功和能關(guān)系總結(jié)試卷一、選擇題（每題5分，共30分）關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.物體做功越多，具有的能量越大B.物體具有的能量越大，做的功一定越多C.功是能量轉(zhuǎn)化的量度D.物體的能量變化量與做功多少無關(guān)質(zhì)量為2kg的物體在水平拉力作用下沿粗糙水平面運動，拉力做功100J，物體克服摩擦力做功30J，則物體的動能變化量為（）A.70JB.100JC.130JD.無法確定某物體在恒力作用下做曲線運動，下列說法正確的是（）A.力對物體不做功B.力對物體做的功等于物體動能的變化量C.物體的機械能一定守恒D.物體的速度方向與力的方向垂直時，力不做功質(zhì)量為m的物體從靜止開始自由下落，經(jīng)過高度h時，重力做功的瞬時功率為（）A.mg√(2gh)B.mg√(gh)C.mghD.0關(guān)于機械能守恒定律，下列說法正確的是（）A.只有重力做功時，物體的機械能守恒B.物體做勻速直線運動時，機械能一定守恒C.物體做勻加速直線運動時，機械能一定不守恒D.合外力對物體做功為零時，機械能一定守恒如圖所示，光滑斜面固定在水平地面上，物體從斜面頂端由靜止滑下，在下滑過程中（）A.重力勢能減少，動能增加，機械能守恒B.重力勢能增加，動能減少，機械能守恒C.重力勢能減少，動能增加，機械能減少D.重力勢能增加，動能減少，機械能增加二、填空題（每空3分，共30分）質(zhì)量為5kg的物體在20N的水平拉力作用下沿光滑水平面運動，拉力方向與位移方向夾角為60°，物體發(fā)生5m位移時，拉力做的功為______J。物體在水平面上以10m/s的初速度滑行，受到的摩擦力大小為20N，滑行距離為25m時速度減為零，則摩擦力做的功為______J，物體的質(zhì)量為______kg。質(zhì)量為1kg的小球從距地面20m高處自由下落，忽略空氣阻力，小球落地時的速度大小為______m/s，重力做功的平均功率為______W。某彈簧的勁度系數(shù)為100N/m，將其從原長拉長0.2m時，彈簧的彈性勢能增加______J；若將其壓縮0.1m，彈性勢能增加______J。質(zhì)量為2kg的物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動，通過最高點時的速度大小為5m/s，軌道半徑為1m，此時物體受到的向心力大小為______N，重力對物體做的功為______J（取g=10m/s2）。汽車在平直公路上以額定功率行駛，當速度為10m/s時，加速度為0.5m/s2；當速度為20m/s時，加速度為0，則汽車的額定功率為______W，所受阻力為______N（設(shè)汽車質(zhì)量為2000kg）。三、計算題（共40分）（10分）質(zhì)量為10kg的物體在水平拉力作用下沿粗糙水平面運動，拉力大小為50N，方向與水平方向成37°角斜向上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，物體從靜止開始運動5m。求：（1）拉力做的功；（2）摩擦力做的功；（3）物體的末速度大小。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（10分）如圖所示，質(zhì)量為m的小球從光滑圓弧軌道頂端A點由靜止釋放，軌道半徑為R，求小球運動到最低點B時的速度大小及對軌道的壓力大小。（10分）質(zhì)量為2kg的物體從靜止開始沿傾角為30°的光滑斜面下滑，斜面長為5m，求：（1）物體下滑過程中重力做的功；（2）物體到達斜面底端時的動能；（3）物體下滑過程中重力做功的平均功率。（g=10m/s2）（10分）質(zhì)量為1000kg的汽車以10m/s的速度在水平路面上勻速行駛，剎車后滑行20m停止，求：（1）剎車過程中汽車克服摩擦力做的功；（2）汽車受到的摩擦力大??；（3）剎車過程中摩擦力的平均功率。四、綜合應(yīng)用題（共50分）（15分）如圖所示，質(zhì)量為m=2kg的物體用輕繩懸掛于天花板上，現(xiàn)用水平力F將物體緩慢拉至與豎直方向成θ=60°角的位置，已知繩長L=1m，求：（1）此過程中拉力F做的功；（2）物體在該位置時的重力勢能（以最低點為零勢能面）；（3）若將物體由靜止釋放，物體擺到最低點時的速度大小及繩的拉力大小。（g=10m/s2）（15分）質(zhì)量為m的物體在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，線速度大小為v，求：（1）物體運動一周，重力做的功；（2）物體在最高點和最低點時，向心力的來源；（3）若物體在最高點時對軌道的壓力大小為mg，求物體的線速度大小。（20分）如圖所示，質(zhì)量為M=4kg的木板靜止在光滑水平面上，木板右端固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧的另一端與質(zhì)量為m=1kg的物塊相連，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2?，F(xiàn)給物塊一個水平向左的初速度v?=5m/s，使物塊向左壓縮彈簧，當彈簧壓縮到最短時，物塊與木板相對靜止。求：（1）彈簧壓縮到最短時，木板和物塊的共同速度大?。唬?）此過程中物塊克服摩擦力做的功；（3）彈簧的最大彈性勢能。（g=10m/s2）五、附加題（20分）如圖所示，傾角為θ的光滑斜面與光滑水平面相接，質(zhì)量為m的物體從斜面上高為h處由靜止滑下，進入水平面后與靜止的質(zhì)量為M的物體發(fā)生彈性碰撞，碰撞后兩物體均沿水平面運動。求：（1）物體m滑到斜面底端時的速度大?。唬?）碰撞后兩物體的速度大?。唬?）若兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，求兩物體在水平面上滑行的距離之比。參考答案及解析一、選擇題C解析：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，物體做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，選項C正確；物體的能量大小與做功多少無關(guān)，選項A、B錯誤；物體的能量變化量等于合外力做的功，選項D錯誤。A解析：根據(jù)動能定理，合外力做的功等于物體動能的變化量，即ΔE?=W?-W?=100J-30J=70J，選項A正確。D解析：恒力作用下做曲線運動時，力對物體可能做功（如平拋運動），選項A錯誤；只有重力或彈力做功時，物體的機械能守恒，選項B、C錯誤；力的方向與速度方向垂直時，力不做功，選項D正確。A解析：物體自由下落經(jīng)過高度h時的速度v=√(2gh)，重力的瞬時功率P=mgv=mg√(2gh)，選項A正確。A解析：機械能守恒的條件是只有重力或彈力做功，選項A正確；勻速直線運動（如勻速上升）機械能可能變化，選項B錯誤；勻加速直線運動（如自由落體）機械能可能守恒，選項C錯誤；合外力做功為零時，動能不變，但機械能可能變化（如勻速上升），選項D錯誤。A解析：物體下滑過程中，重力做正功，重力勢能減少，動能增加，只有重力做功，機械能守恒，選項A正確。二、填空題50解析：拉力做的功W=Fscosθ=20×5×cos60°=50J。-500；5解析：摩擦力做的功W=-fs=-20×25=-500J；根據(jù)動能定理W=0-?mv?2，解得m=5kg。20；100解析：落地速度v=√(2gh)=√(2×10×20)=20m/s；下落時間t=√(2h/g)=2s，平均功率P=mgh/t=1×10×20/2=100W。2；0.5解析：彈性勢能E?=?kx2，拉長時E?=?×100×0.22=2J；壓縮時E?=?×100×0.12=0.5J。50；-20解析：向心力F=mv2/r=2×52/1=50N；重力做功W=-mgh=-2×10×2×1=-40J（此處原解析有誤，應(yīng)為W=-mg·2R=-2×10×2×1=-40J，但根據(jù)題目所給空數(shù)，可能題目中“重力對物體做的功”指從最高點到最低點過程，故h=2R=2m，W=-mg·2R=-40J，若題目僅指在最高點時的瞬時功，則為0，此處需根據(jù)題目上下文判斷，暫按過程功填寫-40J，但原答案可能為-20J，需注意題目表述）。20000；1000解析：設(shè)額定功率為P，阻力為f，當速度v?=10m/s時，P/v?-f=ma?；當速度v?=20m/s時，P/v?=f，聯(lián)立解得P=20000W，f=1000N。三、計算題解：（1）拉力做的功W?=Fscosθ=50×5×0.8=200J；（2）摩擦力f=μ(mg-Fsinθ)=0.2×(10×10-50×0.6)=0.2×70=14N，摩擦力做的功W?=-fs=-14×5=-70J；（3）根據(jù)動能定理W?+W?=?mv2，解得v=√[2×(200-70)/10]=√26≈5.1m/s。解：根據(jù)機械能守恒定律mgR=?mv2，解得v=√(2gR)；在最低點，根據(jù)牛頓第二定律F?-mg=mv2/R，解得F?=3mg，由牛頓第三定律，對軌道的壓力大小為3mg。解：（1）重力做的功W=mgh=2×10×5×sin30°=50J；（2）根據(jù)動能定理，物體到達底端時的動能E?=W=50J；（3）下滑時間t=√[2s/a]=√[2×5/(10×0.5)]=√2s，平均功率P=W/t=50/√2≈35.4W。解：（1）克服摩擦力做的功W=?mv?2=?×1000×102=5×10?J；（2）摩擦力大小f=W/s=5×10?/20=2500N；（3）剎車時間t=2s/(v?)=4s，平均功率P=W/t=5×10?/4=12500W。四、綜合應(yīng)用題解：（1）拉力做的功等于重力勢能的增加量，W=mgh=mgL(1-cosθ)=2×10×1×(1-0.5)=10J；（2）重力勢能E?=mgh=10J；（3）根據(jù)機械能守恒定律mgh=?mv2，解得v=√(2gh)=√10≈3.16m/s；拉力F?=mg+mv2/L=2×10+2×10/1=40N。解：（1）物體運動一周，重力做功為0（位移為零）；（2）最高點：向心力由重力和軌道壓力提供；最低點：向心力由軌道支持力和重力的合力提供；（3）在最高點，根據(jù)牛頓第二定律mg+mg=mv2/R，解得v=√(2gR)。解：（1）根據(jù)動量守恒定律mv?=(M+m)v，解得v=1m/s；（2）物塊克服摩擦力做的功W=?mv?2-?mv2=?×1×25-?×1×1=12J；（3）彈簧的最大彈性勢能E?=?mv?2-?(M+m)v2=12.5-5=7.5J。五、附加題解：（1）根據(jù)機械能守恒定律mgh=