高考專題復(fù)習(xí)功和能(解答)

1、功和能（一）、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面.設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)A的速度為v,壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h,則從A到C的過程中彈簧彈力做功是（）2Bmv mgh1 2A. mgh2mv1 2、C. - mghD. 一 （ mgh mv）解析：小球從斜面底端到最高點(diǎn) C的過程中，重力、彈簧彈力做功，C點(diǎn)為_ r _1212,取局點(diǎn)，即vc= 0,由動(dòng)能JE理得：一 mghW單=0 2mv, W = mgh-2mv,故A正確.答案：A2 .如圖所示，木板可繞固定水平軸 O轉(zhuǎn)動(dòng).木板從水平位置 OA緩慢車t到OB位置，木板上

2、的物塊始終相對(duì)于木板 靜止.在這一過程中，物塊的重力勢(shì)能增加了 2 J .用Fn表示物塊受到的支持力，用 Ff表示物塊受到的摩擦力.在此 過程中，以下判斷正確的是（）A. Fn和Ff對(duì)物塊都不做功B. Fn對(duì)物塊彳功為2 J , Ff對(duì)物塊不做功：二BC. Fn對(duì)物塊不做功，F(xiàn)對(duì)物塊彳功為2 J-二二-L“D. Fn和Ff對(duì)物塊所做功的代數(shù)和為 0O二月解析：由做功的條件可知：只要有力，并且物塊沿力的方向有位移，那么該力就對(duì)物塊做功.由受力分析知，支持力Fn做正功，但摩擦力 Ff方向始終和速度方向垂直，所以摩擦力不做功.由動(dòng)能定理知Wbmgh= 0,故支持力Fn做功為mgh答案：B3 .如圖所

3、示，分別用 F1、F2、F3將質(zhì)量為m的物體由靜止沿同一光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的 頂端，物體到達(dá)斜面頂端時(shí)，力 R、F2、F2的功率關(guān)系為（）解析：設(shè)物體的質(zhì)量為 m三種情況下物體的加速度 a相同，由牛頓第二定律知 F- mgsin a = ma故各力在速度 方向上的分量都相同，又因加速度相同，斜面長度相同，所以三種情況下到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度相等，所以據(jù)功率公 式可知P= P2=P3,故選A.答案：A1.4 .一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中保持怛定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)-圖象V不能求出的物理量是（）A.汽車的功率B.汽車行駛的最大速度C.汽車所

4、受到的阻力D.汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間/ 0.05解析：由F Ff=ma P= Fv 可得:1k=40,可求出汽車的功率P，由2= 0時(shí)，豆0.05可得:Vm一， P20 m/s ,再由vm=可求出汽車受到的阻力 Ff,但無法求出汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間. Ff答案：D5.質(zhì)量為2 kg的物體，放在動(dòng)摩擦因數(shù)為g =0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，拉力做的功 W和物體發(fā)生的位移 x之間的關(guān)系如圖所示，g= 10 m/s 2,下列說法中正確的是（）A.此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15 WB.此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中

5、拉力的最大功率為C.此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為3027201510D.此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15 W0369 h/ir解析：由題圖知前3 m位移內(nèi)拉力大小為 5 N,摩擦力大小為f=vmg= 2 N ,根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為 a1.5 m/s 2,所用時(shí)間為t2X=2 s ,末速度為3 m/s ;后6 m位移內(nèi)拉力大小等于 2 N,與摩擦力等大反向，所以物體在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過程中拉力的最大功率為Pm= FmVm= 15 W, D對(duì).答案：D二、多項(xiàng)選擇題6. 一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t = 0時(shí)其速度

6、為2.0 m/s.從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平拉力F,力F和滑塊的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別為圖甲和乙所示.設(shè)在第 1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率分別為 R、P、P3,則（）A. RP2P3B. RP2V 勻 m= at 1可解得：11=5 s. V2 = at2P= F1 - V2F1 mg= ma可解得：p= 2.04 X10 4 W答案：(1)5.1 X104 W (2)5 s (3)2.04 X10 4 W功和能(二)、單項(xiàng)選擇題1.如圖是被譽(yù)為“豪小子”的華裔球員林書豪在NBA賽場(chǎng)上投二分球時(shí)的照片.現(xiàn)A正確，B錯(cuò)誤；林書豪從假設(shè)林書豪準(zhǔn)備投二分

7、球前先屈腿下蹲再豎直向上躍起，已知林書豪的質(zhì)量為m,雙腳離開地面時(shí)的速度為 v,從開始下蹲到躍起過程中重心上升的高度為h,則下列說法正確的是()A.從地面躍起過程中，地面對(duì)他所做的功為0 1 _B.從地面躍起過程中，地面對(duì)他所做的功為2mV+ mghC.從下蹲到離開地面上升過程中，他的機(jī)械能守恒D.離開地面后，他在上升過程中處于超重狀態(tài)，在下落過程中處于失重狀態(tài)解析：球員從地面躍起的過程中，地面對(duì)腳的支持力作用點(diǎn)位移為零，支持力不做功，地面上升過程中，消耗自身能量，其機(jī)械能增大,C錯(cuò)誤；離開地面后，林書豪上升和下降過程中，加速度均豎直向下，處于失重狀態(tài)，D錯(cuò)誤.答案：A3 ,2.如圖所不，在豎

8、直平面內(nèi)有一固定軌道， 其中AB是長為R的粗糙水平直軌道，BC混圓心為。半徑為R的4光 滑圓弧軌道，兩軌道相切于 B點(diǎn).在推力作用下，質(zhì)量為 m的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以達(dá)B點(diǎn)時(shí)即撤去推力，小滑塊恰好能沿圓軌道經(jīng)過最高點(diǎn)度大小為g.（以AB面為零重力勢(shì)能面）則小滑塊（）A.經(jīng)B點(diǎn)時(shí)加速度為零B.在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度為2.5 gC.在C點(diǎn)時(shí)合外力的瞬時(shí)功率為 mg/gRD.上滑時(shí)動(dòng)能與重力勢(shì)能相等的位置在ODF方解析：小滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)具有向心加速度，A錯(cuò)誤；小滑塊在 C點(diǎn)時(shí)合外力豎直向下，速度沿水平方向，其瞬時(shí)一一 ，vC 1 21 22一,一一一 , 1 2功率為李，C錯(cuò)妖；

9、由mg= mR,2mB= mg 2 r+ 2mC,可得：vb=，5GR,由vB=2axAB,可得a=2.5g, B 正確；由2mB一 125= mg, 2r+ 2mw= 2mgh 得：h = 4RR,故 D 錯(cuò)妖.答案：B3.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧下端固定，直立于水平地面上，將質(zhì)量為m的物體A從離彈簧頂.端正上方h高處由靜止釋放，當(dāng)物體 A下降到最低點(diǎn)P時(shí)，其速度變?yōu)榱?，此時(shí)彈簧的壓縮量為冷；若將質(zhì)量為2m的物體B從離彈簧頂端正上方 h高處由靜止釋放，當(dāng)物體B也下B到P處 莖三時(shí)，其速度為（）二.二A. 2gh B. gh C.酒就沖禹0：D.滁砥+與工zEkk 一解析：物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械

10、能守恒.物體從釋放到下降到P處，對(duì)質(zhì)量為 m的物體A有mgh+ x。=E彈，對(duì)質(zhì)1 12重為2m的物體B有2mgh + xo） = R彈+ 2*2mv.聯(lián)立解得v = W hi+ xo , D正確.答案：D4.如圖所示，一直角斜面體固定在水平地面上，左側(cè)斜面傾角為60 ,右側(cè)斜面傾角為 30 , A、B兩個(gè)物體分別系于一根跨過定滑輪的輕繩兩端且分別置于斜面上，兩物體下邊緣位于同一高度且處于平衡狀態(tài)，不考慮所有的摩 擦，滑輪兩邊的輕繩都平行于斜面.若剪斷輕繩，讓物體從靜止開始沿斜面滑下，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.著地瞬間兩物體的速度大小相等B.著地瞬間兩物體的機(jī)械能相等C.著地瞬間兩物體所受重力的

11、功率相等D.兩物體的質(zhì)量之比為 m/ rb= 1/ ：ij3解析：根據(jù)初始時(shí)刻兩物體處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，mgsin60 = mgsin30 ,由此可得，兩物體的質(zhì)量之比為m/mB= 1/3,由機(jī)械能守恒定律可知，著地瞬間兩物體的速度大小相等，選項(xiàng) A D敘述正確；著地瞬間，A 物體重力功率FA= mgvsin60 , B物體重力功率Pb= mgvsin30 ,兩物體所受重力的功率相等，選項(xiàng)C敘述正確；由于兩物體質(zhì)量不等，初始狀態(tài)兩物體的機(jī)械能不等，所以著地瞬間兩物體的機(jī)械能不相等，選項(xiàng)B敘述錯(cuò)誤.答案：B5.如圖所示，質(zhì)量、初速度大小都相同的A B、C三個(gè)小球，在同一水平面上， A球

12、豎直上拋，B球以傾斜角9斜向上拋，空氣阻力不計(jì)， C球沿傾角為9的光滑斜面上滑，它們上升的最大高度分別為hA、hB、貝1J ()A.hA= hB= hCB.hA=hshcD.hA= hchB解析：A球和C球上升到最高點(diǎn)時(shí)速度均 為零，而B球上升到最高點(diǎn)時(shí)仍有水平方向的速度，即仍有動(dòng)能. 10對(duì)A C球的方程為 mgh= 2mv,得h=2g 12122對(duì)B球的方程為 mgh +2mv=2mv,且vt，022所以卜=v2gh，故D正確答案：D二、多項(xiàng)選擇題圖乙中的運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高.下列說法中6.圖甲中彈丸以一定的初始速度在光滑碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),正確的是（）A.圖甲彈丸在上升的過程中，機(jī)械

13、能逐漸增大B.圖甲彈丸在上升的過程中，機(jī)械能保持不變C.圖乙中的運(yùn)動(dòng)員多次跳躍后，機(jī)械能增大D.圖乙中的運(yùn)動(dòng)員多次跳躍后，機(jī)械能不變解析：彈丸在光滑的碗內(nèi)上升過程中，只有重力做功，其機(jī)械能保持不變,越高，其機(jī)械能逐漸增大， C正確，D錯(cuò)誤.答案：BC7.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體右端連接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體B相連.開始時(shí)用手托住A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上， AB,讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放 B,直至B獲得最大速度.下列有關(guān)該過程的分析正確的是（）A.B物體的機(jī)械能一直減少B.B物體動(dòng)能的增量等于它所受重力與拉力做功之和C.B物體機(jī)械能的

14、減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量D.細(xì)線的拉力對(duì)A做的功等于A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量解析：由于細(xì)線的拉力對(duì) B做負(fù)功，故B物體機(jī)械能一直減少， A正確；根據(jù)動(dòng)能定理可確定 B正確；由于該過程中A的動(dòng)能增加，故B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能與物體A動(dòng)能增加量的和，故 C錯(cuò)誤；細(xì)線的拉力對(duì)A和彈簧組成的系統(tǒng)做正功，根據(jù)功能關(guān)系,D正確.答案：ABD當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時(shí)，光電板8.如圖所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置.中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn).若小車在平直的公路上以初速度V0開始加速行駛,經(jīng)過時(shí)間t ,前進(jìn)了距離l ,達(dá)到最大速度Vmax ,設(shè)此

15、過程中電動(dòng)機(jī)功率恒為額定功率P,受的阻力恒為F,，則此過程中電動(dòng)機(jī)所做的功為()A.R VmaxtB. Pt丫0+ VmaxC. FtD.2mmax+Ffl ；mV解析：因小車以恒定的功率運(yùn)動(dòng)，故此過程小車電動(dòng)機(jī)做功為W= Pt = FfVmaxt , A、B均正確；由動(dòng)能定理可得 VW-1212m 1 21 2Ffl =2mmax2mV,得：VW= 2mVax 2mV+ Ffl , 故D正確，C錯(cuò)誤.答案：ABD三、計(jì)算題9.如圖所示，ABC為固定在豎直面內(nèi)的光滑四分之一圓軌道，其半徑為r = 10 m, N為固定在水平面內(nèi)的半圓平一10面，其半徑為R= m,軌道AB/平面N相切于C點(diǎn)，DE

16、F是包圍在半圓平面 N周圍且垂直于N的光滑半圓形擋板,無質(zhì)量為M= 1 kg的滑塊的上表面與平面 N在同一水平面內(nèi)，且滑塊與 N接觸緊密但不連接，現(xiàn)讓物體自A點(diǎn)由靜止開始下滑，進(jìn)入平面 N后受到擋板DEF的約束并最終沖上滑塊，已知m= 1 kg ,物體與平面 N之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5、與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 g 2 = 0.4 ,滑塊與地面之間是光滑的，滑塊的豎直高度為h=0.05 m,長l=4 m.(取g= 10 m/s 2)(1)物體滑到C處時(shí)對(duì)圓軌道的壓力是多少?(2)物體運(yùn)動(dòng)到F處時(shí)的速度是多少?(3)當(dāng)物體從滑塊上滑落后到達(dá)地面時(shí)，物體與滑塊之間的距離是多少?. 1 ,解析：(1

17、)對(duì)物體從A處到C處，由機(jī)械能寸怛JE律得 mg2mw,2Vc在C處有F- mg= mr聯(lián)立解得F= 3mg= 30 N由牛頓第三定律可知，物體滑到C處時(shí)，對(duì)圓軌道的壓力是 30 N.(2)對(duì)物體 從C處到F處，由動(dòng)能定理有1 2 1 2 一 umgx 無 R= 2mv2mw,解得 vf= 10 m/s.(3)物體在滑塊上運(yùn)動(dòng)，對(duì)物體由牛頓第二定律有:v2mg= ma,解得 a1=對(duì)滑塊由牛頓第二定律有:24 m/sg 2mg= Ma,解彳導(dǎo)a? =4 m/s 2設(shè)經(jīng)t時(shí)間物體剛要從滑塊上滑落，此時(shí)物體的速度為W,運(yùn)動(dòng)的位移為與，滑塊的速度為V2,運(yùn)動(dòng)的位移為x2121 . 2x1一丫亡+2才

18、1 ， xz2a2t , x1xz L11,、一，由以上三式得t=2 s或2 s(不合題意舍去)則有 vi =8 m/s , V2 = 2 m/s1 . 一設(shè)物體從拋出到洛地時(shí)間為ti, h = 2gti,得ti = 0.1 s這段時(shí)間內(nèi)物體水平位移x3=v1t i=0.8 m滑塊水平位移 x4 = v2t i = 0.2 m x= x3X4 = 0.6 m.答案：(1)30 N (2)10 m/s (3)0.6 m10.如圖所示，質(zhì)量為 m= 1 kg的滑塊，在水平力作用下靜止在傾角為9 =30的光滑斜面上，斜面的末端 B與水平傳送帶相接(滑塊經(jīng)過此位置滑上皮帶時(shí)無能量損失 )，傳送帶的運(yùn)行速度為 V0 = 3 m/s，長為L=1.4 m .今將 水平力撤去，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端 C時(shí)