高考物理必修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí) 能量與功基礎(chǔ)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題： 1、（2015 江蘇校級(jí)模擬）關(guān)于功的概念，下列說法中正確的是（ ） A．力對(duì)物體做功多，說明物體的位移一定大 B．力對(duì)物體做功小，說明物體的受力一定小 C．力對(duì)物體不做功，說明物體一定沒有移動(dòng) D．物體發(fā)生了位移，不一定有力對(duì)它做功 2．下列關(guān)于重力勢(shì)能的說法正確的是( ) A．重力勢(shì)能的大小只由重物本身決定 B．重力勢(shì)能恒大于零 C．在地面上的物體，它具有的重力勢(shì)能一定等于零 D．重力勢(shì)能實(shí)際上是物體和地球所共同決定的 3．與物體動(dòng)能有關(guān)的因素有(

2、 ) A．物體的質(zhì)量 B．物體的速度 C．物體和參考平面之間的高度差 D．物體的大小 4．伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)反映了一個(gè)重要的事實(shí)：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必將準(zhǔn)確地達(dá)到與它開始點(diǎn)相同高度的點(diǎn)，決不會(huì)更高一點(diǎn)，也不會(huì)更低一點(diǎn)．這說明小球在運(yùn)動(dòng)過程中有“某個(gè)量”是不變的，這個(gè)“量”應(yīng)是( ) A．力 B．勢(shì)能 C．速度 D．能量 5．如圖所示的四幅圖是小新提包回家的情景，小新對(duì)提包的拉力沒有做功的是( ) 6、（2015 沈陽校級(jí)模擬）以一定的初速度豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度

3、為h，空氣阻力的大小恒為，則從拋出點(diǎn)至落回到原出發(fā)點(diǎn)的過程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為（ ） A．0 B． C． D． 7、（2015 揚(yáng)州學(xué)業(yè)考試）如圖所示嗎，細(xì)繩懸掛一個(gè)小球在豎直平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng)，在小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中（ ） A．小球動(dòng)能先減小后增大 B．小球動(dòng)能一直減小 C．小球重力勢(shì)能先增大后減小 D．小球重力勢(shì)能先減小后增大 8．如圖所示，物體A、B疊放著，A用繩系在固定的墻上，用力F拉著B向右運(yùn)動(dòng)．用、FAB、FBA分別表示繩中拉力、A對(duì)B的摩擦力和B對(duì)A的摩擦力，則下列敘述中

4、正確的是( ) A．F做正功，F(xiàn)AB做負(fù)功，F(xiàn)BA做正功，不做功 B．F、FBA做正功，F(xiàn)AB、不做功 C．F做正功，F(xiàn)AB做負(fù)功，F(xiàn)BA和不做功 D．F做正功，其他力都不做功 9．下列現(xiàn)象中，做了功的是( ) A．人推墻而墻不動(dòng)時(shí)人的推力 B．在平直公路上行駛的汽車受的重力 C．馬拉車而拉不動(dòng)時(shí)馬的拉力 D．起重機(jī)向上吊起貨物時(shí)懸繩的拉力 10．質(zhì)量為m的物體始終固定在傾角為θ的斜面上，下列說法正確的是( ) A．若斜面水平向右勻速運(yùn)動(dòng)距離l，斜面對(duì)物體沒有做功 B．

5、若斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)距離l，斜面對(duì)物體做功為 C．若斜面水平向左以加速度a運(yùn)動(dòng)距離l，斜面對(duì)物體做功為mal D．若斜面向下以加速度a運(yùn)動(dòng)距離l，斜面對(duì)物體做功為m(g+a)l 11. 如圖所示，在加速向左運(yùn)動(dòng)的車廂中，一人用力向前推車廂(人與車廂始終保持相對(duì)靜止)，則下列說法正確的是( ) A．人對(duì)車廂做正功 B．車廂對(duì)人做負(fù)功 C．人對(duì)車廂做負(fù)功 D．車廂對(duì)人做正功 12. 關(guān)于兩物體間的作用力和反作用力的做功情況是( ) A．作用力做功，反作用力一定做功 B．作用力做正功，反作用力一定做負(fù)功

6、 C．作用力和反作用力可能都做負(fù)功 D．作用力和反作用力做的功一定大小相等，且兩者代數(shù)和為零 13. 在同一高度處讓三個(gè)質(zhì)量相同的小球a、b、c分別自由下落、豎直上拋、豎直下拋．設(shè)三球運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小恒定，則當(dāng)三球落到同一水平面上時(shí)，重力做功分別為、、小球克服空氣阻力做功、、，則( ) A．， B．， C．， D．， 二、解答題： 1.如圖所示，在光滑地面上，一彈簧的一端固定在豎直墻上，另一端連著一個(gè)小球，用力壓縮彈簧，釋放后，試分析能量轉(zhuǎn)化的情況． 2. 17世紀(jì)初，伽利略在研究中發(fā)現(xiàn)了“擺球的等高性”．圖

7、中是他當(dāng)時(shí)研究的裝置圖(叫伽利略擺)．將小鐵球拉到一定高度，然后釋放，觀察小球能擺多高，在哪個(gè)位置速度最大． 在鐵架上再加一個(gè)細(xì)桿，使得小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，懸掛小球的細(xì)線被細(xì)桿擋?。畬⑿∏蚶脚c先前同樣的高度，然后釋放，觀察小球能擺多高，在哪個(gè)位置速度最大． 做伽利略實(shí)驗(yàn)，你觀察到的結(jié)果是什么?先嘗試用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行解釋，再用在本節(jié)中學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行解釋． 3. 如圖所示，滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不計(jì)，用力F開始提升原來靜止的質(zhì)量為m＝10 kg的物體，以大小為a＝2m/s2的加速度上升，求前3s內(nèi)力F做的功．(g取10 m/s2) 4. 質(zhì)量為M的長木板放在光滑的

8、水平面上(如圖所示)，一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，在木板上前進(jìn)了L，而木板前進(jìn)了s．若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，問： (1)摩擦力對(duì)滑塊所做的功為多大? (2)摩擦力對(duì)木板所做的功為多大? 5. 質(zhì)量為M的人手握輕繩的一端站在質(zhì)量為m的木板上，繩索的另一端繞過定滑輪拴住木板，木板放在光滑固定水平臺(tái)面上，如圖所示．當(dāng)人用力F拉繩時(shí)，人和板共同加速前進(jìn)，如果人與木板的質(zhì)量關(guān)系為M＞m，則板對(duì)人的摩擦力＝________F，對(duì)人做________功；如果是M＜m，則＝________F，對(duì)人做________功． 【答案

9、與解析】 一、選擇題： 1、D 解析：力對(duì)物體做功多，根據(jù)，如果力很大，那么物體的位移不一定大，故A錯(cuò)誤；力對(duì)物體做功小，如果位移小，物體受力不一定小，故B錯(cuò)誤；力對(duì)物體不做功，可能是力與位移方向的夾角為，故C錯(cuò)誤；物體發(fā)生了位移，如果力的方向與位移方向垂直，力對(duì)它不做功，故D正確。 2．D 解析：重力勢(shì)能由物體的質(zhì)量、地球表面的重力加速度、相對(duì)參考面的高度共同決定，所以D正確． 3．A、B 解析：動(dòng)能跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物理學(xué)已經(jīng)證明，動(dòng)能的表達(dá)式為，其中k為比例常數(shù)，m為物體的質(zhì)量，v為物體的運(yùn)動(dòng)速度．對(duì)于同一物體，物體的速度大小和參考系的選擇有關(guān)，選擇不同的參考系時(shí)，物

10、體的速度可能不同，動(dòng)能也可能不同． 4．D 解析：在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中，小球從一個(gè)斜面到另一個(gè)斜面，斜面彈力是不同的，勢(shì)能先減小后增大，速度先增大后減小，所以A、B、C錯(cuò)，不變的“量”應(yīng)是能量，包括動(dòng)能和勢(shì)能，D對(duì)． 5．B 6、C 解析：阻力對(duì)物體做功與物體經(jīng)過的路徑有關(guān)，由于空氣阻力恒為，且與v的夾角在上升過程和下降過程中始終為，故從拋出到落回拋出點(diǎn)摩擦力做功為。 7、D 解析： P、Q的位置最高，速度為零，故此兩點(diǎn)的重力勢(shì)能最大；最低點(diǎn)，速度最大，故動(dòng)能最大，因此小球的動(dòng)能先增大后減小，AB錯(cuò)；從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，高度下降，速度增加，是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能；從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

11、到Q點(diǎn)的過程中，高度上升，速度減小，是動(dòng)能轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能，故C錯(cuò)，D對(duì)。 8．C 解析：據(jù)可知，力F作用點(diǎn)的位移不為零，且與F方向相同，所以F做正功，繩中拉力的作用點(diǎn)的位移為零，所以不做功；FBA作用點(diǎn)的位移為零，F(xiàn)BA不做功；FAB作用點(diǎn)的位移不為零，且與FAB反向，所以FAB做負(fù)功．故本題的正確選項(xiàng)為C． 9．D 解析：A中有力但無位移，故推力未做功；B中重力方向與行駛方向垂直或者說在重力方向上無位移；C中在力的方向上無位移；D中貨物既受到拉力且在拉力方向上發(fā)生了位移，故D中拉力做了功．判斷某力對(duì)物體是否做功，關(guān)鍵是抓住做功的兩個(gè)要素，二者缺一不可． 10．A、B、C 解析：斜

12、面對(duì)物體做功即斜面對(duì)物體的作用力(支持力和摩擦力)做功．斜面沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體受到平衡力作用而處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，與重力相平衡的力是斜面給它的作用力，方向豎直向上，與位移方向垂直，斜面對(duì)物體不做功．斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，力與位移同向，即W＝F·l＝mgl．斜面水平向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體所受的合外力為ma，恰等于斜面給它的作用力在位移方向的分量，即W＝Fl·l＝mal．斜面向下加速時(shí)，對(duì)物體有mg+F＝ma，W＝F·l＝m(a-g)·l． 11. C、D 解析：先確定人對(duì)車的作用力方向和力的作用點(diǎn)的位移方向，這里人對(duì)車除有手對(duì)車的推力F1外，還有個(gè)容易被疏忽的力：腳對(duì)車廂地板的水平作用

13、力F2，受力分析如圖所示．其中F1做正功，F(xiàn)2做負(fù)功．由于車廂水平方向除這兩個(gè)力外還受其他力的作用，因此這兩個(gè)力的合力做功正負(fù)難以確定．于是將研究對(duì)象轉(zhuǎn)換為受力情況較簡(jiǎn)單的人，在水平方向上只受到車廂壁向后的推力F1′和車廂地板對(duì)人向前的作用力F2′．這兩個(gè)力的合力使人產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng)的加速度，合力對(duì)人做正功，表示車對(duì)人做正功，所以人對(duì)車做負(fù)功，故選項(xiàng)C、D正確． 12. C 解析：作用力和反作用力各自做功，沒有必然的聯(lián)系，由相互作用力做功的特點(diǎn)知，只有C正確． 13. C 解析：因三球所受重力均為恒力，又從拋出到落到同一水平面，三球發(fā)生的位移相同，故由W＝Fl知．對(duì)a、c兩球，下落時(shí)所

14、受空氣阻力相同且為恒力，下落過程中發(fā)生的位移也相同，故．但對(duì)b上升過程受阻力向下，下降過程受阻力向上，全程阻力非恒力，其阻力做功等于阻力大小乘以路程，即，所以，答案C正確． 二、解答題： 1.解析：彈簧被壓縮，貯存了能量(彈性勢(shì)能)，釋放后勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能．當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長時(shí)，勢(shì)能為零，球的動(dòng)能最大，在彈簧伸長過程中，球的動(dòng)能減少，彈簧的勢(shì)能又增加，球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，其動(dòng)能與彈簧的勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總的能量不變． 2.解析：觀察的結(jié)果是不管放不放桿，細(xì)桿的位置如何上下變化，小球擺起的高度都相同，小球在最低點(diǎn)的速度最大． 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解釋：小球從最高點(diǎn)下降時(shí)重力沿切線方向

15、的分力產(chǎn)生的分加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，速度增大；小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)重力沿切線方向的分力產(chǎn)生的分加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。速度減?。试谧畹忘c(diǎn)時(shí)速度最大． 根據(jù)能量觀點(diǎn)分析：小球運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總能量不變，最高點(diǎn)動(dòng)能為零，重力勢(shì)能最大；最低點(diǎn)重力勢(shì)能最小，動(dòng)能最大． 3. 解析：物體受到兩個(gè)力的作用：拉力F′和重力mg，由牛頓第二定律得 F′-mg＝ma，所以F′＝m(g+a)＝10×(10+2)N＝120N． 則＝60N． 物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，3s內(nèi)的位移為 ． 方法一：力F的作用點(diǎn)為繩的端點(diǎn)，而在物體發(fā)生9 m位移

16、的過程中，繩的端點(diǎn)的位移為2s＝18 m，所以，力F做的功為W＝F·2s＝60×18J＝1080J． 方法二：本題還可用等效法求力F做的功． 由于滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦均不計(jì)，所以拉力F做的功和拉力F′對(duì)物體做的功相等， 即120×9J＝1080J． 4. 解析：(1)滑塊的受力情況如圖甲所示，摩擦力對(duì)滑塊所做的功為： ． (2)木板的受力情況如圖乙所示，摩擦力對(duì)木板所做的功為： ． 5. 正 負(fù) 解析：對(duì)人和木板分別進(jìn)行受力分析，采用假設(shè)法判定的方向，設(shè)，當(dāng)M＞m時(shí)，由牛頓第二定律可知，因此人相對(duì)于板有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故板對(duì)人的摩擦力的方向水平向右，應(yīng)用牛頓第二定律，對(duì)系統(tǒng)有：2F＝(M+m)a，對(duì)人有：，兩式聯(lián)立可推出，由于方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，所以對(duì)人做正功． 當(dāng)M＜m時(shí)，同理可知，人相對(duì)于板有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故板對(duì)人的摩擦力的方向水平向左，應(yīng)用牛頓第二定律，對(duì)系統(tǒng)有：2F＝(M+m)a，對(duì)人有：，兩式聯(lián)立可推出，由于的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，所以對(duì)人做負(fù)功．