高中物理功与能.doc

高三物理部分学生辅导（二）--功和动能定理
1.在光滑的水平地面上有质量为M的长平板A,如图所示,平板上放一质量m的物体B,A、B之间动摩擦因数为.今在物体B上加一水平恒力F,B和A发生相对滑动,经过时间t,B未滑离木板A.求: (1)摩擦力对A所做的功. (2)摩擦力对B所做的功.
(3)若长木板A固定,B对A的摩擦力对A做的功.

2.如图所示,光滑弧形轨道下端与水平传送带连接,轨道上的A点到传送带的竖直距离及传送带到地面的距离均为h=5 m,把一物体自A点由静止释放,物体与传送带间的动摩擦因数=0.2.先让传送带不转动,物体滑上传送带后,从右端B水平飞离,落在地面上的P点,B、P间的水平距离OP为s=2 m;然后让传送带顺时针方向转动,速度大小为=5 m/s,从同一高度释放的物体进入传送带,一段时间后与传送带相对静止,从右端B水平飞离.g=10 m/s2.求:(1)传送带转动时,物体落到何处?(2)两种情况下,传送带对物体所做功之比.(3)两种情况下,物体运动所用时间之差.

3.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 ( )
A.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
4.物体在水平力F1作用下,在水平面上做速度为1的匀速运动,F1的功率为P;若在斜向上的力F2作用下,在水平面上做速度为2的匀速运动,F2的功率也是P,则下列说法正确的是 ( )
A.F2可能小于F1, 1不可能小于2 B.F2可能小于F1, 1一定小于2
C.F2不可能小于F1, 1不可能小于2 D.F2不可能小于F1, 1一定小于2
5.某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为—t图象,如图所示(除2～10 s时间段内的图象为曲线外,其余时间段图象均为直线).已知小车运动的过程中,2～14 s时间段内小车的功率保持不变,在14 s末停止遥控而让小车自由滑行.小车的质量为1 kg,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变.求:
(1)小车所受到的阻力大小及0～2 s时间内电动机提供的牵引力大小.
(2)小车匀速行驶阶段的功率.
(3)小车在0～10 s运动过程中位移的大小.

6.如图所示,在倾角为的光滑斜面上,木板与滑块质量相等,均为m,木板长为l.一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连,滑块与木板间的动摩擦因数为,开始时,滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的未知力F,将滑块缓慢拉至木板的下端,拉力做功为 ( )
A.mglcos B.2mgl C.2mglcos D.mgl
7.质量为m=2 kg的物体,在水平面上以1=6 m/s的速度匀速向西运动,若有一个F=8 N方向向北的恒力作用于物体,在t=2 s内物体的动能增加了 ( )
A.28 J B.64 J C.32 J D.36 J
8.如图所示,某滑板爱好者在离地h=1.8 m高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面的B点,其水平位移s1=3 m,着地时由于存在能量损失,着地后速度变为=4 m/s,并以此为初速度沿水平地面滑行s2=8 m后停止.已知人与滑板的总质量m=60 kg.求:
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小.
(2)人与滑板离开平台时的水平初速度.(空气阻力忽略不计,g取10 m/s2)

9.质量为1 kg的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化的图线如图所示,g取10 m/s2,则以下说法中正确的是 ( )
A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.5 B.物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
C.物体滑行的总时间为4 s D.物体滑行的总时间为2.5 s
10.如图所示为皮带传输机简图,其顶端为水平且高度为3 m.将质量为50 kg的货物轻轻放在皮带传输机底端,运动至顶端后抛至高度为2.2 m的平板车上,落点与抛出点间的水平距离为0.8 m.求在输送货物期间皮带对货物做的功.(g=10

11.如图甲所示,在倾角为30°的足够长光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OA,OA长为4 m.有一质量为m的滑块,从O处由静止开始受一水平向右的力F作用.F只在水平面上按图乙所示的规律变化.滑块与OA间的动摩擦因数=0.25,g取10 m/s2,试求:
(1)滑块到A处的速度大小.
(2)不计滑块在A处的速率变化,滑块冲上斜面的长度是多少?

12.剑桥大学物理学家海伦·杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理,并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限,设计了一个令人惊叹不已的高难度动作——“爱因斯坦空翻”,并在伦敦科学博物馆由自行车特技运动员(18岁的布莱士)成功完成.“爱因斯坦空翻”简化模型如图所示,质量为m的自行车运动员从B点由静止出发,经BC圆弧,从C点竖直冲出,完成空翻,完成空翻的时间为t.由B到C的过程中,克服摩擦力做功为W,空气阻力忽略不计,重力加速度为g,试求:自行车运动员从B到C至少做多少功?

13.如图所示,有一光滑的T字形支架,在它的竖直杆上套有一个质量为m1的物体A,用长为l的不可伸长的细绳将A悬挂在套于水平杆上的小环B下,B的质量m2=m1=m.开始时A处于静止状态,细绳处于竖直状态.今用水平恒力F=3mg拉小环B,使A上升.求当拉至细绳与水平杆成37°时,A的速度为多大?

14.如图所示,质量m=1 kg的木块静止在高h=1.2 m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数=0.2,用水平推力F=20 N,使木块产生位移s1=3 m时撤去,木块又滑行s2=1 m时飞出平台,求木块落地时速度的大小?

15.如图所示,质量为m的小球被系在轻绳的一端,以O为圆心在竖直平面内做半径为R的圆周运动.运动过程中,小球受到空气阻力的作用.设某时刻小球通过圆周的最低点A,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点B,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少?

16.如图所示, AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=2.0 m.一个质量为2 kg的物体在离弧底E高度为h=3.0 m处,以初速度0=4 m/s沿斜面运动,物体与两斜面的动摩擦因数均为=0.2.求:物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能运动多少路程?(g=10 m/s2)

17.如图所示,竖直平面内放一直角杆AOB,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数=0.2,杆的竖直部分光滑.两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B,AB球间用细绳相连.此时A、B均处于静止状态,已知:OA=3 m,OB=4 m.若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动1 m(取g=10 m/s2),那么
(1)该过程中拉力F做功多少?
(2)若用20 N的恒力拉A球向右移动1 m时,A的速度达到了2 m/s,则此过程中产生的内能为多少?

18.如图所示,物体以100 J的初动能从斜面底端向上运动,当它通过斜面某一点M时,其动能减少80 J,机械能减少32 J,如果物体能从斜面上返回底端,则物体在运动过程中的下列说法正确的是 ( )
A.物体在M点的重力势能为-48 J
B.物体自M点起重力势能再增加21 J到最高点
C.物体在整个过程中摩擦力做的功为-80 J
D.物体返回底端时的动能为30 J
19.如图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度,若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中,以下说法正确的有 ( )
A.力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量
B.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量
C.力F、重力、阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量
D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
20.一个小物块冲上一个固定的粗糙斜面,经过斜面上A、B两点,到达斜面上最高点后返回时,又通过了B、A两点,如图所示.关于物块上滑时由A到B的过程和下滑时由B到A的过程,动能的变化量的绝对值E上和E下以及所用时间t上和t下相比较,有( )
A.E上<E下,t上＜t下 B. E上>E下,t上＞t下
C.E上<E下,t上＞t下 D. E上>E下,t上＜t下
21.在平直公路上,汽车由静止做匀加速运动,当速度到达m后立即关闭发动机直至静止, -t图象如图所示,设汽车的牵引力为F,摩擦力为f,全过程中牵引力F做功为W1,摩擦力f对物体做的功为W2,则 ( )
A. B.
C. D.
22.如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,在弹力的作用下获得某一向右速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点.求:
(1)弹簧对物体的弹力做的功.
(2)物块从B至C克服阻力做的功.
(3)物块离开C点后落回水平面时动能的大小.

23.如图所示,电动机带动滚轮匀速转动,在滚轮的作用下,将金属杆从最底端A送往倾角=30°的足够长斜面上部.滚轮中心B与斜面底部A的距离为L=6.5 m,当金属杆的下端运动到B处时,滚轮提起,与杆脱离接触.杆由于自身重力作用最终会返回斜面底部,与挡板相撞后,立即静止不动.此时滚轮再次压紧杆,又将金属杆从最底端送往斜面上部,如此周而复始.已知滚轮边缘线速度恒为=4 m/s,滚轮对杆的正压力N=2×104 N,滚轮与杆间的动摩擦因数为=0.35,杆的质量为m=1×103 kg,不计杆与斜面间的摩擦,取g=10 m/s2.求:
(1)在滚轮的作用下,杆加速上升的加速度. (2)杆加速上升至与滚轮速度相同时前进的距离.
(3)每个周期中电动机对金属杆所做的功. (4)杆往复运动的周期.

答案 (1)2 m/s2 (2)4 m (3)4.05×104 J (4)5.225 s
5.如图所示, DO是水平面,AB是斜面,初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零.如果斜面改为AC,让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零.已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,则物体具有的初速度 ( )
A.大于0 B.等于0 C.小于0 D.取决于斜面的倾斜角
答案 B
7.如图所示,绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为1和2时,紧急刹车时的刹车痕迹(即刹车距离s)与刹车前车速的关系曲线,则1和2的大小关系为 ( )
A.1<2 B.1=2
C.1>2 D.条件不足,不能比较
答案 C

10.静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图所示,图线为半圆.则小物块运动到x0处时的动能为 ( )
A.0 B. Fmx0 C.Fmx0 D.x02
答案 C
11.某同学做拍打篮球的游戏,篮球在球心距地面高h1=0.9 m范围内做竖直方向的往复运动(如图所示).在最高点时手开始击打篮球,手与球作用的过程中,球心下降了h2=0.05 m,球从落地到反弹与地面作用的时间t=0.1 s,反弹速度2的大小是刚触地时速度1大小的,且反弹后恰好到达最高点.已知篮球的质量m=0.5 kg,半径R=0.1 m.且手对球和地面对球的作用力均可视为恒力(忽略空气阻力,g取10 m/s2).求:
(1)球反弹的速度2的大小.
(2)地面对球的弹力F的大小.
(3)每次拍球时,手对球所做的功W.
答案 (1)4 m/s (2)50 N (3)2.25 J
12.（2009·柳州模拟）如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,在弹力的作用下获得某一向右速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点.求:

(1)弹簧对物体的弹力做的功.
(2)物块从B至C克服阻力做的功.
(3)物块离开C点后落回水平面时动能的大小.
答案 (1)3mgR (2)0.5mgR (3)2.5mgR
13.有一辆可自动变速的汽车,总质量为1 000 kg,行驶中,该车速度在14 m/s至20 m/s范围内可
保持恒定功率20 kW不变.一位同学坐在驾驶员旁观察车内里程表和速度表,记录了该车在位移
120 m至400 m范围内做直线运动时的一组数据如下:
s/m
120
160
200
240
280
320
360
400
/m·s-1
14.5
16.5
18.0
19.0
19.7
20.0
20.0
20.0
根据上面的数据回答下列问题.(设汽车在上述范围内受到的阻力大小不变)
(1)估算该汽车受到的阻力为多大?
(2)在位移120 m至320 m过程中牵引力所做的功约为多大?
(3)在位移120 m至320 m过程中所花的时间是多少?
答案 (1)103 N (2)2.95×105 J (3)14.75 s