高中物理必修二-功和能典型一題多變題集錦

1、必修二功和能典型一題多變題集錦一. 功的計(jì)算:FFL1.物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為L(zhǎng)，如圖甲所示，求力F對(duì)物體所做的功。相關(guān)變式題LFF1)物體m在與水平方向成角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為L(zhǎng)，如圖乙所示，求力F對(duì)物體所做的功。2):如圖所示，物體在力作用下在水平面上發(fā)生一段位移L，試分別計(jì)算這四種情況下力F對(duì)物體所做的功。設(shè)在這四種情況下力F和位移L的大小都相同：F=10N，L=1m，角的大小如圖所示。 3)一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=4.

2、2N。求：（1）、F1、F2分別對(duì)物體做的功。（2）、F1、F2對(duì)物體做的總功。4)：用50N力拉一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體在水平地面上前進(jìn)，如圖所示，若物體前進(jìn)了10m，拉力F做的功W1=_J，重力G做的功W2=_J，如果物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1，物體克服阻力做的功W3=_J5)如圖所示，滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不計(jì)，用力F提升原來(lái)靜止的質(zhì)量為m10 kg的物體，使其以大小為a2 m/s2的加速度勻加速上升，求前3 s內(nèi)力F做的功(取g10 m/s2)6).如圖所示，質(zhì)量m1.0 kg的物體從半徑R5 m的圓弧的A端，在拉力F作用下從靜止沿圓弧運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)B.圓弧AB在豎直平面內(nèi)，拉力F的

3、大小為15 N，方向始終與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致若物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度v5 m/s，圓弧AB所對(duì)應(yīng)的圓心角60°，BO邊在豎直方向上，取g10 m/s2.在這一過(guò)程中，求：(1)重力mg做的功(2)拉力F做的功(3)圓弧面對(duì)物體的支持力FN做的功(4)圓弧面對(duì)物體的摩擦力Ff做的功7).如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動(dòng)距離l.(1)摩擦力對(duì)物體做的功為(物體與斜面相對(duì)靜止) 多少？(2)斜面對(duì)物體的彈力做的功為多少？(3)重力對(duì)物體做的功為多少？(4)斜面對(duì)物體做的功是多少？各力對(duì)物體所做的總功是多少？變式一：若改為向左以

4、加速度a勻加速移動(dòng)距離l呢？變式二：若改為一起向上勻速移動(dòng)距離l呢？變式一：若改為一起向上以加速度a勻加速移動(dòng)距離l呢？二、重力勢(shì)能的相對(duì)性1.如圖，質(zhì)量m = 0.5kg的小球，從桌面上方高h(yuǎn)1 = 1.2m的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，桌面離地面的高度h2 = 0.8m請(qǐng)按要求填寫(xiě)下表(g=10m/s²)參考面小球在A處的重力勢(shì)能（J）小球在B處的重力勢(shì)能（J）整個(gè)過(guò)程中重力做功(J)整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能變化量(J)桌 面地 面 相關(guān)變式題：1）物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服重力做功50J，則（ ）A.重力做功為50J B.物體的重力勢(shì)能一定增加50J C.物體的重力勢(shì)能一定減小50J D.重

5、力做功為-50J3002）質(zhì)量是50kg的人沿著長(zhǎng)L=150m、傾角為30°的坡路走上土丘，重力對(duì)他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力勢(shì)能增加了多少？（g取10m/s2）3）(2010·安徽理綜)伽利略曾設(shè)計(jì)如圖9所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將擺球拉至M點(diǎn)放開(kāi)，擺球會(huì)達(dá)到同一水平高度上的N點(diǎn)如果在E或F處釘釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；反過(guò)來(lái)，如果讓擺球從這些點(diǎn)下落，它同樣會(huì)達(dá)到原水平高度上的M點(diǎn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明，物體由靜止開(kāi)始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時(shí)，其末速度的大小() A只與斜面的傾角有關(guān) B只與斜面的長(zhǎng)度有關(guān)C只與下滑的高度有關(guān) D只與

6、物體的質(zhì)量有關(guān)三.機(jī)車(chē)的啟動(dòng)問(wèn)題1.一列火車(chē)總質(zhì)量m500 t，機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P6×105 W，在軌道上行駛時(shí)，軌道對(duì)火車(chē)的阻力Ff是車(chē)重的0.01倍，g取10 m/s2，求：(1)火車(chē)在水平軌道上行駛的最大速度；(2)在水平軌道上，發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率P工作，當(dāng)行駛速度為v11 m/s和v210 m/s時(shí)，火車(chē)的瞬時(shí)加速度a1、a2各是多少；(3)在水平軌道上以36 km/h速度勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P；變式:若火車(chē)從靜止開(kāi)始，保持0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，1)這一過(guò)程維持的最長(zhǎng)時(shí)間。2)火車(chē)在水平軌道上行駛的最大速度相關(guān)變式題1):如圖3所示為汽車(chē)在水平路面上

7、啟動(dòng)過(guò)程的vt圖象.0t1時(shí)間內(nèi)為勻加速階段，t1t2時(shí)間內(nèi)表示以額定功率行駛時(shí)的變加速階段，t2后是與t軸平行的直線，則下列說(shuō)法正確的是( )(A0t1時(shí)間內(nèi)，牽引力增大，功率不變B0t1時(shí)間內(nèi)，牽引力不變，功率增大Ct1t2時(shí)間內(nèi)，牽引力增大，加速度減小Dt1t2時(shí)間內(nèi)，牽引力做的功為mvmv2)質(zhì)量為m的汽車(chē)行駛在平直的公路上，在運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定。當(dāng)汽車(chē)的加速度為a、速度為v時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是P1：則當(dāng)功率是P2時(shí)，汽車(chē)行駛的最大速率為 A. B. C. D. ABCDvv0v0/2t1t2Otvv0v0/2t1t2OtFF0F0/2t1t2OttFF0F0/2t2t1O3)汽車(chē)在平直

8、公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0。t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門(mén)，使汽車(chē)的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻，汽車(chē)又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)(設(shè)整個(gè)過(guò)程中汽車(chē)所受的阻力不變)。下面幾個(gè)關(guān)于汽車(chē)牽引力F、汽車(chē)速度v在這個(gè)過(guò)程中隨時(shí)間t變化的圖像中正確的是（ ）4)汽車(chē)在水平直線公路上行駛，額定功率為Pe=80 kW，汽車(chē)行駛過(guò)程中所受阻力恒為f=2.5×103 N，汽車(chē)的質(zhì)量M=2.0×103 kg。若汽車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為a=1.0 m/s2，汽車(chē)達(dá)到額定功率后，保持額定功率不變繼續(xù)行駛。求：（1）汽車(chē)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所能達(dá)

9、到的最大速度；（2）20 s末汽車(chē)的瞬時(shí)功率；（3）當(dāng)汽車(chē)的速度為5 m/s時(shí)的瞬時(shí)功率；（4）當(dāng)汽車(chē)的速度為20 m/s時(shí)的加速度。四動(dòng)能定理的應(yīng)用1.物體的質(zhì)量為m=2 kg，放在一個(gè)光滑的水平面上，在一個(gè)與水平方向成a=角的恒力F=10N的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物體發(fā)生的位移為X=1m求：物體獲得的速度大小。相關(guān)變式題1）：若物體與地面的動(dòng)摩擦因素為=0.5，物體獲得的速度又為多少？2）：物體的質(zhì)量為m=2 kg，物體與地面的動(dòng)摩擦因素為=0.5，在一個(gè)與水平方向成a=角的恒力F=10N的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物體發(fā)生的位移為X=1m后撤去F，問(wèn)物體還能滑行多遠(yuǎn)？（要求分別利用牛頓運(yùn)

10、動(dòng)定律和動(dòng)能定理兩種方法解題）3）：物體的質(zhì)量為m=2 kg，物體與地面的動(dòng)摩擦因素為=0.5，在一個(gè)與水平方向成a=角的恒力F=10N的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物體發(fā)生的位移為X=1m后撤去F，同時(shí)物體又滑上一傾角為動(dòng)摩擦因素也為=0.5的粗糙斜面（設(shè)轉(zhuǎn)角處無(wú)動(dòng)能損失），求物體在斜面上上升的最大高度。（要求分別利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理兩種方法解題）4）：放在一水平地面上的小球質(zhì)量為m=2 kg，小球與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，在一個(gè)與水平方向成a=角的恒力F=10N的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)位移為X=1m后撤去F，同時(shí)進(jìn)入一半徑為R=0.01 m的粗糙半圓形軌道（設(shè)轉(zhuǎn)角處無(wú)動(dòng)能損失

11、），恰能到達(dá)最高點(diǎn)，求小球在半圓形軌道上克服摩擦力做的功。ABOh5）如圖所示，傾角=37°的斜面底端B平滑連接著半徑r=0.40m的豎直光滑圓軌道。質(zhì)量m=0.50kg的小物塊，從距地面h=2.7m處沿斜面由靜止開(kāi)始下滑，小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）物塊滑到斜面底端B時(shí)的速度大小。（2）物塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)圓軌道的壓力大小。6）、如圖11所示為“S”形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成的，固定在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等的半圓連接而成的，圓半徑

12、比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，彈射裝置將一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從a點(diǎn)水平射向b點(diǎn)并進(jìn)入軌道，經(jīng)過(guò)軌道后從p點(diǎn)水平拋出，已知小球與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，不計(jì)其他能量損失，ab段長(zhǎng)L1.25 m，圓的半徑R0.1 m，小球質(zhì)量m0.01 kg，軌道質(zhì)量為M0.15 kg，g10 m/s2，求：(1)若v05 m/s，小球從p點(diǎn)拋出后的水平射程；(2)若v05 m/s，小球經(jīng)過(guò)軌道的最高點(diǎn)時(shí)，管道對(duì)小球作用力的大小和方向；(3)設(shè)小球進(jìn)入軌道之前，軌道對(duì)地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)v0至少為多大時(shí)，軌道對(duì)地面的壓力為零？7)（2012浙江卷）.由光滑細(xì)管組成的軌道如圖所

13、示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面為H的管口D處?kù)o止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上。下列說(shuō)法正確的是（ ）A.小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)的水平位移值為2RH-2R2B. 小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)的水平位移值為22RH-4R2C.小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H>2RD.小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度Hmin= 52 R8）.（09·浙江·24）（18分）某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車(chē)比賽。比賽路徑如圖所示，賽車(chē)從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)L后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開(kāi)

14、豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，并能越過(guò)壕溝。已知賽車(chē)質(zhì)量m=0.1kg，通電后以額定功率P=1.5w工作，進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為0.3N，隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不記。圖中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m。問(wèn)：要使賽車(chē)完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間?（取g=10 m/s2 ）9）(08·山東理綜·24)某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的玩具軌道,其中“2008”四個(gè)等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成,固定在豎直平面內(nèi),(所有數(shù)字均由圓或半圓組成,圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多),底端與水平地面相切,彈射裝置將一個(gè)小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以

15、v0=5 m/s的水平初速度由a點(diǎn)彈出,從b點(diǎn)進(jìn)入軌道,依次經(jīng)過(guò)“8002”后從p點(diǎn)水平拋出,小物體與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.3,不計(jì)其它機(jī)械能損失.已知ab段長(zhǎng)L=1.5 m,數(shù)字“0”的半徑R =0.2 m,小物體質(zhì)量m =0.01 kg,g=10 m/s2.求:小物體從p點(diǎn)拋出后的水平射程.小物體經(jīng)過(guò)數(shù)字“0”的最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體作用力的大小方向.10).（09·安徽·24）（20分）過(guò)山車(chē)是游樂(lè)場(chǎng)中常見(jiàn)的設(shè)施。下圖是一種過(guò)山車(chē)的簡(jiǎn)易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個(gè)圓形軌道組成，B、C、D分別是三個(gè)圓形軌道的最低點(diǎn)，B、C間距與C、D間距相等，半徑、。一

16、個(gè)質(zhì)量為kg的小球（視為質(zhì)點(diǎn)），從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以的初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，A、B間距m。小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長(zhǎng)，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字。試求（1）小球在經(jīng)過(guò)第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)小球作用力的大小；（2）如果小球恰能通過(guò)第二圓形軌道，B、C間距應(yīng)是多少； （3）在滿足（2）的條件下，如果要使小球不能脫離軌道，在第三個(gè)圓形軌道的設(shè)計(jì)中，半徑應(yīng)滿足的條件；小球最終停留點(diǎn)與起點(diǎn)的距離。三機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1.如圖，小球的質(zhì)量為m，懸線的長(zhǎng)為L(zhǎng)，把小球拉開(kāi)使懸線和豎直方向的夾角為q，然后從靜止釋放，求小球運(yùn)

17、動(dòng)到最低點(diǎn)小球?qū)揖€的拉力？變式一.如圖7-8-19所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩一端拴一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方某處P點(diǎn)有一釘子，把線拉成水平，由靜止釋放小球，使線碰到釘子后恰能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求P點(diǎn)的位置.變式二:如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩，一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球用外力把小球提到圖示位置，使繩伸直，并在過(guò)O點(diǎn)的水平面上方，與水平面成30°角從靜止釋放小球，求小球通過(guò)O點(diǎn)正下方時(shí)繩的拉力大小。 共0條評(píng)論.變式三：如圖所示是一個(gè)橫截面為半圓，半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線兩端分別連接物體A、B，且mA2mB，由圖示位置由靜止開(kāi)始釋放A物

18、體，求當(dāng)B物體到達(dá)半圓頂點(diǎn)時(shí)的速度v.變式四： 如圖所示，質(zhì)量分別為2m和3m的兩個(gè)小球固定在一根直角尺的兩端A、B，直角尺的定點(diǎn)O處有光滑的固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，AO、BO的長(zhǎng)分別為2L和L，開(kāi)始時(shí)直角尺的AO部分處于水平位置而B(niǎo)在O的正下方，讓該系統(tǒng)由靜止開(kāi)始自由轉(zhuǎn)動(dòng)，則：（1）當(dāng)A達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)，A小球的速度大小v；（2）B球能上升的最大高度h。（不計(jì)直角尺的質(zhì)量）相關(guān)變式習(xí)題1）【2013·山西沂州一中高三聯(lián)考】如圖所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個(gè)光滑小球，現(xiàn)給小球一個(gè)沖擊使其在瞬間得到一個(gè)水平初速v0，若v0大小不同，則小球能夠上升到的最大高度（距離底部）也不同。下列說(shuō)

19、法中不正確的是A如果，則小球能夠上升的最大高度等于R/2B如果，則小球能夠上升的最大高度小于3R/2C如果，則小球能夠上升的最大高度等于2RD如果，則小球能夠上升的最大高度等于2R2）.【2014·黃岡高三上學(xué)期期末考試】如圖甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為F，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其Fv2圖象如乙圖所示。則（ ）A小球的質(zhì)量為 B當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃v2 =c時(shí)，桿對(duì)小球的彈力方向向上Dv2=2b時(shí)，小球受到的彈力與重力大小相等3).【2014·懷化高三第一次調(diào)研】如

20、圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)細(xì)線的一端固定在 A點(diǎn)，另一端系質(zhì)量為m的小球，AB是過(guò)A的豎直線，且AB=L，E為AB的中點(diǎn)，過(guò)E作水平線 EF，在EF上某一位置釘一小釘D?，F(xiàn)將小球懸線拉至水平，然后由靜止釋放，不計(jì)線與釘碰撞時(shí)的機(jī)械能損失。(1)若釘子在E點(diǎn)位置，則小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前瞬間，求繩子拉力T的大小。(2)若小球要恰好能繞釘子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求釘子釘在D的位置離E點(diǎn)的距離x。(3)保持小釘在(2)問(wèn)中的D位置不變，讓小球從圖示的P點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，若細(xì)線剛好達(dá)到最大張力而斷開(kāi)，且小球運(yùn)動(dòng)的軌跡經(jīng)過(guò)B點(diǎn)。試求細(xì)線能承受的最大張力Tm4).【2014·江西吉安一中高三第一次階段考試】如圖所示，物塊M和m用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩通過(guò)定滑輪連接，m放在傾角的固定光滑斜面上，而穿過(guò)豎直桿PQ的物塊M可沿桿無(wú)摩擦地下滑，物塊的質(zhì)量關(guān)系為M3m。開(kāi)始時(shí)M處于A點(diǎn)，細(xì)繩水平，此時(shí)OA段的繩長(zhǎng)為L(zhǎng)4.0m，現(xiàn)將M由靜止釋放，當(dāng)M下滑高度h=3.0m到達(dá)B點(diǎn)，求此時(shí)M的速度?（g=10m/s2）5).【2014·西安鐵一中國(guó)際合作學(xué)校高三11月模擬】（10分）如圖所示，一根長(zhǎng)為1.8m，可繞軸在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的細(xì)桿AB，兩端分別固定質(zhì)量1kg相等的兩個(gè)球，已知OB=0.6m?，F(xiàn)由水平位置自由釋放，求：（1）