功和能动能动能定理及机械能守恒练习题及答案.docx

1、功和能动能动能定理及机械能守恒练习题及答案要点归纳功 单位：J 力学： W = Fs cos (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

2、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= -EP，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

3、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=EP1EP2= EP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=EP1EP2= EP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=E2E1=E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

4、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 EK = EP(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

5、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 达标训练一、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，

6、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： （ ） AE B 3E C 6E D 9E3一个质量为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

7、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)： （ ）A1.25104J B2.5104J C3.75104J D4.0104J7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 （ ）A28J B64J C32J D36J 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

8、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

9、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、BD 2、

10、D 3、C 4、D 5、C 6、C 7、B 8、A 9、 10、C 14、F/4, 3/4FS 课时作业一、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

11、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（ ） As Bs/2 C Ds/46两个物体A、B的质量之比mAmB=21，二者动能相同，它们和水平桌面

12、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（ ） AsAsB=21 BsAsB=12 CsAsB=41 DsAsB=147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（ ） AL B2L C4L D0.5L8一个人站在阳台上，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，

13、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，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（ ） Asin2 Bcos2 Ctan2 Dcot211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（ ） A200J B128J C72J D0J12一质量为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12J B合外力对物体做功12

14、J C合外力对物体做功2J D物体克服重力做功10J13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（ ） A4J B12J C0 D-4J14一个学生用100N的力，将静止在操场上的质量为0.6kg的足球，以15 m/s的速度踢出20m远。则整个过程中学生对足球做的功为（ ） A67.5J B2000J C1000J D0J15一个质量为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（ ）AmgLcos BmgL

15、(1-cos) CFLsin DFLcos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

16、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，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

17、此过程中物体克服摩擦力做的功。一、选择题1A 2AB 3D 4AD 5D 6B 7C 8D 9C 10C 11C 12ACD13A 14A 15B 二、填空题16增大；不变；小；滑动摩擦；负； 17； 18mgs 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=00得 带入数据得f=820N20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1.在只有重力做功的情况下,_,这个结论叫作机械能守恒定律.答案:物体的动能和势能发生转化,但机械能的总量保持不变2.下列情况中,运动物体机械能一定守恒

18、的是( ).(A)物体所受的合外力为零 (B)物体不受摩擦力(C)物体受到重力和摩擦力 (D)物体只受重力 答案:D3.关于机械能是否守恒,下列叙述中正确的是( ).(A)作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 (B)作匀变速运动的物体机械能可能守恒(C)外力对物体做功为零时,机械能一定守恒 (D)只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒答案:BD4.下列说法中正确的是( ).(A)一个物体所受的合外力为零,它的机械能一定守恒(B)一个物体所受的合外力恒定不变,它的机械能可能守恒(C)一个物体作匀速直线运动,它的机械能一定守恒(D)一个物体作匀加速直线运动,它的机械能可能守恒 答案:BD5.a、b

19、、c三球自同一高度以相同速率抛出,a球竖直上抛,b球水平抛出,c球竖直下抛.设三球落地的迷率分别为va、vb,vc则( ).(A)vavbvc (B)va=vbvc (C)vavb=vc (D)va=vb=vc 答案:D6.质量为m的物体,以初速度v0由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑动,在滑动过程中,当高度为h时,该物体具有的机械能为( ).(A) (B) (C)mgh (D) 答案:A7.如图所示,质量相同的两个小球,分别用长l和2l的细绳悬挂在天花板上,分别拉起小球使线伸直呈水平状态,然后轻轻释放.当小球到达最低位置时( ).(A)两球运动的线速度相等 (B)两球运动的角速度相等(C)两

20、球的向心加速度相等 (D)细绳对两球的拉力相等 答案:CD8.当重力对物体做正功时,物体的( ).(A)重力势能一定增加,动能一定减少 (B)重力势能一定减少,动能一定增加(C)重力势能一定减少,动能不一定增加 (D)重力势能不一定减少,动能一定增加 答案:C9.以下运动中机械能守恒的是( ).(A)物体沿斜面匀速下滑(B)物体从高处以g/3的加速度竖直下落(C)不计阻力,细绳一端拴一小球,使小球在竖直平面内作圆周运动(D)物体沿光滑的曲面滑下 答案:CD10.图中的四个选项,木块均在固定的斜面上运动,其中图(A)(B)(C)中的斜面是光滑的,图(A)(B)中的F为木块所受的外力,方向如图中箭

21、头所示,图(A)(B)(D)中的木块向下运动,图(C)中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中,机械能守恒的是图( ). 答案:C11.跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的是( ).(A)空气阻力做正功 (B)重力势能增加 (C)动能增加 (D)空气阻力做负功 答案:CD12.如图所示,一艘快艇发动机的冷却水箱离水面的高度为0.8m,现用导管与船底连通到水中,要使水能流进水箱(不考虑导管对水的阻力),快艇的航行速度至少应达到( ).(A)2.0m/s (B)4.0m/s (C)6.0m/s (D)8.0m/s答案:B13.枪竖直向上以初速度v0发射子弹,忽

22、略空气阻力,当子弹离枪口距离为_时,子弹的动能是其重力势能的一半.答案: 14.在验证机械能守恒定律的实验中,要验证的是重锤重力势能的减少等于它动能的增加,以下步骤中仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有_(填代号).(A)用天平称出重锤的质量.(B)把打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和低压交流电源连接起来.(C)把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度.(D)接通电源,释放纸带.(E)用秒表测出重锤下落的时间.答案:AE16.如图所示,一根长l的细线,一端固定在顶板上,另一端拴一个质量为m的小球.现使细线偏离竖直方向=60角后,从A点处无

23、初速地释放小球.试问:(1)小球摆到最低点O时的速度多大?(2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)多高?(3)若在悬点正下方处有一钉子,OP=l/3,不计悬线与钉碰撞时的能量损失,则小球碰钉后向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化?答案:(1) (2)l/2(3)仍与A点等高17.如图所示,一小球从倾角为30的固定斜面上的A点水平抛出,初动能为6J,问球落到斜面上的B点时动能有多大?答案:14J18.如图所示,通过定滑轮悬拌两个质量为m1、m2的物体(m1m2),不计绳子质量、绳子与滑轮问的摩擦,在m1向下运动一段距离的过程中,下列说法中正确的是 ( ).(A)m1势能的减少量等于m2动能

24、的增加量(B)m1势能的减少量等于m2势能的增加量(C)m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量(D)m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量答案:C19.一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于( ).(1999年全国高考试题)(A)物体势能的增加量(B)物体动能的增加量(C)物体动能的增加量加上物体势能的增加量(D)物体动能的增加量加上克服重力所做的功答案:CD20.如图所示,一轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平面上,上端处于a位置,当一重球放在弹簧上端静止时,弹簧上端被压缩到b位置.现将重球(视为质点)从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落,弹

25、簧被重球压缩到最低位置d.以下关于重球运动过程的正确说法应是( ).(A)重球下落压缩弹簧由a至d的过程中,重球作减速运动(B)重球下落至b处获得最大速度(C)由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量(D)重球在b位置处具有的动能等于小球由c下落到b处减少的重力势能答案:BC21_如图所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为2m的小球,B处固定质量为m的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点并与支架所在平面相垂直的同定轴转动.开始时OB与地面相垂直,放手后支架开始运动,在不计任何阻力的情况下,下列说法中正确的是( ).(A)A球到达最低点时速度

26、为零(B)A球机械能减少量等于B球机械能增加量(C)B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度(D)当支架从左向右返回摆动时,A球一定能回到起始高度答案:BCD22.如图所示,一个粗细均匀的U形管内装有同种液体,在管口右端盖板A密闭,两液面的高度差为h,U形管内液柱的总长度为4h.现拿去盖板,液体开始运动,当两液面高度相等时,右侧液面下降的速度为( ).(A) (B) (C) (D) 答案:D23.如图所示,粗细均匀、全长为h的铁链,对称地挂在轻小光滑的定滑轮上.受到微小扰动后,铁链从静止开始运动,当铁链脱离滑轮的瞬间,其速度大小为( ).(A) (B) (C) (D) 答案:C

27、24.长l的线的一端系住质量为,的小球,另一端固定,使小球在竖直平面内以绳的固定点为圆心恰能作完整的圆周运动,卜列说法中正确的是( ).(A)小球、地球组成的系统机械能守恒(B)小球作匀速圆周运动(C)小球对绳拉力的最大值与最小值相差6mg(D)以最低点为参考平面,小球机械能的最小值为2mgl答案:AC25.质量m=5的小球系于弹簧的一端,套在光滑竖直圆环上,弹簧的另一端固定在环上的A点,环半径R=0.5m,弹簧原长l0=R=0.5m.当球从图中位置C滑至最低点B时,测得vA=3m/s,则在B点时弹簧的弹性势能EP=_J.答案:1526.如图所示,小球质量为m,用长为l的细绳悬挂在一枚细钉上,用一大小为F的水平恒力拉球,至细绳偏转角度为(90)时撤去F,如在运动中绳子始终处于伸直状态.求:(1)小球能上升的最大高度.(2)小球又回到最低点时,细绳上张力的大小.答案:(1)当时,;当时,h=2l(2)mg+2Fsin