f，由动能定理，子弹损失的动能等于子弹克服木块阻力所做的功，即ΔE1＝F f(d＋s)，木块所获得的动能等于子弹对木块作用力所做的功，即ΔE2＝F f s，子弹和木块共同损失的动能为ΔE3＝ΔE1－ΔE2＝F f d，即三者之比为(d＋s)∶s∶d＝3∶1∶2.答案：A3．(2021·江门模拟)起重机将物体由静止举高h时，物体的速度为v，以下各种说法中正确的选项是(不计空气阻力)()A．拉力对物体所做的功，等于物体动能和势能的增量B．拉力对物体所做的功，等于物体动能的增量C．拉力对物体所做的功，等于物体势能的增量D．物体克服重力所做的功，大于物体势能的增量解析：根据动能定理W F－W G＝m v2/2，W G＝mgh，所以W F＝m v2/2＋mgh，A正确，B、C错误；物体克服重力所做的功，等于物体重力势能的增量，D错误．答案：A4.图5－2－11如图5－2－11所示，图线表示作用在某物体上的合外力随时间变化的关系，假设物体开始时是静止的，那么( )A ．从t ＝0开始，5 s 内物体的动能变化量为零B ．在前5 s 内只有第1 s 末物体的动能最大C ．在前5 s 内只有第5 s 末物体的速率最大D ．前3 s 内合外力对物体做的功为零解析：由图象可知0～1 s 的合外力的大小是2～5 s 的合外力的大小的2倍，所以加速度大小的关系也是2∶1，物体的运动状态可描述为0～1 s 物体做匀加速运动到速度最大，3 s 末减速到零，5 s 末反向加速到最大，因此5 s 内动能变化量不为零，应选项A 错；前5 s 内第1 s 末和第5 s 末物体的动能和速率一样大，所以选项B 、C 都不对；3 s 末减速到零，所以前3 s 内合外力对物体做的功为零，所以正确选项为D.答案：D5.图5－2－12如图5－2－12所示，一轻弹簧直立于水平地面上，质量为m 的小球从距离弹簧上端B 点h 高处的A 点自由下落，在C 点处小球速度到达最大．x 0表示B 、C 两点之间的距离；E k 表示小球在C 处的动能．假设改变高度h ，那么以下表示x 0随h 变化的图象和E k 随h 变化的图象中正确的选项是( )解析：由题意“在C 点处小球速度到达最大〞，可知C 点是平衡位置，小球受到的重力与弹力平衡，该位置与h 无关，B 项正确；根据动能定理有mg (h ＋x 0)－E p ＝12m v 2C ＝E k ，其中x 0与弹性势能E p 为常数，可判断出C 项正确．答案：BC6.图5－2－13如图5－2－13所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a 点，质量为m 的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b 滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b 点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c 点停止．假设圆弧轨道半径为R ，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，以下说法正确的选项是( )A ．物块滑到b 点时的速度为gRB ．物块滑到b 点时对b 点的压力是3mgC ．c 点与b 点的距离为R μD ．整个过程中物块机械能损失了mgR解析：物块滑到b 点时，mgR ＝12m v 2－0，v ＝2gR ，A 不正确．在b 点， F N －mg ＝m v 2R ，F N ＝3mg ，B 正确．从a 点到c 点，机械能损失了mgR ，D 正确．mgR －μmgs ＝0－0，s ＝R μ，C 正确． 答案：BCD7.图5－2－14如图5－2－14所示，一块长木板B 放在光滑的水平面上，在B 上放一物体A ，现以恒定的外力拉B ，由于A ，B 间摩擦力的作用，A 将在B 上滑动，以地面为参考系，A 和B 都向前移动一段距离，在此过程中( )A ．外力F 做的功等于A 和B 动能的增量B ．B 对A 的摩擦力所做的功等于A 的动能的增量C ．A 对B 的摩擦力所做的功等于B 对A 的摩擦力所做的功D ．外力F 对B 做的功等于B 的动能的增量与B 克服摩擦力所做的功之和解析：A 物体所受的合外力等于B 对A 的摩擦力，对A 物体运用动能定理，那么有B 对A 的摩擦力所做的功，等于A 的动能的增量，即B 对．A 对B 的摩擦力与B 对A 的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A 在B 上滑动，A ，B 对地的位移不等，故二者做功不等，C 错．对B 物体应用动能定理，W F －W f ＝ΔE k B ，即W F ＝ΔE k B ＋W f ，就是外力F 对B 做的功等于B 的动能增量与B 克服摩擦力所做的功之和，D 对．由前述讨论知B 克服摩擦力所做的功与A 的动能增量(等于B 对A 的摩擦力所做的功)不等，故A 错．答案：BD图5－2－15构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面．自动充电式电动车就是很好的一例，电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接．当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来．现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图5－2－15①所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图线5－2－15②所示，那么第二次向蓄电池所充的电能是()A．200 J B．250 J C．300 J D．500 J解析：设自行车与路面的摩擦阻力为F f，由题图可知，关闭自动充电装置时，由动能定理得：0－E k0＝－F f·x1，可得F f＝50 N，启动自充电装置后，自行车向前滑行时用于克服摩擦做功为：W＝F f x2＝300 J，设克服电磁阻力做功为W′，由动能定理得：－W′－W＝0－E k0，可得W′＝200 J.答案：A9.图5－2－16如图5－2－16所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动．在移动过程中，以下说法正确的选项是()A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和解析：木箱加速上滑的过程中，拉力F做正功，重力和摩擦力做负功．支持力不做功，由动能定理得：W F－W G－W f＝12－0.即W F＝W G＋W f＋12m v2.2m vA、B错误，又因克服重力做功W G等于物体重力势能的增加，所以W F＝ΔE p＋ΔE k＋W f，故D正确，又由重力做功与重力势能变化的关系知C也正确．答案：CD图5－2－17如图5－2－17所示，质量为m 的小球用长为L 的轻质细线悬于O 点，与O 点处于同一水平线上的P 点处有一个光滑的细钉，OP ＝L /2，在A 点给小球一个水平向左的初速度v 0，发现小球恰能到达跟P 点在同一竖直线上的最高点B .那么：(1)小球到达B 点时的速率？(2)假设不计空气阻力，那么初速度v 0为多少？(3)假设初速度v 0＝3gL ，那么在小球从A 到B 的过程中克服空气阻力做了多少功？解析：(1)小球恰能到达最高点B ，有mg ＝m v 2B L /2，得v B ＝ gL 2. (2)A →B 由动能定理得，－mg ⎝⎛⎭⎫L ＋L 2＝12m v 2B －12m v 20 可求出：v 0＝ 7gL 2. (3)由动能定理得：－mg ⎝⎛⎭⎫L ＋L 2－W F f ＝12m v 2B －12m v 20 可求出：W F f ＝114mgL . 答案：(1)gL 2 (2) 7gL 2 (3)114mgL 11.图5－2－18如图5－2－18所示，质量m ＝0.5 k g 的小球从距离地面高H ＝5 m 处自由下落，到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动，半圆形槽的半径R ＝0.4 m ，小球到达槽最低点时速率恰好为10 m/s ，并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升、下落，如此反复几次，设摩擦力大小恒定不变，取g ＝10 m/s 2，求：(1)小球第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面的高度h 为多少？(2)小球最多能飞出槽外几次？解析：(1)在小球下落到最低点的过程中，设小球克服摩擦力做功为W f ，由动能定理得：mg (H ＋R )－W f ＝12m v 2－0 从小球下落到第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面h 高度的过程中，由动能定理得mg (H －h )－2W f ＝0－0联立解得：h ＝v 2g －H －2R ＝10210－5－2×0.4 m ＝4.2 m. (2)设小球最多能飞出槽外n 次，那么由动能定理得：mgH －2nW f ＝0－0解得：n ＝mgH 2W f ＝mgH 2⎣⎡⎦⎤mg (H ＋R )－12m v 2＝gH 2g (H ＋R )－v 2＝6.25 故小球最多能飞出槽外6次．答案：(1)4.2 m (2)6次12.图5－2－19如图5－2－19甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD 和光滑圆轨道DCE 组成，AD 与DCE 相切于D 点，C 为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC 上离地面高为H 处由静止下滑，用力传感器测出其经过C 点时对轨道的压力F N ，改变H 的大小，可测出相应的F N 的大小，N 随H 的变化关系如图5－2－19乙折线PQI 所示(PQ 与QI 两直线相连接于Q 点)，QI 反向延长交纵轴于F 点(0,5.8 N)，重力加速度g 取10 m/s 2，求：(1)小物块的质量m ；(2)圆轨道的半径及轨道DC 所对应的圆心角θ.(可用角度的三角函数值表示)(3)小物块与斜面AD 间的动摩擦因数μ.解析：(1)如果物块只在圆轨道上运动，那么由动能定理得mgH ＝12m v 2解得v ＝2gH ； 由向心力公式F N －mg ＝m v 2R得F N ＝m v 2R ＋mg ＝2mg RH ＋mg ； 结合PQ 曲线可知mg ＝5得m ＝0.5 k g.(2)由图象可知2mg R ＝10得R ＝1 m cos θ＝1－0.21＝0.8，θ＝37°. (3)如果物块由斜面上滑下，由动能定理得mgH －μmg cos θ(H －0.2)sin θ＝12m v 2解得m v2＝2mgH－83μmg(H－0.2)由向心力公式F N－mg＝m v2R 得F N＝m v2R＋mg＝2mg－83μmgR H＋1.63Rμmg＋mg结合QI曲线知1.63Rμmg＋mg＝5.8，解得μ＝0.3. 答案：(1)0.5 k g(2)37°(3)0.3。
【新高考】2021高考物理人教版一轮复习：课练 15 动能和动能定理 (含解析)
课练15 动能和动能定理———[狂刷小题 夯基础]———练基础小题1．(多选)如图所示，某人将质量为m 的石块从距地面高h 处斜向上方抛出，石块抛出时的速度大小为v 0，由于空气阻力作用石块落地时的速度大小为v ，方向竖直向下，已知重力加速度为g ，下列说法正确的是( )A ．石块刚抛出时重力的瞬时功率为mg v 0B ．石块落地时重力的瞬时功率为mg vC ．石块在空中飞行过程中合外力做的功为12m v 20－12m v 2D ．石块在空中飞行过程中阻力做的功为12m v 2－12m v 20－mgh2．如图所示，半径为R 的水平转盘上叠放有两个小物块P 和Q ，P 的上表面水平，P 到转轴的距离为r .转盘的角速度从0开始缓缓增大，直至P 恰好能与转盘发生相对滑动，此时Q 受到P 的摩擦力设为f ，在此过程中P 和Q 相对静止，转盘对P 做的功为W .已知P 和Q 的质量均为m ，P 与转盘间的动摩擦因数为μ1，P 与Q 间的动摩擦因数为μ2，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列判断正确的是( )A ．f ＝μ2mgB ．W ＝0C ．W ＝μ1mgrD ．条件不足，W 无法求出3．(多选)如图所示，一小朋友做蹦床运动由高处自由落下．从该小朋友双脚接触蹦床开始至双脚到最低点的过程中，不考虑空气阻力，该小朋友( )A ．机械能守恒B ．速度先增大后减小C ．加速度先增大后减小D ．所受重力做的功小于其克服蹦床弹力做的功4．(多选)如图所示，半径为r 的半圆弧轨道ABC 固定在竖直平面内，直径AC 水平，一个质量为m 的物块(可视为质点)从圆弧轨道A 端正上方P 点由静止释放，物块刚好从A 点无碰撞地进入圆弧轨道并在A 、B 之间做匀速圆周运动，到B 点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍，重力加速度为g ，不计空气阻力，则( )A ．物块到达A 点时速度大小为2grB ．P 、A 间的高度差为r 2C ．物块从A 运动到B 所用时间为12πr mD ．物块从A 运动到B 克服摩擦力做功为mgr5．(多选)今年2月，太原市首批纯电动公交车开始运营．在运营前的测试中，电动公交车在平直路面上行驶，某段时间内的v －t 图象如图所示．在0～10 s 内发动机和车内制动装置对车辆所做的总功为零，车辆与路面间的摩擦阻力恒定，空气阻力不计．已知公交车质量为13.5 t ，g ＝10 m/s 2，则( )A ．汽车在0～10 s 内发生的位移为54 mB ．汽车与路面的摩擦阻力为2 000 NC ．发动机在第1 s 内的平均功率是第7 s 内的30031倍D ．第6 s 内汽车克服车内制动装置做的功是第10 s 内的5313倍6．(多选)如图所示，质量为M 的电梯底板上放置一质量为m 的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为H 时，速度达到v ，不计空气阻力，重力加速度为g ，则在这一过程中( )A ．物体所受合力做的功等于12m v 2＋mgHB ．底板对物体的支持力做的功等于mgH ＋12m v 2C ．钢索的拉力做的功等于12M v 2＋MgHD ．钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯做的总功等于12M v 2练高考小题7.[2019·全国卷Ⅱ，18](多选)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和．取地面为重力势能零点，该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图所示．重力加速度取10 m/s 2.由图中数据可得( )A ．物体的质量为2 kgB ．h ＝0时，物体的速率为20 m/sC ．h ＝2 m 时，物体的动能E k ＝40 JD ．从地面至h ＝4 m ，物体的动能减少100 J8．[2018·全国卷Ⅱ，14]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．小于拉力所做的功B．等于拉力所做的功C．等于克服摩擦力所做的功D．大于克服摩擦力所做的功9．[2018·全国卷Ⅰ，18]如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b 点．一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动．重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为()A．2mgR B．4mgRC．5mgR D．6mgR10．[2017·江苏卷，3]一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为E k0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能E k与位移x关系的图线是()ABCD练模拟小题11．[2019·山东省潍坊模拟](多选) 如图所示，一根细绳的上端系在O 点，下端系一重球B ，放在粗糙的斜面体A 上．现用水平推力F 向右推斜面体使之在光滑水平面上向右匀速运动一段距离(细绳尚未到达平行于斜面的位置)．在此过程中( )A ．B 做匀速圆周运动B ．摩擦力对重球B 做正功C ．水平推力F 和重球B 对A 做的功的大小相等D ．A 对重球B 所做的功与重球B 对A 所做的功大小相等12．[2019·河南省商丘九校联考](多选)已知一足够长的传送带与水平面间的夹角为θ，以一定的速度匀速运动，某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a 所示)，以此时为t ＝0时刻记录了小物块在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图b 所示(图中取沿传送带向上的运动方向为正方向，其中|v 1|＞|v 2|)，已知传送带的速度保持不变，则下列判断正确的是( )A ．0～t 1内，物块对传送带一直做负功B ．物块与传送带间的动摩擦因数μ＞tan θC ．0～t 2内，传送带对物块做的功为12m v 22－12m v 21D ．系统产生的热量一定比物块动能的减少量大 13．[2019·福建省福州市八县(市)联考](多选)如图所示，在距水平地面高为0.4 m 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P 点固定一光滑定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P 点的右侧，杆上套有一质量m ＝2 kg 的滑块A .半径R ＝0.3 m 的光滑半圆形细轨道竖直固定在地面上，其圆心O 在P 点的正下方，在轨道上套有一质量也为m ＝2 kg的小球B.用一条不可伸长的柔软轻细绳，通过定滑轮将A、B连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A、B均可看成质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A一个水平向右的恒力F＝50 N(取g＝10 m/s2)．则()A．把小球B从地面拉到P点的正下方C处时力F做的功为20 J B．小球B运动到P点正下方C处时的速度为0C．小球B被拉到与滑块A速度大小相等时，离地面高度为0.225 mD．把小球B从地面拉到P的正下方C处时，小球B的机械能增加了20 J14.[2019·安徽省四校模拟]一质点在0～15 s内竖直向上运动，其加速度－时间图象如图所示，若取竖直向下为正，g取10 m/s2，则下列说法正确的是()A．质点的机械能不断增加B．在0～5 s内质点的动能增加C．在10～15 s内质点的机械能一直增加D．在t＝15 s时质点的机械能大于t＝5 s时质点的机械能15．[2019·江西省南昌调研](多选)如图所示，一小球(可视为质点)从H＝12 m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径R＝4 m的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点C 时，刚好对轨道压力为零；然后沿CB圆弧滑下，进入光滑弧形轨道BD，到达高度为h的D点时速度为零，则h的值可能为()A ．10 mB ．9.5 mC ．8.5 mD ．8 m16．[2019·四川五校联考]如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC ＝h ，此为过程Ⅰ；若圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，则恰好能回到A 处，此为过程Ⅱ.已知弹簧始终在弹性范围内，重力加速度为g ，则圆环( )A ．在过程Ⅰ中，加速度一直减小B ．在过程Ⅱ中，克服摩擦力做的功为12m v 2C ．在C 处，弹簧的弹性势能为14m v 2－mghD ．在过程Ⅰ、过程Ⅱ中克服摩擦力做功相同———[综合测评 提能力]———一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．[2019·浙江模拟]如图所示，足球从草皮上的①位置被踢出后落在草皮上③位置，空中到达的最高点为②位置，则( )A ．②位置足球动能等于0B ．①位置到③位置过程只有重力做功C ．①位置到②位置的过程足球的动能全部转化为重力势能D ．②位置到③位置过程足球动能的变化量等于合力做的功2．[2020·河北省定州中学模拟]一个人站在高为H 的平台上，以一定的初速度将一质量为m的小球抛出．测出落地时小球的速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度大小为g，人对小球做的功W及小球被抛出时的初速度大小v0分别为()A．W＝12m v2－mgH，v0＝v2－2gHB．W＝12m v2，v0＝2gHC．W＝mgH，v0＝v2＋2gHD．W＝12m v2＋mgH，v0＝2gH3．[2019·全国卷Ⅲ]从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用，距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能E k 随h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s2.该物体的质量为() A．2 kg B．1.5 kgC．1 kg D．0.5 kg4．如图所示，第一次将质量为m的物块放在水平面上的P点，给其一定的初速度使其滑向Q点；第二次将质量为2m的物块B放在P 点，并给其施加向右的水平拉力，使物块B从静止开始向Q点运动，结果物块A运动到Q点的动能与物块B运动到PQ中点时的动能相同，物块B从P点运动到PQ中点时，拉力做功为W，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，则物块A的初速度大小为()A.Wm B.2WmC. 3Wm D．2Wm5.[预测新题]如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM 和ON杆上，B球的质量为2 kg，在作用于A球上的水平力F的作用下，A、B两球均处于静止状态，此时A球距O点的距离为x A＝0.3 m，B球距O点的距离x B＝0.4 m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1 m时的速度大小为3 m/s，则在此过程中绳的拉力对B球所做的功为(取g＝10 m/s2)()A．11 J B．16 JC．18 J D．9 J6.[名师原创]如图所示，A、B是两个等高的固定点，间距为L，一根长为2L的非弹性轻绳两端分别系在A、B两点，绳上套了一个质量为m的小球．现使小球在竖直平面内以AB为中心轴做圆周运动，若小球在最低点的速率为v，则小球运动到最高点时，两段绳的拉力恰好均为零，若小球在最低点的速率为2v，则小球运动到最高点时每段绳上的拉力大小为(重力加速度大小为g，不计一切摩擦)()A.3mg B．53mgC．15mg D．52mg7.[2020·江西五校联考]如图所示，光滑水平面OB与足够长的粗糙斜面BC交于B点．轻弹簧左端固定于竖直墙面，现用质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上，不计滑块在B点的机械能损失．换用材料相同、质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧至同一点后，重复上述过程，下列说法正确的是()A．两滑块到达B点时的速度相同B．两滑块沿斜面上升的最大高度相同C．两滑块上升到最高点的过程中克服重力做的功不相同D．两滑块上升到最高点的过程中机械能损失相同8．[2019·广东佛山一中段考]如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高为R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功．则()A．W＝12mgR，质点恰好可以到达Q点B．W>12mgR，质点不能到达Q点C．W＝12mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离D．W<12mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)9．如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速度沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，重力加速度大小g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据图象可求出()A．物体的初速率为3 m/sB．物体与斜面间的动摩擦因数为0.75C．取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值为1.44 mD．当θ＝45°时，物体达到最大位移后将停在斜面上10．[2019·郑州质检]质量为m 的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，如图所示．在圆心处连接有力传感器，用来测量绳子上的拉力，运动过程中小球受到空气阻力的作用，空气阻力随速度减小而减小．某一时刻小球通过轨道的最低点，力传感器的示数为7mg ，重力加速度为g ，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，下列说法正确的是( )A ．到最高点过程中小球克服空气阻力做的功为12mgRB ．到最高点过程中小球克服空气阻力做的功为mgRC ．再次经过最低点时力传感器的示数为5mgD ．再次经过最低点时力传感器的示数大于5mg三、非选择题(本题共3小题，共34分)11．(11分)如图所示，粗糙的斜面AB 下端与光滑的圆弧轨道BCD 相切于B ，整个装置竖直放置，C 是最低点，圆心角θ＝37°，D 与圆心O 等高，圆弧轨道半径R ＝1 m ，斜面长L ＝4 m ，现有一个质量m ＝0.1 kg 的小物体P 从斜面AB 上端A 点无初速度下滑，物体P 与斜面AB 之间的动摩擦因数μ＝0.25.不计空气阻力，g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)物体P 第一次通过C 点时的速度大小v C ；(2)物体P 第一次通过C 点时对轨道的压力大小；(3)物体P 第一次离开D 点后在空中做竖直上抛运动到最高点E ，接着从空中又返回到圆弧轨道和斜面，在这样多次反复的整个运动过程中，物体P 对C 点处轨道的最小压力．12．(11分)[2019·江苏常州期末]如图所示，在距水平地面高为h ＝0.5 m 处，水平固定一根长直光滑杆，杆上P 处固定一小定滑轮，在P 点的右边杆上套一质量mA ＝1 kg 的滑块A .半径r ＝0.3 m 的光滑半圆形竖直轨道固定在地面上，其圆心O 在P 点的正下方，半圆形轨道上套有质量mB ＝2 kg 的小球B .滑块A 和小球B 用一条不可伸长的柔软细绳绕过小定滑轮相连，在滑块A 上施加一水平向右的力F .滑轮的质量和摩擦均可忽略不计，且小球可看做质点，g 取10 m/s2，0.34≈0.58.(1)若逐渐增大拉力F ，求小球B 刚要离地时拉力F 1的大小；(2)若拉力F 2 ＝57.9 N ，求小球B 运动到C 处时的速度大小；(结果保留整数)(3)在(2)情形中当小球B 运动到C 处时，拉力变为F 3 ＝16 N ，求小球B 在右侧轨道上运动的最小速度．(结果保留一位小数)13．(12分)[2020·湖南地质中学月考]如图所示，传送带以一定速度沿水平方向匀速转动，将质量为m ＝1.0 kg 的小物块轻轻放在传送带上的P 点，物块运动到A 点后被水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B 点进入竖直光滑圆弧轨道．B 、C 为圆弧的两端点，其连线水平，轨道最低点为O ，已知圆弧对应圆心角θ＝106°，圆弧半径R ＝1.0 m ，A 点距水平面的高度h ＝0.8 m ，小物块离开C 点后恰好能无碰撞地沿固定斜面向上滑动，经过0.8 s 小物块第二次经过D 点，已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝13，sin 53°＝0.8，g ＝10 m/s 2.求：(1)小物块离开A 点时的水平速度大小；(2)小物块经过O 点时，轨道对它的支持力大小；(3)斜面上C 、D 间的距离．B的线速度大小是变化的，故不是匀速圆周运动，故A错误；如图，画出球B受到的支持力N，摩擦力f以及球在该位置时运动的切线的方向，由图可知，斜面对B的摩擦力沿斜面向下，与B的速度方向的夹角为锐角，所以摩擦力对重球B做正功，故B正确；A匀速运动，动能不变，根据动能定理知水平推力F和重球B对A做的功的大小相等，故C正确；斜面对B的弹力和B对斜面的弹力是一对作用力和反作用力，大小相等，斜面在弹力方向上的位移等于B在弹力方向上的位移，所以A对重球B的弹力所做的功与重球B对A弹力所做的功大小相等，一正一负，由于B与A间存在相对运动，A的位移与B的位移不相等，所以A对重球B的摩擦力所做的功与重球B对A的摩擦力所做的功大小不相等，所以A对重球B所做的总功与重球B对A所做的总功大小不相等，故D错误．12．ABD由题图b知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上，0～t1时间内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，则物块对传送带做负功，故A正确．在t1～t2时间内，物块向上运动，则有μmg cos θ>mg sin θ，得μ>tan θ，故B正确.0～t2时间内，由题图b中“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为W G，根据动能定理得：W＋W G＝12m v22－12m v21，则传送带对物块做的W＝12m v22－12m v21－W G，故C错误.0～t2时间内，重力对物块做正功，物块的重力势能减小、动能也减小，且都转化为系统产生的内能，则由能量守恒定律知，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大，故D正确．故选A、B、D.13．ACD把小球B从地面拉到P点正下方C处的过程中，力F 的位移为：x＝0.42＋0.32m－(0.4－0.3)m＝0.4 m，则力F做的功W F ＝Fx＝20 J，选项A正确；把小球B从地面拉到P点正下方C处时，B的速度方向与绳子方向垂直，A的速度为零，设B的速度为v，则由动能定理：W F－mgR＝12m v2－0，解得v＝14m/s，选项B错误；当细绳与半圆形轨道相切时，小球B的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与滑块A速度大小相等，由几何关系可得h ＝0.225 m，选项C正确；B的机械能增加量为F做的功20 J，D正确．14．D质点竖直向上运动，0～15 s内加速度方向向下，质点一直做减速运动，B错误.0～5 s内，a＝10 m/s2，质点只受重力，机械能守恒；5～10 s 内，a ＝8 m/s 2，受重力和向上的力F 1，F 1做正功，机械能增加；10～15 s 内，a ＝12 m/s 2，质点受重力和向下的力F 2，F 2做负功，机械能减少，A 、C 错误．由F 合＝ma 可推知F 1＝F 2，由于做减速运动，5～10 s 内通过的位移大于10～15 s 内通过的位移，F 1做的功大于F 2做的功，5～15 s 内增加的机械能大于减少的机械能，所以D 正确．15．BC 设小球质量为m ，以B 点所在水平面为零势能面，由题给条件“当到达圆环顶点C 时，刚好对轨道压力为零”有mg ＝m v 2C R ，小球到达C 点时，有v 2C ＝gR ，在C 点的动能为12m v 2C ＝12mgR ，则小球在C 点的机械能为2mgR ＋12m v 2C ＝52mgR ，则小球从B 点到C 点克服摩擦力做的功为12mgR ，小球到达D 点时速度为零，设小球在D 点的机械能为E k D ，分析可知小球在从C 点到B 点过程中也有摩擦力，且摩擦力做的功小于小球从B 点到C 点克服摩擦力做的功12mgR ，故2mgR ＜E k D ＜52mgR ，即8 m ＜h ＜10 m ，选项B 、C 正确．16．D圆环刚开始下滑时，圆环受到的合力向下，设弹簧原长为L ，下滑过程中，对圆环受力分析，如图所示，弹簧弹力与竖直方向的夹角为θ，则弹簧弹力F ＝kL ⎝ ⎛⎭⎪⎫1sin θ－1，竖直方向根据牛顿第二定律可得mg －F cos θ－μF N ＝ma ，水平方向有F sin θ＝F N ，联立三个方程可知，圆环下滑过程中受到的合力先减小后增大，圆环的加速度先减小后增大，选项A 错误；在过程Ⅰ和Ⅱ中，圆环在相同位置时受到的滑动摩擦力大小相等，所以在这两个过程中克服摩擦力做的功相等，选项D 正确；在过程Ⅰ中，根据动能定理可得W G －W f －W 弹＝0，解得W f ＝W G －W 弹，在过程Ⅱ中，根据动能定理可得－W G ＋W 弹－W f ＝－12m v 2，联立解得W f ＝14m v 2，在C 处E p 弹＝W 弹＝mgh －14m v 2，选项B 、C 错误．。
2021年高三物理“功和能”练习题
高三物理“功和能”练习题1、如图1所示；竖直轻橡皮筋上端固定于O ；下端A 与放在水平面上的质量为m = 0.4 kg 的小物块P 相连。
P 对水平地面的压力恰为P 重力的3/4；紧靠OA 右侧有一光滑的钉子B ；B 到O 点的距离恰为橡皮筋原长。
对P 施加一恒定拉力F = 20N ；使P 从静止开始向右滑行S = 0.40m 后；到达C 点时的速度为v = 4m/s 。
已知P 与水平地面间的动摩擦因数为μ= 0.2；橡皮筋的形变始终在弹性限度内；且形变过程中倔强系数k 保持不变；g = 10 m/s 2；求P 从A 到C 的过程中橡皮筋增加的弹性势能。
2、由于两个物体相对位置的变化引起的引力场的能量变化（与某一零势能面相比）；称作这一对物体的引力势能。
如果以无限远处的势能为0；则万有引力势能E P 可用下式进行计算：rMmGE P -= 式中r 为相对的物体m 到M 的中心距离；G 为万有引力恒量。
假设有两个相同质量均为m = 200kg 的人造卫星；沿距离地面为地球半径的圆形轨道相向运行；因而经过一段时间后发生了碰撞；碰后两卫星粘合在一起成为一个复合体。
不计卫星间的万有引力及空气阻力；求：(1) 碰撞前两卫星与地球组成的系统的总机械能；(2) 碰撞后两卫星的复合体落到地面的瞬间的速度大小和方向（地球半径为R = 6400 km ；地球表面重力加速度为g = 10m/s 2）3、在如图2所示的系统中；活塞A ；插入活塞孔中的可移动塞栓B 和密度为ρ的液体平衡。
容器的横截面积为S ；孔的横截面积为S 0；大气压强为P 0；各滑动表面间的摩擦可忽略；液体不能从间隙中出来。
在塞栓顶上轻轻放一质量较小的物体C ；其质量为m ；横截面积为S 1（S 1 < S 0）；塞栓将向下移动；问：当系统又恢复平衡时；系统（物体C图 1除外）增加的重力势能多大？图 24、回旋加速器中匀强磁场的磁感强度B = 1T；高频加速电压的频率f = 7.5×106Hz；带电粒子在回旋加速器中运动形成的粒子束的平均电流I = 1mA。
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2021届高三物理一轮复习力学功和能动能专题练习
一、填空题
1．已知阿伏加德罗常数为231
6.0210mol-
⨯，一个水分子的质量为_________kg，若20℃时一个水分子运动的平均速度为585m/s，则一个水分子的动能为__________J．
2．通常情况下，道路交通事故中，两辆自行车相撞的程度远不如两辆汽车相撞的严重．这是因为自行车的质量和速度都比汽车__________，由此可以表明，物体的动能大小与它的_________和________有关．3．自由下落的物体，下落1m和2m时，物体的动能之比是____________；下落1s和2s后物体的动能之比是____________．
4．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生变化：
如果质量不变，速度增大到原来2倍，则动能变为原来的________倍；
如果速度不变，质量增大到原来2倍，则动能变为原来的________倍；
如果质量减半，速度增大到原来4倍，则动能变为原来的________倍；
如果速度减半，质量增大到原来4倍，则动能变为原来的________倍；
5．一个质量为0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度匀速运动，与竖直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，若以初速度方向为正方向，则小球碰墙前后速度的变化为________，动能的变化为________.
6．有一种清洗车辆用的手持式喷水抢。
若枪口截面积为s，喷出水的速度为v，水的密度为ρ，t秒内喷出水的体积是_________；每秒喷出水的动能为_________。
7．物体由于___________而具有的能量叫动能．
8．动能是物体由于_________而具有的能量；质量越大，速度越大的物体其动能越______；
9．质量为2kg的小球沿光油水平面以4m/s的速度冲向墙壁，又以4m/s的速度反向弹回．此过程中小球的合力冲量的大小为__________N⋅s；小球的动能变化量的大小为__________J；
10．自由下落的物体下落1 m和4 m时的动能之比为________；下落1 s和2 s的动能之比为________. 11．从枪膛射出一粒25g的子弹，假定火药爆炸时可产生3.2×104J的热，其中有25%转变为子弹的动能，那么子弹射出枪口时的速度为_____m/s.
12．一质量为m=2kg 的可以看作质点的物体，仅受到一个变力作用，从静止开始做变加速直线运动，
其加速度a 随时间t 的变化规律如图所示，则该物体所受的合外力F 随时间t变化的函数关系为
_______，物体在4s 末的动能大小为_____J。
13．一质量为0.2kg的小球，以10m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以碰撞前的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化是_____；动能变化是_____。
14．爱因斯坦提出光子说，认为每个光子所具有的能量跟它的频率成正比，比例常数为普朗克常量h，则h 的单位为______；该单位用国际单位制基本单位可表示为_________。
15．质量相等的两颗人造地球卫星A；B分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则A；B两卫星的运动周期T A_____T B，动能E kA_____E kB．（选填“>”；“=”或“<”；
二、解答题
16．如图所示，在一个很长斜面上的某处A点水平抛出一个m=1Kg小球.已知小球抛出时的初速度v0=
2m s⁄，斜面的倾角θ=300，空气阻力不计，g取10 m/s2. 求：
（1）小球从A点抛出时的动能E kA；2）小球落到斜面上B点时的动能E KB.
v匀速前进，中途质量为m的挂车脱节，机车发动机的牵引17．如图，总质量为M的车沿水平路面以速度
力为F且始终保持不变，机车和挂车所受地面的摩擦力都与重力成正比，机车和挂车都视为顶点，重力加速度取g。
(1)挂车脱节后，机车发动机输出功率怎样变化？
(2)在挂车停止的瞬间，机车的速度等于多少？
(3)在挂车停止运动前，系统的动能怎样变化？
18．一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝300，在t＝5s 的时间内滑下的位移x＝60m，求：
（1）滑雪人的初动能；（2）滑雪人的加速度；（3）滑雪人受到的阻力（g＝10m/s2）．
参考答案
1．262.9910-⨯ 215.110-⨯ 2．小 质量 速度 3．1∶2 1∶4 4．4； 2；8；1 5．-10m/s 0 6．svt 30.5sv ρ 7．运动 8．运动 大 9． 16 0 10．1:41:4 11．800 12．5F t = 400J 13．-20m/s 0 14．J·s （或J/Hz ） kg·m 2/s 15．< > 16．(1)E kA =2J （2）E KB ≈4.67J 17．(1)增大；(2)01Mv v M m =-；(3)系统的动能增加。
18．（1）150J ；（2）4m/s 2；（3）75N ．。