1、第 1 页 共 18 页第四章 机械能和能源练习 1 功一、选择题(每小题 6 分，共 48 分)1.A 关于功是否为矢量，下列说法正确的是( )A.因为功有正功和负功，所以功是矢量B.因为功没有方向性，所以功是标量C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.力是矢量，功也是矢量答案：B2.A 物体在两个相互垂直的力作用下运动，力 F1对物体做功 6J，物体克服力 F2做功 8J，则 F1、F 2的合力对物体做功为( )A.14J B.10J C.2J D.2J答案：D(点拨：合力对物体所做的功等于各个力做功的代数和)3.A 质量分别为州 m1和 m2的两个物体，m 1W2 B.W1P2C.W1W
2、2，P 1P2 D.W1W2，P 1=P2答案：B3.B 汽车以恒定功率 P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为 v，则下列判断正确的是( )A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动答案：C4.B 物体所受到的台外力为一恒力，由静止开始运动，该力的作用时间越长，则( )A.物体的瞬时速度越大 B.物体的瞬时加速度越大C.在单位时间内对物体所做的功越多 D.该力的瞬时功率越大答案：ACD(点拨： ,t 越大,v t越大 不变， 越tFvatm
3、 Fam02tvPF大，P=Fv t越大)5.B 质量为 2kg 的物体从静止开始自由下落，不计空气阻力，在 3s 末重力对物体做功的瞬时功率是(g 取 lOms 2)( )A.150W B.300W C.60W D.600W答案：D6.B 质量为 5kg 的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动.若它在 2s 内从静止开始速度增加到 4ms，则在这一段时间里外力对小车做功的平均功率是( )A.40W B.20W C.10W D.5W答案：B(点拨：v t=v0+at， ,F=ma=10N，240(/)ams)412(PFW7.B 一质量为 m 的物体以速度 v0在光滑平面上向右运动，现有一个大
4、小为 F 的向右的水平恒力作用在这个物体上，当这个水平恒力做功的功率为 P 时，则该水平恒力的作用时间为:()第 4 页 共 18 页A.tan/F; B.Pm2FC.(P+Fv0)mF 2; D.(p-Fv0)mF 2；答案：D8.BA、B 两物体质量分别为 m 和 2m，A 静止于光滑水平面上，B 静止于粗糙水平面上，用相同水平力分别推 A 和 B，使它们前进相同位移，下面说法正确的是( )A.两次推力做功一样多 B.第二次推力做功多一些C.两次推力做功的功率一样大 D.第一次推力做功的功率小一些答案：A二、填空题(每空 4 分，共 24 分)9.B 质量为 m 的物体自由下落，不计空气阻
5、力，在 ts 内重力对物体做功的平均功率为_W，重力在 ts 时的瞬时功率为_W.答案： ,21gt10.B 一物体做自由落体运动在第 1s 内和第 2s 内，重力对该物体做的功之比为_；在第 1s 末和第 2s 末，重力做功的即时功率之比为_.答案：1:3;1:211.B 用起重机将放在地面的重物匀加速提升到 16m 的高处，所用的时间为 8.0s重物的质量为 2.0103kg，钢索的拉力大小为 2.1104N 则起重机的钢索对重物做功为_J；重物上升过程中钢索做功的平均功率为_W(g 取 10ms 2)答案：3.3610 5;4.2104三、计算题(12 题 8 分，13 题和 14 题每
6、题 10 分，共 28 分)12.A 一台起重机匀加速地将质量 m=1.0103kg 的货物竖直吊起，在 2s 末货物的速度 v=4.0ms 取 g=10m/s2，不计额外功求：(1)起重机在这段时间内的平均输出功率(2)起重机在 2s 末的瞬时输出功率答案：2.410 4W;4.8104W(点拨： ,F-mg=ma,F=1.2104N, 20/tvams, )2.10PFvW4.81PFW13.B 一辆质量为 2.0103kg 的汽车以额定功率为 6.0104W 在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值在某时刻汽车的速度为 20ms，加速度为 0.50mS 2，求(g 取 10ms 2)：(
7、1)汽车所能达到的最大速度是多大?(2)当汽车的速度为 10ms 时的加速度是多大?(3)若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行驶)，加速度的大小为a=1.0ms 2，则这一过程能保持多长时间?答案：(1)30ms(2)2ms 2(3)15s(点拨：(1)v=20ms 时， .F-f=ma，310PFNv则 f=2103N，当牵引力等于阻力时，v 最大， .(2)当 v=10ms，max3/vsf, .(3)F-f=ma，F=410 3N .3610PF2/Ffasm 15/vmF)5vtsa第 5 页 共 18 页14.C 一个放在水平面上的物体质量为 2.0kg，在沿水平方向的拉
8、力作用下运动，其运动速度随时间变化的图象如图所示.已知地面与物体之间的动摩擦因数为 0.2 则在 04.0s 的时间内，拉力对物体所做的功为多少焦?在第 4s 末拉力对物体做功的瞬时功率为多少瓦?(g 取10ms 2)答案：48J，24W(点拨：由图可知：a=1ms 2，s=8m,F-f=ma，F=6N，W f=Fs=48J，p=Fv=24W)练习 3 功和能一、选择题(每小题 7 分，共 42 分)1.A 关于功和能的关系，下列说法中正确的是 ( )A.能是物体具有做功的本领B.功是能量转化的量度C.功是在物体状态发生变化过程中的过程量，能是由物体状态决定的状态量D.功和能的单位相同，它们的
9、意义也完全相同答案：ABC2.A 对于功和能的关系，下列说法中正确的是 ( )A.功就是能，能就是功B.功可以变为能，能可以变为功C.做功的过程就是物体能量的转化过程D.功是物体能量的量度答案：C3.A 有关功和能，下列说法正确的是 ( )A.力对物体做了多少功，物体就具有多少能B.物体具有多少能，就一定能做多少功C.物体做了多少功，就有多少能量消失D.能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少答案：D4.B 一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为 G，A、B 两端固定在水平天花板上，如图所示，今在绳的最低点 C 施加一竖直向下的力将绳绷直，在此过程中，绳索 AB 的重心位置(
10、 )A.逐渐升高 B.逐渐降低C.先降低后升高 D.始终不变答案：A(点拨：拉力向下拉绳索的过程对绳索做正功，使绳索的重力势能逐渐增加绳索的重心逐渐升高)5.B 如图所示，小物块位于光滑斜面上，斜面位于光滑水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力( )A.垂直于接触面，做功为零B.垂直于接触面，做功不为零第 6 页 共 18 页C.不垂直于接触面，做功为零D.不垂直于接触面，做功不为零答案：B6.B 关于作用力与反作用力做功，下列说法正确的是( )A.当作用力做正功时，反作用力一定做负功B.作用力使物体的能量增加，反作用力使物体的能量减少C.作用力与反作用力对物
11、体做的功为零，所以物体的能量不发生变化D.当作用力做正功时，反作用力可以做正功，也可以做负功，或可以不做功答案：D二、填空题(每空 5 分，共 25 分)7.B 地下室深 10m，面积为 40m2，积水 2m 深，要把这部分水全部抽到地面，至少要做功_J(g 取 10ms 2)答案：7.210 68.B 一个压缩的弹簧把小球弹出，若小球只有弹力对它做功 500J，则弹簧的弹性势能减少了_J，小球的动能增加了_J.答案：500;5009.B 把一玩具电动机接在恒定电压的电源两极上，合上开关一段时间，电流对电动机做的总功为 200J，电动机转动时因摩擦或线圈通电后发热共产生热能 20J，则在这段时
12、间内电动机输出的机械能是_J.答案：18010.B 人的心脏每跳一次大约输送 的血液，正常人的血压(可看做心脏压送血液的53810m压强)的平均值约为 1.5104Pa，心跳每分钟 70 次，据此估测心脏工作的平均功率为_W.答案：1.4(点拨：W=Pv=1.510 4810-5=1.2J, )1.270.46PW三、计算题(每题儿分，共 33 分)11.B 在水平地面上平铺 n 块砖，每块砖的质量为 m，厚度为 h，如将砖一块一块地叠放起来，人至少需要对砖做多少功?答案： (点拨：将这 n 块砖由平铺状态变为叠放状态机械能增加1()2nmgh,根据功和能的关系，叠放这些砖人至少要对1()(1
13、)2gh砖做功 )(12.B 边长为 0.5m 的正方体木块其质量为 40kg，一个人采用翻滚的方法将它沿水平面向前移动 3m，如图所示，求此人要对立方体做多少功?(g 取 10ms 2)答案：248J(点拨：在一次翻滚中，人至少要做的功等于将木块翻到图中位置时所增加的重力势能 .由于翻滚一次木块向前移动 0.5m，要移动 3m，需翻滚 6 次，所以21()mga第 7 页 共 18 页人至少要做功 )6(21)48aWmgJ13.C 如图所示，用恒力 F 通过光滑定滑轮把静止于水平面上的物体从位置 A 拉到位置 B，不计滑轮和物体的大小，滑轮离地的高度为 h，物体在 A、B 位置时，细绳与水
14、平面间的夹角分别是 1、 2，求拉力 F 在这一过程中所做的功，如果水平面光滑，则此过程中物体的动能增加多少?答案： ; (点拨：物体所增加的动能等于拉力所做的12()sini12()sinih功 1212()()iiiiFhWF练习 4 动能动能定理(1)一、选择题(每小题 6 分，共 54 分)1.A 关于速度与动能，下列说法中正确的是( )A.一个物体速度越大时，动能越大B.速度相等的物体，如果质量相等，那么它们的动能也相等C.动能相等的物体，如果质量相等那么它们的速度也相同D.动能越大的物体，速度也越大答案：AB2.A 对于做匀速圆周运动的物体，下面说法中正确的是 ( )A.速度在改变
15、，动能也在改变 B.速度改变，动能不变C.速度不变，动能改变 D.动能、速度都不变答案：B(点拨：动量是矢量，动能是标量)3.B 一质量为 1.0kg 的滑块，以 4ms 的初速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起一向右水平力作用于滑块，经过一段时问，滑块的速度方向变为向右，大小为 4ms，则在这段时间内水平力所做的功为( )A.0 B.8J C.16J D.32J答案：A4.B 两物体质量之比为 1:3，它们距离地面高度之比也为 1:3，让它们自由下落，它们落地时的动能之比为( )A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1答案：C(点拨：落地时的动能等于物体减少的重力势能E p=-mg
16、h )12:9PE5.A 在地面 15m 高处，某人将一质量为 4kg 的物体以 5ms 的速度抛出，人对物体做的功是( )A.20J B.50J C.588J D.638J答案：B6.B 一个物体由静止沿长为 L 的光滑斜面下滑当物体的速度达到末速度一半时，物体沿斜第 8 页 共 18 页面下滑了( ).4LA.(21)BL.2C.2LD答案：A7.B 质点在恒力作用下，从静止开始做直线运动，则质点的动能( )A.与它通过的位移成正比 B.与它通过的位移的平方成正比C.与它运动的时间成正比 D.与它的运动的时间的平方成正比答案：AD8.B 两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，以相同的初
17、动能在同一水平面上滑动，最后都静止，它们滑行的距离是( )A.乙大 B.甲大 C.一样大 D.无法比较答案：A9.B 两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比为 m1:m2=1:2，速度之比为v1:v2=2:1 当汽车急刹车后，甲、乙两辆汽车滑行的最大距离为 s1和 s2两车与路面的动摩擦因数相同，不计空气阻力，则( )A.s1:s2=1:2 B.S1:S2=1:1C.S1:S2=2:1 D.s1:s2=4:1答案：D(点拨：根据动能定理， , , )kWE合 20gsv211:4sv二、填空题(每空 4 分，共 20 分)10.A 质量为 5g 和 10g 的两个小球，如果它们的速度相等
18、，它们的动能之比是_；如果它们的动能相等，它们的速度之比是_答案：2:1; 1:211.B 一根均匀的铁链 AB 质量为 3kg，长为 1m，盘在地面上，用恒力 F=50N 的力提 A，到 B刚好离开地面，则人所做的功为_，铁链的速度为_.(g 取 10ms 2)答案：50J; 0/3ms12.B 如图所示，光滑水平面上，一小球在穿过 O 孔的绳子的拉力作用下沿一圆周匀速运动，当绳的拉力为 F 时，圆周半径为 R，当绳的拉力增大到 8F 时，小球恰可沿半径为 R2 的圆周匀速运动在上述增大拉力的过程中，绳的拉力对球做的功为_.答案： (点拨：绳的拉力对球做的功等于小球动能的变化 , ,32FR
19、 21vFm28vR)2213FWmv三、计算题(13 题 8 分，14 题和 15 题每题 9 分，共 26 分)13.B 有一质量为 0.2kg 的物块，从长为 4m，倾角为 30光滑斜面顶端处由静止开始沿斜面滑下，斜面底端和水平面的接触处为很短的圆弧形，如图所示.物块和水平面间的滑动摩第 9 页 共 18 页擦因数为 0.2 求：(1)物块在水平面能滑行的距离；(2)物块克服摩擦力所做的功(g 取 10ms 2)答案：10m，4J(点拨：根据动能定理， mgh-mgs=0,s=10m, )kWE合 4fFWJ14.B 如图所示，AB 和 CD 是半径为 R=1m 的 14 圆弧形光滑轨道
20、，BC 为一段长 2m 的水平轨道质量为 2kg 的物体从轨道A 端由静止释放，若物体与水平轨道 BC 间的动摩擦因数为0.1求：(1)物体第 1 次沿 CD 弧形轨道可上升的最大高度；(2)物体最终停 F 来的位置与 B 点的距离答案：(1)0.8m(2)离 B2m(点拨：(1)根据动能定理 ,mg(R-h)-kWE合mgs=0;h=0.8m(2)重力势能全部转化为内能 mgR-mgs=0;s=10m，离 B 点 2m)15.C 如图所示的装置中，轻绳将 A、B 相连，B 置于光滑水平 面上，拉力 F 使 B 以 1ms 匀速的由 P 运动到 Q,P、Q 处绳与竖 直方向的夹角分别为 1=3
21、7， 2=60.滑轮离光滑水平面高 度h=2m，已知 mA=10kg，m B=20kg，不计滑轮质量和摩擦，求在此 过程中拉力 F 做的功(取 sin37=0.6，g 取 10ms 2)答案：151.95J(点拨：对 A、B 系统用动能定理得：WF=151.95J)22121()(in)(sin)cosFA AhWgvmv练习 5 动能动能定理(2)一、选择题(每小题 6 分，共 54 分)1.B 子弹以水平速度 v 射人静止在光滑水平面上的木块 M，并留在其中，则( )A.子弹克服阻力做功与木块获得的动能相等B.阻力对于弹做功小于子弹动能的减少C.子弹克服阻力做功与子弹对木块做功相等D.子弹
22、克服阻力做功大于子弹对木块做功答案：D2.B 两个物体的质量分别为 m1和 m2，且 m1=4m2，当它们以相同的动能在动摩擦因数相同的水平面上运行时，它们的滑行距离之比 s1:s2和滑行时间之比 t1:t2分别为( )A.1:2,2:1 B.4:1,1:2 C.2:1,4:1 D.1:4,1:2答案：D3.B 速度为 v 的子弹，恰可穿透一块固定着的木板，如果子弹的速度为 2v，子弹穿透木板时阻力视为不变，则可穿透同样的木板( )A.1 块 B.2 块 C.3 块 D.4 块第 10 页 共 18 页答案：D4.B 以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为 h，空气阻力的大小
23、恒为 f，则从抛出至回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为 ( )A.0 B.-fh C.-2fh D.-4fh答案：C(点拨：物体向上运动，f 向下；物体向下运动，f 向上)5.B 有两个物体其质量 M1M2，它们初动能一样，若两物体受到不变的阻力 F1和 F2作用经过相同的时间停下，它们的位移分别为 s1和 s2，则( )A.F1F2，且 s1F2，且 s1s2C.F1s2答案：A(点拨：根据动量定理：0-mv=Ft，则 ,m 越大，F 越大；动能221vt定理E k=-FS,F 大，则 s 小)6.B 质量为 m 的物体从地面上方 H 高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为 h
24、的坑，如图所示，在此过程中( )A.重力对物体做功为 mgHB.重力对物体做功为 mg(H+h)C.外力对物体做的总功为零D.地面对物体的平均阻力为 mg(H+h)h答案：BCD7.B 物体与转台间的动摩擦因数为 ，与转轴间距离为 R，m 随转台由静止开始加速转动，当转速增加至某值时，m 即将在转台上相对滑动，此时起转台做匀速转动，此过程中摩擦力对 m 做的功为( )A.0 B.2mgR C.2mgR D.mgR2答案：D8.B 如图所示，质量为 m 的物体静放在水平光滑平台上， 系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度 v0向右 匀速走动的人拉着，设人从地面上且从平台的边缘开始向 右行至
25、绳和水平方向成 30角处，在此过程中人所做的功 为( )A.mv022 B.mv02 C.2mv023 D.3mv028答案：D9.B 如图，一小物块初速 v1，开始由 A 点沿水平面滑至 B 点时速度为 v2，若该物块仍以速度 v1从 A 点沿两斜面滑动至 B 点时速度为 v2，已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同，则( )A.v2v2B.v2VbVc B、V a=VbVc C、V aVbVc D、V a=Vb=Vc4如图所示，质量为 m 的物体，以水平速度 v0离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为 h 的 A 点时，所具有的机械能是( )A mv02 mgh
26、B mv02-mgh11C mv02 mg(H-h) D mv025质量为 1 kg 的物体，在空中由静止开始自由落下，经 5 s 落地，以下说法中正确的是（g 取 10 m/s2） ( ) A前 2 s 内小球的动能增量为 200 J B第 2 s 内重力做功为 250 JC第 2 s 末重力做功的瞬时功率为 200 W D5 s 内重力做功的平均功率为 250W二、填空题（每空 4 分，共 20 分）6在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门.球门高度为 h，足球飞入球门的速度为 v，足球的质量 m，则红队球员将足球踢出时的速度 v0= ，该队员踢球
27、时对足球做功 w= .（不计空气阻力）7如图所示，水平放置在光滑水平面上的轻弹簧一端固定在墙壁上，质量 4kg 的木块在光滑水平面上滑动时碰撞并将弹簧压缩，若碰撞弹簧之前木块滑行速度 5m/s，该轻弹簧被压缩过程中最大的弹性势能为 J；当木块的速度减小为 3m/s 时，弹簧具有的弹性势能为 J,弹簧从开始被压缩到此刻对木块做的功为 J. 三、计算题(共 40 分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.以下各题均取 g=10m/s2)8(12 分) 长为 1m 的轻绳，上端固定在 O 点，下端连一质量为 0.5kg 的小球若小球在竖直平面内摆动过程中，轻绳偏离竖直线的最大角度为 6
28、00，求: (1)小球在最低点时的速度；(2)小球经过最低点时绳的张力.vO60第 17 页 共 18 页9(13 分)如图所示,粗糙的水平面与竖直平面内的光滑弯曲轨道 BC 在 B 点相接.一小物块从AB 上的 D 点以初速 v0=8m/s 出发向 B 点滑行, DB 长为 12m,物块与水平面间动摩擦因数=0.2,求: (1)小物块滑到 B 点时的速度； (2)小物块能沿弯曲轨道上滑到距水平面的最大高度.10 （15 分）如图，AB 是高 h1=0.6m、倾角 =370 的斜面，放置在水平桌面上，斜面下端是与桌面相切的一段圆弧，且紧靠桌子边缘.桌面距地面的高度 h2=1.8m.一个质量 m
29、=1.0kg的小滑块从斜面顶端 A 由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面底端 B 时沿水平方向离开斜面，落到水平地面上的 C 点.滑块与斜面间的动摩擦因数 =0.5. 不计空气阻力.求：(1)小滑块经过 B 点时的速度；(2)小滑块落地点 C 距桌面的水平距离；(3)小滑块落地时的速度大小.高一物理第七章机械能测试题-参考答案一、选择题(每题 8 分，共 40 分.有的只有一个答案正确，有的有多个答案正确)题号 1 2 3 4 5答案 AD ABD D D ACD二、填空题（每空 4 分，共 20 分）6. 7. 50J 32J -32J ghv2)2(1ghvm三、计算题(共 40 分.解答时应
30、写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.以下各题 g 均取 10m/s2)A BCDCABh1h2第 18 页 共 18 页8. (12 分) 解：（1）小球下落过程机械能守恒，选取最低点为零势能参考平面，则， 21cosmvmgL）（ 解得 m/s0v（2）在最低点，由牛顿第二定律得解得 F=10NLmgF29. (13 分) 解：（1）在到达 B 点前，只有滑动摩擦力 f 对物体做功，对物体从 D 到 B 的过程运用动能定理，设物体在 B 点时的速度为 v，则fsDB m v2 - m v02 又 f = mg 联立以上两式解得v = 4 m/s（2）物体在沿弯曲轨道上滑的过程中，只有重力对物体做功，因此机械能守恒，设物体能够上滑的最大高度为 h，并取水平面为参考平面，则 m v2 mgh 解得 h = 0.8m110. (14 分) 解:(1)滑块在斜面上受力图如右图所示 垂直于斜面方向:N - mgcos = 0 沿斜面方向:mgsin - N = ma 求出 a=2.0m/s 2 由 v B2=2as 求出 v B=2.0m/s (2)设滑块从 B 到 C 所用时间为 t由 221gthvxB求出 x=1.2m (3)从 B 到 C，取地面为零势能面，由机械能守恒定律有222CBvv解得 sC/4.6/10
