初中 功和能动能动能定理及机械能守恒练习题及答案.docx

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初中功和能动能动能定理及机械能守恒练习题及答案

功单位：

J

力学：

W=Fscos（适用于恒力功的计算）

理解正功、零功、负功

功是能量转化的量度

动能：

EK=

重力势能Ep=mgh（凡是势能与零势能面的选择有关）

动能定理：

外力对物体所做的总功等于物体动能的变化（增量）

公式：

W合=W合＝W1+W2+…+Wn=Ek=Ek2一Ek1=

W合为外力所做功的代数和．（W可以不同的性质力做功）

外力既可以有几个外力同时作用，也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用：

既为物体所受合外力的功。

功是能量转化的量度（最易忽视）主要形式有：

惯穿整个高中物理的主线

“功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。

重力的功------量度------重力势能的变化

物体重力势能的增量由重力做的功来量度：

WG=-ΔEP，这就是势能定理。

与势能相关的力做功特点:

如重力,弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.

除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能；这就是机械能定理。

只有重力做功时系统的机械能守恒。

功能关系：

功是能量转化的量度。

有两层含义：

（1）做功的过程就是能量转化的过程,

（2）做功的多少决定了能转化的数量,即:

功是能量转化的量度

强调：

功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。

两者的单位是相同的（都是J），但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。

做功的过程是物体能量的转化过程，做了多少功，就有多少能量发生了变化，功是能量转化的量度．

（1）动能定理

合外力对物体做的总功=物体动能的增量．即

（2）与势能相关力做功

导致与之相关的

重力

重力对物体所做的功=物体重力势能增量的负值．即WG=EP1—EP2=—ΔEP

重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加．

弹簧弹力

弹力对物体所做的功=物体弹性势能增量的负值．即W弹力=EP1—EP2=—ΔEP

弹力做正功,弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加．

（3）机械能变化原因

除重力（弹簧弹力）以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即WF=E2—E1=ΔE

当除重力（或弹簧弹力）以外的力对物体所做的功为零时，即机械能守恒

（4）机械能守恒定律

在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内，动能和势能可以互相转化，但机械能的总量保持不变．即EK2+EP2=EK1+EP1，

或ΔEK=—ΔEP

（5）静摩擦力做功的特点

（1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；

（2）在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的互相转移，而没有机械能与其他形式的能的转化，静摩擦力只起着传递机械能的作用；

（3）相互摩擦的系统内，一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零．

（6）滑动摩擦力做功特点“摩擦所产生的热”

（1）滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；

=滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即一对滑动摩擦力所做的功

（2）相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功，

其大小为:

W=—fS相对=Q对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能，

（S相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S相对为相对运动的路程）

（7）一对作用力与反作用力做功的特点

（1）作用力做正功时，反作用力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；

作用力做负功、不做功时，反作用力亦同样如此．

（2）一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零．

一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的）

1．关于功和能的下列说法正确的是（）

A．功就是能B．做功的过程就是能量转化的过程

C．功有正功、负功，所以功是矢量D．功是能量转化的量度

2．一个运动物体它的速度是v时，其动能为E。

那么当这个物体的速度增加到3v时，其动能应该是：

（）

A．EB．3EC．6ED．9E

3．一个质量为m的物体，分别做下列运动，其动能在运动过程中一定发生变化的是：

（）

A．匀速直线运动B．匀变速直线运动

C．平抛运动D．匀速圆周运动

4．对于动能定理表达式W=EK2-EK1的理解，正确的是：

（）

A．物体具有动能是由于力对物体做了功

B．力对物体做功是由于该物体具有动能

C．力做功是由于物体的动能发生变化

D．物体的动能发生变化是由于力对物体做了功

5．某物体做变速直线运动，在t1时刻速率为v，在t2时刻速率为nv，则在t2时刻的动能是t1时刻的（）

A、n倍B、n/2倍C、n2倍D、n2/4倍

6．打桩机的重锤质量是250kg，把它提升到离地面15m高处，然后让它自由下落，当重锤刚要接触地面时其动能为（取g=10m/s2）：

（）

A．1.25×104JB．2.5×104JC．3.75×104JD．4.0×104J

7．质量为m=2kg的物体，在水平面上以v1=6m/s的速度匀速向西运动，若有一个F=8N、方向向北的恒定力作用于物体，在t=2s内物体的动能增加了（）

A．28JB．64JC．32JD．36J

8．下列关于运动物体所受的合外力、外力做功和动能变化的关系中正确的是：

（）

A．如果物体受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零

B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零

C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化

D．物体的动能不变，所受的合外力一定为零

*9．一物体在水平方向的两个水平恒力作用下沿水平面做匀速直线运动。

若撤去其中一个水平力，下面说法正确的是（）

A．物体的动能可能减少B．物体的动能可能不变

C．物体的动能可能增加D．余下的一个力一定对物体做正功。

*10．如图所示，一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，在A点接触弹簧后将弹簧压缩，到B点物体的速度为零，然后被弹回，下列说法中正确的是：

（）

A．物体从A下落到B的过程中，动能不断减小

B．物体从B上升到A的过程中，动能不断增大

C．物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变大后变小

D．物体在B点的动能为零，是平衡位置

二、填空题

11．质量为1kg的足球以2m/s的速度飞来，它的动能是J。

运动员又以5m/s的速度将它踢飞，运动员对它做的功是J。

12．木块受水平力F作用在水平面上由静止开始运动，前进S米后撤去F，木块又沿原方向前进3S停止，则摩擦力f=。

木块最大动能为。

三、计算题

13．一个物体自由下落1m和4m的动能之比是多少，下落1s和4s时的动能之比是多少？

14．质量是一千克的物体做平抛运动，初速度为6m/s，抛出时物体的动能是多少？

某时刻物体的水平速度为6m/s，竖直速度为8m/s，此刻物体的动能是多少？

参考答案

1、BD2、D3、C4、D5、C6、C7、B

8、A9、10、C14、F/4,3/4FS

一、不定项选择题（每小题至少有一个选项）

1．下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系,下列说法中正确的是（）

A．如果物体所受合外力为零，则合外力对物体所的功一定为零；

B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零；

C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化；

D．物体的动能不变，所受合力一定为零。

2．下列说法正确的是（）

A．某过程中外力的总功等于各力做功的代数之和；

B．外力对物体做的总功等于物体动能的变化；

C．在物体动能不变的过程中，动能定理不适用；

D．动能定理只适用于物体受恒力作用而做加速运动的过程。

3．在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个物体由静止获得相同的动能，那么可以肯定（）

A．水平拉力相等B．两物块质量相等

C．两物块速度变化相等D．水平拉力对两物块做功相等

4．质点在恒力作用下从静止开始做直线运动，则此质点任一时刻的动能（）

A．与它通过的位移s成正比

B．与它通过的位移s的平方成正比

C．与它运动的时间t成正比

D．与它运动的时间的平方成正比

5．一子弹以水平速度v射入一树干中，射入深度为s，设子弹在树中运动所受的摩擦阻力是恒定的，那么子弹以v/2的速度射入此树干中，射入深度为（）

A．sB．s/2C．

D．s/4

6．两个物体A、B的质量之比mA∶mB=2∶1，二者动能相同，它们和水平桌面的动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停止所经过的距离之比为（）

A．sA∶sB=2∶1B．sA∶sB=1∶2C．sA∶sB=4∶1D．sA∶sB=1∶4

7．质量为m的金属块，当初速度为v0时，在水平桌面上滑行的最大距离为L，如果将金属块的质量增加到2m，初速度增大到2v0，在同一水平面上该金属块最多能滑行的距离为（）

A．LB．2LC．4LD．0.5L

8．一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率v0，分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则比较三球落地时的动能（）

A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大

9．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，则此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（）

A．

B．

C．

D．

10．水平抛出一物体，物体落地时速度的方向与水平面的夹角为θ，取地面为参考平面，则物体刚被抛出时，其重力势能与动能之比为（）

A．sin2θB．cos2θC．tan2θD．cot2θ

11．将质量为1kg的物体以20m/s的速度竖直向上抛出。

当物体落回原处的速率为16m/s。

在此过程中物体克服阻力所做的功大小为（）

A．200JB．128JC．72JD．0J

12．一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度为2m/s，则下列说法中正确的是（）

A．手对物体做功12JB．合外力对物体做功12J

C．合外力对物体做功2JD．物体克服重力做功10J

13．物体A和B叠放在光滑水平面上mA=1kg，mB=2kg，B上作用一个3N

的水平拉力后，A和B一起前进了4m，如图1所示。

在这个过程中B对A做

的功等于（）

A．4JB．12JC．0D．-4J

14．一个学生用100N的力，将静止在操场上的质量为0.6kg的足球，以15m/s的速度踢出20m远。

则整个过程中学生对足球做的功为（）

A．67.5JB．2000JC．1000JD．0J

15．一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平拉力F作用下，

从平衡位置P点很缓慢地拉到Q点，如图2所示，则拉力F做的功为（）

A．mgLcosθB．mgL（1-cosθ）C．FLsinθD．FLcosθ

二、填空题

16．如图3所示，地面水平光滑，质量为m的物体在水平恒力F的作用下，由静止从A处移动到了B处；此过程中力F对物体做正功，使得物体的速度（增大、减少、不变）。

如果其它条件不变，只将物体的质量增大为2m，在物体仍由静止从A运动到B的过程中，恒力F对物体做的功（增大、减少、不变）；物体到达B点时的速度比原来要（大、少、不变）。

如果让一个具有初速度的物体在粗糙水平地面上滑行时，物体的速度会不断减少，这个过程中伴随有力做功（正、负、零）。

可见做功能使物体的速度发生改变。

17．一高炮竖直将一质量为M的炮弹以速度V射出，炮弹上升的最大高度为H，则炮弹上升的过程中克服空气阻力所做的功为，发射时火药对炮弹做功为。

（忽略炮筒的长度）

18．质量为m的物体静止在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ，今用一水平力推物体，使物体加速运动一段时间，撤去此力，物体再滑行一段时间后静止，已知物体运动的总路程为s，则此推力对物体做功。

三、计算题

20．一个质量为m=2kg的铅球从离地面H=2m高处自由落下，落入沙坑中h=5cm深处，如图所示，求沙子对铅球的平均阻力。

（g取10m/s2）

21．质量为m的物体由半圆形轨道顶端从静止开始释放，如图4所示，A为轨道最低点，A与圆心0在同一竖直线上，已知圆弧轨道半径为R，运动到A点时，物体对轨道的压力大小为2.5mg，求此过程中物体克服摩擦力做的功。

一、选择题

1．A2．AB3．D4．AD5．D6．B7．C8．D9．C10．C11．C12．ACD

13．A14．A15．B

二、填空题

16．增大；不变；小；滑动摩擦；负；17．

；

18．μmgs

三、计算题

19．∵全过程中有重力做功，进入沙中阻力做负功

∴W总=mg（H+h）—fh由动能定理得：

mg（H+h）—fh=0—0

得

带入数据得f=820N

20．物体在B点：

∴mvB2=（N-mg）R=1.5mgR

∴

由动能定理得：

即物体克服摩擦力做功为

一、选择题（每题2分，共20分）

1．某同学将掉落在地面的物理课本捡起来放在课桌上，他对课本所做的功最接近于（  ）

A．0.02J           B．

0.2J    C．2J          D．20J

2．小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面。

不计空气阻力，关于排球离开手后的运动过程，下列说法中不正确的是（  ）

A．排球在上升过程中，小阳对排球做功B．排球在下落过程中，排球的重力势能变小

C．排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下

D．排球在下落过程中，排球所受的重力做功越来越快

3．关于能的概念，下列说法正确的是（  ）

A．用线悬挂着的物体，它没有做功，它不具有机械能

B．在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有机械能

C．甲物体的运动速度比乙物体的大，则甲物体的动能一定比乙物体的大

D．甲物体的高度比乙物体的高度大，则甲物体的势能一定比乙物体的大

4．某同学家住高层住宅，当他乘坐电梯从一层匀速上升至十五层的过程中，他的（  ）

A．动能不变，重力势能增大     B．动能和重力势能都增大

C．动能减小，重力势能增大     D．动能和重力势能都减小

5．山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（  ）

A．提高功率             B．提高机械效率

C．减小所必需的牵引力   D．减小所做的功

6．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60％。

则下列选项错误的是（  ）

A．拉力大小一定是125N   B．有用功一定是150J

C．总功一定是250J        D．动滑轮重一定是100N

7．如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来。

下列说法正确的是（  ）

A．铁锁摆回后能碰到鼻子B．铁锁下降过程中，重力势能转化为动能

C．铁锁的机械能始终不变D．铁锁摆动到最低点时，动能最小

8．用大小不同的甲、乙两个力拉同—物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离S的关系图像如图所示，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是（  ）

 A．F甲>F乙   B．F甲＜F乙 

 C．F甲＝F乙  D．条件不足，无法判断

9．如图所示，斜面长6m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m，下列说法正确的是（  ）

A．滑轮组的机械效率是40%   B．物体重300N

C．拉力F做的功是600J     D．．拉力F的功率是40W

10．如图所示高铁动车组在高速行驶时是利用车上电动机提供的动力，到站前又可以先停止供电，车速从200km／h减至90km／h，这段时间是利用车的惯性前进，磁场中线圈随车轮一起转动，产生感应电流，在90km／h以下才进行机械刹车，这样既可以减少机械磨损又可以节约能源。

整个过程中没有涉及到的能量转化的是（  ）

A．电能转化为机械能     B．机械能转化为电能

C．机械能转化为内能     D．内能转化为机械能

四、计算题（4分+8分=12分）

21．斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。

如图所示为倾角θ=30。

的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h=1m

（1）求拉力F做的功；

（2）若斜面的高度H一定，倾角θ可以改变，试推导：

在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端．θ越小,F越小。

22．为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。

小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。

当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。

若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。

求：

（1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。

（2）在1～2s内，拉力F做的功W。

（3）在0～1s内，重物对地面的压强p。

参考答案：

一、选择题

1．C 2．A 3．B 4．A 5．C 6．A 7．B 8．A 9．C 10．D

四、计算题

21．

（1）400J 

（2）80％ （3）50N 22．

（1）100W 83.33%

（2）187.5J （3）600Pa