《功和能》单元测试题及答案
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《功和能》单元测试题及答案厦门大学附属科技中学2013届物理一轮复习单元过关检测(五):功和能(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本大题共7个小题,每小题7分,共49分,每小题只有一个选项正确,请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1.(2011年江苏单科)如图所示,演员正在进行杂技表演.由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )A.0.3 J B.3 JC.30 J D.300 J解析:一只鸡蛋重约为 1 N,人的身高一般为 1.6 m,则鸡蛋被抛出的高度约为0.6 m,则鸡蛋获得的最大机械能约为E=mgh=1×0.6=0.6 J,故人对鸡蛋做的功约为0.6 J,最接近0.3 J,故A正确,其他选项错误.答案:A2.如图所示,把小车放在光滑的水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂子的小桶相连,已知小车的质量为M,小桶与砂子的总质量为m,把小车从静止状态释放后,在小桶下落竖直高度h的过程中,若需考虑滑轮及空气的阻力,小车未与滑轮相撞,下列说法中正确的是( )A.小车获得的动能为mghB.小车获得的动能小于Mmgh/(M+m)C.小桶与砂子的机械能减少Mmgh/(M+m)D.小车的机械能增加mgh解析:整体除动能和势能转化外,还有机械能转化为内能,所以机械能不守恒,小桶和砂子的重力势能mgh转化为整体的动能和内能,所以小车获得的动能(或机械能增加)小于Mmgh/(M+m),选项A、D错,B错;小桶的机械能减少量大于小车获得的动能,选项C错误.答案:B3.质量为10 kg的物体,在变力F作用下沿x轴做直线运动,力随坐标x的变化情况如图所示.物体在x=0处,速度为1 m/s,一切摩擦不计,则物体运动到x=16 m处时,速度大小为( )A.2 2 m/s B.3 m/sC.4 m/s D.17 m/s解析:力-位移图象下的面积表示功,由图象可知,一部分正功与另一部分负功抵消,外力做的总功W=Fx=40 J,根据动能定理W=12mv2-12mv20,得v=3 m/s.答案:B4.(2011年上海综合)用图示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律.在摆锤从A位置由静止开始向下摆动到D位置的过程中( )①重力做正功,重力势能增加②重力的瞬时功率一直增大③动能转化为重力势能④摆线对摆锤的拉力不做功⑤若忽略阻力,系统的总机械能为一恒量A.①③B.②④C.②⑤D.④⑤解析:摆锤向下运动,重力做正功,重力势能减小,故①错误.由于开始静止,所以开始重力功率为零,在D位置物体v的方向与重力垂直,P G=G·v cos θ,可知P G=0,而在从A位置摆动到D位置的过程中,重力功率不为零,所以所受重力的瞬时功率先增大后减小,②错误.在向下运动的过程中,重力势能减小,动能增加,故③错误.摆线拉力与v方向始终垂直,不做功,只有重力做功,故机械能守恒,故④⑤正确,选D.答案:D5.如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°,质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放.则在上述两种情形中正确的有( )A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面下滑的力和斜面的支持力的作用B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动C.绳对质量为m的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D.系统在运动中机械能均不守恒解析:质量为2m的物体受到重力、斜面支持力、绳的拉力共三个力,没有下滑力,所以A错误;2m、m的物体互换前,2m的物体重力沿斜面的分力为2mg·sin 30°,大于m的重力沿斜面的分力mg sin 45°,所以m上滑(2m下滑),2m、m互换后,2m重力沿斜面的分力更要大于m的重力沿斜面的分力,所以仍是m上滑(2m 下滑),因此B 正确;绳对滑块的拉力与滑块对绳的拉力是作用力与反作用力应等大反向,所以C 错误;对2m 、m 与地球构成的系统,只有重力做功,绳的拉力是系统内部弹力,能量没有向外界传递,机械能是守恒的,故D 错误.答案:B6.如图甲所示,质量为m =1 kg 的物体置于倾角为θ=37°固定的粗糙斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F ,t 1=1 s 时撤去拉力,物体运动的部分v -t 图象如图乙,下列说法正确的是(g =10 m/s 2)( )A .拉力F 的大小为20 NB .物体运动到最高点的时间为3 sC.0~1 s 内重力的平均功率为100 WD .t =4 s 时物体的速度大小为10 m/s解析:由乙图可知,物体加速时,a 1=20 m/s 2,撤去F 后,a 2=10 m/s 2,方向沿斜面向下,由牛顿第二定律得F -mg sin θ-μmg cos θ=ma 1,mg sin θ+μmg cos θ=ma 2,得F =30 N ,物体减速的时间t 2=v m a 2=2 s ,故B 正确、A 错误;P mg =mg sin θ·v m2=60 W ,C 错误;物体至最高点后mg sin θ-μmg cos θ=ma 3,得a 3=2 m/s 2,故t =4 s 时物体的速度v =a 3(t -3)=2 m/s ,D 错误. 答案:B7.(2012年淮南模拟)一质点竖直向上运动,运动过程中质点的机械能与高度的关系的图象如图所示,其中O ~h 1过程的图线为水平线,h 1~h 2过程的图线为倾斜直线.根据该图象,下列判断正确的是( )A .质点在O ~h 1过程中除重力外不受其他力的作用B .质点在O ~h 1过程中动能始终不变C .质点在h 1~h 2过程中合外力与速度的方向一定相同D .质点在h 1~h 2过程不可能做匀速直线运动解析:质点竖直向上运动,在O ~h 1过程中机械能守恒,机械能守恒的条件是系统除重力做功外无其他外力做功或其他外力做功之和为零.质点在O ~h 1过程中可能受其他外力作用,但外力做功之和为零,A 错误.O ~h 1过程中机械能守恒,重力势能增加,动能减小,B 错误.质点在h 1~h 2过程中机械能不断减小,除重力外,其他力做负功,合外力与速度的方向一定相反,C 错误.质点在h 1~h 2过程中重力势能不断增加,机械能不断减小,动能不断减小,不可能做匀速直线运动,D 正确.答案:D二、非选择题8.质量为m 的滑块与倾角为θ的斜面间的动摩擦因数为μ,μ<tan θ,斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板,滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失,如图所示.若滑块从斜面上高为h 处以速度v 0开始沿斜面下滑,设斜面足够长,求:(1)滑块最终停在何处?(2)滑块在斜面上滑行的总路程是多少?解析:(1)对滑块受力分析,重力沿斜面的分力F 1=mg sin θ,又滑动摩擦力F f =μF N =μmg cos θ,由题意,μ<tan θ,即μcos θ<sin θ,故μmg cos θ<mg sin θ.即最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力,所以最终一定停在斜面底端.(2)设滑块在斜面上滑行的总路程为s ,全过程由动能定理,有:mgh -μmg cos θ·s =0-12mv 2解得s =2gh +v 202μg cos θ. 答案:(1)斜面底端 (2)2gh +v 202μg cos θ9.如图所示,让摆球从图中C 点由静止开始运动,正好摆到悬点正下方D 处时,线被拉断,紧接着,摆球恰好能沿竖直放置的光滑半圆形轨道内侧做圆周运动,已知摆球质量m =0.5 kg ,摆线长l =2.0 m ,轨道半径R =2.0 m ,不计空气阻力.(g =10 m/s 2)(1)求摆球刚开始摆动时,摆线与竖直方向的夹角θ.(2)如仅在半圆形轨道内侧E 点下方14圆弧有摩擦,摆球到达最低点F 时的速度为6 m/s ,求摩擦力对摆球做的功.解析:(1)摆球由C →D ,由机械能守恒定律得:mgl (1-cos θ)=12mv 20,又因为球恰好能做圆周运动,所以v 0=gR ,解得:θ=60°.(2)对摆球由D 到F 点,根据动能定理得:mg 2R +W Ff =12mv 2F -12mv 20, 代入数据解得:W Ff =-16 J.答案:(1)60° (2)-16 J10.汽车发动机的功率为60 kW ,汽车的质量为4000kg ,当它行驶在坡度为0.02(sin α=0.02)的长直公路上时,如图K22-12所示,所受摩擦阻力为车重的0.1倍.(g =10 m/s 2)(1)求汽车所能达到的最大速度v m ;(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?(3) 汽车在匀加速运动阶段行驶阶段做的功为多少?图K22-1213.(1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16×105 J[解析] (1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成,即f =kmg +mg sin α=4000 N +800 N =4800 N.因为当F =f 时,P =fv m ,所以v m =P f=12.5 m/s.(2)汽车从静止开始以a =0.6 m/s 2的加速度匀加速行驶,由牛顿第二定律,有F ′-f =ma所以F ′=ma +f =7.2×103 N保持这一牵引力,汽车可达到匀加速行驶的最大速度 v m ′=PF ′=8.33 m/s由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移.匀加速行驶的时间t =v m ′a=13.9 s 匀加速行驶的位移x =v m ′22a=57.82 m. (3)汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功W =F ′x =4.16×105J.选做题11.如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m =1.0 kg ,当弹簧处于原长时,小物块静止于O 点,现对小物块施加一个外力,使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为x =0.1 m)至A 点,在这一过程中,所用外力与压缩量的关系如图所示.然后释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L=2x.水平桌面的高为h=5.0 m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力.(g取10 m/s2)求:(1)在压缩弹簧过程中,弹簧存储的最大弹性势能;(2)小物块到达桌边B点时,速度的大小.解析:(1)从F-x图中看出,小物块与桌面的滑动摩擦力大小为F f=1.0 N在压缩过程中,摩擦力做功为W Ff=F f x=0.1 J由图线与x轴所夹面积,可得外力做功为W F=1+47×0.12J=2.4 J所以弹簧存储的弹性势能为:E p=W F-W Ff=2.3 J.(2)从A点开始到B点的过程中,由于L=2x,摩擦力做功为W Ff′=F f·3x=0.3 J对小物块用动能定理有:E p-W Ff′=12 mv2B解得v B=2 m/s.答案:(1)2.3 J (2)2 m/s。
初二物理功和机械能单元测试含答案一、选择题1.已知ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,如图所示,A端挂的实心铁块,B端挂的实心铝块,两金属块均浸没在水中,等臂杠杆平衡,若将两个盛水杯撤去,则()A.A端向下,B端向上B.A端向上,B端向下C.A端向下,B端向下D.A端向上,B端向上2.如图所示,斜面高为1m,长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为200N 的木箱由斜面底端以0.2m/s的速度匀速拉到顶端,下列判断正确的是()A.重力做功的大小为800J B.斜面对木箱的摩擦力大小为25NC.拉力做功的功率为125W D.斜面的机械效率为75%3.利用四个相同的滑轮,组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样的时间,把质量相等的重物G提升了相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,拉力做的功分别为W甲、W乙,拉力的功率分别为P甲、P乙,机械效率分别是η甲、η乙,(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是()A.W甲=W乙,P甲=P乙B.F甲>F乙,η甲>η乙C.W甲=W乙,P甲>P乙D.F甲=F乙,η甲=η乙4.如图所示,重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中下列说法正确的是()A.绳子自由端移动的距离为2mB.物体与地面间的滑动摩擦力为48NC.拉力F的功率为4WD.有用功为120J5.如图所示,一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上,若分别用一竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间,欲使其一端抬离地面,则()A.F1>F2,因为甲中的动力臂长B.F1<F2,因为乙中的阻力臂长C.F1>F2,因为乙中的阻力臂短D.F1=F2,因为动力臂都是阻力臂的2倍6.如图所示,某人用扁担担起两筐质量为m1、m2的货物,当他的肩处于O点时,扁担水平平衡,已知l1>l2,扁担和筐的重力不计.若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离△l,则A.扁担仍能水平平衡B.扁担右端向下倾斜C.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1)21 ll l-D.要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-m1)2ll l-7.如图所示,一根直硬棒被细绳系在O点吊起.A处挂一实心金属块甲,B处挂一石块乙时恰好能使硬棒在水平位置平衡.不计硬棒与悬挂的细绳质量,下列推断合理的是A.甲的质量和密度都比乙大B.O点绳子拉力一定等于甲、乙重力之和C.如果甲浸没在水中,硬棒会逆时针转动D.如果甲浸没在水中,要使硬棒水平平衡,可将乙向右移动8.如图,质量分别为m1、m2、m3(m1>m2)的物体通过轻绳和弹簧连接起来,三个物体均处于静止状态.不计弹簧自重、绳重和摩擦,关于此装置的说法错误的是()A.绳子对m2的拉力大小为m2gB.绳子对m1的拉力大小为m1gC.弹簧中拉力大小为(m1-m2)gD.地面对m3的支持力大小为(m2+m3-m1)g9.如图所示的滑轮组中,不计摩擦和滑轮及绳重,则拉力F为()A.G/8 B.G/6 C.G/5 D.G/410.如图所示,物体A所受重力为G A,在水平向左的拉力F的作用下沿水平面向左做匀速直线运动.物体A所受的支持力为N,物体A与水平面间的摩擦力为f ,绳子对物体A水平向右的拉力为F1.物体B所受重力为G B,绳子对物体B竖直向上的拉力为F2,忽略绳子质量及滑轮轴处摩擦,下列说法正确的是A.F与f是一对平衡力B.F1、f之和与F大小相等C.G B与F2是一对相互作用力D.G A与N是一对相互作用力二、填空题11.如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G=________N。
功和机械能单元测试及答案一、选择题1.如图所示,A物体受到的重力是 100N,在拉力F 的作用下,能以 0.2m/s 的速度在水平地面上向左匀速直线运动。
已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为 80%,则下列说法正确的是()A.拉力F 的功率是 1W B.2s 内绳子自由端移动的距离是 1.2m C.5s 内拉力所做功的大小是 15J D.物体 A受到水平地面的摩擦力大小是 8N 2.端午节是我国的传统节日,很多地方举行了赛龙舟活动,极大丰富了人们的文化生活,关于赛龙舟活动,以下分析不正确的是()A.运动员划水的船桨是费力杠杆B.龙舟漂浮在水面上,说明龙舟受到的浮力大于重力C.运动员向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的D.划船时,水既是受力物体同时也是施力物体3.如图,用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),提升A时滑轮组的机械效率大。
下列说法中正确的是()①A物体比B物体轻;②提升A的拉力大;③提升A做的额外功多;④提升A做的有用功多A.只有②④B.只有①③C.只有②③D.只有①④4.工人师傅用拉力F1将重物匀速搬运到h高处,对重物做的功是W1;若工人改用动滑轮将该重物匀速提升到h高处,拉力为F2,对重物做的功是W2(滑轮、绳的重力及摩擦力可忽略不计),则下列说法正确的是A.F1=F2B.F1<F2C.W2>W1D.W2=W15.如图所示,杠杆处于平衡状态,下列说法中正确的是A.将支点两侧钩码都向右移动一格,杠杆仍平衡B.在支点两边的钩码下各增加一个钩码,杠杆仍平衡C.将支点左边加上二个钩码,右边加上一个钩码,杠杆仍平衡D.将支点左边的钩码向左移动两格,将支点右侧的钩码向右移动一格,杠杆仍平衡6.如图所示,斜面长s=4m,高h=2m,用平行于斜面向上的7.5N的拉力将10N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,则()A.斜面的机械效率是75% B.物体所受的额外功为20JC.物体所受的摩擦力等于拉力 D.斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关7.用同种材料制成的物体A和B,分别挂在杠杆的两端,且G A>G B,此时杠杆平衡,如图(a)所示,若将两物体全部浸入水中,如图(b)所示,杠杆将会()A.A物体下移,B物体上移B.A物体上移,B物体下移C.仍将保持平衡D.无法判断8.如图所示杠杆,力F方向始终竖直向上,当此杠杆在动力F作用下,将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时,则A.F大小始终不变B.F先变大后变小C.F先变小后变大D.无法判断F大小的变化9.如图为一健身器材模型,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,OA∶OB=1∶4,质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上,通过该杠杆提起吊篮中的重物,吊篮重80 N.当棱长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时,体重计示数为43 kg;当棱长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时,体重计示数为18 kg.杠杆始终在水平位置保持平衡,A、B两端绳子拉力保持竖直.不计绳重、杠杆自重及摩擦, g取10 N/kg,则重物甲与重物乙的密度之比为( )A.1∶3 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶110.如图中某同学体重为500 N,他的手能承受的最大拉力为600 N,动滑轮重100 N,该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来,物体A的重量不能超过A.1 000 N B.1 200 N C.900 N D.1 100 N二、填空题11.如图所示,用 F=20N的力拉物体 A以2m/s速度匀速运动3s,不计滑轮重及绳间摩擦,则A所受的摩擦力是___________,若要使A匀速运动实际所需拉力F′=25N,则此滑轮的效率是_____________.12.在物理实践活动中,小南同学组装了如图甲所示的滑轮组来运送货物上楼,已知货物相同且每件货物重均为100N。
初中物理功和机械能单元测试及答案一、选择题1.用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计.则A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙B.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙2.利用四个相同的滑轮,组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样的时间,把质量相等的重物G提升了相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,拉力做的功分别为W甲、W乙,拉力的功率分别为P甲、P乙,机械效率分别是η甲、η乙,(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是()A.W甲=W乙,P甲=P乙B.F甲>F乙,η甲>η乙C.W甲=W乙,P甲>P乙D.F甲=F乙,η甲=η乙3.端午节是我国的传统节日,很多地方举行了赛龙舟活动,极大丰富了人们的文化生活,关于赛龙舟活动,以下分析不正确的是()A.运动员划水的船桨是费力杠杆B.龙舟漂浮在水面上,说明龙舟受到的浮力大于重力C.运动员向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的D.划船时,水既是受力物体同时也是施力物体4.如图人们用木棒撬石块,在C点沿不同方向施加作用力F1或F2或F3,这三个力的大小关()A .123F F F ==B .123F F F >>C .123F F F <<D .无 法 判断5.如图甲,轻质杠杆AOB 可以绕支点O 转动,A 、B 两端分别用竖直细线连接体积均为1000cm 3的正方体甲、乙,杠杆刚好水平平衡,已知AO :OB =5:2;乙的重力为50N ,乙对地面的压强为3000Pa .甲物体下方放置一足够高的圆柱形容器,内装有6000cm 3的水(甲并未与水面接触),现将甲上方的绳子剪断,甲落入容器中静止,整个过程不考虑水溅出,若已知圆柱形容器的底面积为200cm 2,则下列说法中正确的是( )A .杠杆平衡时,乙对地面的压力为50NB .甲的密度为2×103kg/m 3C .甲落入水中静止时,水对容器底部的压强比未放入甲时增加了400PaD .甲落入水中静止时,水对容器底部的压力为14N6.用图所示装置提升重为350 N 的箱子,动滑轮重50N ,不计绳重和一切摩擦,下列说法正确的是A .该装置不仅省力,还省距离B .箱子匀速上升时,人对绳子的拉力为200 NC .箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度D .此过程装置的机械效率约为58.3%7.如图所示,用24N 的水平拉力F 拉滑轮,可以使重20N 的物体A 以0.2m/s 的速度在水平地面上匀速运动.物体B 重10N ,弹簧测力计的示数为5N 且不变.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列说法中正确是A .地面受到的摩擦力为12NB .滑轮移动的速度为0.4m/sC .水平拉力F 的功率为4.8WD .在2s 内绳子对物体A 所做的功为4.8J8.质量为60kg 的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在1min 内将货物匀速提高6m ,作用在钢绳的拉力为400N ,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示(机械中摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是A.作用在钢绳上的拉力的功率为400WB.动滑轮的重力为200NC.人对绳子的最大拉力为1000ND.该滑轮组的最大机械效率为83.3%9.如图所示,在水平拉力F的作用下重100 N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计B的示数为10 N,则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为( )A.200 N,10 N B.200 N,20 NC.20 N,10 N D.20 N,20 N10.如图所示,在水平拉力F的作用下重100N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则拉力F的大小为()N,物体A与水平桌面的摩擦力大小()N.A.200N;10N B.200N;20N C.20N;10N D.20N;20N二、填空题11.如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G=________N。
初中物理功和机械能单元测试(含答案)一、选择题1.下列事件中,力对物体做了功的是()A.用力推汽车,没有推动B.将重物从一楼扛到二楼C.举重运动员举着杠铃保持不动D.提着水桶在水平路面上匀速前行【答案】B【解析】用力推汽车,没有推动,对汽车有力的作用,但汽车没有移动距离,所以不做功,故A不合题意;将重物从一楼扛到二楼,重物在提力的方向上移动了距离,做了功,故B符合题意;举重运动员举着杠铃站着不动,有力但没有移动距离,不做功,故C不合题意;提着水桶在水平路面上匀速前行,力与距离的方向互相垂直,所以不做功.故D不合题意;故应选B。
2.关于功率概念的理解,下列说法中正确的是A.功率大的机械做的功多B.功率大的机械做功时用的时间少C.单位时间内完成的功越多,则功率越大D.省力多的机械功率大【答案】C【解析】【详解】A.W=Pt,做功多少与功率和时间有关,故A错误;B.t=WP,做功的时间与做功和功率有关,故B错误;C.物体单位时间内做的功为功率,单位时间内做功越多,功率越大,故C正确;D.功率的大小与省力无关,故D错误;3.用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动,两次运动的s−t图象如图所示。
若甲的重力比乙小,则下列说法中正确的是A.它们的惯性一定相等B.它们的重力势能一定都变大C.它们的动能可能相等D.它们所受的合力可能不相等【答案】C【解析】【详解】由两次运动的s−t图象可知,甲乙都是在竖直方向上运动:且两次都做匀速直线运动,都处于平衡状态,且甲的速度大于乙的速度,但具体向上运动还是向下运动不能确定,故A.甲的重力比乙小,即其质量是不等的,所以惯性一定不相等,故错误;B.由于甲乙都是在竖直方向上运动,但具体向上运动还是向下运动不能确定,故不能判断重力势能的大小变化,故错误;C.由于甲的重力小于乙的重力,即甲的质量小于乙的质量,但甲的速度大于乙的速度,所以据动能大小的影响因素可知,它们的动能可能相等,故正确;D.因为物体受到的重力和拉力为一对平衡力,所以所受合力一定都为零,故错误;4.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图甲所示的滑轮组装置。
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 。
功和机械能单元测试及答案一、选择题1.下面说法中正确的是A.从P=W/t可知,功率跟功成正比,所以只要做功多,功率就大B.功率跟时间成反比,所以只要时间短,功率就大C.甲每小时做的功比乙每小时做的功多,甲的功率比乙的功率大D.功率大的机器比功率小的机器做功多【答案】C【解析】【详解】AB、从公式可知功率的大小与做功的多少和做功的时间有关,大小等于做的功与时间的比,故A、B错误,C、甲每小时做的功比乙每小时做的功多,根据知知,甲的功率比乙的功率大,故C 正确;D、根据知,做功多少与功率与做功时间都有关系,只知道功率,不能说做的功就多,故D错误;故选C.2.如图所示,用沿斜面向上不同的力,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A,己知AB>AC,如果拉力做的功分别为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2。
则:[ ]。
A.W1>W2,P1>P2;B.W1>W2,P1<P2;C.W1=W2,P1<P2;D.W1=W2,P1=P2。
【答案】C【解析】【详解】根据题意知道,斜面光滑说明摩擦力为0,所以,使用任何机械都不省功,故拉力在两斜面上做功相同,即W1 =W2,又因为AB>AC,且速度相同,由v=s/t知道,运动时间是t1>t2;由P=W/t知道,拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大,即P1<P2,综上所述,只有C正确,故选C。
3.2018年5月6日,央视《今日说法》栏目播出了一则高空坠物的新闻。
一个从12楼掉落的苹果把三个月大的婴儿砸成重伤,再次提醒大家要杜绝高空坠物。
苹果在下落过程中相关物理量的变化描述正确的是A.重力势能越来越大 B.动能越来越大C.质量越来越大 D.惯性越来越大【答案】B【解析】【详解】A、苹果下落过程中,质量不变,高度降低,所以重力势能减小。
故A错误;B、苹果下落过程中重力势能转化为动能,所以动能越来越大。
故B正确;C、苹果下落过程中,所含物质多少没有变化,所以质量不变。
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。
厦门大学附属科技中学2013届物理一轮复习单元过关检测(五):功和能(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本大题共7个小题,每小题7分,共49分,每小题只有一个选项正确,请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1.(2011年江苏单科)如图所示,演员正在进行杂技表演.由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )A.0.3 J B.3 JC.30 J D.300 J解析:一只鸡蛋重约为1 N,人的身高一般为1.6 m,则鸡蛋被抛出的高度约为0.6 m,则鸡蛋获得的最大机械能约为E=mgh=1×0.6=0.6 J,故人对鸡蛋做的功约为0.6 J,最接近0.3 J,故A正确,其他选项错误.答案:A2.如图所示,把小车放在光滑的水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂子的小桶相连,已知小车的质量为M,小桶与砂子的总质量为m,把小车从静止状态释放后,在小桶下落竖直高度h的过程中,若需考虑滑轮及空气的阻力,小车未与滑轮相撞,下列说法中正确的是( )A.小车获得的动能为mghB.小车获得的动能小于Mmgh/(M+m)C.小桶与砂子的机械能减少Mmgh/(M+m)D.小车的机械能增加mgh解析:整体除动能和势能转化外,还有机械能转化为内能,所以机械能不守恒,小桶和砂子的重力势能mgh转化为整体的动能和内能,所以小车获得的动能(或机械能增加)小于Mmgh/(M+m),选项A、D错,B错;小桶的机械能减少量大于小车获得的动能,选项C错误.答案:B3.质量为10 kg的物体,在变力F作用下沿x轴做直线运动,力随坐标x的变化情况如图所示.物体在x=0处,速度为1 m/s,一切摩擦不计,则物体运动到x=16 m处时,速度大小为( )A.2 2 m/s B.3 m/sC.4 m/s D.17 m/s解析:力-位移图象下的面积表示功,由图象可知,一部分正功与另一部分负功抵消,外力做的总功W=Fx=40 J,根据动能定理W=12mv2-12mv20,得v=3 m/s.答案:B4.(2011年上海综合)用图示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律.在摆锤从A位置由静止开始向下摆动到D位置的过程中( )①重力做正功,重力势能增加②重力的瞬时功率一直增大③动能转化为重力势能④摆线对摆锤的拉力不做功⑤若忽略阻力,系统的总机械能为一恒量A.①③B.②④C.②⑤ D.④⑤解析:摆锤向下运动,重力做正功,重力势能减小,故①错误.由于开始静止,所以开始重力功率为零,在D位置物体v的方向与重力垂直,P G=G·v cos θ,可知P G=0,而在从A位置摆动到D位置的过程中,重力功率不为零,所以所受重力的瞬时功率先增大后减小,②错误.在向下运动的过程中,重力势能减小,动能增加,故③错误.摆线拉力与v方向始终垂直,不做功,只有重力做功,故机械能守恒,故④⑤正确,选D.答案:D5.如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°,质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放.则在上述两种情形中正确的有( )A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面下滑的力和斜面的支持力的作用B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动C.绳对质量为m的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D.系统在运动中机械能均不守恒解析:质量为2m的物体受到重力、斜面支持力、绳的拉力共三个力,没有下滑力,所以A错误;2m、m的物体互换前,2m的物体重力沿斜面的分力为2mg·sin 30°,大于m的重力沿斜面的分力mg sin 45°,所以m上滑(2m下滑),2m、m互换后,2m 重力沿斜面的分力更要大于m的重力沿斜面的分力,所以仍是m上滑(2m下滑),因此B正确;绳对滑块的拉力与滑块对绳的拉力是作用力与反作用力应等大反向,所以C错误;对2m、m与地球构成的系统,只有重力做功,绳的拉力是系统内部弹力,能量没有向外界传递,机械能是守恒的,故D 错误.答案:B6.如图甲所示,质量为m =1 kg 的物体置于倾角为θ=37°固定的粗糙斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F ,t 1=1 s 时撤去拉力,物体运动的部分v -t 图象如图乙,下列说法正确的是(g =10 m/s 2)( )A .拉力F 的大小为20 NB .物体运动到最高点的时间为3 sC.0~1 s 内重力的平均功率为100 WD .t =4 s 时物体的速度大小为10 m/s解析:由乙图可知,物体加速时,a 1=20 m/s 2,撤去F 后,a 2=10 m/s 2,方向沿斜面向下,由牛顿第二定律得F -mg sin θ-μmg cos θ=ma 1,mg sin θ+μmg cos θ=ma 2,得F =30 N ,物体减速的时间t 2=v m a 2=2 s ,故B 正确、A 错误;P mg =mg sin θ·v m 2=60 W ,C 错误;物体至最高点后mg sin θ-μmg cos θ=ma 3,得a 3=2 m/s 2,故t =4 s 时物体的速度v =a 3(t -3)=2 m/s ,D 错误.答案:B7.(2012年淮南模拟)一质点竖直向上运动,运动过程中质点的机械能与高度的关系的图象如图所示,其中O ~h 1过程的图线为水平线,h 1~h 2过程的图线为倾斜直线.根据该图象,下列判断正确的是( )A .质点在O ~h 1过程中除重力外不受其他力的作用B .质点在O ~h 1过程中动能始终不变C .质点在h 1~h 2过程中合外力与速度的方向一定相同D .质点在h 1~h 2过程不可能做匀速直线运动解析:质点竖直向上运动,在O ~h 1过程中机械能守恒,机械能守恒的条件是系统除重力做功外无其他外力做功或其他外力做功之和为零.质点在O ~h 1过程中可能受其他外力作用,但外力做功之和为零,A 错误.O ~h 1过程中机械能守恒,重力势能增加,动能减小,B 错误.质点在h 1~h 2过程中机械能不断减小,除重力外,其他力做负功,合外力与速度的方向一定相反,C 错误.质点在h 1~h 2过程中重力势能不断增加,机械能不断减小,动能不断减小,不可能做匀速直线运动,D 正确. 答案:D二、非选择题8.质量为m 的滑块与倾角为θ的斜面间的动摩擦因数为μ,μ<tan θ,斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板,滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失,如图所示.若滑块从斜面上高为h 处以速度v 0开始沿斜面下滑,设斜面足够长,求:(1)滑块最终停在何处?(2)滑块在斜面上滑行的总路程是多少?解析:(1)对滑块受力分析,重力沿斜面的分力F 1=mg sin θ,又滑动摩擦力F f =μF N =μmg cos θ,由题意,μ<tan θ,即μcos θ<sin θ,故μmg cos θ<mg sin θ.即最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力,所以最终一定停在斜面底端.(2)设滑块在斜面上滑行的总路程为s ,全过程由动能定理,有:mgh -μmg cos θ·s =0-12mv 20 解得s =2gh +v 202μg cos θ. 答案:(1)斜面底端 (2)2gh +v 202μg cos θ9.如图所示,让摆球从图中C 点由静止开始运动,正好摆到悬点正下方D 处时,线被拉断,紧接着,摆球恰好能沿竖直放置的光滑半圆形轨道内侧做圆周运动,已知摆球质量m =0.5 kg ,摆线长l =2.0 m ,轨道半径R =2.0 m ,不计空气阻力.(g =10 m/s 2)(1)求摆球刚开始摆动时,摆线与竖直方向的夹角θ.(2)如仅在半圆形轨道内侧E 点下方14圆弧有摩擦,摆球到达最低点F 时的速度为6 m/s ,求摩擦力对摆球做的功.解析:(1)摆球由C →D ,由机械能守恒定律得:mgl (1-cos θ)=12mv 20,又因为球恰好能做圆周运动,所以v 0=gR ,解得:θ=60°.(2)对摆球由D 到F 点,根据动能定理得:mg 2R +W Ff =12mv 2F -12mv 20, 代入数据解得:W Ff =-16 J.答案:(1)60° (2)-16 J10.汽车发动机的功率为60 kW ,汽车的质量为4000kg ,当它行驶在坡度为0.02(sin α=0.02)的长直公路上时,如图K22-12所示,所受摩擦阻力为车重的0.1倍.(g =10 m/s 2)(1)求汽车所能达到的最大速度v m ;(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?(3) 汽车在匀加速运动阶段行驶阶段做的功为多少?图K22-1213.(1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16×105 J[解析] (1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成,即f =kmg +mg sin α=4000 N +800 N =4800 N.因为当F =f 时,P =fv m ,所以v m =P f =12.5 m/s.(2)汽车从静止开始以a =0.6 m/s 2的加速度匀加速行驶,由牛顿第二定律,有F ′-f =ma所以F ′=ma +f =7.2×103 N保持这一牵引力,汽车可达到匀加速行驶的最大速度 v m ′=PF ′=8.33 m/s由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移.匀加速行驶的时间t =v m ′a=13.9 s 匀加速行驶的位移x =v m ′22a=57.82 m. (3)汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功W =F ′x =4.16×105J.选做题11.如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m =1.0 kg ,当弹簧处于原长时,小物块静止于O 点,现对小物块施加一个外力,使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为x =0.1 m)至A 点,在这一过程中,所用外力与压缩量的关系如图所示.然后释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O 点至桌边B 点的距离为L =2x .水平桌面的高为h =5.0 m ,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力.(g 取10 m/s 2)求:(1)在压缩弹簧过程中,弹簧存储的最大弹性势能;(2)小物块到达桌边B点时,速度的大小.解析:(1)从F-x图中看出,小物块与桌面的滑动摩擦力大小为F f=1.0 N 在压缩过程中,摩擦力做功为W Ff=F f x=0.1 J由图线与x轴所夹面积,可得外力做功为W F=1+47×0.12J=2.4 J所以弹簧存储的弹性势能为:E p=W F-W Ff=2.3 J.(2)从A点开始到B点的过程中,由于L=2x,摩擦力做功为W Ff′=F f·3x=0.3 J对小物块用动能定理有:E p-W Ff′=12 mv2B解得v B=2 m/s.答案:(1)2.3 J (2)2 m/s。