1、1专题 11 功 机械能守恒1下列物体运动过程中，机械能守恒的是A. 真空中自由下落的羽毛B. 沿斜坡匀速行驶的汽车C. 蹦床运动中越跳越高的运动员D. 在竖直平面内作匀速圆周运动的小球【答案】A【解析】在真空管中自由下落的羽毛，只受重力，机械能守恒，所以 A 正确。沿斜坡匀速行驶的汽车，2歼15 舰载战斗机在空中上升过程中 （ ）A. 重力做正功，重力势能减少B. 重力做正功，重力势能增大C. 重力做负功，重力势能减少D. 重力做负功，重力势能增大【答案】D【解析】歼15 舰载战斗机在空中爬升过程中，重力方向竖直向下，而歼15 舰载战斗机的高度升高，则重力做负功，由物体的重力势能表达式为 ，
2、可知，重力势能增加。故 D 正确，ABC 错误。故选：D。3如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成 角的斜向上的拉力 F 的作用下沿水平面移动了距离 s，若物体的质量为 m，物体与水平面之间的摩擦力大小为 f，则在此过程中A. 摩擦力做的功为 fs B. 力 F 做的功为 FscosC. 力 F 做的功为 Fssin D. 重力做的功为 mgs2【答案】C【解析】摩擦力方向水平向左，位移水平向右，故 ，A 错误；力 F 所做的功为 ，B 错误 C 正确；因为在竖直方向上没有发生位移，所以重力做功为零，D 错误。4某人在高 h 处抛出一个质量为 m 的物体，不计空气阻力，物体落地时速度为
3、 v，该人对物体所做的功为( )A. mgh B. C. mgh + D. mgh【答案】D【解析】人对小球做的功等于小球获得的初动能，根据对抛出到落地的过程运用动能定理得：mgh= mv2 mv02解得： mv02 mv2mgh；即人对小球做的功等于 mv2mgh，故选D。 5质量为 m 的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率 P 启动，最终以某一速度匀速直线运动此过程中，车所受阻力大小恒为 f，重力加速度为 g，则A. 汽车的速度最大值为 B. 汽车的速度最大值为C. 汽车的牵引力大小不变 D. 汽车在做匀变速直线运动【答案】A【解析】汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率 P 启动，由
4、 P=Fv 可知， P 不变，当牵引力等于阻6如图为某质点从 A 点到 E 点做匀变速曲线运动的轨迹示意图，该质点运动到 D 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则该质点 A. 经过 C 点时的速率比 D 点的大3B. 经过 D 点时的加速度比 B 点的大C. 经过 B 点和 E 点时的速率可能相等D. 从 B 点运动到 E 点的过程中合外力先做正功再做负功【答案】A【解析】由题意，质点运动到 D 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿 D点轨迹的切线方7韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态不变下滑了一段距离，重力对他做
5、功 1900 J，他克服阻力做功 100 J。韩晓鹏在此过程中：A. 动能增加了 1900JB. 重力势能减小了 1900JC. 合力做功 2000JD. 机械能增加 100J【答案】B【解析】 AC、重力对他做功 1900J，克服阻力做功 100J，即阻力对他做功为100 J，则合外力对他所做的总功为 1900J100J=1800J，是正功，根据动能定理得：他的动能增加了 1800J，故 A、 C 错误；B、重力对物体做功为 1900J，是正功，则重力势能减小了 1900J， 故 B 正确；D、他的动能增加了 1800J，重力势能减小了 1900J，所以机械能减小了 100J，故 D 错误；
6、故选 B。8一质量为 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（ ）4A. 02s 内外力的平均功率是 6WB. 第 2s 内外力所做的功是 4JC. 02s 内外力的冲量为 5NsD. 第 1s 末与第 2s 末外力的瞬时功率之比为 94【答案】D【解析】0-1s 内，物体的加速度 ，则质点在 0-1s 内的位移9如图所示，长为 L 的小车静止在光滑的水平面上，小车前端放一小物块，用大小为F 的水平力将小车向右拉动一段距离 s，物块刚好滑到小车的左端物块与小车间的摩擦力为 f，下列说法正确的是（ ）A. 摩擦力对小物块做的功为B
7、. 摩擦力对小车做功为C. F 对小车做的功为D. 小车克服摩擦力所做的功为【答案】AB【解析】由题，小物块对地的位移方向向右，大小为 s-L，小物块受到的摩擦力方向5水平向右，则摩擦力对小物块做的功为 f（s-L） ，故 A 正确。小车受到的摩擦力方向水平向左，位移方向向右，大小为 s，则摩擦力对小车做功为-fs，即小车克服摩擦力所做的功为 fs。故 B 正确，D 错误。小车对地位移大小为 s，则力 F 对小车做的功为 Fs故 C 错误。故选 AB。10静止在光滑水平面上质量为 1kg 的物体，受到水平拉力 F 的作用，拉力 F 随时间t 变化的图像如图所示，则下列说法中正确的是A. 4s
8、末物体的速度大小为 2m/sB. 04s 内拉力对物体做功为零C. 04s 内物体的位移为零D. 4s 末物体的动量为零【答案】BD11质量为 2kg 的物体，放在动摩擦因数为 =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 s 之间的关系如图所示，重力加速度，在物体位移 9m 的过程中，下列说法中正确的是（ ）A. 物体先做匀加速运动，然后做匀减速运动B. 拉力 F 的平均功率为 6.75WC. 拉力 F 的最大瞬时功率为 15W6D. 摩擦力做功为 18J【答案】BC【解析】由图可知，0-3m 内拉力的大小 ，3-9m 内拉力的大小，摩擦力的
9、大小 ，可知物块先做匀加速运动后做匀速运动，故 A 错误。0-9m 内拉力做功为 27J，匀加速运动的加速度，根据 ，得，匀加速运动的时间 ，匀加速运动的末速度 ，则匀速运动的时间 ，则拉力的平均功率 ，故 B 正确。拉力的最大瞬时功率，故 C 正确；摩擦力做功 ，故 D 错误。故选 BC。12如图，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率 匀速向右运动一质量为 的滑块从传送带右端以水平向左的速率 滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端就上述过程，下列判断正确的有（ ）A. 滑块返回传送带右端的速率为B. 此过程中传送带对滑块做功为C. 此过程中电动机对传送带做功为D. 此过程
10、中滑块与传送带间摩擦产生的热量为【答案】AD【解析】A、由于传送带足够长，滑块受向右的摩擦力，减速向左滑行，至速度为 ，之后，再加速向右滑行，由于 ，物体会先在滑动摩擦力的作用下加速，当速度增大到等于传送带速度时，物体还在传送带上，之后不受摩擦力，故物体与传送带一起向右匀速运动，有 ，故 A 正确； B、此过程中只有传送带对滑块做功根据动能定理 得：7，故 B 错误；滑块与传送带间摩擦产生的热量大小等于通过滑动摩擦力对系统做功，故 D 正确；C、全过程中，电动机对皮带做的功与滑块动能的减小量之和等于滑块与传送带间摩擦产生的热量，即 ，整理得： ，故 C 错误；故选 AD。13用如图所示的器材做
11、验证机械能守恒定律的实验，重物下落，打出纸带，某同学不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分，剩下的部分纸带上各相邻点的间距已测出，标在图中，单位是 cm，打点计时器打点周期时间间隔为 0.02s，所选重物质量为 m=0.5kg，重力加速度取8（1）重物在打 2 点时的速度 =_，在打 5 点时的速度 =_；从打 2 点到打 5 点过程中，重物动能的增加量 =_J，重力势能的减少量=_J；（保留三位有效数字）（2） 与 不相等，原因是_。【答案】 （1）1.5 2.08 0.519 0.529 （2）实验存在阻力【解析】 （1）利用匀变速直线运动的推论得：14在用“落体法”做“验证
12、机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示（1）为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是_.A选用质量大的重锤B安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直D重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直（2）小明用实验测得数据画出的 v2 h 图象如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是_.（3）另有四位同学在图乙的基础上，画出没有阻力时的 v2 h 图线，并与其比较，其9中正确的是_.【答案】BC 打下 O 点时重锤速度不为零 B 【解析】(1)A、为了减小阻力的影响，重锤选择质量大一些，体积小一些的铁质重锤，故 A 错误B、15一竖直放置的
13、半径为 R0.4m 半圆形轨道与水平直轨道在最低点平滑连接。质量m0.05kg 的小球以一定的初速度沿直轨道向右运动，并沿圆轨道的内壁冲上去。如果小球经过 N 点时的速度 v16m/s；小球经过轨道最高点 M 后作平抛运动，平抛的水平距离为x1.6m，取重力加速度 g10m/s 2。求：（1）小球经过 M 时速度大小；（2）小球经过 M 时对轨道的压力大小；（3）小球从 N 点滑到轨道最高点 M 的过程中克服摩擦力所做的功。【答案】 （1）4m/s （2）1.5N （3）0.1J1016一列动车总质量 m510 5kg，动车发动机的额定功率 P410 6W，在水平轨道上行驶时，轨道对列车的阻力
14、 Ff是车重力的 0.02 倍， g 取 10m/s2，求：（1）火车在水平轨道上行驶的最大速度 vm；（2）火车以额定功率行驶时，在水平轨道上速度为 20m/s 时的加速度 a；（3）若火车从静止开始，保持 0.1m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间。【答案】 vm=40m/s ； a0.2m/s 2 【解析】 （1）列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力时，列车的加速度为零，速度达最大 vm，则：Ffkmg 解得：v m=40m/s （2）当 v20m/s 时小于最大速度，列车处于加速运动过程，则由牛顿第二定律可得：PFv Ff m a 解得：a0.2m/s 2 （3）由于
15、列车处于加速启动过程据牛顿第二定律得：11F f ma当功率增大到额定功率时速度大小为 v，即 P F vv at 解得： 故本题答案是： vm=40m/s ； a0.2m/s 2 17如图所示的装置由传送带 AB、水平地面 CD、光滑半圆形轨道 DE 三部分组成。一质量为 5 kg 的物块从静止开始沿倾角为 37的传送带上滑下。若传送带顺时针运动，其速度 v10 m/s，传送带与水平地面之间通过光滑圆弧 BC 相连，圆弧 BC 长度可忽略不计，传送带 AB 长度为 LAB16 m，水平地面长度为 LCD6.3 m，半圆轨道 DE 的半径 R1.125 m，物块与水平地面间、传送带间的动摩擦因数均为 0.5。求：(sin 370.6，cos 370.8)(1)物块在传送带上运动的时间 t；(2)物块到达 D 点时对 D 点的压力大小；(3)物块从 E 点抛出后的落地点与 D 点的距离。【答案】(1)2 s (2)410 N (3) 12设物块到达 D 点时的速度为 v3，则 解得 v3=9 m/s设此时 D 点对物块的支持力为 FN，根据牛顿第二定律，有 ，解得FN=410 N根据牛顿第三定律可知，物块对 D 点的压力大小为 410 N。(3)物块沿半圆轨道从 D 点运动到 E 点的过程机械能守恒，设物块经过 E 点时的速度为v4，根据机械能
