第三章 功和能习题解答
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高考物理最新力学知识点之功和能真题汇编及答案(3)一、选择题1.一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123W W W 、、,则以下关系正确的是( )A .123W W W ==B .123W W W <<C .132W W W <<D .123W W W =<2.如图所示,小车A 放在一个倾角为30°的足够长的固定的光滑斜面上,A 、B 两物体由绕过轻质定滑轮的细线相连,已知重力加速度为g ,滑轮质量及细线与滑轮之间的摩擦不计,小车A 的质量为3m ,小球B 的质量为m ,小车从静止释放后,在小球B 竖直上升h 的过程中,小车受绳的拉力大小F T 和小车获得的动能E k 分别为( )A .F T =mg ,E k =3mgh/8B .F T =mg ,E k =3mgh/2C .F T =9mg/8,E k =3mgh/2D .F T =9mg/8,E k =3mgh/83.某人造地球卫星发射时,先进入椭圆轨道Ⅰ,在远地点A 加速变轨进入圆轨道Ⅱ。
已知轨道Ⅰ的近地点B 到地心的距离近似等于地球半径R ,远地点A 到地心的距离为3R ,则下列说法正确的是( )A .卫星在B 点的加速度是在A 点加速度的3倍B .卫星在轨道Ⅱ上A 点的机械能大于在轨道Ⅰ上B 点的机械能C .卫星在轨道Ⅰ上A 点的机械能大于B 点的机械能D .卫星在轨道Ⅱ上A 点的动能大于在轨道Ⅰ上B 点的动能4.我国的传统文化和科技是中华民族的宝贵精神财富,四大发明促进了科学的发展和技术的进步,对现代仍具有重大影响,下列说法正确的是( ) A .春节有放鞭炮的习俗,鞭炮炸响的瞬间,动量守恒但能量不守恒B.火箭是我国的重大发明,现代火箭发射时,火箭对喷出气体的作用力大于气体对火箭的作用力C.装在炮弹中的火药燃烧爆炸时,化学能全部转化为弹片的动能D.指南针的发明促进了航海和航空,静止时指南针的N极指向北方5.从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛和水平抛出两个质量均为m的小球,忽略空气阻力.在小球从抛出到落至水平地面的过程中A.动能变化量不同,动量变化量相同B.动能变化量和动量变化量均相同C.动能变化量相同,动量变化量不同D.动能变化量和动量变化量均不同6.如图所示,三个固定的斜面底边长度都相等,斜面倾角分别为 30°、45°、60°,斜面的表面情况都一样.完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中A.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.三物体克服摩擦力做的功一样多7.如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象,t1时刻起汽车的功率保持不变.由图象可知()A.0-t1时间内,汽车的牵引力增大,加速度增大,功率不变B.0-t1时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变,功率不变C.t1-t2时间内,汽车的牵引力减小,加速度减小D.t1-t2时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变8.小明和小强在操场上一起踢足球,若足球质量为m,小明将足球以速度v从地面上的A 点踢起。
1.常见的能量形式1、人类使用的常规能源,如煤、石油、天然气等,归根究底,它们来自能。
2、日常生活中常说“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”实质上就是能量的相互转化或转移的过程3、能量转化是一个普遍的现象,自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。
雪崩时的能量转化: 转化为人造卫星:转化为青蛙跃起扑食的过程: 转化为和胶片感光成像: 转化为特技跳伞: 转化为和森林火灾: 转化为植物生长: 转化为水电站(工作时): 转化为分类动能势能物体由于而具有的能重力势能:物体由于被举高而具有的能弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能影响因素物体的质量和速度质量相同,速度越大物体具有的动能越大速度相同,质量越大的物体具有的动能越大物体的质量和高度质量相同时,高度越大重力势能越大高度相同时,质量越大的物体重力势能越大同一物体的弹性形变越大,其弹性势能越大动能和势能的相互转化动能→重力势能物体的速度不断减小,高度不断增加重力势能→动能高度减小,速度增加动能→弹性势能速度减少,弹性形变变大弹性势能→动能弹性形变减少,速度增大机械能守恒a.物体通常既具有动能,又具有势能b.当物体只受重力和弹性力时(不受阻力时),机械能总量保持不变。
即动能减小了多少,势能就增加多少;势能减小了多少,动能就增加多少。
4.机械能:和统称为机械能。
常见例题1.环法自行车赛是世界知名的自行车赛事,有些路段还设有专门的爬坡赛。
如图,当运动员骑车加速上坡时()A.动能增大,势能增大,机械能增大B.动能增大,势能减小,机械能不变C.动能减小,势能减小,机械能减小D.动能减小,势能增大,机械能变大2.如甲图所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短。
从a至c处的过程中,小球在b处速度最大。
小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示,不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法正确的是()A.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能B.小球的重力势能先减小后增大C.小球的动能一直减小D.小球所受重力始终大于弹簧的弹力3.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,在它从近地点向远地点运动过程中,下列说法中正确的是()A.动能增大,势能减小,机械能不变B.动能减小,势能增大,机械能不变C.动能不变,势能增大,机械能变大D.动能减小,势能不变,机械能变小4.小朱课外模拟蛙蛙跳工作情景,用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。
要点归纳功 单位:J力学: ①W = Fs cos θ (适用于恒力功的计算)①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度动能: E K =m2p mv 2122= 重力势能E p = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关) ③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=W 1+ W 2+…+W n = ∆E k = E k2 一E k1 =12122212mV mV - ⑴W 合为外力所做功的代数和.(W 可以不同的性质力做功) ⑵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: ⑶既为物体所受合外力的功。
④功是能量转化的量度(最易忽视)主要形式有:“功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。
⑴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:W G = -ΔE P ,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.E 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=E K2-E K1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.1.25×104J B.2.5×104J C.3.75×104J D.4.0×104J7.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.28J B.64J C.32J D.36J8.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。
高考物理新力学知识点之功和能专项训练解析附答案(3)一、选择题1.一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123W W W 、、,则以下关系正确的是( )A .123W W W ==B .123W W W <<C .132W W W <<D .123W W W =<2.如图所示,小车A 放在一个倾角为30°的足够长的固定的光滑斜面上,A 、B 两物体由绕过轻质定滑轮的细线相连,已知重力加速度为g ,滑轮质量及细线与滑轮之间的摩擦不计,小车A 的质量为3m ,小球B 的质量为m ,小车从静止释放后,在小球B 竖直上升h 的过程中,小车受绳的拉力大小F T 和小车获得的动能E k 分别为( )A .F T =mg ,E k =3mgh/8B .F T =mg ,E k =3mgh/2C .F T =9mg/8,E k =3mgh/2D .F T =9mg/8,E k =3mgh/83.如图所示,质量分别为m 和3m 的两个小球a 和b 用一长为2L 的轻杆连接,杆可绕中点O 在竖直平面内无摩擦转动.现将杆处于水平位置后无初速度释放,重力加速度为g ,则下列说法正确的是A .在转动过程中,a 球的机械能守恒B .b 球转动到最低点时处于失重状态C .a gLD .运动过程中,b 球的高度可能大于a 球的高度4.我国的传统文化和科技是中华民族的宝贵精神财富,四大发明促进了科学的发展和技术的进步,对现代仍具有重大影响,下列说法正确的是()A.春节有放鞭炮的习俗,鞭炮炸响的瞬间,动量守恒但能量不守恒B.火箭是我国的重大发明,现代火箭发射时,火箭对喷出气体的作用力大于气体对火箭的作用力C.装在炮弹中的火药燃烧爆炸时,化学能全部转化为弹片的动能D.指南针的发明促进了航海和航空,静止时指南针的N极指向北方5.如图,倾角为θ的光滑斜面与光滑的半径为R的半圆形轨道相切于B点,固定在水平面上,整个轨道处在竖直平面内。
高考物理专题力学知识点之功和能全集汇编附答案一、选择题1.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P.快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.图四个图象中,哪个图象正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系()A.B.C.D.2.我国的传统文化和科技是中华民族的宝贵精神财富,四大发明促进了科学的发展和技术的进步,对现代仍具有重大影响,下列说法正确的是()A.春节有放鞭炮的习俗,鞭炮炸响的瞬间,动量守恒但能量不守恒B.火箭是我国的重大发明,现代火箭发射时,火箭对喷出气体的作用力大于气体对火箭的作用力C.装在炮弹中的火药燃烧爆炸时,化学能全部转化为弹片的动能D.指南针的发明促进了航海和航空,静止时指南针的N极指向北方3.某同学把质量是5kg 的铅球推出,估计铅球出手时距地面的高度大约为2m,上升的最高点距地面的高度约为3m,最高点到落地点的水平距离约为6m。
由此可估算出该同学推铅球的过程中对铅球做的功约为A.50J B.150J C.200J D.250J4.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上,从0t=开始,将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上,作用时间为1t,在10~t内力F的平均功率是()A.212Fmt⋅B.2212Fmt⋅C.21Fmt⋅D.221Fmt⋅5.如图所示,人站在电动扶梯的水平台阶上,假定人与扶梯一起沿斜面加速上升,在这个过程中,人脚所受的静摩擦力()A.等于零,对人不做功B.水平向左,对人做负功C.水平向右,对人做正功D.沿斜面向上,对人做正功6.如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态.现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了3mgLC.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变7.如图所示,质量分别为m和3m的两个小球a和b用一长为2L的轻杆连接,杆可绕中点O在竖直平面内无摩擦转动.现将杆处于水平位置后无初速度释放,重力加速度为g,则下列说法正确的是A.在转动过程中,a球的机械能守恒B.b球转动到最低点时处于失重状态C.a球到达最高点时速度大小为gLD.运动过程中,b球的高度可能大于a球的高度8.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的四分之一的圆弧,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点开始运动到其他轨迹最高点,机械能的增量为A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR9.关于重力势能,下列说法中正确的是()A.重力势能的大小只由物体本身决定B.重力势能恒大于零C.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零D.重力势能是物体和地球所共有的10.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OC水平、OB竖直,一个质量为m的小球自C的正上方A点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。
功和能练习题一、选择题1. 关于摩擦力做功,下列说法中正确的是( )A. 静摩擦力一定不做功B. 滑动摩擦力一定做负功C. 静摩擦力和滑动摩擦力都可做正功D. 相互作用的一对静摩擦力做功的代数和可能不为02.一人自高出地面h 处开始,水平抛出一个质量为m 的物体.物体落地时的速率为v ,不计空气阻力,则人对物体所做的功为( )A .mghB .mgh /2C .21mv 2D .21mv 2-mgh 3、在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到V m ,立即关闭发动机而滑行直到停止,v-t 图线如图,汽车的牵引力大小为F ,摩擦力大小为f ,全过程中,牵引力做功为W 1,克服摩擦力做功为W 2,则( )A 、F :f =1:3B 、F :f = 4:1C 、W 1:W 2 =1:1D 、W 1:W 2 =1:34.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个平抛,则它们从抛出到落地( )①运行的时间相等 ②加速度相同③落地时的速度相同 ④落地时的动能相等以上说法正确的是A .①③B .②③C .①④D .②④5.水平面上甲、乙两物体,在某时刻动能相同,它们仅在摩擦力作用下停下来.图中的a 、b 分别表示甲、乙两物体的动能E 和位移s 的图象,则( )①若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同,则甲的质量较大②若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同,则乙的质量较大③若甲、乙质量相同,则甲与地面间的动摩擦因数较大④若甲、乙质量相同,则乙与地面间的动摩擦因数较大以上说法正确的是( )A .①③B .②③C .①④D .②④6.当重力对物体做正功时,物体的( )A .重力势能一定增加,动能一定减小B .重力势能一定增加,动能一定增加C .重力势能一定减小,动能不一定增加D .重力势能不一定减小,动能一定增加7、一质量为m 的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a 匀加速提升h ,关于此过程下列说法中正确的是:( )A 、提升过程中物体动能增加mahB 、提升过程中物体重力势能增加mghC 、提升过程中物体机械能增加m(a+g)hD 、 提升过程中手对物体做功m(a+g)h8.自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开始,到压缩弹簧有最大形变的过程中,以下说法中正确的是( )A .小球的动能逐渐减少B .小球的重力势能逐渐减少C .小球的机械能守恒D .小球的加速度逐渐增大9.一个质量为m 的物体以a =2g 的加速度竖直向下运动,则在此物体下降h 高度的过程中,物体的( )①重力势能减少了2mgh ②动能增加了2mgh③机械能保持不变 ④机械能增加了mgh以上说法正确的是( )A .①③B .①④C .②③D .②④ 10、质量为m 的物体从地面上方H 高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h 的坑,如图所示,在此过程中:( )A 、重力对物体做功为mgHB 、物体的重力势能减少了mg (H +h )C 、所有外力对物体做的总功为零D 、地面对物体的平均阻力大小为mg (H +h )/ h11、质量为 m 的小车在水平恒力F 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 ,AB 的水平距离为S 。
高三物理“功和能的关系”知识定位在高中物理学习过程中,既要学习到普遍适用的守恒定律——能量守恒定律,又要学习到条件限制下的守恒定律——机械能守恒定律。
学生掌握守恒定律的困难在于:对于能量守恒定律,分析不清楚哪些能量发生了相互转化,即哪几种能量之和守恒;而对于机械能守恒定律,又不能正确的分析何时守恒,何时不守恒。
在整个高中物理学习过程中,很多同学一直错误的认为功与能是一回事,甚至可以互相代换,其实功是功,能是能,功和能是两个不同的概念,对二者的关系应把握为:功是能量转化的量度。
知识梳理1、做功的过程是能量转化的过程,功是能的转化的量度。
2、能量守恒和转化定律是自然界最基本的定律之一。
而在不同形式的能量发生相互转化的过程中,功扮演着重要的角色。
本章的主要定理、定律都是由这个基本原理出发而得到的。
需要强调的是: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,它个一个时刻相对应。
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”。
3、复习本章时的一个重要课题是要研究功和能的关系,尤其是功和机械能的关系。
突出:“功是能量转化的量度”这一基本概念。
⑴物体动能的增量由外力做的总功来量度:W外=ΔE k,这就是动能定理。
⑵物体重力势能的增量由重力做的功来量度:W G= -ΔE P,这就是势能定理。
⑶物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度:W其=ΔE机,(W其表示除重力以外的其它力做的功),这就是机械能定理。
⑷当W其=0时,说明只有重力做功,所以系统的机械能守恒。
⑸一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能。
f d=Q(d为这两个物体间相对移动的路程)。
例题精讲1【题目】如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。
其正上方A位置有一只小球。
小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零。
高中物理《功和能》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.一个质量为2kg 的物体从某高处自由下落,重力加速度取10m/s 2,下落2s 时(未落地)重力的功率是( )A .300WB .400WC .500WD .600W 2.“嫦娥五号”是我国月球软着陆无人登月探测器,如图,当它接近月球表面时,可打开反冲发动机使探测器减速下降。
探测器减速下降过程中,它在月球上的重力势能、动能和机械能的变化情况是( )A .动能增加、重力势能减小B .动能减小、重力势能增加C .动能减小、机械能减小D .重力势能增加、机械能增加3.如图所示,电梯质量为M ,在它的水平地板上放置一质量为m 的物体。
电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由v 1增加到v 2时,上升高度为H ,重力加速度为g ,则在这个过程中,下列说法或表达式正确的是( )A .对物体,动能定理的表达式为W N =12m 22v ,其中W N 为支持力做的功B .对物体,动能定理的表达式为W 合=0,其中W 合为合力做的功C .对物体,动能定理的表达式为22N 211122W mgH mv mv -=- D .对电梯,其所受合力做功为22211122Mv Mv mgH -- 4.甲、乙两个可视为质点的物体的位置如图所示,甲在桌面上,乙在地面上,质量关系为m 甲<m 乙,若取桌面为零势能面,甲、乙的重力势能分别为Ep 1、Ep 2,则( )A .Ep 1>Ep 2B .Ep 1<Ep 2C .Ep 1=Ep 2D .无法判断5.物体在水平力F 作用下,沿水平地面由静止开始运动,1s 后撤去F ,再经过2s 物体停止运动,其v t -图像如图。
若整个过程拉力F 做功为1W ,平均功率为1P ;物体克服摩擦阻力f 做功为2W ,平均功率为2P ,加速过程加速度大小为1a ,减速过程中加速度的大小为2a ,则( )A .122W W =B .123a a =C .123P P =D .2F f =6.如图所示,在大小和方向都相同的力F 1和F 2的作用下,物体m 1和m 2沿水平方向移动了相同的距离。