高中物理做功與能量經(jīng)典習(xí)題

高三物理部分學(xué)生輔導(dǎo)（二）-功和動(dòng)能定理.如圖所示,光滑弧形軌道下端與水平傳送帶連接,軌道上的A點(diǎn)到傳送帶的豎直距離及傳送帶到地面的距離均為h=5 m,把一物體自A點(diǎn)由靜止釋放,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2.先讓傳送帶不轉(zhuǎn)動(dòng),物體滑上傳送帶后,從右端B水平飛離,落在地面上的P點(diǎn),B、P間的水平距離OP為s=2 m;然后讓傳送帶順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),速度大小為=5 m/s,從同一高度釋放的物體進(jìn)入傳送帶,一段時(shí)間后與傳送帶相對(duì)靜止,從右端B水平飛離.g=10 m/s2.求:(1)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體落到何處?(2)兩種情況下,傳送帶對(duì)物體所做功之比.(3)兩種情況下,物體運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間之差.在光滑的水平地面上有質(zhì)量為M的長(zhǎng)平板A,如圖所示,平板上放一質(zhì)量m的物體B,A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)為.今在物體B上加一水平恒力F,B和A發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t,B未滑離木板A.求: (1)摩擦力對(duì)A所做的功. (2)摩擦力對(duì)B所做的功.(3)若長(zhǎng)木板A固定,B對(duì)A的摩擦力對(duì)A做的功. 3.如圖所示,物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入足夠長(zhǎng)的水平傳送帶,傳送帶以圖示方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn),則傳送帶對(duì)物體做功情況可能是 ( )A.始終不做功 B.先做負(fù)功后做正功C.先做正功后不做功 D.先做負(fù)功后不做功4.物體在水平力F1作用下,在水平面上做速度為1的勻速運(yùn)動(dòng),F1的功率為P;若在斜向上的力F2作用下,在水平面上做速度為2的勻速運(yùn)動(dòng),F2的功率也是P,則下列說(shuō)法正確的是 ( )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2C.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25.某興趣小組對(duì)一輛自制遙控小車(chē)的性能進(jìn)行研究,他們讓這輛小車(chē)在水平的直軌道上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),并將小車(chē)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái),通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為t圖象,如圖所示(除210 s時(shí)間段內(nèi)的圖象為曲線(xiàn)外,其余時(shí)間段圖象均為直線(xiàn)).已知小車(chē)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,214 s時(shí)間段內(nèi)小車(chē)的功率保持不變,在14 s末停止遙控而讓小車(chē)自由滑行.小車(chē)的質(zhì)量為1 kg,可認(rèn)為在整個(gè)過(guò)程中小車(chē)所受到的阻力大小不變.求:(1)小車(chē)所受到的阻力大小及02 s時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)提供的牽引力大小.(2)小車(chē)勻速行駛階段的功率.(3)小車(chē)在010 s運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移的大小.6.如圖所示,在傾角為的光滑斜面上,木板與滑塊質(zhì)量相等,均為m,木板長(zhǎng)為l.一根不計(jì)質(zhì)量的輕繩通過(guò)定滑輪分別與木板、滑塊相連,滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,開(kāi)始時(shí),滑塊靜止在木板的上端,現(xiàn)用與斜面平行的未知力F,將滑塊緩慢拉至木板的下端,拉力做功為 ( )A.mglcos B.2mgl C.2mglcos D.mgl7.質(zhì)量為m=2 kg的物體,在水平面上以1=6 m/s的速度勻速向西運(yùn)動(dòng),若有一個(gè)F=8 N方向向北的恒力作用于物體,在t=2 s內(nèi)物體的動(dòng)能增加了 ( )A.28 J B.64 J C.32 J D.36 J8.如圖所示,某滑板愛(ài)好者在離地h=1.8 m高的平臺(tái)上滑行,水平離開(kāi)A點(diǎn)后落在水平地面的B點(diǎn),其水平位移s1=3 m,著地時(shí)由于存在能量損失,著地后速度變?yōu)?4 m/s,并以此為初速度沿水平地面滑行s2=8 m后停止.已知人與滑板的總質(zhì)量m=60 kg.求: (1)人與滑板在水平地面滑行時(shí)受到的平均阻力大小.(2)人與滑板離開(kāi)平臺(tái)時(shí)的水平初速度.(空氣阻力忽略不計(jì),g取10 m/s2)9.質(zhì)量為1 kg的物體以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其動(dòng)能隨位移變化的圖線(xiàn)如圖所示,g取10 m/s2,則以下說(shuō)法中正確的是 ( )A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5 B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2C.物體滑行的總時(shí)間為4 s D.物體滑行的總時(shí)間為2.5 s10.如圖所示為皮帶傳輸機(jī)簡(jiǎn)圖,其頂端為水平且高度為3 m.將質(zhì)量為50 kg的貨物輕輕放在皮帶傳輸機(jī)底端,運(yùn)動(dòng)至頂端后拋至高度為2.2 m的平板車(chē)上,落點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離為0.8 m.求在輸送貨物期間皮帶對(duì)貨物做的功.(g=10 .劍橋大學(xué)物理學(xué)家海倫杰爾斯基研究了各種自行車(chē)特技的物理學(xué)原理,并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)探尋特技動(dòng)作的極限,設(shè)計(jì)了一個(gè)令人驚嘆不已的高難度動(dòng)作“愛(ài)因斯坦空翻”,并在倫敦科學(xué)博物館由自行車(chē)特技運(yùn)動(dòng)員(18歲的布萊士)成功完成.“愛(ài)因斯坦空翻”簡(jiǎn)化模型如圖所示,質(zhì)量為m的自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)由靜止出發(fā),經(jīng)BC圓弧,從C點(diǎn)豎直沖出,完成空翻,完成空翻的時(shí)間為t.由B到C的過(guò)程中,克服摩擦力做功為W,空氣阻力忽略不計(jì),重力加速度為g,試求:自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員從B到C至少做多少功?.如圖甲所示,在傾角為30的足夠長(zhǎng)光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OA,OA長(zhǎng)為4 m.有一質(zhì)量為m的滑塊,從O處由靜止開(kāi)始受一水平向右的力F作用.F只在水平面上按圖乙所示的規(guī)律變化.滑塊與OA間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25,g取10 m/s2,試求:(1)滑塊到A處的速度大小.(2)不計(jì)滑塊在A處的速率變化,滑塊沖上斜面的長(zhǎng)度是多少?13.如圖所示,有一光滑的T字形支架,在它的豎直桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m1的物體A,用長(zhǎng)為l的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩將A懸掛在套于水平桿上的小環(huán)B下,B的質(zhì)量m2=m1=m.開(kāi)始時(shí)A處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)繩處于豎直狀態(tài).今用水平恒力F=3mg拉小環(huán)B,使A上升.求當(dāng)拉至細(xì)繩與水平桿成37時(shí),A的速度為多大?14.如圖所示,質(zhì)量m=1 kg的木塊靜止在高h(yuǎn)=1.2 m的平臺(tái)上,木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,用水平推力F=20 N,使木塊產(chǎn)生位移s1=3 m時(shí)撤去,木塊又滑行s2=1 m時(shí)飛出平臺(tái),求木塊落地時(shí)速度的大小?15.如圖所示,質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端,以O(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某時(shí)刻小球通過(guò)圓周的最低點(diǎn)A,此時(shí)繩子的張力為7mg,此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰能通過(guò)最高點(diǎn)B,則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功是多少?16.如圖所示, AB與CD為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)斜面,其上部都足夠長(zhǎng),下部分別與一個(gè)光滑的圓弧面的兩端相切,圓弧圓心角為120,半徑R=2.0 m.一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體在離弧底E高度為h=3.0 m處,以初速度0=4 m/s沿斜面運(yùn)動(dòng),物體與兩斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=0.2.求:物體在兩斜面上(不包括圓弧部分)一共能運(yùn)動(dòng)多少路程?(g=10 m/s2)17.如圖所示,豎直平面內(nèi)放一直角桿AOB,桿的水平部分粗糙,動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,桿的豎直部分光滑.兩部分各套有質(zhì)量均為1 kg的小球A和B,AB球間用細(xì)繩相連.此時(shí)A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知:OA=3 m,OB=4 m.若A球在水平拉力F的作用下向右緩慢地移動(dòng)1 m(取g=10 m/s2),那么 (1)該過(guò)程中拉力F做功多少?(2)若用20 N的恒力拉A球向右移動(dòng)1 m時(shí),A的速度達(dá)到了2 m/s,則此過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?18.如圖所示,物體以100 J的初動(dòng)能從斜面底端向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)它通過(guò)斜面某一點(diǎn)M時(shí),其動(dòng)能減少80 J,機(jī)械能減少32 J,如果物體能從斜面上返回底端,則物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的下列說(shuō)法正確的是 ( )A.物體在M點(diǎn)的重力勢(shì)能為-48 JB.物體自M點(diǎn)起重力勢(shì)能再增加21 J到最高點(diǎn)C.物體在整個(gè)過(guò)程中摩擦力做的功為-80 JD.物體返回底端時(shí)的動(dòng)能為30 J19.如圖所示,在抗洪救災(zāi)中,一架直升機(jī)通過(guò)繩索,用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱,使其由水面開(kāi)始加速上升到某一高度,若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力,則在此過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的有 ( )A.力F所做功減去克服阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量B.木箱克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量C.力F、重力、阻力三者合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量20.一個(gè)小物塊沖上一個(gè)固定的粗糙斜面,經(jīng)過(guò)斜面上A、B兩點(diǎn),到達(dá)斜面上最高點(diǎn)后返回時(shí),又通過(guò)了B、A兩點(diǎn),如圖所示.關(guān)于物塊上滑時(shí)由A到B的過(guò)程和下滑時(shí)由B到A的過(guò)程,動(dòng)能的變化量的絕對(duì)值E上和E下以及所用時(shí)間t上和t下相比較,有( )A.E上E下,t上t下C.E上E下,t上t下21.在平直公路上,汽車(chē)由靜止做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度到達(dá)m后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜止, -t圖象如圖所示,設(shè)汽車(chē)的牽引力為F,摩擦力為f,全過(guò)程中牽引力F做功為W1,摩擦力f對(duì)物體做的功為W2,則 ( )A. B. C. D.22.如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)銜接,導(dǎo)軌半徑為R,一個(gè)質(zhì)量為m的靜止物塊在A處壓縮彈簧,在彈力的作用下獲得某一向右速度,當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn).求: (1)彈簧對(duì)物體的彈力做的功.(2)物塊從B至C克服阻力做的功.(3)物塊離開(kāi)C點(diǎn)后落回水平面時(shí)動(dòng)能的大小.23.如圖所示,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在滾輪的作用下,將金屬桿從最底端A送往傾角=30的足夠長(zhǎng)斜面上部.滾輪中心B與斜面底部A的距離為L(zhǎng)=6.5 m,當(dāng)金屬桿的下端運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),滾輪提起,與桿脫離接觸.桿由于自身重力作用最終會(huì)返回斜面底部,與擋板相撞后,立即靜止不動(dòng).此時(shí)滾輪再次壓緊桿,又將金屬桿從最底端送往斜面上部,如此周而復(fù)始.已知滾輪邊緣線(xiàn)速度恒為=4 m/s,滾輪對(duì)桿的正壓力N=2104 N,滾輪與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.35,桿的質(zhì)量為m=1103 kg,不計(jì)桿與斜面間的摩擦,取g=10 m/s2.求:(1)在滾輪的作用下,桿加速上升的加速度.(2)桿加速上升至與滾輪速度相同時(shí)前進(jìn)的距離.(3)每個(gè)周期中電動(dòng)機(jī)對(duì)金屬桿所做的功. (4)桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的周期.答案 (1)2 m/s2 (2)4 m (3)4.05104 J (4)5.225 s5.如圖所示, DO是水平面,AB是斜面,初速度為v0的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動(dòng)到頂點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零.如果斜面改為AC,讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動(dòng)到A點(diǎn)且速度剛好為零.已知物體與路面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同且不為零,則物體具有的初速度 ( )A.大于0 B.等于0 C.小于0 D.取決于斜面的傾斜角答案 B7.如圖所示,繪出了輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為1和2時(shí),緊急剎車(chē)時(shí)的剎車(chē)痕跡(即剎車(chē)距離s)與剎車(chē)前車(chē)速的關(guān)系曲線(xiàn),則1和2的大小關(guān)系為 ( )A.12 D.條件不足,不能比較答案 C10.靜置于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊,在水平拉力F作用下,沿x軸方向運(yùn)動(dòng),拉力F隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示,圖線(xiàn)為半圓.則小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)的動(dòng)能為 ( )A.0 B. Fmx0 C.Fmx0 D.x02答案 C11.某同學(xué)做拍打籃球的游戲,籃球在球心距地面高h(yuǎn)1=0.9 m范圍內(nèi)做豎直方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(如圖所示).在最高點(diǎn)時(shí)手開(kāi)始擊打籃球,手與球作用的過(guò)程中,球心下降了h2=0.05 m,球從落地到反彈與地面作用的時(shí)間t=0.1 s,反彈速度2的大小是剛觸地時(shí)速度1大小的,且反彈后恰好到達(dá)最高點(diǎn).已知籃球的質(zhì)量m=0.5 kg,半徑R=0.1 m.且手對(duì)球和地面對(duì)球的作用力均可視為恒力(忽略空氣阻力,g取10 m/s2).求:(1)球反彈的速度2的大小.(2)地面對(duì)球的彈力F的大小.(3)每次拍球時(shí),手對(duì)球所做的功W.答案 (1)4 m/s (2)50 N (3)2.25 J12.（2009柳州模擬）如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)銜接,導(dǎo)軌半徑為R,一個(gè)質(zhì)量為m的靜止物塊在A處壓縮彈簧,在彈力的作用下獲得某一向右速度,當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn).求:(1)彈簧對(duì)物體的彈力做的功.(2)物塊從B至C克服阻力做的功.(3)物塊離開(kāi)C點(diǎn)后落回水平面時(shí)動(dòng)能的大小.答案 (1)3mgR (2)0.5mgR (3)2.5mgR13.有一輛可自動(dòng)變速的汽車(chē),總質(zhì)量為1 000 kg,行駛中,該車(chē)速度在14 m/s至20 m/s范圍內(nèi)可保持恒定功率20 kW不變.一位同學(xué)坐在