高中物理---机械能守恒定律-----典型例题(共15页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第五章:机械能守恒定律第一讲:功和功率考点一:恒力功的分析与计算1(单选)起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升,g取10 m/s2,则在1 s内起重机对货物做的功是() 答案DA500 J B4 500 J C5 000 J D5 500 J2(单选)如图所示,三个固定的斜面底边长度相等,斜面倾角分别为30、45、60,斜面的表面情况都一样。完全相同的三物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部,在此过程中() 选DA物体A克服摩擦力做的功最多B物体B克服摩擦力做的功最多C物体C克服摩擦力做的功最多D三物体克服
2、摩擦力做的功一样多3、(多选)在水平面上运动的物体,从t0时刻起受到一个水平力F的作用,力F和此后物体的速度v随时间t的变化图象如图所示,则() 答案ADA在t0时刻之前物体所受的合外力一定做负功B从t0时刻开始的前3 s内,力F做的功为零C除力F外,其他外力在第1 s内做正功D力F在第3 s内做的功是第2 s内做功的3倍4(单选)质量分别为2m和m的A、B两种物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动,撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止,其vt图象如图所示,则下列说法正确的是()答案CAF1、F2大小相等BF1、F2对A、B做功之比为21CA、B受到的摩擦力大小相等D全过程中摩擦
3、力对A、B做功之比为125 (单选)一物体静止在粗糙水平地面上现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程,用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则()AWF24WF1,Wf22Wf1 BWF24WF1,Wf22Wf1CWF24WF1,Wf22Wf1 DWF24WF1,Wf2B B重力的平均功率ABC重力的瞬时功率PAPB D重力的瞬时功率PAP2P3CP3P2P1DP1P2P35(单选)如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系
4、一小球在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是() 答案AA逐渐增大 B逐渐减小 C先增大,后减小D先减小,后增大6(多选)如图所示,在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断()0、t1、t2、t3四个时刻功率为零答案ADA在0t1时间内,外力做正功 B在0t1时间内,外力的功率逐渐增大C在t2时刻,外力的功率最大 D在t1t3时间内,外力做的总功为零7(单选)质量为1 kg的物体静止于光滑水平面上t0时刻起,物体受到向右的水平拉力F作用,第1 s内F2 N,第2 s内F1 N下列判断正确的是() 答案CA2 s末物体的速度
5、是2 m/s B2 s内物体的位移为3 mC第1 s末拉力的瞬时功率最大 D第2 s末拉力的瞬时功率最大8 (多选)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t0时刻开始,受到水平外力F作用,如图所示下列判断正确的是()A02 s内外力的平均功率是4 WB第2 s内外力所做的功是4 JC第2 s末外力的瞬时功率最大D第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为94 答案AD9、质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t0时刻开始受到水平力的作用力的大小F 与时间t的关系如图5所示,力的方向保持不变,则() 答案 BDA.3t0时刻的瞬时功率为 B.3t0时刻的瞬时功率为C.在t0到3t0这段时间内
6、,水平力的平均功率为D.在t0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为10(单选)质量为2 kg的物体,放在动摩擦因数为0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g10 m/s2,下列说法中正确的是()答案DA此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 WB此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6 WC此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6 WD此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 W11如图所示,水平传送带正以2 m/s的速度运行,两端水平
7、距离l8 m,把一质量m2 kg的物块轻轻放到传送带的A端,物块在传送带的带动下向右运动,若物块与传送带间的动摩擦因数0.1,求把这个物块从A端传送到B端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率(不计物块的大小,g取10 m/s2)。解析:物块刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,摩擦力对物块做功,物块受向右的摩擦力为:Ffmg0.1210 N2 N,加速度为ag0.110 m/s21 m/s2物块与传送带相对静止时的位移为:x2 m。摩擦力做功为:WFfx22 J4 J相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到B端,物块由A端到B端所用的时
8、间为:t5 s则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为:P0.8 W第二讲:动能定理考点一:动能定理的基本应用1.(单选)一质量为2 kg的滑块,以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4 m/s,在这段时间里水平力所做的功为() 答案DA.32 J B.16 J C.8 J D.02.(单选)物体A和B质量相等,A置于光滑的水平面上,B置于粗糙水平面上,开始时都处于静止状态.在相同的水平力作用下移动相同的距离,则() 答案DA.力F对A做功较多,A的动能较大 B.力F对B做功较多,B的动能较大C.力F对
9、A和B做功相同,A和B的动能相同 D.力F对A和B做功相同,A的动能较大3.(多选)以初速度v0竖直上抛一个质量为M的物体,物体上升过程中所受阻力F大小不变,上升最大高度为H,则抛出过程中人对物体做的功为() 答案CDA.Mv/2MgH B.MgH C.Mv/2 D.MgHFH4.(单选)一辆汽车以v16 m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行x13.6 m,如果以v28 m/s的速度行驶,在同样的路面上急刹车后滑行的距离x2应为() 答案AA.6.4 m B.5.6 m C.7.2 m D.10.8 m5(单选)如图所示,分别将两个完全相同的等腰直角三角形木块的一直角边和斜边固定在水平
10、地面上现一小物块分别从木块顶点由静止开始下滑,若小物块与木块各边之间的动摩擦因数均相同,当小物块分别滑到木块底端时动能之比为()答案AA.1B1C21D126.(单选)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Ek1和Ek2,下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2,则 () 选BAEk1Ek2W1W2BEk1Ek2W1W2CEk1Ek2W1W2 DEk1Ek2W1W27(单选)子弹的速度为v,打穿一块固定的木块后速度刚好变为零若木块对子弹的阻力为恒力,那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时,子弹的
11、速度是() 答案BA. Bv C D8.(单选)速度为v的子弹,恰可穿透一块固定的木板,子弹穿透木板时所受阻力视为不变,如果子弹速度为2v,则可穿透多少块同样的固定木板() 答案CA.2块 B.3块 C.4块 D.8块 9(单选)如图所示,木盒中固定一质量为m的砝码,木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距离后停止现拿走砝码,而持续加一个竖直向下的恒力F(Fmg),若其他条件不变,则木盒滑行的距离()答案BA不变B变小C变大D变大变小均可能10、质量为m的物体静止在水平桌面上,它与桌面之间的动摩擦因数为,物体在水平力F作用下开始运动,发生位移x1时撤去力F,问物体还能运动多远?答案解析研
12、究对象:质量为m的物体.研究过程:从静止开始,先加速,后减速至零.受力分析、运动过程草图如图所示,其中物体受重力(mg)、水平外力(F)、弹力(FN)、滑动摩擦力(Ff),设加速位移为x1,减速位移为x2.解法一:可将物体运动分成两个阶段进行求解物体开始做匀加速运动位移为x1,水平外力F做正功,Ff做负功, mg、FN不做功;初动能Ek00,末动能Ek1mv根据动能定理:Fx1Ffx1mv0又滑动摩擦力FfFN,FNmg 则:Fx1mgx1mv0撤去外力F后,物体做匀减速运动位移为x2,Ff做负功,mg、FN不做功;初动能Ek1mv,末动能Ek20根据动能定理:Ffx20mv,又滑动摩擦力Ff
13、FN,FNmg 则mgx20mv 即Fx1mgx1mgx200,x2解法二:从静止开始加速,然后减速为零,对全过程进行分析求解. 设加速过程中位移为x1,减速过程中位移为x2;水平外力F在x1段做正功,滑动摩擦力Ff在(x1x2)段做负功,mg、FN不做功;初动能Ek00,末动能Ek0在竖直方向上:FNmg0滑动摩擦力FfFN根据动能定理:Fx1mg(x1x2)00得x211.如图所示,质量为m的物体从高为h、倾角为的光滑斜面顶端由静止开始沿斜面下滑,最后停在水平面上,已知物体与水平面间的动摩擦因数为,求:(1)物体滑至斜面底端时的速度;(2)物体在水平面上滑行的距离.(不计斜面与水平面交接处
14、的动能损失)答案(1)(2)解析(1)物体下滑过程中只有重力做功,且重力做功与路径无关,由动能定理:mghmv2,可求得物体滑至斜面底端时速度大小为v;(2)设物体在水平面上滑行的距离为l,由动能定理:mgl0mv2,解得:l.12.右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L1.5 m,如图所示。将一个质量为m0.5 kg的木块在F1.5 N的水平拉力作用下,从桌面上的A端由静止开始向右运动,木块到达B端时撤去拉力F,木块与水平桌面间的动摩擦因数0.2,取g10 m/s2。求:(1)木块沿弧形槽上升的最大高度;(2)木块沿弧形槽滑回B端后,在水平桌面上滑动的最大距离。答案:(1)0.15 m(2)0
15、.75 m解析:(1)由动能定理得:FLFfLmgh0 其中FfFNmg0.20.510 N1.0 N所以h m0.15 m(2)由动能定理得:mghFfx0 所以x m0.75 m。13.人骑自行车上坡,坡长l200 m,坡高h10 m,人和车的总质量为100 kg,人蹬车的牵引力为F100 N,若在坡底时车的速度为10 m/s,到坡顶时车的速度为4 m/s,(g取10 m/s2)求:(1)上坡过程中人克服摩擦力做多少功;(2)人若不蹬车,以10 m/s的初速度冲上坡,最远能在坡上行驶多远.(设自行力所受阻力恒定)答案(1)1.42104 J(2)41.3 m解析(1)由动能定理得Flmgh
16、Wfmvmv代入数据得Wf1.42104 J;(2)由WfFfl知,Ff71 N设当自行车减速为0时,其在坡上行驶的最大距离为s,则有Ffsmgsin s0mv 其中sin 联立解得s41.3 m.考点二:利用动能定理求变力做的功1(单选)如图所示,一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A点滑下,到达最低点B时,它对容器的正压力为FN.重力加速度为g,则质点自A滑到B的过程中,摩擦力对其所做的功为()答案AA.R(FN3mg)BR(3mgFN) C.R(FNmg)DR(FN2mg)2(单选)如图,质量为m的物块与转台之间的最大静摩擦力为物块重力的k倍,物块与转
17、轴OO相距R,物块随转台由静止开始转动,转速缓慢增大,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,转台的摩擦力对物块做的功最接近( )答案DA0B2kmgR C2kmgRDkmgR3(单选)如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,则小球从A到C的过程中弹簧弹力做功是() 答案AAmghmv2 B.mv2mghCmgh D(mghmv2) 解析小球从A点运动到C点的过程中,重力和弹簧的弹力对小球做负功,由于支持力与位移始终垂直,则支持力对小球不做功,
18、由动能定理,可得WGWF0mv2,重力做功为WGmgh,则弹簧的弹力对小球做功为WFmghmv2,所以正确选项为A.4 (单选)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点上方高度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() 答案CAWmgR,质点恰好可以到达Q点BWmgR,质点不能到达Q点CWmgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离DWmgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离5、在距地面高12 m处,以12 m/s的水平速
19、度抛出质量为0.5 kg的小球,其落地时速度大小为18 m/s,求小球在运动过程中克服阻力做功多少?(g取10 m/s2)答案15 J解析对小球自抛出至落地过程由动能定理得:mghWfmvmv则小球克服阻力做功为:Wfmgh(mvmv)0.51012 J(0.51820.5122) J15 J.6、如图所示,AB为四分之一圆周轨道,半径R0.8 m,BC为水平轨道,长为L3 m现有一质量m1 kg的物体,从A点由静止滑下,到C点刚好停止已知物体与BC段轨道间的动摩擦因数为,求物体在AB段轨道受到的阻力对物体所做的功(g取10 m/s2) 答案6 J 7、如图甲所示,一质量为m1 kg的物块静止
20、在粗糙水平面上的A点,从t0时刻开始物块受到如图乙所示规律变化的水平力F的作用并向右运动,第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数0.2,(g10 m/s2)求:(1)A与B间的距离;(2)水平力F在前5 s内对物块做的功答案(1)4 m(2)24 J解析(1)A、B间的距离与物块在后2 s内的位移大小相等,在后2 s内物块在水平恒力作用下由B点匀加速运动到A点,由牛顿第二定律知Fmgma,代入数值得a2 m/s2,所以A与B间的距离为xat24 m。(2)前3 s内物块所受力F是变力,设整个过程中力F做的功为W,物块回到A点时速度
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