高中物理---机械能守恒定律-----典型例题(含答案)【经典】

1第五章：机械能守恒定律第一讲：功和功率考点一：恒力功的分析与计算1．(单选)起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升，g取10m/s2，则在1s内起重机对货物做的功是()．答案DA．500JB．4500JC．5000JD．5500J2．（单选）如图所示，三个固定的斜面底边长度相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样。完全相同的三物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部，在此过程中()选DA．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3、（多选）在水平面上运动的物体，从t＝0时刻起受到一个水平力F的作用，力F和此后物体的速度v随时间t的变化图象如图所示，则()．答案ADA．在t＝0时刻之前物体所受的合外力一定做负功B．从t＝0时刻开始的前3s内，力F做的功为零C．除力F外，其他外力在第1s内做正功D．力F在第3s内做的功是第2s内做功的3倍4．(单选)质量分别为2m和m的A、B两种物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v－t图象如图所示，则下列说法正确的是()．答案CA．F1、F2大小相等B．F1、F2对A、B做功之比为2∶1C．A、B受到的摩擦力大小相等D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶25．(单选)一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则()A．WF24WF1，Wf22Wf1B．WF24WF1，Wf2＝2Wf1C．WF24WF1，Wf2＝2Wf1D．WF24WF1，Wf22Wf1答案C6．如所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100kg的料车沿30°的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L是4m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取10N/kg，求这一过程中：(1)人拉绳子的力做的功；(2)物体的重力做的功；(3)物体受到的各力对物体做的总功。解析：(1)工人拉绳子的力：F＝12mgsinθ工人将料车拉到斜面顶端时，拉绳子的长度：l＝2L，根据公式W＝Flcosα，得W1＝12mgsinθ·2L＝2000J。(2)重力做功：W2＝－mgh＝－mgLsinθ＝－2000J。(3)由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0，故W合＝0。答案：(1)2000J(2)－2000J(3)02考点二：功率的理解和计算1．(单选)一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝t1时刻力F的瞬时功率是()．答案CA.F22mt1B．F22mt21C．F2mt1D．F2mt212．(单选)质量为m的物体从倾角为α且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面高为h，当物体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率为()．答案CA．mg2ghB．12mg2ghsinαC．mg2ghsinαD．mg2ghsinα3、(单选)如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动．两物体分别到达地面时，下列说法正确的是()．答案DA．重力的平均功率PAPBB．重力的平均功率PA＝PBC．重力的瞬时功率PA＝PBD．重力的瞬时功率PAPB4．(单选)如图所示，分别用F1、F2、F3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，物体到达斜面顶端时，力F1、F2、F3的功率关系为()．答案AA．P1＝P2＝P3B．P1P2＝P3C．P3P2P1D．P1P2P35．（单选）如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()．答案AA．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大6．(多选)如图所示，在外力作用下某质点运动的v－t图象为正弦曲线．从图中可以判断()．0、t1、t2、t3四个时刻功率为零答案ADA．在0～t1时间内，外力做正功B．在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大C．在t2时刻，外力的功率最大D．在t1～t3时间内，外力做的总功为零7．(单选)质量为1kg的物体静止于光滑水平面上．t＝0时刻起，物体受到向右的水平拉力F作用，第1s内F＝2N，第2s内F＝1N．下列判断正确的是()．答案CA．2s末物体的速度是2m/sB．2s内物体的位移为3mC．第1s末拉力的瞬时功率最大D．第2s末拉力的瞬时功率最大8．(多选)一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示．下列判断正确的是()A．0～2s内外力的平均功率是4WB．第2s内外力所做的功是4JC．第2s末外力的瞬时功率最大D．第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4答案AD9、质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图5所示，力的方向保持不变，则()答案BDA.3t0时刻的瞬时功率为5F20t02mB.3t0时刻的瞬时功率为15F20t0mC.在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为23F20t04mD.在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为25F20t06m310．(单选)质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ＝0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g＝10m/s2，下列说法中正确的是()．答案DA．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15WB．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6WC．此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6WD．此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15W11．如图所示，水平传送带正以2m/s的速度运行，两端水平距离l＝8m，把一质量m＝2kg的物块轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，求把这个物块从A端传送到B端的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率(不计物块的大小，g取10m/s2)。解析：物块刚放到传送带上时，由于与传送带有相对运动，物块受向右的滑动摩擦力，物块做加速运动，摩擦力对物块做功，物块受向右的摩擦力为：Ff＝μmg＝0.1×2×10N＝2N，加速度为a＝μg＝0.1×10m/s2＝1m/s2物块与传送带相对静止时的位移为：x＝v22a＝2m。摩擦力做功为：W＝Ffx＝2×2J＝4J相对静止后物块与传送带之间无摩擦力，此后物块匀速运动到B端，物块由A端到B端所用的时间为：t＝va＋l－xv＝5s则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为：P＝Wt＝0.8W第二讲：动能定理考点一：动能定理的基本应用1.（单选）一质量为2kg的滑块，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s，在这段时间里水平力所做的功为()答案DA.32JB.16JC.8JD.02.（单选）物体A和B质量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙水平面上，开始时都处于静止状态.在相同的水平力作用下移动相同的距离，则()答案DA.力F对A做功较多，A的动能较大B.力F对B做功较多，B的动能较大C.力F对A和B做功相同，A和B的动能相同D.力F对A和B做功相同，A的动能较大3.（多选）以初速度v0竖直上抛一个质量为M的物体，物体上升过程中所受阻力F大小不变，上升最大高度为H，则抛出过程中人对物体做的功为()答案CDA.Mv20/2＋MgHB.MgHC.Mv20/2D.MgH＋FH4.（单选）一辆汽车以v1＝6m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x1＝3.6m，如果以v2＝8m/s的速度行驶，在同样的路面上急刹车后滑行的距离x2应为()答案AA.6.4mB.5.6mC.7.2mD.10.8m5．(单选)如图所示，分别将两个完全相同的等腰直角三角形木块的一直角边和斜边固定在水平地面上．现一小物块分别从木块顶点由静止开始下滑，若小物块与木块各边之间的动摩擦因数均相同，当小物块分别滑到木块底端时动能之比为()．答案AA.2∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶246.（单选）如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则()选BA．Ek1＞Ek2W1＜W2B．Ek1＞Ek2W1＝W2C．Ek1＝Ek2W1＞W2D．Ek1＜Ek2W1＞W27．(单选)子弹的速度为v，打穿一块固定的木块后速度刚好变为零．若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时，子弹的速度是()．答案BA.v2B．22vC．v3D．v48.（单选）速度为v的子弹，恰可穿透一块固定的木板，子弹穿透木板时所受阻力视为不变，如果子弹速度为2v，则可穿透多少块同样的固定木板()答案CA.2块B.3块C.4块D.8块9．（单选）如图所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距离后停止．现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F(F＝mg)，若其他条件不变，则木盒滑行的距离()．答案BA．不变B．变小C．变大D．变大变小均可能10、质量为m的物体静止在水平桌面上，它与桌面之间的动摩擦因数为μ，物体在水平力F作用下开始运动，发生位移x1时撤去力F，问物体还能运动多远？答案F－μmgx1μmg解析研究对象：质量为m的物体.研究过程：从静止开始，先加速，后减速至零.受力分析、运动过程草图如图所示，其中物体受重力(mg)、水平外力(F)、弹力(FN)、滑动摩擦力(Ff)，设加速位移为x1，减速位移为x2.解法一：可将物体运动分成两个阶段进行求解物体开始做匀加速运动位移为x1，水平外力F做正功，Ff做负功，mg、FN不做功；初动能Ek0＝0，末动能Ek1＝12mv21根据动能定理：Fx1－Ffx1＝12mv21－0又滑动摩擦力Ff＝μFN，FN＝mg则：Fx1－μmgx1＝12mv21－0撤去外力F后，物体做匀减速运动位移为x2，Ff做负功，mg、FN不做功；初动能Ek1＝12mv21，末动能Ek2＝0根据动能定理：－Ffx2＝0－12mv21，又滑动摩擦力Ff＝μFN，FN＝mg则－μmgx2＝0－12mv21即Fx1－μmgx1－μmgx2＝0－0，x2＝F－μmgx1μmg解法二：从静止开始加速，然后减速为零，对全过程进行分析求解.设加速过程中位移为x1，减速过程中位移为x2；水平外力F在x1段做正功，滑动摩擦力Ff在(x1＋x2)段做负功，mg、FN不做功；初动能Ek0＝0，末动能Ek＝0在竖直方向上：FN－mg＝0滑动摩擦力Ff＝μFN根据动能定理：Fx1－μmg(x1＋x2)＝0－0得x2＝F－μmgx1μmg11.如图所示，质量为m的物体从高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平面上，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，求：(1)物体滑至斜面底端时的速度；(2)物体在水平面上滑行的距离.(不计斜面与水平面交接处的动能损失)答案(1)2gh(2)hμ解析(1)物体下滑过程中只有重力做功，且重力做功与路径无关，由动能定理：mgh＝12mv2，可求得物体滑至斜面底端时速度大小为v＝2gh；(2)设物体在水平面上滑行的距离为l，由动能定理：－μmgl＝0－12mv2，解得：l＝v22μg＝hμ.512