高考物理備考 百所名校組合卷系列專題16 功和動能定理

1、專題16 功和動能定理【試題1】機車由靜止開始沿平直軌道做勻加速運動，所受的阻力始終不變，在此過程中，下列說法正確的是()A.機車輸出功率逐漸增大B.機車輸出功率不變C.在任意兩相等的時間內，機車動能的變化相等D.在任意兩相等的時間內，機車動量的變化大小相等【解析】機車的牽引力Ffma恒定不變，故輸出功率均勻增大；由動能定理得，EkF合·s，在連續(xù)相等的時間間隔里，位移越來越大，故選項C錯誤；又由動量定理pF合·t 知，選項D正確.【答案】AD【試題出處】·揚州一中模擬【試題2】某汽車以恒定功率P、初速度v0沖上傾角一定的斜坡時，汽車受到的阻力恒定不變，則汽車上坡

2、過程的vt圖象不可能 是下圖中的() 【試題出處】·河南鄭州一中模擬【試題3】一物體靜止在升降機的地板上，當升降機加速上升時，地板對物體的支持力所做的功等于()A.重力做的功B.物體動能的增加量C.物體動能的增加量加上重力做的功D.物體動能的增加量加上克服重力所做的功【解析】設支持力做的功為W，克服重力做的功為WG，由動能定理得：WWGEk解得：WEkWG.【答案】D【試題出處】·山東東營一中模擬【試題4】兩個木箱A、B的質量分別為mA、mB，且mAmB，兩木箱與水平冰面間的動摩擦因數(shù)相等.現(xiàn)使它們以相同的初動能在水平冰面上滑行，則兩木箱滑行的距離sA、sB的大小關系是()

3、A.sAsB B.sAsBC.sAsB D.條件不足，無法比較【解析】設木箱滑行的距離為s，由動能定理得：mgs0Ek解得：s由于mA>mB，故可知sA<sB.【答案】C【試題出處】·銀川一中模擬【試題5】如圖所示，質量為m的物塊與轉臺之間能出現(xiàn)的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍，物塊與轉軸OO相距R，物塊隨轉臺由靜止開始轉動.當轉速增加到一定值時，物塊即將在轉臺上滑動，在物塊由靜止到滑動前的這一過程中，轉臺對物塊的靜摩擦力對物塊做的功為()A.0B.2kmgRC.2kmgRD.kmgR【解析】在轉速增加的過程中，轉臺對物塊的摩擦力是不斷變化的，當轉速增加到一定值時，物塊在轉

4、臺上即將滑動，說明此時最大靜摩擦力提供向心力，即kmgm.設這一過程中轉臺對物塊的摩擦力所做的功為Wf，由動能定理可得：Wfmv2解得：WfkmgR.故選項D正確.【答案】D【試題出處】·黑龍江雞西一中模擬【試題6】如圖所示，質量為M、長為l的小車靜止在光滑的水平面上，質量為m的小物塊(可視為質點)放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運動.物塊和小車之間的摩擦力為f.物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為s.在這個過程中，下列結論錯誤的是()A.物塊到達小車最右端時具有的動能為(Ff)(ls)B.物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為fsC

5、.物塊克服摩擦力所做的功為f(ls)D.物塊和小車增加的機械能為Fs【試題出處】·秦皇島一中模擬【試題7】用力將重物豎直提起，先由靜止開始勻加速上升，緊接著勻速上升.如果前后兩過程的運動時間相同，不計空氣阻力，則()A.加速過程中拉力做的功比勻速過程中拉力做的功大B.勻速過程中拉力做的功比加速過程中拉力做的功大C.兩過程中拉力做的功一樣大D.上述三種情況都有可能【解析】勻加速運動的位移s1at2，勻速運動的位移s2at·t2s1，當勻加速上提時的拉力F2mg時，兩過程拉力做的功相等；當F<2mg時，勻加速過程拉力做的功比勻速上升過程拉力做的功小；當F>2mg時，

6、勻加速過程拉力做的功比勻速上升過程拉力做的功大.【答案】D【試題出處】·柳州一中模擬【試題8】在水平粗糙的地面上，使同一物體由靜止開始做勻加速直線運動，第一次是斜向上的拉力F，第二次是斜向下的推力F.兩次力的作用線與水平方向的夾角相同，力的大小相同，位移的大小也相同.則在這兩次力的作用過程中()A.力F對物體做的功相同，合力對物體做的總功也相同B.力F對物體做的功相同，合力對物體做的總功不相同C.力F對物體做的功不相同，合力對物體做的總功相同D.力F對物體做的功不相同，合力對物體做的總功也不相同【解析】兩力對物體做的功WFscos 相同，合外力做的功：第一次W1(Fcos mgFsi

7、n )s；第二次W2(Fcos mgFsin )s.【答案】B【試題出處】·威海一中模擬【試題9】如圖所示，滑塊以6 m/s的初速度從曲面上的A點滑下，運動到B點(比A點低)時速度仍為 6 m/s.若滑塊以5 m/s的初速度仍由A點下滑，則它運動到B點時的速度()A.大于5 m/sB.等于5 m/sC.小于5 m/s D.無法確定【試題出處】·廈門一中模擬【試題10】如圖所示，質量為m的物體用穿過光滑小孔的細繩牽引，使其在光滑水平面上做勻速圓周運動，拉力為某個值F時，轉動半徑為R；當拉力逐漸減小到時，物體仍做勻速圓周運動，半徑為2R.則此過程中外力對物體所做的功為()A.F

8、RB.FRC.FRD.0【試題出處】·福州一中模擬【試題11】據(jù)科技日報2007年12月23日報道，時速為300公里的“和諧號”動車組是在引進、消化和吸收國外時速200公里動車組技術平臺的基礎上，由中國自主研發(fā)制造的世界上運營速度最高的動車組列車之一.如果列車受到的阻力與其運行速度的二次方成正比，當速度由原來的200 km/h提高到現(xiàn)在的300 km/h后，機車發(fā)動機的功率要變?yōu)樵瓉淼?)A.倍 B.()2倍 C.()3倍 D.()4倍【解析】當列車勻速運動時，動力大小等于受到的阻力，故：機車功率PF·vkv2·v()3()3.答案：C【試題出處】·莆田

9、一中模擬【試題12】如圖所示，質量為 m的小車在水平恒力F的推動下，從山坡底部A處由靜止起運動至高為h的坡頂B，獲得速度為v，A、B的水平距離為s.下列說法正確的是()A.小車克服重力所做的功是mghB.推力對小車做的功是mv2C.推力對小車做的功是FsmghD.阻力對小車做的功是mv2mghFs【解析】重力對小車做的功WGmgh，故選項A正確.由功的定義知W推F·s，由動能定理有W推mghW阻mv2，故W阻mv2mghFs.故選項B、C錯誤，選項D正確.【答案】AD【試題出處】·洛陽一中模擬【試題13】如圖所示，ABCD是一個盆式容器，盆內側壁與盆底BC的連接處都是一段與

10、BC相切的圓弧，BC水平，其長d0.50 m，盆邊緣的高度h0.30 m.在A處放一個質量為m的小物塊并讓其由靜止開始下滑.已知盆內側壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)0.10.小物塊在盆內來回滑動，最后停止下來，則小物塊停止時的位置到B的距離為()A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.0【解析】對小物塊從A點出發(fā)到最后停下來的整個過程，由動能定理有：mghmgs0所以s3 m而d0.50 m，剛好三個來回，所以最終停在B點.【答案】D【試題出處】·承德一中模擬【試題14】如圖所示，一內壁粗糙的環(huán)形細圓管位于豎直平面內，環(huán)的半徑為R(比細管的直徑大得多

11、)，在圓管中有一個直徑與細管內徑相同的小球(可視為質點)，小球的質量為m.設某一時刻小球通過軌道的最低點時對管壁的壓力為6mg，此后小球便做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰能通過最高點，則在此過程中小球克服摩擦力所做的功是()A.3mgRB.2mgRC.mgRD.mgR【試題出處】·德州一中模擬【試題15】如圖所示，物體的質量為1 kg，動滑輪和細繩的質量均不計.現(xiàn)用一豎直向上的拉力F拉動細繩，使物體從靜止開始以5 m/s2的加速度勻速上升，則拉力F在1 s末的瞬時功率是(g取10 m/s2)()A.150 W B.75 W C.37.5 W D.25 W【解析】設與重物連接的懸繩的拉力為F

12、，由牛頓第二定律得：Fmgma解得：F15 N.方法一每時刻拉力做功的功率都等于懸繩對重物做功的功率，故PF·vF·at75 W.方法二由動滑輪的特點知，F(xiàn)F，拉力F作用點上升的加速度為10 m/s2，故PF·v×10×1 W75 W.【答案】B【試題出處】·啟東中學模擬【試題16】在光滑的水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力F1推這一物體，作用一段時間后換成相反方向的水平恒力F2推這一物體，當恒力F2作用的時間與恒力F1作用的時間相等時，物體恰好回到原處，此時物體的動能為32 J，則在整個過程中，恒力F1、F2做的功分別為()A.1

13、6 J、16 J B.8 J、24 JC.32 J、0 J D.48 J、16 J【試題出處】·黃岡中學模擬【試題17】如圖甲所示，質量m1 kg的物體靜止在傾角30° 的粗糙斜面體上，兩者一起向右做勻速直線運動，則在通過水平位移s1 m的過程中，(1)物體所受的重力、彈力、摩擦力對物體各做了多少功？(取g10 m/s2)(2)斜面對物體做了多少功？【解析】(1)物體的受力情況如圖乙所示，由平衡條件得：FNmgcos ，fmgsin f與s的夾角為，F(xiàn)N與s的夾角為(90°)由WFscos 得：重力對物體做的功W1mgscos 90°0彈力FN對物體做的

14、功為：W2mgcos ·scos (90°)4.3 J摩擦力f對物體做的功W3mgsin ·scos 4.3 J. 乙(2)解法一斜面對物體的作用力即FN與f的合力，由平衡條件可知，其方向豎直向上，大小等于mg，其做的功為：W面F合·scos 90°0.解法二斜面對物體做的功等于斜面對物體各力做功的代數(shù)和，即W面W2W30.【答案】(1)04.3 J4.3 J(2)0【試題出處】·曲靖一中模擬【試題18】彈射器是航母制造中的關鍵技術之一，重型噴氣式戰(zhàn)斗機在水平跑道上需要滑行450 m以上才能達到起飛速度，而即使當今最大的“尼米茲”級航

15、空母艦甲板的長度也不過300余米，依靠彈射器是重型戰(zhàn)斗機在航母上起飛的必不可少的環(huán)節(jié)。已知美軍F14戰(zhàn)斗機重3.0×107 kg，在地面跑道上靠自身發(fā)動機提供動力需滑行450 m才能到達250 km/h的起飛速度，而這種戰(zhàn)斗機在“尼米茲”號航母上，在蒸汽彈射器和自身發(fā)動機動力的共同作用下，可在45 m內將速度加到 250 km/h.若F14戰(zhàn)斗機加速度滑行時，發(fā)動機動力和飛機受到的阻力都恒定，則“尼米茲”號上蒸汽彈射器使一架F14 戰(zhàn)斗機起飛至少要做多少功？【解析】設F14戰(zhàn)斗機自身發(fā)動機的牽引力為F，受到的阻力為f，在水平地面跑道上起飛時，由動能定理有：(Ff)·s1mv20在“尼米茲”號航母甲板上起飛時，有：WFs2fs2mv2解得：彈射器至少需做的功W6.5×1010 J.【答案】6.5×1010 J【試題出處】·衡水中學模擬【試題19】如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道的半徑為R，下端與光滑絕緣水平面平滑連接，整個裝置處于方向豎直向上的場強大小為E的勻強電場中.現(xiàn)有一質量為m、帶電荷量為q的物塊(可視為質點)從水平面上的A點以初速度v0水平向左運動，沿半圓形軌道恰好通過最高點C，已知E<.(1)試計算物塊在運動