高中物理必修二-功和能典型一题多变题集锦
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2016-2017学年高中物理专题7.2 功(练)(提升版)(含解析)新人教版必修2编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2016-2017学年高中物理专题7.2 功(练)(提升版)(含解析)新人教版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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专题7.2 功1.关于力对物体做功,下列说法正确的是:()A。
静摩擦力对物体一定不做功B。
滑动摩擦力对物体可以做正功,也可以做负功C。
作用力做正功,反作用力一定做负功D。
作用力不做功,反作用力一定也不做功【答案】B2.一块放置在倾角为θ的斜面上,物块与斜面始终相对静止.并且一起向左移动一段距离,设该过程中弹力、摩擦力所做的功分别为W N、W f.则下列说法正确的是: ()A. W N=0,W f=0 B。
W N<0,W f<0 C。
W N<0,W f>0 D。
W N=0,W f<0【答案】C【解析】物体在斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s的过程中,受力平衡,受力如图.弹力与位移s之间的夹角是钝角,所以弹力做负功.摩擦力与位移S之间的夹角是锐角,所以摩擦力做正功,C正确.3.以初速度V0竖直向上抛出质量为m的小球,上升的最大高度是h,如果空气阻力f的大小恒定从抛出到落回出发点的整个过程中,空气阻力对小球做的功为: ( )A 。
0B 。
-fh C. -2mgh D 。
—2fh【答案】D【解析】阻力做功跟物体的运动轨迹有关,所以阻力做功为2f W fh =-,D 正确.4.关于功是否为矢量,下列说法正确的是: ( )A. 因为功有正功和负功,所以功是矢量B. 力和位移都是矢量,功也一定是矢量C 。
高中物理 必修2 【功和功率】典型题1.如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环.小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力( )A .一直不做功B .一直做正功C .始终指向大圆环圆心D .始终背离大圆环圆心解析:选A .由于大圆环是光滑的,因此小环下滑的过程中,大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直,因此作用力不做功,A 项正确,B 项错误;小环刚下滑时,大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心,滑到大圆环圆心以下的位置时,大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心,C 、D 项错误.2.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平.若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW ,排泥量为1.4 m 3/s ,排泥管的横截面积为0.7 m 2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )A .5×106 NB .2×107 NC .2×109 ND .5×109 N解析:选A .由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度v =1.4 m 3/s0.7 m 2=2 m/s.由P =F v可求,F =P v =1×107 W2 m/s=5×106 N.3.(多选)某汽车在平直公路上以功率P 、速度v 0匀速行驶时,牵引力为F 0.在t 1时刻,司机减小油门,使汽车的功率减为P2,此后保持该功率继续行驶,t 2时刻,汽车又恢复到匀速运动状态.有关汽车牵引力F 、速度v 的说法,其中正确的是( )A .t 2后的牵引力仍为F 0B .t 2后的牵引力小于F 0C .t 2后的速度仍为v 0D .t 2后的速度小于v 0解析:选AD .由P =F 0v 0可知,当汽车的功率突然减小为P2时,瞬时速度还没来得及变化,则牵引力突然变为F 02,汽车将做减速运动,随着速度的减小,牵引力逐渐增大,汽车做加速度逐渐减小的减速运动,当速度减小到使牵引力又等于阻力时,汽车再做匀速运动,由P2=F0·v2可知,此时v2=v02,故A、D正确.4.在光滑的水平面上,用一水平拉力F使物体从静止开始移动x,平均功率为P,如果将水平拉力增加为4F,使同一物体从静止开始移动x,平均功率为() A.2P B.4PC.6P D.8P解析:选D.设第一次运动时间为t,则其平均功率表达式为P=Fxt;第二次加速度为第一次的4倍,由x=12at2可知时间为t2,其平均功率为P′=4Fx t2=8Fxt=8P,选项D正确.5.质量为2 kg的物体做直线运动,沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示,若物体的初速度为3 m/s,则其末速度为()A.5 m/s B.23 m/sC. 5 m/s D.35 m/s解析:选B.Fx图象与x轴围成的面积表示外力所做的功,由题图可知:W=(2×2+4×4-3×2) J=14 J,根据动能定理得:W=12m v2-12m v20,解得:v=23 m/s,故B正确.6.我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程.假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s.已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g=10 m/s2.求飞机滑跑过程中,(1)加速度a的大小;(2)牵引力的平均功率P.解析:(1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动,有 v 2=2ax ①代入数据解得a =2 m/s 2.② (2)飞机受到的阻力F 阻=0.1mg ③设发动机的牵引力为F ,根据牛顿第二定律有 F -F 阻=ma ④飞机滑跑过程中的平均速度v -=v2⑤所以牵引力的平均功率P =F v -⑥ 联立②③④⑤⑥式得P =8.4×106 W .⑦ 答案:(1)2 m/s 2 (2)8.4×106 W7.用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比.已知铁锤第一次将钉子钉进d ,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次钉子进入木板的深度为( )A .(3-1)dB .(2-1)dC .(5-1)d 2D .22d 解析:选B .铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功.由于阻力与深度成正比,可用阻力的平均值求功,据题意可得W =F -1d =kd 2d ①,W =F -2d ′=kd +k (d +d ′)2d ′ ②,联立①②式解得d ′=(2-1)d .故选B .8.如图甲所示,质量为4 kg 的物体在水平推力作用下开始运动,推力大小F 随位移大小x 变化的情况如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,g 取10 m/s 2.则( )A .物体先做加速运动,推力撤去后才开始做减速运动B .运动过程中推力做的功为200 JC .物体在运动过程中的加速度先变小后不变D .因推力是变力,无法确定推力做功的大小解析:选B.滑动摩擦力F f=μmg=20 N,物体先加速,当推力减小到20 N时,加速度减小为零,之后推力逐渐减小,物体做加速度增大的减速运动,当推力减小为零后做匀减速运动,选项A、C错误;F-x图象与横轴所围图形的面积表示推力做的功,W=12×100 N ×4 m=200 J,选项B正确,D错误.9.如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知()A.物体加速度大小为2 m/s2B.F的大小为21 NC.4 s末F的功率为42 WD.4 s内F的平均功率为42 W解析:选C.由题图乙可知,vt图象的斜率表示物体加速度的大小,即a=0.5 m/s2,由2F-mg=ma可得:F=10.5 N,A、B均错误;4 s末F的作用点的速度大小为v F=2v 物=4 m/s,故4 s末F的功率为P=F v F=42 W,C正确;4 s内物体上升的高度h=4 m,力F的作用点的位移l=2h=8 m,拉力F所做的功W=Fl=84 J,故平均功率P-=Wt=21 W,D错误.10.如图所示,传送带AB的倾角为θ,且传送带足够长.现有质量为m可视为质点的物体以v0的初速度从传送带上某点开始向上运动,物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ,传送带的速度为v(v0<v),方向未知,重力加速度为g.物体在传送带上运动过程中,摩擦力对物体做功的最大瞬时功率是()A.μmg v2+v20cos θB.μmg v0cos θC.μmg v cos θD.12μmg(v+v0)cos θ解析:选C.由物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ,则有μmg cos θ>mg sin θ,传送带的速度为v (v 0<v ),若v 0与v 同向,物体先做匀加速运动,最后物体加速到与传送带速度相同时,物体速度最大,此时摩擦力的瞬时功率最大,为μmg v cos θ.若v 0与v 反向,物体先向上做匀减速运动,后向下匀加速运动到与传送带速度相同时物体速度最大,此时摩擦力的瞬时功率最大,为μmg v cos θ,故选C .11.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s 内其速度与时间的关系图象和拉力的功率与时间的关系图象如图所示.下列说法正确的是( )A .物体的质量为109 kgB .滑动摩擦力的大小为5 NC .0~6 s 内物体的位移大小为24 mD .0~2 s 内拉力做的功为20 J解析:选A .当P =30 W 时,v =6 m/s ,得到牵引力F =Pv =5 N ;0~2 s 内物体的加速度a =Δv Δt =3 m/s 2,根据F -f =ma ,可得m =109 kg ,A 正确.在2~6 s 内,v =6 m/s ,P ′=10 W ,物体做匀速直线运动,F ′=f ,则滑动摩擦力为f =F ′=P ′v =106 N =53 N ,B 错误;0~6 s 内物体的位移大小等于v -t 图象中图象与t 轴所包围的面积,x =30 m ,C 错误,在0~2 s 内物体位移为x 1=6 m ,则拉力做的功为W 1=Fx 1=30 J ,D 错误.12.某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车,燃油发动机单独工作时的额定功率为P ,蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为3P4,已知赛车运动过程中受到的阻力恒定.(1)若燃油发动机单独工作时的最大速度为120 km/h ,则两台发动机同时工作时的最大速度为多少?(2)若赛车先单独启动电力发动机从静止开始做匀加速直线运动,经过t 1时间达到额定功率,然后以燃油发动机的额定功率单独启动继续加速,又经过t 2时间达到最大速度v 0,赛车总质量为m ,求赛车的整个加速距离.解析:(1)燃油发动机单独工作,P =F 1v 1=f v 1两台发动机同时工作,P +3P4=F 2v 2=f v 2最大速度v 2=7v 14=210 km/h.(2)燃油发动机的额定功率为P ,最大速度为v 0, 阻力f =Pv 0匀加速过程功率随时间均匀增加,发动机的平均功率为3P8,设总路程为s ,由动能定理有3P 8t 1+Pt 2-fs =12m v 20解得s =P (3t 1+8t 2)v 0-4m v 308P.答案:(1)210 km/h (2)P (3t 1+8t 2)v 0-4m v 308P。
7.3 功率同步练习题解析(人教版必修2)1.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力F的作用下从静止开始运动,则开始运动时间t后F的功率是()。
A.22F tmB.222F tmC.2F tmD.22F tm2.一辆小车在水平路面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车受到的牵引力F和阻力f随时间的变化规律如图所示,则小车所受的牵引力的功率随时间变化的规律是()。
3.近年我国高速铁路技术得到飞速发展,20XX年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1千米,刷新了世界记录,对提高铁路运行速度的以下说法,错误的是()。
A.减少路轨阻力,有利于提高列车最高时速B.当列车保持最高时速行驶时,其牵引力与阻力大小相等C.列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术D.将列车车头做成流线形,减小空气阻力,有利于提高列车功率4.如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v 匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是()。
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为mg vD.人对皮带做功的功率为f v5.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v t图象如图所示。
已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10 m/s2,则()。
A.汽车在前5 s内的牵引力为4×103 NB.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 NC.汽车的额定功率为60 kWD.汽车的最大速度为30 m/s6.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。
若E1概念车的总质量为920 kg,在16 s内从静止加速到100 km/h(即27.8 m/s)。
受到恒定的阻力为1 500 N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为____N。
功与功率练习一、单选题1.关于功的概念,下列说法中正确的是()A. 因为功有正负,所以功是矢量B. 力对物体不做功,说明物体一定无位移C. 滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功D. 若作用力对物体做正功,则反作用力一定做负功【答案】C【解析】【分析】功有正负,但功是标量,计算公式为W=FS,受力与力的方向上位移的乘积。
本题主要考查了功的表达式,即力与在力的方向上通过的位移的乘积。
【解答A.功有正负,但功是标量,A错误;B.当力的方向和位移的方向垂直时,力不做功,但有位移,故B错误;C.摩擦力方向可以与位移方向相同,也可以相反,故可能做正功,也可能做负功,故C正确;D.一对相互作用力做功,可以出现都做正功,都做负功,一正一负或一个做功,一个不做功等各种情况,故D错误。
故选C。
2.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。
若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104kW,排泥量为1.4m3/s,排泥管的横截面积为0.7m2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为()A. 5×106NB. 2×107NC. 2×109ND. 5×109N【答案】A【解析】解:根据排泥量和排泥管的横截面积可求出排泥速度为:v=1.40.7m/s=2m/s,根据P=Fv可得:F=Pv =1×104kW2m/s=5×106N。
故A正确、BCD错误。
故选:A。
求出排泥速度,再根据P=Fv即可求得泥泵对排泥管内泥浆的推力。
本题主要是考查规律的计算,解答本题的关键是知道排泥速度的求解方法,根据P= Fv进行求解。
3.在一个平直公路上,一辆质量为m的汽车在大小为F的恒定牵引力作用下从静止开始加速,当运动的位移为x时,牵引力的功率为P(P小于额定功率),则汽车受到的恒定阻力大小为()A. F−mP22xF2B. mP22xF2C. F−mP2xF2D. mP2xF2【答案】A【解析】解:当汽车位移为x时,汽车的速度为v=PF ,则汽车的加速度为a=v22x,设汽车所受阻力为f,由牛顿第二定律得:F−f=ma,联立解得f=F−mP22xF2,故A正确,BCD错误。
高二物理功与功率练习题一、选择题1. 下列哪个量是标量?A. 力B. 速度C. 加速度D. 位移2. 一个物体沿直线方向受力5N,在位移10m的情况下,阻力做功1J。
则物体受到的摩擦力的大小为:A. 1NB. 2NC. 5ND. 10N3. 一个质量为2kg的物体,受到的力为5N。
如果物体沿着力的方向移动了3m,质点的功是多少?A. 30JB. 10JC. 15JD. 5J4. 工作做得快慢是用什么量来描述的?A. 功B. 动能C. 力D. 功率5. 动力学中功的公式是?A. W = FsB. W = F/mC. W = Fs cosθD. W = Fv二、填空题1. 一个物体静止,已知它所受外力大小为8N,求在外力作用下,物体位移为2m时,物体所受力的功?答:16J2. 力的角度与物体位移的夹角为45°,力的大小为10N,物体位移为6m,求物体所受的功?答:60J3. 力的角度与物体位移的夹角为60°,力的大小为20N,物体所受的功为80J,求物体位移?答:2m4. 力的角度与物体位移的夹角为30°,力的大小为5N,物体所受的功为3J,求物体位移?答:2m三、计算题1. 一个力为10N的物体沿着斜面上升6m,斜面的倾角为30°,计算物体所受的重力功?答:W = mgh = 10 × 9.8 × 6 × sin30° ≈ 294J2. 一辆汽车质量为1000kg,加速度为2m/s²,行驶10s后的速度为20m/s,求汽车受到的摩擦力做的功?答:Δv = aΔt = 2 × 10 = 20m/s,汽车受到的摩擦力为F = ma = 1000 × 2 = 2000N,汽车受到的摩擦力做的功为W = Fs = 2000 × 20 = 40000J四、应用题某物体质量为2kg,被一个恒力推着沿直线运动,力的大小为8N。
高一物理必修2功和功率练习题(推荐完整)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高一物理必修2功和功率练习题(推荐完整))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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物理基础强化训练(功和功率)1、关于功率下列说法中正确的是:( )A、功率大说明物体做的功多B、功率小说明物体做功慢C、由P=W/t可知,机器做功越多,其功率越大D、单位时间力做功越多,其功率越大2、对公式P=FV的理解,下列说法中正确是( )A、F一定是物体所受的合外力B、P一定是合外力的功率C、此公式中F与V必须同方向D、此公式中F与V可以成任意夹角3、静止的列车在平直的轨道上以恒定的功率起动,在开始的一小段时间内,列车的运动状态是( )A、做匀加速直线运动B、列车的速度和加速度均不断增加C、列车的速度增大,加速度减小D、列车做匀速运动4、关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是()A、滑动摩擦力总是做负功B、滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C、静摩擦力对物体一定做负功D、静摩擦力对物体总是做正功5、如图1所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离l,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中()A、摩擦力做的功为lf⋅B、力F做的功为θf⋅coslC、力F做的功为θFl D、重力做的功为mglsin6、质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l时,如图2所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中不正确的是()A 、摩擦力对物体m 做功为零B 、合力对物体m 做功为零C 、摩擦力对物体m 做负功D 、弹力对物体m 做正功7、起重机竖直吊起质量为m 的重物,上升的加速度是a ,上升的高度是h ,则起重机对货物所做的功是( )A 、mghB 、mahC 、h g a m )(+D 、h g a m )(-8、汽车从静止开始作匀加速运动的最长时间为t ,此后汽车的运动情况是( )A 、加速度为零,速度恒定B 、加速度逐渐减小直到为零,速度逐渐增大直到最大值后保持匀速C 、加速度渐减小直到为零,速度也逐渐减小直至为零D 、加速度逐渐增大到某一值后不变,速度逐渐增大,直到最后匀速9、质量相同的两物体处于同一高度,A 沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B 自由下落,最后到达同一水平面,则:( )A 、重力对两物体做功相同B 、重力的平均功率相同C 、到达底端时重力的瞬时功率B A P P >D 、到达底端时,两物体的速度相同 10、下面列举的哪几种情况下所做的功是零( )A 、卫星做匀速圆周运动,地球引力对卫星做的功B 、平抛运动中,重力对物体做的功C 、举重运动员,扛着杠铃在头上的上方停留10s ,运动员对杠铃做的功D 、木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功11、已知质量为m 的物体从高处自由下落,经时间t ,重力对物体做功的平均功率为 ___________,t 时刻重力对物体做功的瞬时功率为___________.12、汽车的额定功率为P ,汽车的质量为m ,与平直路面的动摩擦因数为μ,则汽车在水平路面上行驶的最大速度为_________。
高中物理必修二功与功率练习题含答案学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________1. 关于功的概念,下列说法正确的是()A.物体受力越大,位移越大,力对物体做功越多B.合力的功等于各分力功的矢量和C.摩擦力可以对物体做正功D.功有正、负,正、负表示功的方向2. 关于功的说法,正确的是()A.力对物体不做功,说明物体一定无位移B.合力的功等于各分力功的代数和C.因为功有正功和负功,所以功是矢量D.功的大小只由力和位移的大小决定3. 关于功的概念,下列说法中正确的是()A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大B.力对物体做功小,说明物体的受力一定小C.力对物体不做功,说明物体一定没有移动D.物体发生了位移,不一定有力对它做功4. 某同学为配合值日生打扫地面,将凳子向上搬起后再缓慢放回原处,此过程中该同学对凳子做功的情况是()A.一直做正功B.先做正功,再做负功C.一直做负功D.先做负功,再做正功5. 如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v 匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法中正确的是()A.运动员的脚对皮带的摩擦力是皮带运动的阻力B.运动员对皮带不做功C.运动员对皮带做功的功率为mgvD.运动员对皮带做功的功率为fv6. 如图所示,小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾,尽情玩耍.在小朋友接触床面向下运动的过程中,床面对小朋友的弹力做功情况是()A.先做负功,再做正功B.先做正功,再做负功C.一直做负功D.一直做正功7. 关于功率公式P=W和P=Fv说法中,正确的是()t知,只要知道W和t,就可求出任意时刻的瞬时功率A.由P=WtB.由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率C.由P=Fv可知,汽车的功率与它的速度成正比D.功率是表示做功快慢的物理量,而不是表示做功多少的物理量8. 小华同学骑着自行车在平直公路上以正常速度匀速行驶时的功率约为70W,则他骑车时所受阻力约为()A.2000NB.200NC.20ND.2N9. 一辆汽车在平直的公路上运动,运动过程中先保持某一恒定加速度,后保持恒定的牵引功率,其牵引力和速度的图像如图所示.若已知汽车的质量m,牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3.则根据图像所给的信息,下列说法正确的是()A.汽车运动中的最大功率为F1v3B.速度为v2时的加速度大小为F1v1mv2C.汽车行驶中所受的阻力F1v1v3D.恒定加速时,加速度为F1m10. 自然界中某个量D的变化量,与发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做这个量D的变化率。
高中物理学业水平考试物理学案(必修2)《功和机械能》全章核心知识内容1、功、功率、重力势能、弹性势能、动能2、动能定理、机械能守恒定律3、探究实验:探究做功与物体速度变化的关系4、探究实验:验证机械能守恒定律考点一功1.功与能量转化的关系做功的过程也存在能量转化的过程,能量的转化与力对物体做功有关.2.功(1)做功的两个要素:力和物体在力的方向上的位移.(2)功的公式:____________.(3)功的单位________,简称______,符号:J.(4)功的公式的适用条件:恒力的功.(5)正功和负功:0≤α<90°,力F对物体做______功,α=90°,力F对物体________,90°<α≤180°,力F对物体做______功.(6)负功的两种说法:一个力对物体做负功,可以说成物体____________做了功.3.功的计算(1)一个恒力F做功的两种处理方法.①用力F乘以力的方向上的分位移____________.②用位移l乘以位移方向上的分力____________.(2)多个力做的总功的计算方法.①先求合力F合,再利用W合=F合l cos α求功.②先由W=Fl cos α求出各个力的功W1、W2…W n,再将各个力所做的功求代数和,即W合=W1+W2+…+W n.考点基础题组过关测试1.关于功的概念,下列说法正确的是()A.功有正、负之分,说明功有方向B.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量C.若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有发生位移D.一个恒力对物体做的功由力的大小和物体在该力的方向上发生的位移决定2.质量为m的物体受一水平力F作用,在光滑的水平面上通过的位移为x,该力做功为W;若把该物体放在某一粗糙的水平面上,受同样水平力F作用做匀速直线运动,通过相同的位移x,则该力做功为()A.大于W B.小于W C.W D.03.如图所示,小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾,尽情嬉耍.在小朋友接触床面向下运动的过程中,床面对小朋友的弹力做功情况是()A.先做负功,再做正功B.先做正功,再做负功C.一直做负功D.一直做正功4.如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,如图乙为一男士站立在乘履带式自动人行道上正在匀速上楼.下列关于两人受到的力做功判断正确的是()A.甲图中支持力对人做正功B.乙图中支持力对人做正功C.甲图中摩擦力对人做负功D.乙图中摩擦力对人做负功5.如图所示,下列过程中人对物体做了功的是()A.小华用力推石头,但没有推动B.小明举起杠铃后,在空中停留3秒的过程中C.小红提着书包,随电梯一起匀速上升的过程中D.运动员将冰壶推出后,冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中6.如图所示,坐在雪撬上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,雪橇受到的()A.支持力做功为mgl B.重力做功为mglC.拉力做功为Fl cos θD.滑动摩擦力做功为-μmgl考点二功率1.功率(1)物理意义:表示力做功的快慢.(2)定义式:________________.(3)单位:________,简称瓦,符号:______.2.额定功率动力机械长时间正常工作时的________________.3.公式P =F v 的推导由P =W t ,W =Fl ,v =l t 可得________,其中F 与v 的方向在同一条直线上.(1)若v 为瞬时速度,P 为力F 做功的瞬时功率.(2)若v 为平均速度,P 为力F 做功的平均功率.考点基础题组过关测试1.关于功率,以下说法中正确的是( )A .根据P =W t 可知,机器做功越多,其功率就越大B .根据P =F v 可知,汽车牵引力一定与速度成反比C .根据P =W t 可知,只要知道时间t 内机器所做的功,就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D .根据P =F v 可知,发动机功率一定时,汽车的牵引力与运动速度成反比2.如图所示,汽车上坡时,在发动机的功率P 不变的情况下,要想增大牵引力F ,应该怎样改变速度的大小v ( )A .增大vB .减小vC .维持v 不变D .与v 的变化无关3.质量为1 kg 的物体从足够高处自由下落,不计空气阻力,取g =10 m/s 2,则开始下落1 s 末重力的功率是( )A.100 W B.50 W C.200 W D.150 W4.起重机把2.0×104 N的重物匀速提升10 m,其输出功率是5.0×104 W.已知g=10 m/s2,则起重机()A.用时4 s B.用时5 sC.做功8.0×105 J D.做功5.0×105 J5.)如图所示,某同学的质量为50 kg,所骑自行车的质量为15 kg,设该同学在平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为40 W.若人与车受到的阻力是其重力的0.02倍,则正常骑行时的速度大小约为()A.3 m/s B.4 m/s C.13 m/s D.30 m/s6.快艇在运动中受到的阻力与速度平方成正比(即F f=k v2).若油箱中有20 L燃油,当快艇以10 m/s的速度匀速行驶时,还能行驶40 km,假设快艇发动机的效率保持不变,则快艇以20 m/s的速度匀速行驶时,还能行驶()A.80 km B.40 km C.10 km D.5 km考点三重力势能1.重力做功的特点重力做功与物体运动的路程无关,只跟物体始末位置的____________有关.2.重力势能(1)表达式:______________,其中h是物体相对参考平面的高度.(2)单位:焦耳,简称焦,符号:J.3.重力做功与重力势能变化的关系(1)表达式:____________________________________.(2)两种情况①当物体从高处运动到低处时,重力做正功,重力势能减小,即W G >0,E p1>E p2.②当物体由低处运动到高处时,重力做负功,重力势能增加,即W G <0,E p1<E p2.重力做负功,也叫做物体克服重力做功.4.重力势能的相对性重力势能具有____________,其大小与所选的参考面有关,同一物体在同一位置,所选的参考面不同,其重力势能的数值也不同.考点基础题组过关测试1.如图所示是跳高运动员正在飞越横杆时的情景.对运动员从起跳到图示位置的过程,下列说法正确的是( )A .运动员的重心升高B .运动员的重力势能减小C .运动员所受重力不做功D .运动员所受重力做正功2.如图所示,质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达h 4的D 点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为( )A.mgh 4B.3mgh 4 C .mgh D .03.关于重力做功和物体的重力势能,下列说法中错误的是( )A .当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少B.物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值D.重力做功的多少与参考平面的选取无关4.如图所示,一小孩从公园中的滑梯上加速滑下,对于其机械能变化情况,下列说法中正确的是()A.重力势能减小,动能不变B.重力势能减小,动能增加C.重力势能减小,动能减小D.重力势能增加,动能增加5.质量为m的小陶同学助跑跳起后,手指刚好能摸到篮球架的球筐.该同学站立举臂时,手指触摸到的最大高度为h1,已知篮球筐距地面的高度约为h2,则在助跑、起跳和摸筐的整个过程中,该同学重力势能的增加量最接近() A.mgh1B.mgh2C.mg(h2-h1) D.mg(h1+h2)6.一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P,该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D.已知AC、CD的高度差分别为2.2 m和3.0 m,以地面C为零势能面,A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示.算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(g取10 m/s2)() A.15.6 J和9 J B.9 J和-9 JC.15.6 J和-9 J D.15.6 J和-15.6 J考点思弹性势能1.弹性势能发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能.2.弹力做功与弹性势能的关系表达式:W弹=-(E p2-E p1)弹力做正功弹性势能________,弹力做负功弹性势能________.考点基础题组过关测试1.关于弹性势能,下列说法中正确的是()A.任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能B.具有弹性势能的物体,不一定发生弹性形变C.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能D.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关2.如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是()A.弹簧对物体做正功,弹簧的弹性势能逐渐减少B.弹簧对物体做负功,弹簧的弹性势能逐渐增加C.弹簧先对物体做正功,后对物体做负功,弹簧的弹性势能先减少再增加D.弹簧先对物体做负功,后对物体做正功,弹簧的弹性势能先增加再减少3.如图所示,轻弹簧的一端固定在墙上,小孩对弹簧的另一端施加一个向右的作用力让弹簧伸长,那么,在弹簧伸长的过程中()A.弹簧对小孩做正功B.小孩对弹簧做负功C.弹簧的弹性势能增加D.弹簧对墙壁做正功4.如图14所示,小明玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是()A.重力势能减少,弹性势能增大B.重力势能增大,弹性势能减少C.重力势能减少,弹性势能减少D.重力势能不变,弹性势能增大5.如图所示,轻质弹簧下悬挂一个小球,手掌托小球使之缓慢上移,弹簧恢复原长时迅速撤去手掌使小球开始下落.不计空气阻力,取弹簧处于原长时的弹性势能为零.撤去手掌后,下列说法正确的是()A.刚撤去手掌瞬间,弹簧弹力等于小球重力B.小球速度最大时,弹簧的弹性势能为零C.弹簧的弹性势能最大时,小球速度为零D.小球运动到最高点时,弹簧的弹性势能最大考点五动能和动能定理1.动能(1)表达式:________________________.(2)单位:焦耳,简称焦,符号:J.2.动能定理(1)动能定理:合力所做的功等于物体动能的变化.(2)表达式:__________________________________.式中W 合是各个外力对物体做功的总和,E k2-E k1是做功过程中始末两个状态动能的增量. 发展提升(1)如果物体受到几个力的共同作用,则式中的W 合表示各个力做功的代数和,即合外力所做的功W 合=W 1+W 2+W 3+……(2)如果外力做正功,物体的动能________;外力做负功,物体的动能________.(3)应用动能定理解题的步骤①选取研究对象,明确研究过程;②分析研究对象的受力情况,明确各力的做功情况,求出合力做的功(即各个力做功的代数和);③确定初、末状态的动能,明确动能的变化量;④根据动能定理列出方程;⑤求解方程、分析结果.考点基础题组过关测试1.关于动能,下列说法中错误的是( )A .动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式,凡是运动的物体都有动能B .公式E k =12m v 2中,速度v 是物体相对于地面的速度,且动能总是正值C .一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化D.动能不变的物体,一定处于平衡状态2.两个物体的质量之比为1∶4,速度大小之比为4∶1,则这两个物体的动能之比是()A.1∶4 B.4∶1 C.2∶1 D.1∶13.如图所示,装有足够多沙子的圆桶上方有大小相同的实心钢球和木球,现从同一高度由静止释放,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.钢球陷入沙子中的深度比木球深B.钢球到达沙子表面的速度比木球大C.钢球陷入沙子全过程的速度变化量比木球大D.钢球陷入沙子全过程克服阻力做的功与木球相等4.一个质量为m的小球,用长为l的轻绳挂于O点,小球在水平力F的作用下,从平衡位置P缓慢地移动到Q点,如图所示,则水平力F所做的功为() A.mgl cos θB.Fl sin θC.mgl(1-cos θ) D.Fl(1-cos θ)5.如图所示,哈尔滨第24届世界大学生冬运会某滑雪道为曲线轨道,滑雪道长s=2.5×103 m,高度h=720 m,运动员从该滑道顶端由静止开始滑下,经t=200 s到达滑雪道底端时速度v=30 m/s,人和滑雪板的总质量m=80 kg,g取10 m/s2,求人和滑雪板:(1)到达底端时的动能;(2)在滑动过程中重力做功的功率;(3)在滑动过程中克服阻力做的功.6.如图所示是公路上的“避险车道”,车道表面是粗糙的碎石,其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险,质量m=2.0×103 kg的汽车沿下坡行驶,当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力,此时速度表示数v1=36 km/h,汽车继续沿下坡匀加速直行l=350 m、下降高度h=50 m时到达“避险车道”,此时速度表示数v2=72 km/h.(g取10 m/s2)(1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量;(2)求汽车在下坡过程中所受的阻力;(3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17°,汽车在“避险车道”上受到的阻力是在下坡公路上的3倍,求汽车在“避险车道”上运动的最大位移(sin 17°≈0.3).7.如图所示,竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连,C为切点,圆弧轨道的半径为R,斜面的倾角为θ.现有一质量为m的滑块从D点无初速度下滑,滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动,已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h;(2)滑块在斜面上通过的最大路程s.考点六机械能守恒定律1.机械能(1)机械能:________和________的总和称为机械能,用E表示,其中势能包括重力势能和弹性势能.(2)表达式:E=E k+E p.2.机械能守恒定律(1)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而总的机械能保持不变.(2)表达式:①____________________________________________;②____________________________________________.3.机械能守恒的条件只有________(或弹力)做功.4.判断机械能是否守恒(1)依据机械能守恒的条件来判断:看是否只有重力或弹力做功,若只有重力或弹力做功,则机械能守恒.(2)依据能量的转化来判断:看在物体运动过程中有没有其他形式的能量参与机械能的转化,如电能、内能等.若有其他形式的能参与,则机械能不守恒;若没有其他形式的能参与,而只有动能和势能的转化,则机械能守恒.5.应用机械能守恒定律解题的步骤(1)确定研究对象;(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况以及各力做功的情况,判断机械能是否守恒;(3)若符合定律成立的条件,则选取合适的参考平面,并确定研究对象在初、末状态时的机械能;(4)根据机械能守恒定律,列出表达式;(5)求解,对结果进行必要的讨论和说明.考点基础题组过关测试1.在阳台上质量不同的两小球自同一高度一起静止释放,忽略空气阻力,以地面为参考平面,则在两球落到水平地面前瞬间,下列判断正确的是( )A .质量大的球动能较大B .质量大的球势能较小C .质量大的球势能较大D .两球的机械能均为零2.如图所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形,他们从楼顶跳下后,在距地面一定高度处打开伞包,最终安全着陆,则跳伞者( )A .机械能一直减小B .机械能一直增大C .动能一直减小D .重力势能一直增大3.如图所示,将质量为m 的石块从离地面h 高处以初速度v 0斜向上拋出.以地面为参考平面,不计空气阻力,当石块落地时( )A .动能为mghB .动能为12m v 20C .重力势能为mghD .机械能为12m v 20+mgh4.质量相等的均匀铁球和铝球在光滑的水平面上,以相同的速度运动,比较两球的机械能()A.铁球的机械能大于铝球的机械能B.铁球的机械能小于铝球的机械能C.铁球的机械能等于铝球的机械能D.不能确定哪个球的机械能大5.下列运动过程中,机械能一定守恒的是()A.做自由落体运动的小球B.在竖直平面内做匀速圆周运动的物体C.在粗糙斜面上匀加速下滑的物块D.匀速下落的跳伞运动员6.如图所示是跳台滑雪的示意图,雪道由倾斜的助滑雪道AB、水平平台BC、着陆雪道CD及减速区DE组成,各雪道间均平滑连接.A处与水平平台间的高度差h=45 m,CD的倾角为30°.运动员自A处由静止滑下,不计其在雪道ABC 滑行和空中飞行时所受的阻力,运动员可视为质点,g取10 m/s2.(1)求运动员滑离平台BC时的速度大小;(2)为保证运动员落在着陆雪道CD上,雪道CD长度至少为多少?(3)若实际的着陆雪道CD长为150 m,运动员着陆后滑到D点时具有的动能是着陆瞬间动能的80%.在减速区DE滑行s=100 m后停下,运动员在减速区所受平均阻力是其重力的多少倍?7.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R,一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度).求物块初始位置相对圆形轨道底部的高度h的取值范围.8.特种兵过山谷的一种方法可简化为如图所示情景.将一根长为2d的不可伸长的细绳两端固定在相距为d的A、B两等高点,绳上挂一小滑轮P,战士们相互配合,沿着绳子滑到对面.如图所示,战士甲水平拉住滑轮,质量为m的战士乙吊在滑轮上,脚离地,处于静止状态,此时AP竖直,然后战士甲将滑轮从静止状态释放,若不计滑轮摩擦及空气阻力,也不计绳与滑轮的质量,求:(1)战士甲释放前对滑轮的水平拉力F;(2)战士乙滑动过程中的最大速度.考点七实验:探究做功与物体速度变化的关系1.实验目的(1)通过实验探究做功与物体速度变化的关系.(2)巩固打点计时器所打纸带上各点速度的测量方法和用图象法处理实验数据的方法.2.实验原理探究做功与物体速度变化的关系,可通过改变力对物体做的功,测出力对物体做不同的功时物体的速度,为简化实验可将物体初速度设置为零,可用图26所示的装置进行实验,通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加,再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.这样就得到若干组功和速度的数据.作出W-v和W-v2图线,分析图线可以得到橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的关系.3.实验器材小车(前面带小钩)、100~200 g砝码、长木板(一侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器则不用学生电源)、5~6条等长的橡皮筋、刻度尺.4.实验步骤(1)按如图所示装置将实验仪器安装好,同时平衡摩擦力.(2)先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为W1,将这一组数据记入表格.(3)用2条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这时橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车获得的速度v2,将数据记入表格.(4)用3条、4条……橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,将数据记入表格.5.数据处理先对测量数据进行估计,或者作个W-v草图,大致判断两个量可能是什么关系.如果认为可能是W∝v2,对于每一个速度值算出它的二次方,然后以W为纵坐标、v2为横坐标作图,如果这样作出来的图象是一条过原点的直线,说明两者关系就是W∝v2.6.误差分析(1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一,使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比.(2)没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差.(3)利用打点的纸带计算小车的速度时,测量不准会带来误差.7.注意事项(1)平衡摩擦力很关键,将木板一端垫高,使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动,找到木板的一个合适的倾角.(2)测小车速度时,应选纸带上点距均匀的部分,也就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点.(3)橡皮筋应选规格一样的.力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值.这是本实验的技巧之一,这里通过转换单位的方法巧妙地解决了这一难题,这也是物理实验中常用的一种思想和手段.(历史上卡文迪许扭秤实验和这里相似)考点基础题组过关测试1.如图所示是“探究功与速度变化的关系”的实验装置.图中a、b、c、d所指器材名称正确的是()A.a—学生电源B.b—橡皮筋C.c—小车D.d—纸带2.如图所示是“探究功与速度变化的关系”实验装置,用该装置实验时,需要测出()A.小车的质量B.橡皮筋的劲度系数C.橡皮筋恢复原长时小车的速度D.橡皮筋对小车做功的具体数值3.如图所示是用长木板、橡皮筋、小车、打点计时器和纸带探究做功与物体速度变化的关系的实验装置,下列说法正确的是()A.小车在橡皮筋的作用下弹出,橡皮筋所做的功可根据公式W=Fl算出B .进行实验时,必须先平衡摩擦力C .分析正确实验所打出来的纸带可判断出:小车先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做减速运动D .通过实验数据分析得出结论:W 与v 成正比考点八 实验:验证机械能守恒定律1.实验目的利用自由落体验证机械能守恒定律.2.实验原理(1)在只有重力做功的条件下,物体的重力势能和动能可以相互转化,但总的机械能守恒.(2)物体做自由落体运动,设物体的质量为m ,下落h 高度时的速度为v ,则势能的减少量为mgh ,动能的增加量为12m v 2.如果mgh =12m v 2,即gh =12v 2,就验证了机械能守恒定律.(3)速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻的两点间的平均速度.计算打第n 个点的瞬时速度的方法是测出第n 个点的相邻前后两段相等时间T 内的距离x n 和x n +1,由公式v n =x n +x n +12T 或v n =h n +1-h n -12T算出,如图31所示.3.实验器材。
专题2:变力做功一、等效转换法1.(2022秋·甘肃武威·高三武威第六中学校考阶段练习)(多选)力F 对物体所做的功可由公式cos =⋅W F S α求得。
但用这个公式求功是有条件的,即力F 必须是恒力。
而实际问题中,有很多情况是变力在对物体做功。
那么,用这个公式不能直接求变力的功,我们就需要通过其他的一些方法来求解力F 所做的功。
如图,对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功,下列说法正确的是( )A .甲图中若F 大小不变,物块从A 到C 过程中力F 做的为()=-W F OA OCB .乙图中,全过程中F 做的总功为72JC .丙图中,绳长为R ,若空气阻力f 大小不变,小球从A 运动到B 过程中空气阻力做的功12=W πRf D .图丁中,F 始终保持水平,无论是F 缓慢将小球从P 拉到Q ,还是F 为恒力将小球从P 拉到Q ,F 做的功都是sin W Fl θ=二、功率法2.(2018秋·江苏南通·高二启东中学期末)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。
无锡已经开通地铁1号线和2号线,其中1号线起点堪桥站,终点长广溪站,全长29.42km 。
若一列地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20s ,达到最高速度72km/h ,再匀速运动80s ,接着匀减速运动15s 到达乙站停住。
设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N ,匀速阶段牵引力的功率为6×103kW ,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。
如果燃油公交车运行中做的功与地铁列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,则燃油公交车排放气体污染物的质量是(燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10-6g )( )A .2.00kgB .2.02kgC .2.04kgD .2.06kg3.质量为5000Kg 的汽车,在平直公路上以60kW 的恒定功率从静止开始启动,速度达到24m/s 的最大速度后,立即关闭发动机,汽车从启动到最后停下通过的总位移为1200m.运动过程中汽车所受的阻力不变.求汽车运动的时间.三、平均力法4.(2022·高三课时练习)如图所示,传送带通过滑道将长为L 、质量为m 的匀质物块以初速度v 0向右传上水平台面,物块前端在台面上滑动s 后停下来。
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。
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。
变力的功求法集锦第一.平均力法1.基本依据:如果一个过程,若F 是位移l 的线性函数时,即F=k l +b 时,可以用F 的平均值 =F (F 1 +F 2)/2来代替F 的作用效果来计算。
2.基本方法:先判断変力F 与位移l 是否成线性关系,然后求出该过程初状态的力1F 和末状态的力2F ,再求出每段平均力和每段过程位移,然后由αcos l F W =求其功。
【例1】用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉钉入木块内的深度成正比。
在铁锤击第一次时,能把铁钉击入木块内1cm ,问击第二次时,能击入多深?(设铁锤每次做功都相等)练习1:例如:用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比,已知铁锤第一次将钉子钉进d ,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次进入木板的深度是多少?练习2:要把长为l 的铁钉钉入木板中,每打击一次给予的能量为E 0,已知钉子在木板中遇到的阻力与钉子进入木板的深度成正比,比例系数为k 。
问此钉子全部进入木板需要打击几次?【例2】如图所示,轻弹簧一端与竖直墙壁相连,另一端与一质量为m 的木块连接,放在光滑的水平面上。
弹簧劲度系数为k ,开始时处于自然长度。
现用水平力缓慢拉木块,使木块前进x ,求拉力对木块做了多少功?FKd+d ′d +d ′kdd C AB D【例3】如图所示,在盛有水的圆柱形容器内竖直地浮着一块立方体木块,木块的边长为h ,其密度为水的密度ρ的一半,横截面积也为容器截面积的一半,水面高为2h ,现用力缓慢地把木块压到容器底上,设水不会溢出,求压力所做的功。
第二. 图象法1.原理:在F-l 图象中,图线与坐标轴所围成的“面积”表示功,作出变力变化的F -l 图象,图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功。
力学中叫作示功图。
2、方法:对于方向在一条直线上,大小随位移变化的力,作出F-l 图象,求出图线与坐标轴所围成的“面积”,就求出了变力所做的功。
高一物理必修二第七章。
功动能势能基础练习题(带参考答案)一、研究要点高一物理第七章功、动能、势能1.理解功的概念,掌握功的公式W=FScosθ,能够用这个公式进行计算。
2.理解正功和负功的概念,知道在什么情况下力做正功或负功。
3.知道几个力对物体所做的总功,以及总功的计算方法。
4.理解动能的概念,了解影响动能的因素。
5.理解势能的概念,了解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关。
二、研究内容一)功的概念1.做功的要素是力和位移,功的表达式为W=FScosθ。
其中,θ为力与位移的夹角。
若0°≤θ<90°,力对物体做正功;若θ=90°,力对物体不做功;若 90°<θ≤180°,力对物体做负功,也叫物体做功。
2.功是一种量,功的正负号表示动力做功或阻力做功。
3.功的国际单位是XXX(J)。
4.总功的求解方法:1)先求出每一个力做的功,再求各个力做功的代数和,即为总功 W 总= ∑W i。
2)若物体所受力均为XXX,先求物体所受力的合力,再求总功 W 总 = F net s。
问题1:如何求功?如何理解正、负功?例1、如图1所示,一个物块在与水平方向成α 角的XXX F 作用下,沿水平面向右运动一段距离 s,在此过程中,XXX F 对物块所做的功为()A.Fs cos α B.Fs sin α C.Fs sin α cos α D.Fs cos α练1、如图2所示,一个质量为 m=150kg 的雪橇,受到与水平方向成θ=37° 角斜向上的拉力 F=500N 作用,在水平面上移动了距离 s=5m。
雪橇与地面间的滑动摩擦力 f=100N。
求各力对物体做的功。
问题2:功的正负如何判断?例2、一人乘电梯从 1 楼到 30 楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程。
电梯支持力对人做功的情况是()A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B.加速时做正功,匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功,减速时做负功D.始终做正功练2、地球在万有引力作用下绕太阳的运动轨道是椭圆,当地球从近日点向远日点运动的过程中()A.万有引力对地球做正功B.万有引力对地球做负功C.万有引力对地球不做功D.有时做正功,有时做负功点评:判断功的正负,应从功的定义出发。
8.1.1功一、单选题1.(2023春·福建福州·高一校考阶段练习)如图所示,用同样大的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上沿力F的方向通过大小相等的位移,则拉力F的做功情况是()A.甲做功最少B.丁做功最多C.丙做功最多D.做功一样多【答案】D【详解】由公式W=Fl可知,F相同,l相同,所以做功一样多。
故选D。
2.(2023春·上海浦东新·高一上海市进才中学校考期中)如图a所示,物体A在水平拉力F作用下沿水平面作直线运动,拉力F随位移s的变化情况如图b所示。
则关于拉力F 的做功情况,下列说法中正确的是()A.拉力在0~5m内对物体做了8J的功B.拉力在3m~5m内对物体做了2J的功C.拉力在0~4m比0~5m内对物体做的功要少D.拉力在0~3m与0~5m内对物体做的功相同【答案】D【详解】ABD.图线与横轴围成的面积表示功,根据对称性可知在3m~5m内图线与横轴围成的面积上下刚好抵消,即该段时间内拉力对物体做功为零;所以拉力在0~3m与0~5m内对物W=⨯=,AB错误,D正确;体做的功相同;拉力在0~5m内对物体做功为23J6JC.拉力在0~4m时对物体一直做正功,在4m~5m内对物体做负功,故拉力在0~4m比0~5m 内对物体做的功要多,C错误。
故选D。
3.(2023春·北京大兴·高一北京八十中统考期中)物体在大小为F与水平方向夹角为θ的拉力作用下沿水平向右发生了一段位移,位移大小为l,物体与水平面间的摩擦力大小为f ,设此过程拉力对物体做功为W 1,摩擦力对物体做功为W 2,合力对物体做功为W 合,下列说法正确的是()A.1W Fl =B.2W fl =C.cos W Fl θ=合D.12W W W =+合【答案】D【详解】A.此过程拉力对物体做功为1cos Fl W θ=,A 错误;B.摩擦力对物体做的功为2W fl =-,B 错误;CD.合力的功为12cos W W W Fl fl θ=+=-合,C 错误,D 正确。
高中物理必修二功和功率练习题精品文档高中物理必修二功和功率练习题一、选择题1(关于功的概念,下列说法正确的是A(力对物体做功多,说明物体的位移一定大B(力对物体做功少,说明物体的受力一定小C(力对物体不做功,说明物体一定无位移D(力对物体做的功等于力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的余弦三者的乘积2(下列说法中错误的是A(功是矢量,正、负表示方向B(功是标量,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功C(力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系D(力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量3(在光滑水平面上和粗糙水平面上推车,如果所用的推力相等、位移也相等,则推力对小车做的功是A(在粗糙水平面上的较大B(在光滑水平面上的较大C(两种情况下推力做的功相等 D(做功的大小决定于两车通过该位移的时间4(如图所示,一物体分别沿AO、BO轨道由静止滑到1 / 17精品文档底端,物体与轨道间的动摩擦因数相同,物体克服摩擦力做功分别为W1和W2,则A(W1,W B(W1,W2C(W1,W D(无法比较5(下列关于做功的说法正确的是A(凡是受力作用的物体,一定有力对物体做功B(凡是发生了位移的物体,一定有力对物体做功C(只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功D(只要物体受力,又在力的方向上发生了位移,则一定有力对物体做功6(2010年土耳其举重世界锦标赛的比赛中,运动员从地面举起杠铃,举过头顶并坚持s,不动则算成功(下列说法中错误的是A(举起杠铃的过程中,运动员的支持力对杠铃做了功B(举着杠铃s不动,运动员的支持力对杠铃也做了功C(举起杠铃的过程中,杠铃的重力对杠铃也做了功D(举着杠铃s不动,杠铃的重力对杠铃不做功7(关于摩擦力做功,以下说法正确的是A(滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,所以一定做负功B(静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动,但不做功2 / 17精品文档C(静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D(一对相互作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功8(如图所示,稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人,随扶梯斜向上做加速运动,则在此过程中A(人只受到重力和踏板的支持力作用B(人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反C(支持力对人做正功 D(支持力对人做功为零9(一个人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,则电梯支持力对人做功的情况是A(加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B(加速时做正功,匀速和减速时做负功C(加速和匀速时做正功,减速时做负功D(始终做正功10(以一定的初速度竖直向上抛出一小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F.则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为A(0B(,FhC(FhD(,2Fh11(关于作用力与反作用力做功的关系,下列说法中3 / 17精品文档正确的是A(当作用力做正功时,反作用力一定做负功B(当作用力不做功时,反作用力也不做功C(作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的D(作用力做正功时,反作用力也可能做正功12(如图所示,A、B叠放着,A用绳系在固定的墙上,用力F将B拉着右移,用T、fAB和fBA分别表示绳子的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力,则下面正确的叙述是A(F做正功,fAB做负功,fBA做正功,T不做功B(F和fBA做正功,fAB和T做负功C(F做正功,fAB做负功,fBA和T不做功D(F做正功,其他力都不做功13(如图所示,用力拉一质量为m的物体,使它沿水平地面匀速移动距离s.若物体和地面间的动摩擦因数为μ,则此力对物体做的功为μmgsA(μmgsB. cosα,μsinαμmgsμmgscosαC. D.cosα,μsinαcosα,μsinα14(一滑块在水平地面上沿直线滑行,t,0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力4 / 17精品文档F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图、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,则以下关系式正确的是A(W1,W2,W3B(W1,W2,W3C(W1,W3,W2D(W1,W2,W3二、非选择题15(如图所示,水平地面上的物体质量为kg,在方向与水平面成37?角、大小为10 N的拉力F作用下移动m,已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2.在这一过程中,物体所受的各力做功多少,合力做功多少,16(一个质量m,150 kg的雪橇,受到与水平方向成θ,37?角斜向左上方500 N的拉力F作用,在水平地面上移动的距离l,m如图所示体与地面间的滑动摩擦力F 阻,100 N,求合外力对物体所做的总功(17(如图1,1,16所示,一辆拖车通过光滑的定滑轮将一重物G匀速提升,当拖车从A点水平移动到B点时,位移为s,绳子由竖直变为与竖直成θ的角度,5 / 17精品文档求拖车对重物所做的功(第一讲机械功答案一、选择题1(解析:选D.力对物体做的功W,Fscosα,功的大小由力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的余弦三者共同决定,做功的多少并不是由其中一者来决定的,故A、B、C均错(2(解析:选A.功是标量,功的正负不代表功的大小,也不表示功的方向,而是说明力是动力还是阻力,故选项A错误,B正确(由公式W,Fscosα知,C、D正确( 3(解析:选C.因为力对物体做的功,其大小即等于力的大小和物体在力的方向上发生位移大小的乘积,而与其他因素无关(在光滑水平面上和在粗糙水平面上的两种情况下,作用力、物体位移的大小均相等,故力所做的功也必相等,故C选项正确(4(解析:选B.设轨道水平部分的长度为x,对于倾角为θ的轨道,斜面长L,x/cosθ,物体所x受摩擦力大小f,μmg?cosθ,物体克服摩擦力所做的功W,f?L,μmgcosθ,μmgx.由于cosθ两轨道水平部分相等,所以W1,W2.5(解析:选D.力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素(6 / 17精品文档6(解析:选B.运动员在举起杠铃的过程中,运动员的支持力及杠铃的重力方向都有位移,所以此过程支持力、重力都做功;举着杠铃s不动,力没有了位移,此时运动员的支持力、重力不做功(7(解析:选C.摩擦力可以是动力,故摩擦力可做正功;一对作用力,可以都做正功,也可以都做负功,故A、B、D都是错误的(8(解析:选C.人随扶梯向上加速运动时,受踏板支持力、静摩擦力和重力作用,人处于超重状态,支持力大于重力,故A、B错误;支持力与位移方向夹角小于90?,支持力对人做正功,C正确,D错误(9(解析:选D.电梯对人的支持力的方向始终向上,人的位移的方向也始终向上,两者之间方向相同,由力对物体做功的表达式W,Fscosα可知,支持力始终对人做正功,故D正确(10(解析:选D.小球从抛出到落回到抛出点的过程中,虽然物体的位移为零,但空气阻力做的功并不为零(因为小球上升和下落过程中空气阻力虽然大小不变,但其方向发生了变化,不是恒力,不能直接用W,Fscosα计算(如果把运动的全过程分成两段,上升过程中空气阻力大小、方向均不变,可求出阻力做的功W1,Fhcos180?,,Fh;下降过程做功W2,Fhcos180?,,Fh,所以全过程中空气阻力做功W,7 / 17精品文档W1,W2,,2Fh.11(解析:选D.功的正负决定于力与位移方向间的夹角大小(作用力与反作用力的大小相等、方向相反,遵循牛顿第三定律,但力与位移的夹角与牛顿第三定律是无关的,也就是说:作用力与反作用力各自做不做功或做什么样的功并没有必然的关系(作用力与反作用力做的功可以相等也可以不相等,做功的正负可以相同也可以不相同(故A、B、C错误,D正确(12(解析:选C.据W,Fscosα可知,在拉力F的作用下,物体B右移,F对物体B做正功(A对B的摩擦力的方向与物体B移动的方向相反,故fAB对物体B做负功(物体A在T的方向上没有发生位移,因此,T对物体A并不做功(同样,B对A的摩擦力对物体A也不做功(只有选项C正确(13(解析:选D.物体受力分析如图所示,由平衡条件得水平方向上:Fcosα,f竖直方向上:N,Fsinα,G,mg又因为f,μNμmg以上三式联立解得F, cosα ,μsinαμmgscosα故W,Fscosα,. cosα,μsinα1111114. 解析:选B.根据W,Fs得:第1 s内,W1,F1s,1,;第s内,W2,F2×,3×222228 / 17精品文档3s,s;第s内,W3,F3s,2×s,2s.故W1,W2,W3,B正确(215(解析:物体受重力mg、支持力N、拉力F、摩擦力f四个力作用,受力分析如图所示,其中重力和支持力与运动方向垂直,不做功,拉力做正功,摩擦力做负功(拉力F对物体做的功为WF,F?scos37?,10×2×0.J,1J.摩擦力对物体做功为Wf,f?scos180?,,μs,,0.2××J,,5.J.重力和支持力做的功为WG,WN,0.合力做的功为W合,WG,WN,WF,Wf,0,0,1J,5.J,10.J.合力做的功还可以这样求:物体所受到的合力F合,Fcos37?,f,N,5.N,所以W 合,F合?s,5.2×J,10.J.答案:见解析二、非选择题16(解析:由W,Fscosθ得WF,Flcos37?,500×5×0.J,2000 JWF阻,,F阻?l,,100×J,,500 J9 / 17精品文档W总,WF,WF阻,2000,500 J,1500 J.答案:1500 Jss17(解析:重物匀速提升T,G所以拖车对重物做的功W,Th,T,G?s/sinθ.Gs?1,cosθ?答案:sinθ物理基础强化训练1、关于功率下列说法中正确的是:A、功率大说明物体做的功多B、功率小说明物体做功慢C、由P=W/t可知,机器做功越多,其功率越大D、单位时间力做功越多,其功率越大2、对公式P,FV的理解,下列说法中正确是A、F一定是物体所受的合外力B、P一定是合外力的功率C、此公式中F与V必须同方向D、此公式中F与V可以成任意夹角3、静止的列车在平直的轨道上以恒定的功率起动,在开始的一小段时间内,列车的运动状态是A、做匀加速直线运动B、列车的速度和加速度均不断增加C、列车的速度增大,加速度减小D、列车做匀速运10 / 17精品文档动4、关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是A、滑动摩擦力总是做负功B、滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C、静摩擦力对物体一定做负功D、静摩擦力对物体总是做正功5、如图1所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成?角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离l,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中A、摩擦力做的功为f?lB、力F做的功为f?lc os?C、力F做的功为Flsin?D、重力做的功为mgl6、质量为m的物体静止在倾角为?的斜面上,当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l时,如图2所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中不正确的是A、摩擦力对物体m做功为零B、合力对物体m做功为零C、摩擦力对物体m做负功D、弹力对物体m做正功7、起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是a,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功是A、mghB、mahC、mhD、mh11 / 17精品文档8、汽车从静止开始作匀加速运动的最长时间为t,此后汽车的运动情况是A、加速度为零,速度恒定B、加速度逐渐减小直到为零,速度逐渐增大直到最大值后保持匀速C、加速度渐减小直到为零,速度也逐渐减小直至为零D、加速度逐渐增大到某一值后不变,速度逐渐增大,直到最后匀速9、质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则:A、重力对两物体做功相同B、重力的平均功率相同C、到达底端时重力的瞬时功率PA?PBD、到达底端时,两物体的速度相同10、下面列举的哪几种情况下所做的功是零A、卫星做匀速圆周运动,地球引力对卫星做的功B、平抛运动中,重力对物体做的功C、举重运动员,扛着杠铃在头上的上方停留10s,运动员对杠铃做的功D、木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功11、已知质量为m的物体从高处自由下落,经时间t,重力对物体做功的平均功率为 ___________,t时刻重力对物体做功的瞬时功率为___________。
动能和动能定理要点二、动能、动能的改变要点诠释:1.动能:(1)概念:物体由于运动而具有的能叫动能.物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半.(2)定义式:212k E mv =,v 是瞬时速度. (3)单位:焦(J ).(4)动能概念的理解.①动能是标量,且只有正值.②动能具有瞬时性,在某一时刻,物体具有一定的速度,也就具有一定的动能.③动能具有相对性,对不同的参考系,物体速度有不同的瞬时值,也就具有不同的动能,一般都以地面为参考系研究物体的运动.2.动能的变化:动能只有正值,没有负值,但动能的变化却有正有负.“变化”是指末状态的物理量减去初状态的物理量.动能的变化量为正值,表示物体的动能增加了,对应于合力对物体做正功;动能的变化量为负值,表示物体的动能减小了,对应于合力对物体做负功,或者说物体克服合力做功.要点三、动能定理要点诠释:(1)内容表述:外力对物体所做的总功等于物体功能的变化.(2)表达式:21k k W E E =-,W 是外力所做的总功,1k E 、2k E 分别为初、末状态的动能.若初、末速度分别为v 1、v 2,则12112k E mv =,22212k E mv =. (3)物理意义:动能定理揭示了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功,对应着物体动能的变化.变化的大小由做功的多少来量度.动能定理的实质说明了功和能之间的密切关系,即做功的过程是能量转化的过程.等号的意义是一种因果关系的数值上相等的符号,并不意味着“功就是动能增量”,也不是“功转变成动能”,而是“功引起物体动能的变化”.(4)动能定理的理解及应用要点.动能定理虽然可根据牛顿定律和运动学方程推出,但定理本身的意义及应用却具有广泛性和普遍性. ①动能定理既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程.②动能定理既适用于物体做直线运动情况,也适用于物体做曲线运动情况.③动能定理的研究对象既可以是单个物体,也可以是几个物体所组成的一个系统.④动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程,也可以是针对运动的全过程. ⑤动能定理的计算式为标量式,v 为相对同一参考系的速度.⑥在21k k W E E =-中,W 为物体所受所有外力对物体所做功的代数和,正功取正值计算,负功取负值计算;21k k E E -为动能的增量,即为末状态的动能与初状态的动能之差,而与物体运动过程无关.要点四、应用动能定理解题的基本思路和应用技巧要点诠释:1.应用动能定理解题的基本思路(1)选取研究对象及运动过程;(2)分析研究对象的受力情况及各力对物体的做功情况:受哪些力?哪些力做了功?正功还是负功?然后写出各力做功的表达式并求其代数和;(3)明确研究对象所历经运动过程的初、末状态,并写出初、末状态的动能1K E 、2K E 的表达式;(4)列出动能定理的方程:21K K W E E =-合,且求解。
1、关于功率,下列说法正确的是()A.力对物体做的功越多,功率就越大 B.做功时间短的机械功率大C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大D.功率大的机械在单位时间里做的功多2、甲、已两车的额定功率之比是1:2,当两车以各自的额定功率行驶时,可判定():A两车装的货物质量之比1 : 2 B在相同时间内,两车做功之比2:1 C两车行驰的速度比1:2 D速度相同时,两车的牵引力比1:2 3、(双选)竖直上抛一物体,物体又落回原处,已知空气阻力的大小正比于物体的速度()A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功。
B上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功。
C上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率。
D上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率。
4、设飞机飞行中所受阻力与速度的平方成正比,如果飞机以速度V匀速飞行时,其发动机功率为P,则飞机以2V匀速飞行时,其发动机的功率为:() A 2P B 4P C 8P D 无法确定5、关于重力势能的下列说法中正确的是()A.重力势能的大小只由重物本身决定 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.重力势能实际上是物体和地球所共有的6、(双选)关于重力势能与重力做功,下列说法中正确的是()A •物体克服重力做的功等于重力势能的增加B. 在同一高度,将物体以初速度V o向不同的方向抛出到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等C. 重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功D. 用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和7、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等,将它们放在水平地面上,下列结论正确的是()A.铁块的重力势能大于木块的重力势能B铁块的重力势能等于木块的重力势能C.铁块的重力势能小于木块的重力势能D•上述三种情况都有可能8、离地面高度(不为零)相同的两物体甲和乙,已知M甲〉皿已,则(以地面为零势面)()A甲物体的势能大 B 乙物体的势能大C 甲.乙两物体的势能相等 D 不能判断9、用绳子吊起质量为M的物体,当物体以加速度a匀加速上升H的高度时,物体增加的重力势能为()A MgHB HgH+MgaHC M(g-a)HD MgaH10、沿高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端,在下列说法中正确的是()A沿坡度小,长度大的斜面上升克服重力做的功多B沿坡度大,粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C沿坡度长,粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D以上几种情况下克服重力所做的功一样多11、原来静止的列车在水平轨道上启动后就保持恒定的功率前进,在其后的一段较短的时间内程中,空气阻力对小球做的功为 ( )A 0 B -fh C -2fh D -4fh13、一根长2M,重力为200N 的均匀木杆放在水平地面上,现将它的一端从地面抬高 0.5M ,另一端仍放在地面上,则所需做的功至少为(g=10M/S 2) ( ) A 400J B 200J C 100J D 50J 14、从空中以40m/S 的初速度水平抛出一个重 10N 的物体,物体在空中运动 3S 落地,不计空气阻力,g 取10m/S 2,则物体落地时重力的瞬时功率为( )A 400W B 500W C 300W D 700W15、如图,质量为m 的物体P 放在光滑的倾角为0的斜面体上,同时用力 F 向右推斜面体,使与斜面体保持相对静止,在前进水平位移为 S 的过程中,斜面体对 P 做功为( )A . FSB . ( mgS sin 0) /2C . mg S cos 0D . mg S tan 016•如图,分别用力 F 、F 2、F 3将质量为m 的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中, F 、F ,F 3做功 17、 一质量为5kg 的小球从空中自由落下,求物体: (1)前3s 内重力的平均功率。
必修二功和能典型一题多变题集锦一. 功的计算:1.物体m 在水平力F 的作用下水平向前行驶的位移为L ,如图甲所示,求力F 对物体所做的功。
相关变式题1)物体m 在与水平方向成α角的力F 的作用下,沿水平方向向前行驶的距离为L ,如图乙所示,求力F 对物体所做的功。
2):如图所示,物体在力作用下在水平面上发生一段位移L ,试分别计算这四种情况下力F 对物体所做的功。
设在这四种情况下力F 和位移L 的大小都相同:F=10N ,L=1m ,角θ的大小如图所示。
3)一个质量m =2kg 的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F 1=10N ,在水平地面上移动的距离s =2m 。
物体与地面间的滑动摩擦力F 2=4.2N 。
求: (1)、F 1、F 2分别对物体做的功。
(2)、F 1、F 2对物体做的总功。
4):用50N 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 做的功W1=______J ,重力G 做的功W2=______J ,如果物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做的功W3=_____J .5)如图所示,滑轮和绳的质量及摩擦不计,用力F 提升原来静止的质量为m =10 kg 的物体,使其以大小为a =2 m /s 2的加速度匀加速上升,求前3 s 内力F 做的功.(取g =10 m /s 2)6).如图所示,质量m =1.0 kg 的物体从半径R =5 m 的圆弧的A 端,在拉力F 作用下从静止沿圆弧运动到顶点B .圆弧AB 在竖直平面内,拉力F 的大小为15 N ,方向始终与物体的运动方向一致.若物体到达B 点时的速度v =5 m/s ,圆弧AB 所对应的圆心角θ=60°,BO 边在竖直方向上,取g =10 m/s 2.在这一过程中,求:(1)重力mg 做的功. (2)拉力F 做的功.F(3)圆弧面对物体的支持力F N 做的功. (4)圆弧面对物体的摩擦力F f 做的功7).如图所示,质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面水平向左匀速移动距离l .(1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止) 多少? (2)斜面对物体的弹力做的功为多少? (3)重力对物体做的功为多少?(4)斜面对物体做的功是多少?各力对物体所做的总功是多少?变式一:若改为向左以加速度a 匀加速移动距离l 呢? 变式二:若改为一起向上匀速移动距离l 呢?变式一:若改为一起向上以加速度a 匀加速移动距离l 呢?二、重力势能的相对性1.如图,质量m = 0.5kg 的小球,从桌面上方高h 1 = 1.2m 的A 点下落到地面上的B 点,桌面离地面的高度h 2 = 0.8m .请按要求填写下表.(g=10m/s ²)相关变式题:1).物体在运动过程中,克服重力做功50J ,则( )A.重力做功为50JB.物体的重力势能一定增加50JC.物体的重力势能一定减小50JD.重力做功为-50J2)质量是50kg 的人沿着长L=150m 、倾角为30°的坡路走上土丘,少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g 取10m/s 2)3).(2010·安徽理综)伽利略曾设计如图9所示的一个实验,将摆球拉至M 点放开,摆球会达到同一水平高度上的N 点.如果在E 或F 处钉钉子,摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点;反过来,如果让摆球从这些点下落,它同样会达到原水平高度上的M 点.这个实验可以说明,物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时,其末速度的大小( )A .只与斜面的倾角有关B .只与斜面的长度有关C .只与下滑的高度有关D .只与物体的质量有关\三.机车的启动问题1.一列火车总质量m =500 t ,机车发动机的额定功率P =6×105 W,在轨道上行驶时,轨道对火车的阻力Ff 是车重的0.01倍,g 取10 m/s2,求: (1)火车在水平轨道上行驶的最大速度; (2)在水平轨道上,发动机以额定功率P 工作,当行驶速度为v 1=1 m/s 和v 2=10 m/s 时,火车的瞬时加速度a 1、a 2各是多少; (3)在水平轨道上以36 km/h 速度匀速行驶时,发动机的实际功率P′;变式:若火车从静止开始,保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运动, 1)这一过程维持的最长时间。
2)火车在水平轨道上行驶的最大速度相关变式题1):.如图3所示为汽车在水平路面上启动过程的v t 图象.0~t 1时间内为匀加速阶段,t 1~t 2时间内表示以额定功率行驶时的变加速阶段,t 2后是与t 轴平行的直线,则下列说法正确的是( ) ( A .0~t 1时间内,牵引力增大,功率不变 B .0~t 1时间内,牵引力不变,功率增大 C .t 1~t 2时间内,牵引力增大,加速度减小D .t 1~t 2时间内,牵引力做的功为12m v 22-12m v 212).质量为m 的汽车行驶在平直的公路上,在运动中所受阻力恒定。
当汽车的加速度为a 、速度为v 时,发动机的功率是P 1:则当功率是P 2时,汽车行驶的最大速率为 A.v P P 12 B. v P P 21 C. mav P v P -12 D. mav P v P +213).汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶,发动机功率为P ,牵引力为F 0。
t 1时刻,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,到t 2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。
下面几个关于汽车牵引力F 、汽车速度vtABCDvv 012 Ov v 012 OF 012 OF 02 14).汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为P e=80 kW,汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103 N,汽车的质量M=2.0×103 kg。
若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为a=1.0 m/s2,汽车达到额定功率后,保持额定功率不变继续行驶。
求:(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度;(2)20 s末汽车的瞬时功率;(3)当汽车的速度为5 m/s时的瞬时功率;(4)当汽车的速度为20 m/s时的加速度。
四.动能定理的应用37角的恒力1.物体的质量为m=2 kg,放在一个光滑的水平面上,在一个与水平方向成a=︒F=10N的作用下做匀加速直线运动,物体发生的位移为X=1m.求:物体获得的速度大小。
相关变式题1):若物体与地面的动摩擦因素为μ=0.5,物体获得的速度又为多少?37 2):物体的质量为m=2 kg,物体与地面的动摩擦因素为μ=0.5,在一个与水平方向成a=︒角的恒力F=10N的作用下做匀加速直线运动,物体发生的位移为X=1m后撤去F,问物体还能滑行多远?(要求分别利用牛顿运动定律和动能定理两种方法解题)37 3):物体的质量为m=2 kg,物体与地面的动摩擦因素为μ=0.5,在一个与水平方向成a=︒角的恒力F=10N的作用下做匀加速直线运动,物体发生的位移为X=1m后撤去F,同时物体37动摩擦因素也为μ=0.5的粗糙斜面(设转角处无动能损失),求物体又滑上一倾角为︒在斜面上上升的最大高度。
(要求分别利用牛顿运动定律和动能定理两种方法解题)4):放在一水平地面上的小球质量为m=2 kg ,小球与桌面的动摩擦因数μ=0.5,在一个与水平方向成a= 37角的恒力F=10N 的作用下做匀加速直线运动,小球运动位移为X=1m 后撤去F ,同时进入一半径为R=0.01 m 的粗糙半圆形轨道(设转角处无动能损失),恰能到达最高点,求小球在半圆形轨道上克服摩擦力做的功。
5).如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B 平滑连接着半径r =0.40m 的竖直光滑圆轨道。
质量m =0.50kg 的小物块,从距地面h =2.7m 处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10m/s 2) (1)物块滑到斜面底端B 时的速度大小。
(2)物块运动到圆轨道的最高点A 时,对圆轨道的压力大小。
6)、如图11所示为“S ”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的,固定在竖直平面内,轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连接而成的,圆半径比细管内径大得多,轨道底端与水平地面相切,弹射装置将一个小球(可视为质点)从a 点水平射向b 点并进入轨道,经过轨道后从p 点水平抛出,已知小球与地面ab 段间的动摩擦因数μ=0.2,不计其他能量损失,ab 段长L =1.25 m ,圆的半径R =0.1 m ,小球质量m =0.01 kg ,轨道质量为M =0.15 kg ,g =10 m/s 2,求:(1)若v 0=5 m/s ,小球从p 点抛出后的水平射程;(2)若v 0=5 m/s ,小球经过轨道的最高点时,管道对小球作用力的大小和方向; (3)设小球进入轨道之前,轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力,当v 0至少为多大时,轨道对地面的压力为零?7)(2012浙江卷).由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB 段和BC 段是半径为R 的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内。
一质量为m 的小球,从距离水平地面为H 的管口D 处静止释放,最后能够从A 端水平抛出落到地面上。
下列说法正确的是( ) A.小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为B. 小球落到地面时相对于A点的水平位移值为C.小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2RD.小球能从细管A端水平抛出的最小高度H min= R8).(09·浙江·24)(18分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。
比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。
已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5w工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不记。
图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m。
问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10 m/s2)9)(08·山东理综·24)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内,(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切,弹射装置将一个小物体(可视为质点)以v0=5 m/s的水平初速度由a点弹出,从b点进入轨道,依次经过“8002”后从p点水平抛出,小物体与地面ab 段间的动摩擦因数μ=0.3,不计其它机械能损失.已知ab段长L=1.5 m,数字“0”的半径R =0.2 m,小物体质量m =0.01 kg,g=10 m/s2.求:小物体从p点抛出后的水平射程.小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小方向.10).(09·安徽·24)(20分)过山车是游乐场中常见的设施。