2019高中物理 第四章 机械能和能源 能量与功练习（提高篇）教科版必修2.doc

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1、1能量与功能量与功( (提高篇提高篇) )一、选择题： 1荡秋千时，由于阻力的作用，秋千荡起的高度越来越小，这说明（ ）A能量逐渐消失 B势能转化为动能C机械能转化为内能 D以上说法都不对 2质量相同的物体分别放在光滑和粗糙的水平面上，如图所示，用相同的水平力F，使物体沿各自水平面运动相同的位移，水平力 F 在光滑水平面和粗糙水平面对物体做功分别为1W和2W，则1W和2W的关系是（ ）A1W一定等于2W B1W一定大于2W C1W可能小于2W D1W可能大于2W3如图所示，质量分别为 m1和 m2的两个物体，m1m2，在大小相等的两个力 F1和 F2作用下沿水平方向 移动了相同距离。若 F1做

2、的功为 W1，F2做的功为 W2，则（ ） AW1W2 BW1W2 CW1W2 D无法确定4起重机以 1m/s2的加速度将质量为 1 000 kg 的货物由静止匀加速地向上提升，若 g 取 10m/s2，则在 1s 内起重机对货物所做的功是（ ） A500 J B4 500 J C5 000 J D5 500 J 5质量为 m 的物体，受水平力 F 的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（ ） A如果物体做加速直线运动，F 一定对物体做正功 B如果物体做减速直线运动，F 一定对物体做负功 C如果物体做减速直线运动，F 也可能对物体做正功 D如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功

3、 6一质量为 1.0kg 滑块，以 4m/s 的初速度在光滑水平面上向左滑动，从某一时刻起在滑块上作用一向 右水平恒力，经一段时间，滑块速度方向变为向右，大小为 4m/s，则这段时间内，水平恒力所做的功为 （ ） A0 B8J C16J D32J 7用水平恒力 F 作用于质量为 M 的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离 S，恒力做功为 W1，再用该恒力作用于质量为 m(mW2； BW1W2； CW1=W2； D无法判断 8一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0 时其速度为 1 m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平 面作用 F，力 F 和滑块的速度 v 随时间的变化规律分别如图

4、a 和图 b 所示。设在第 1 秒内、第 2 秒内、第 3 秒内力 F 对滑块做的功分别为 W1、W2、W3，则以下关系正确的是（ ） AW1W2W3 BW1W2W3 CW1W3W2 DW1W2W329物体 A 从斜面体 B 的顶端滑到底端，则（ ） A若 B 不动, 支持力对 A 不做功B若 B 向左平移, 支持力对 A 做正功 C若 B 向右平移, 支持力对 A 做负功D无论 B 动不动, 支持力对 A 都不做功10如图所示，一根不计质量的轻绳绕过定滑轮分别与 M 和 m 连接，置于光滑水平地面上，木板质量为 M，长度为 L，小木块质量为 m，小木块与木板间的动摩擦因数为 开始时木块静止在

5、木板左端，现用 水平向右的力将 m 拉至木板右端，拉力至少做功为（ ）AmgL B2mgL CmgL/2 D(M+m)gL 11关于摩擦力做功的下列说法中不正确的是（ ） A滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 B静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，一定不做功 C静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功 D系统内两物体间的相互作用，一对摩擦力做功的总和恒等于零 12关于作用力与反作用力做功的问题，下列说法正确的是（ ） A如果作用力不做功，反作用力也不做功 B作用力做正功时，反作用力一定做负功 C作用力与反作用力做的功大小肯定相等 D作用力与反作用力可能都做正功，也可能都做负功 13如图所示

6、，物体 A、B 质量相同，与地面的动摩擦因数也相同，在力 F 作用下一起沿水平地面向右运 动的位移为 l，下列说法正确的是（ ）A摩擦力对 A、B 做的功一样多BA 克服摩擦力做的功比 B 多CF 对 A 做的功与 A 对 B 做的功相同DA 所受的合外力对 A 做的功与 B 所受的合外力对 B 做的功相同14如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送 带对物体做功情况可能是（ ）3A始终不做功B先做负功后做正功C先做正功后不做功D先做负功后不做功 15如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从 A 点自由下滑，然后在水平面上前进至 B 点后停止已知斜 坡、

7、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为 ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为 m，A、B 两点间的水平距 离为 L在滑雪者经过 AB 段运动的过程中，克服摩擦力做的功（ ）A大于 mgL B小于 mgL C等于 mgL D以上三种情况都有可能 16我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为 3.0104 kg，设起飞过程中发 动机的推力恒为 1.0105 N；弹射器有效作用长度为 100 m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速 度大小达到 80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力 的 20%，则 A弹射器的推力大小为 1.1106 N

8、B弹射器对舰载机所做的功为 1.1108 J C弹射器对舰载机做功的平均功率为 8.8107 W D舰载机在弹射过程中的加速度大小为 32 m/s217如图所示，物体 A、B 叠放着，A 用绳系在固定的墙上，用力 F 拉着 B 向右运动用F拉、FAB、FBA分别表示绳中拉力、A 对 B 的摩擦力和 B 对 A 的摩擦力，则下列叙述中正确的是（ ）AF 做正功，FAB做负功，FBA做正功，F拉不做功BF、FBA做正功，FAB、F拉不做功CF 做正功，FAB做负功，FBA和F拉不做功DF 做正功，其他力都不做功二、解答题： 1唐朝诗人杜甫的诗作登高中有这样两句诗“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来 ”

9、从物理学的角 度来说， “落木萧萧下”的过程是_能转化为_能；而“滚滚来”的长江水蕴含丰富的 _能 2用 50 N 的力拉一个质量为 10kg 的物体在水平地面上前进，如图所示若物体前进了 10m，拉力 F 做4的功 W1 ，重力 G 做的功 W2 如果物体与水平面间动摩擦因数 0.1，物体克服阻力 做功 W3 （sin37=0.6 , cos37=0.8） 3如图所示，某人用大小不变的力 F 拉着放在光滑平面上的物体，开始时与物体相连的绳和水平面间的 夹角是 ，当拉力 F 作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为 已知图中的高度 h，求绳的拉力 FT对 物体所做的功绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间

10、的摩擦不计4用质量为 5kg 的质地均匀的铁索从 10m 深的井中吊起一质量为 20kg 的物体，在这个过程中至少要做 多少功?(g 取 10 m/s2)5严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重 要污染源。 “铁腕治污”已成为国家的工作重点。地铁列车可实现零排放，大力发 展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用。减少汽车尾气排放。 若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动 20 s 达最高速 度 72 kmh，再匀速运动 80 s，接着匀减运动 15 s 到达乙站停住。设列车在匀加 速运动阶段牵引力为 1106 N，匀速运动阶段牵引力的功率为 6103

11、kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所 做的功。 （1）求甲站到乙站的距离； （2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污 染物的质量。 （燃油公交车每做 1 焦耳功排放气态污染物 3106克）【答案与解析】 一、选择题： 1C 解析：由于阻力的存在，秋千的机械能减小，减少的机械能转化为内能，但总能量守恒故选 C 2、A解析：由WFS知，恒力 F 对两种情况下做功一样多，即12WW，故 A 正确。3C解析：根据功的公式cosWFl，F、l、 相同，则功 W 相同。 4D解析：根据牛顿第二定律有Fmgma，因此()11000Fm agN，1s 内的位移F52

12、10.52xatm，所以 1s 内起重机对货物所做的功5500WFxJ5ACD 解析：F 做正功还是负功，要看 F 的方向与位移方向是相同还是相反，当物体在水平力 F 和滑动摩擦力作 用下做加速或匀速运动时，F 的方向一定与位移方向相同，做正功；当物体做减速运动时，F 的方向可能 与位移方向相反，做负功，也可能与位移方向相同（但此时 F 一定小于摩擦力） ，做正功。 6A 解析：解法一应用运动学规律 由 vt2-v02=2ax 得2222 044022tvvxaa故 W=Fx=0 解法二用 v-t 图象 根据题意，物体受恒力作用，故加速度不变，作用 v-t 图象如图所示：由图可知：速度线所围面

13、积的代数和为零即在这段时间里，物体的位移为零，故恒力做的功 W=0。 7C 解析：因为恒力的功是指 F 所做的功，根据功的定义，力 F 所做的功只与 F 的大小及在力 F 的方向上发 生位移大小的乘积有关，不需考虑其它力的影响，因两次作用在两物体上的力相同，位移相同，所以功 相等，选 C。 8B 解析：本题考查 v-t 图象、功的概念。力 F 做功等于每段恒力 F 与该段滑块运动的位移（v-t 图象中图象 与坐标轴围成的面积） ，第 1 秒内，位移为一个小三角形面积 S，第 2 秒内，位移也为一个小三角形面积 S，第 3 秒内，位移为两个小三角形面积 2S，故 W1=1S，W2=3S，W3=2

14、2S，W1W2W3 。 9ABC 解析：某力做功的情况由力和位移的夹角 决定。 当 B 不动时，位移平行斜面，而支持力总与斜面垂直，因此 A 正确； 如图所示，当斜面体 B 向左平移时，位移与支持力的夹角为锐角，因此 B 正确； 当 B 向右平移时，力与位称的夹角为钝角，因此 C 正确。D 错误。10A解析：若要使拉力 F 做功最少，可使拉力 F 恰能匀速拉动木块，经分析得2Fmg，位移为 L/2，故22LWF LmgmgL11ABCD6解析：根据功的定义公式：W=Flcos 中的 s 是相对地面的位移，滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍相对运 动（或相对运动趋势）的作用，它们和物体对地的“绝对位移

15、”的方向既可能同向，也可能反向。当同 向时，对物体做正功；当反向时做负功，故 A、B、C 不正确。 物体间有相对滑动时，一定伴随机械能的损耗（转化为内能） ，所以一对滑动摩擦力做功恒为负值， 且转化为内能的大小为：Q=W=fs（s 为相对路程或相对位移） ，故 D 不正确。 12D 解析：作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的力，至于做功情况视具体情况而定。如把两个两端 装有磁铁的相同的小车放在光滑的水平面上，由静止开始运动，则无论是排斥力还是吸引力，相互作用 力均做正功。如果它们的质量不等，则它们的加速度、速度、位移也不相等，作用力与反作用力所做的 功也不相等；如果让其中一车不动，则作用力

16、与反作用力只有一个力做功。如果使两车均不动，则作用 力与反作用力均不做功；如果外力使相互排斥的两小车距离拉近，则相互排斥力均对小车做负功。综上 所述，只有 D 正确。 13B、D 解析：由于有力 F 作用，A、B 对地面的压力不同，因而摩擦力大小也不相同，故摩擦力对 A、B 做功不一 样多，显然 A 克服摩擦力做功较多由于两物体始终一起运动，能量变化相同，故合外力做功一样多 14A、C、D 解析：设传送带运转的速度大小为 v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为 v2 (1)当 v1v2时，物体与传送带间无摩擦力，传送带对物体始终不做功 (2)当 v1v2时，物体相对于传送带向右运动，物体受到的滑

17、动摩擦力向左，物体先匀减速运动至速 度为 v1才匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功(3)当 v1v2时，物体先匀加速运动直到速度增为 v1才匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做 功 15C 解析：设水平部分的长度为 s1，斜坡的长度为 s2，斜坡与水平面的夹角为 ，则下滑的过程中克服摩擦力做功1212cos(cos )Wmgsmgsmg ssmgL16、ABD解析：由运动学公式：22vas ，牛顿第二定律：(+-FFfma弹推） 最后求得推力大小为 1.1106 N，所以 AD 正确。于是由做功公式：WFs弹得到 B 正确；解得加速时间：22.5sstv 所以 C 错误。17C解析：据

18、cosWFl可知，力 F 作用点的位移不为零，且与 F 方向相同，所以 F 做正功，绳中拉力F拉的作用点的位移为零，所以F拉不做功；FBA作用点的位移为零，FBA不做功；FAB作用点的位移不为零，且与 FAB反向，所以 FAB做负功故本题的正确选项为 C二、解答题： 1势 动 动 解析：“落木萧萧下”是指落木的位置由高到低的变化过程，因而势能由大变小，转化为自身的动能； “滚滚来”的长江水是运动的因而具有动能 2400J，0；70J解析：根据cosWFl有cos3750 10 0.8400FWFlJJ 7因位移方向与重力方向垂直，所以0GW 摩擦力(sin37 )(10050 0.6)7fmg

19、FNNN 7 1070fWflJJ 3解析：设绳对物体的拉力为 FT，显然人对绳的拉力 F 等于 FT，由于 FT在对物体做功的过程中大小不 变，但 FT的方向时刻在改变，因此上述问题是个变力做功问题但是在绳的质量、滑轮的质量及滑轮与 绳间的摩擦不计的情况下，人对绳的拉力 F 对绳做的功就等于绳的拉力 FT对物体做的功而 F 的大小和 方向都不变，因此只要计算恒力 F 对绳做的功就能解决问题设绳的拉力 FT对物体做的功为 TFW，人的拉力 F 对绳做的功为 WF，由图可知，在绳与水平面的夹角由 变到 的过程中，拉力 F 的作用点的位移大小为12lll由WFl可知11 sinsinTFFWWFl

20、Fh，故绳子的拉力 FT对物体做的功为11 sinsinFh4. 解析：“至少要做多少功”的含义是作用在铁索上的拉力等于物体和铁索的重力，使重物上升，如果 不计铁索的重力，那么问题就容易解决WMgh201010J2000 J但是现在还要考虑铁索的重力，作用在物体和铁索上的力至少应等于物体和铁索的重力，但在拉吊 过程中，铁索长度逐渐缩短，因此，拉力也在逐渐减小，即拉力是一个随距离变化的变力，以物体在井 底开始算起，我们可以写出拉力随物体上升距离 h 变化的关系(10)10mgFMgh250-5h(0h10)即力随距离线性变化，这是一个变力做功的问题，利用 F-h 图像求解拉力的 F-h 图像如图

21、所示，拉力做的功可用图中的梯形面积来表示，20025010J2250J2W5、解析：（1）设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为 t1，距离为 s1；在匀速直线运动阶段所用的时 间为 t2，距离为 s2，速度为 v；在匀减速直线运动阶段所用的时间为 t3，距离为 s3；甲站到乙站的距离 为 s。则111 2svt s2=vt2331 2svt s=s1+s2+s3 联立并代入数据得s=1950 m （2）设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为 F，所做的功为 W1；在匀速直线运动阶段的牵引力的 功率为 P，所做的功为 W2。设燃油公交车做与该列车从甲站乙站相同的功 W，将排放气态污染物质量为 M。则8W2=Pt2 W=W1+W2 M=(3109 kgJ1)W 联立式并代入数据得M=2.04 kg