2019高中物理 第四章 机械能和能源 能量与功练习（基础篇）教科版必修2.doc

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1、1能量与功能量与功( (基础篇基础篇) )一、选择题： 1关于功的概念，下列说法中正确的是（ ）A力对物体做功多，说明物体的位移一定大 B力对物体做功小，说明物体的受力一定小 C力对物体不做功，说明物体一定没有移动 D物体发生了位移，不一定有力对它做功 2下列关于重力势能的说法正确的是（ ）A重力势能的大小只由重物本身决定B重力势能恒大于零C在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D重力势能实际上是物体和地球所共同决定的 3与物体动能有关的因素有（ ）A物体的质量 B物体的速度 C物体和参考平面之间的高度差 D物体的大小 4伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽

2、略，小球必将准确地达 到与它开始点相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点这说明小球在运动过程中有“某个量” 是不变的，这个“量”应是（ ） A力 B势能 C速度 D能量 5如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新对提包的拉力没有做功的是（ ）6以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为 h，空气阻力的大小恒为fF，则从抛出点至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（ ）A0 BfF h C2fF h D4fF h7如图所示吗，细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动，在小球从 P 点向 Q 点运动的过程中（ ）A小球动能先减小后增大 B小球动能一直减小 C小球重力势能先

3、增大后减小 D小球重力势能先减小后增大 8如图所示，物体 A、B 叠放着，A 用绳系在固定的墙上，用力 F 拉着 B 向右运动用F拉、FAB、FBA分别表示绳中拉力、A 对 B 的摩擦力和 B 对 A 的摩擦力，则下列叙述中正确的是（ ）2AF 做正功，FAB做负功，FBA做正功，F拉不做功BF、FBA做正功，FAB、F拉不做功CF 做正功，FAB做负功，FBA和F拉不做功DF 做正功，其他力都不做功 9下列现象中，做了功的是（ ）A人推墙而墙不动时人的推力B在平直公路上行驶的汽车受的重力C马拉车而拉不动时马的拉力D起重机向上吊起货物时悬绳的拉力 10质量为 m 的物体始终固定在倾角为 的斜面

4、上，下列说法正确的是（ ）A若斜面水平向右匀速运动距离 l，斜面对物体没有做功B若斜面向上匀速运动距离 l，斜面对物体做功为mglC若斜面水平向左以加速度 a 运动距离l，斜面对物体做功为malD若斜面向下以加速度 a 运动距离 l，斜面对物体做功为 m(g+a)l 11如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列 说法正确的是（ ）A人对车厢做正功B车厢对人做负功C人对车厢做负功D车厢对人做正功 12关于两物体间的作用力和反作用力的做功情况是（ ）A作用力做功，反作用力一定做功B作用力做正功，反作用力一定做负功C作用力和反作用力可能都做负功D作用力

5、和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零 13在同一高度处让三个质量相同的小球 a、b、c 分别自由下落、竖直上抛、竖直下抛设三球运动过程中所受空气阻力大小恒定，则当三球落到同一水平面上时，重力做功分别为aW、bW、cW小球克服空气阻力做功faW、fbW、fcW，则（ ）AacbWWW，fafcfbWWW BacbWWW，fafcfbWWW3CacbWWW，fafcfbWWWDacbWWW，fafcfbWWW二、解答题： 1如图所示，在光滑地面上，一弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端连着一个小球，用力压缩弹簧，释 放后，试分析能量转化的情况217 世纪初，伽利略在研究中发现了“摆球的等高性

6、” 图中是他当时研究的装置图(叫伽利略摆)将 小铁球拉到一定高度，然后释放，观察小球能摆多高，在哪个位置速度最大在铁架上再加一个细杆，使得小球运动到最低点时，悬挂小球的细线被细杆挡住将小球拉到与先 前同样的高度，然后释放，观察小球能摆多高，在哪个位置速度最大 做伽利略实验，你观察到的结果是什么?先尝试用牛顿运动定律进行解释，再用在本节中学习的知识 进行解释3如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力 F 开始提升原来静止的质量为 m10 kg 的物体，以大 小为 a2m/s2的加速度上升，求前 3s 内力 F 做的功(g 取 10 m/s2)4质量为 M 的长木板放在光滑的水平面上(如图所示)，

7、一个质量为 m 的滑块以某一速度沿木板表面从 A 点滑至 B 点，在木板上前进了 L，而木板前进了 s若滑块与木板间的动摩擦因数为 ，问：(1)摩擦力对滑块所做的功为多大? (2)摩擦力对木板所做的功为多大?5质量为 M 的人手握轻绳的一端站在质量为 m 的木板上，绳索的另一端绕过定滑轮拴住木板，木板放在 光滑固定水平台面上，如图所示当人用力 F 拉绳时，人和板共同加速前进，如果人与木板的质量关系4为 Mm，则板对人的摩擦力fF_F，对人做_功；如果是 Mm，则fF_F，对人做_功【答案与解析】 一、选择题： 1、D解析：力对物体做功多，根据cosWFl，如果力很大，那么物体的位移不一定大，故

8、 A 错误；力对 物体做功小，如果位移小，物体受力不一定小，故 B 错误；力对物体不做功，可能是力与位移方向的夹角为2，故 C 错误；物体发生了位移，如果力的方向与位移方向垂直，力对它不做功，故 D 正确。2D 解析：重力势能由物体的质量、地球表面的重力加速度、相对参考面的高度共同决定，所以 D 正确 3A、B解析：动能跟物体的质量和速度有关，物理学已经证明，动能的表达式为2 kEkmv，其中 k 为比例常数，m 为物体的质量，v 为物体的运动速度对于同一物体，物体的速度大小和参考系的选择有关，选择 不同的参考系时，物体的速度可能不同，动能也可能不同 4D 解析：在伽利略的斜面实验中，小球从一

9、个斜面到另一个斜面，斜面弹力是不同的，势能先减小后增大， 速度先增大后减小，所以 A、B、C 错，不变的“量”应是能量，包括动能和势能，D 对 5B 6、C解析：阻力对物体做功与物体经过的路径有关，由于空气阻力恒为fF，且fF与 v 的夹角在上升过程和下降过程中始终为，故从抛出到落回抛出点摩擦力做功为2fF h。7、D 解析： P、Q 的位置最高，速度为零，故此两点的重力势能最大；最低点，速度最大，故动能最大，因此 小球的动能先增大后减小，AB 错；从 P 点运动到最低点的过程中，高度下降，速度增加，是重力势能转 化动能；从最低点运动到 Q 点的过程中，高度上升，速度减小，是动能转化重力势能，

10、故 C 错，D 对。 8C解析：据cosWFl可知，力 F 作用点的位移不为零，且与 F 方向相同，所以 F 做正功，绳中拉力F拉的作用点的位移为零，所以F拉不做功；FBA作用点的位移为零，FBA不做功；FAB作用点的位移不为零，且与 FAB反向，所以 FAB做负功故本题的正确选项为 C 9D 解析：A 中有力但无位移，故推力未做功；B 中重力方向与行驶方向垂直或者说在重力方向上无位移；C 中在力的方向上无位移；D 中货物既受到拉力且在拉力方向上发生了位移，故 D 中拉力做了功判断某力 对物体是否做功，关键是抓住做功的两个要素，二者缺一不可510A、B、C 解析：斜面对物体做功即斜面对物体的作

11、用力(支持力和摩擦力)做功斜面沿水平方向匀速运动时，物 体受到平衡力作用而处于匀速直线运动状态，与重力相平衡的力是斜面给它的作用力，方向竖直向上， 与位移方向垂直，斜面对物体不做功斜面向上匀速运动时，力与位移同向，即 WFlmgl斜面水 平向左加速运动时，物体所受的合外力为 ma，恰等于斜面给它的作用力在位移方向的分量，即 WFllmal斜面向下加速时，对物体有 mg+Fma，WFlm(a-g)l 11. C、D 解析：先确定人对车的作用力方向和力的作用点的位移方向，这里人对车除有手对车的推力 F1外，还有 个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的水平作用力 F2，受力分析如图所示其中 F1做正功，F

12、2做负功由 于车厢水平方向除这两个力外还受其他力的作用，因此这两个力的合力做功正负难以确定于是将研究 对象转换为受力情况较简单的人，在水平方向上只受到车厢壁向后的推力 F1和车厢地板对人向前的作 用力 F2这两个力的合力使人产生加速运动的加速度，合力对人做正功，表示车对人做正功，所以人 对车做负功，故选项 C、D 正确12. C 解析：作用力和反作用力各自做功，没有必然的联系，由相互作用力做功的特点知，只有 C 正确13. C 解析：因三球所受重力均为恒力，又从抛出到落到同一水平面，三球发生的位移相同，故由 WFl知acbWWW对 a、c 两球，下落时所受空气阻力相同且为恒力，下落过程中发生的

13、位移也相同，故fafcWW但对 b 上升过程受阻力向下，下降过程受阻力向上，全程阻力非恒力，其阻力做功等于阻力大小乘以路程，即()fbacWf hhfhfh下上，所以fbfafcWWW，答案 C 正确二、解答题： 1.解析：弹簧被压缩，贮存了能量(弹性势能)，释放后势能逐渐转化为小球的动能当弹簧恢复到原长 时，势能为零，球的动能最大，在弹簧伸长过程中，球的动能减少，弹簧的势能又增加，球在往复运动 过程中，其动能与弹簧的势能相互转化，总的能量不变 2.解析：观察的结果是不管放不放杆，细杆的位置如何上下变化，小球摆起的高度都相同，小球在最低 点的速度最大用牛顿运动定律解释：小球从最高点下降时重力沿

14、切线方向的分力产生的分加速度方向与运动方向 相同，速度增大；小球从最低点向上运动时重力沿切线方向的分力产生的分加速度方向与运动方向相反。 速度减小故在最低点时速度最大 根据能量观点分析：小球运动过程中动能和重力势能相互转化，总能量不变，最高点动能为零，重 力势能最大；最低点重力势能最小，动能最大 3. 解析：物体受到两个力的作用：拉力 F和重力 mg，由牛顿第二定律得F-mgma，所以 Fm(g+a)10(10+2)N120N则1 2FF60N物体从静止开始运动，3s 内的位移为22112 3 m9m22sat 方法一：力 F 的作用点为绳的端点，而在物体发生 9 m 位移的过程中，绳的端点的

15、位移为 2s18 m，所以，力 F 做的功为 WF2s6018J1080J6方法二：本题还可用等效法求力 F 做的功由于滑轮和绳的质量及摩擦均不计，所以拉力 F 做的功和拉力 F对物体做的功相等，即FFWWF s1209J1080J4. 解析：(1)滑块的受力情况如图甲所示，摩擦力对滑块所做的功为：()mWmg sL (2)木板的受力情况如图乙所示，摩擦力对木板所做的功为：MWmg s5. Mm Mm 正 mM Mm 负解析：对人和木板分别进行受力分析，采用假设法判定fF的方向，设0fF ，当 Mm 时，由牛顿第二定律可知Mmaa，因此人相对于板有向左运动的趋势，故板对人的摩擦力fF的方向水平向右，应用牛顿第二定律，对系统有：2F(M+m)a，对人有：fFFMa，两式联立可推出fMmFFMm，由于fF方向与运动方向相同，所以fF对人做正功当 Mm 时，同理可知Mmaa，人相对于板有向右运动的趋势，故板对人的摩擦力fF的方向水平向左，应用牛顿第二定律，对系统有：2F(M+m)a，对人有：fFFMa，两式联立可推出fmMFFMm，由于fF的方向与运动方向相反，所以fF对人做负功