高中物理 功与机械能六套经典习题、一套经典试卷 新人教版必修1

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：B

2.A 物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F 1对物体做功6J ，物体克服力F 2做功8J ，则F 1、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m 1和m 2的两个物体，m 1W 2 B.W 1

4.B 质量为m 的物体，在水平力F 作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法正确() A.如果物体做加速直线运动，F 一定对物体做正功 B.如果物体做减速直线运动，F 一定对物体做负功 C.如果物体做减速直线运动，F 也可能对物体做正功 D.如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功 答案：ACD

5.B 一质量为m 的木块在水平恒力F 的作用下，从静止开始在光滑水平面上运动，在经过时问t 的过程中拉力所做的功为( )

22.Ft A m

22.F t B m

2.2F t C m 22.2F t D m

答案：D(点拨：W=Fs ，212s at =，F=ma ，22

2F t W m

∴=)

6.B 粗糙水平面上，用绳子系一小球做半径为R 的圆周运动，小球质量为m ，与桌面间的动

摩擦因数为μ,则小球经过1／4圆周的时间内( )

A.绳子的拉力对球不做功

B.绳子的拉力对球做功πRF ／2

C.重力和支持力不做功

D.摩擦力对物体做功μmgR π／2

答案：AC(点拨：绳子拉力方向与小球速度方向始终垂直，拉力不做功) 7.B 如图所示，质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上，

物体与斜而间能动摩擦因数为μ，现在使斜面向右水平匀速移动距离l ，则摩擦力对物体做功为(物体相对于斜面静止)( )

A.0

B.mglcos θ

C.mglsin θcos 2

θ D.mglsin θcos θ 答案：D(点拨：物体静止在斜面上，F f =mgsin θ，所以F f 做功为W=F f lcos θ=mglsin θcos θ) 8.B 用恒力F 使质量为10kg 的物体以2m ／s 的速度匀速竖直上升，不计空气阻力，那么

2s 内恒力F 做功(g 取lOm ／s 2

)( )

A.80J

B.200J

C.400J

D.480J 答案：C

二、填空题(每空4分，共36分)

9.A 用50 N 的力拉一个质量为10kg 的物体在水平地面上前进，如图所示

若物体前进了10m ，拉力F 做的功W=________J ，重力G 做的功W 2=________J.如果物体与水平面问动摩擦因数μ=0.1，物体克服阻力做功W 3=________J.

2(sin370.6,cos370.8,10/)g m s ?=?=取

答案：400,0,70(点拨：cos f F f W F s θ=?,37θ=?,(sin37)f N F F G F μμ==-?) 10.A 重20N 的铁球从离地面40m 高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的0.2倍，那么该球从下落到着地的过程中，重力对小球做功为________J ，空气阻力对小球做功为________J ，小球克服空气阻力做功为________J ，合外力做功为________J ． 答案：800;-160;160;640

11.B 如图所示，物体A 的质量为2kg ，置于光滑的水平面上，水

平拉力2N ，不计绳子与滑轮的摩擦和滑轮的质量物体A 获得的加

速度a=________m/s 2

，在物体A 移动0.4m 的过程中，拉力F 做功________J.

答案：2;1.6(A 移动0.4m ，拉力F 移动距离为0.8m ，W F =Fs=1.6J) 三、计算题(每小题8分，共16分)

12.B 起重机用恒力F 使质量为1000kg 的货物在1s 内由静止上升了2m ，则在这1s 内，(不

计空气阻力，g 取10m ／s 2

)

(1)重力对货物做了多少焦耳的功? (2)F 对货物做了多少焦耳的功?

答案：(1)-2×104J(2)2.8×104

J(点拨：

(1)W G =-mgh=-1000×10×2=-2×104

(J)(2)

2

12

s at =

,a=4m ／s 2,F-mg=ma ，则F=1.4×104N;W=F·s=1.4×104×2=2.8×104J) 13.C 静止在光滑水平面上质量为1kg 的物体，受到右图所示水平变力的作用，则在这2s 内力F 共对物体做了多少功?

答案：0(点拨：0～1s 内，a=2, 2

1112

s at m =

= ,v=at=2m ／s ．1s ～2s 内，22211

'21(2)1122

s vt a t m =+=?+?-?=.W=F 1s 1+F 2s 2=2×1+(-2)×1=0(J))

练习2功率

一、选择题(每小题6分，共48分)

1.A 关于功率概念，下列说法中正确的是 ( ) A.力对物体做的功越多，力做功的功率越大 B.功率是描述物体做功快慢的物理量

C.从公式P=Fv 可知，汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而提高

D.当轮船航行时，如果牵引力与阻力相等时，合外力为零，所以此时发动机的实际功率为零 答案：B

2.A 某人用同一水平力先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进s 距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进s 距离，若先后两次拉力做的功为W 1和W 2，拉力做功的功率是P 1和P 2，则( )

A.W 1=W 2，P 1=P 2

B.W 1=W 2，P 1>P 2

C.W 1>W 2，P 1>P 2

D.W 1>W 2，P 1=P 2 答案：B

3.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：C

4.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 F

v at t m ==

?,t 越大,v t 越大．F a m =不变，02

t v v P F v F +=?=?越大，

P=F·v 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lOm ／s 2

)( )

A.150W

B.300W

C.60W

D.600W 答案：D

6.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4m ／s ，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 =v 0+at ，2402(/)2a m s -=

=,F=ma=10N ，40

1020()2

P F v W -=?=?=) 7.B 一质量为m 的物体以速度v 0在光滑平面上向右运动，现有一个大小为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:() A.tan θ/F; B.Pm ／2F

C.(P+Fv 0)m ／F 2;

D.(p-Fv 0)m ／F 2

； 答案：D

8.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：

21

2

mg t ,2mg t 10.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;1:2

11.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2.0×103kg ，钢索的拉力大小为2.1×104

N 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10m ／s 2

)

答案：3.36×105;4.2×104

三、计算题(12题8分，13题和14题每题10分，共28分)

12.A 一台起重机匀加速地将质量m=1.0×103

kg 的货物竖直吊起，在2s 末货物的速度v=

4.0m ／s 取g=10m/s 2

，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： 2.4×104

W;4.8×104

W(点拨：20

2/t v v a m s t

==

=,F-mg=ma,F=1.2×104N, 42.410P F v W =?=?,44.810P F v W =?=?)

13.B 一辆质量为2.0×103

kg 的汽车以额定功率为6.0×104

W 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20m ／s ，加速度为0.50m ／S 2，求(g 取10m ／s 2

)： (1)汽车所能达到的最大速度是多大?

(2)当汽车的速度为10m ／s 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=1.0m ／s 2

，则这一过程能保持多长时间?

答案：(1)30m ／s(2)2m ／s 2(3)15s(点拨：(1)v=20m ／s 时，3310P

F N v

=

=?.F-f=ma ，则f=2×103

N ，当牵引力等于阻力时，v 最大，max 30/P

v m s f

∴=

=.(2)当v=10m ／s ，3610P F N v ==?,22/F f a m s m -==.(3)F-f=ma ，F=4×103N 15/P v m s F

==. 15v

t s a

=

=) 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0～4.0s 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10m ／s 2

)

答案：48J，24W(点拨：由图可知：a=1m／s2，s=8m,F-f=ma，F=6N，W f=F·s=48J，p=F·v=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，它们的意义也完全相同

答案：ABC

2.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：C

3.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：D

4.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( )

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

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：B

6.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40m 2

，积水2m 深，要把这部分水全部抽到地面，至少要做功

________J ．(g 取10m ／s 2

)

答案：7.2×106

8.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;500

9.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 ，则在这段时间内电动机输出的机械能是________J. 答案：180

10.B 人的心脏每跳一次大约输送53

810m -?的血液，正常人的血压(可看做心脏压送血液的压强)的平均值约为 1.5×104

P a ，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=P·△v=1.5×104

×8×10-5

=1.2J, 1.2

70 1.460

P W =

?=) 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：

1

(1)2n n m g h -(点拨：将这n 块砖由平铺状态变为叠放状态机械能增加111

()()()()(1)222nm g nh nm g h n n mgh -=-,根据功和能的关系，叠放这些砖人至少要对

砖做功1

(1)2

n n mgh -)

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

10m ／s 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21

(

)22

mg a a -.由于翻滚一次木块向前移动0.5m ，要移动3m ，需翻滚6次，所以人至少要做功6(21)2482

a

W mg J =?

-=) 13.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，细绳与水平面间的夹角分别是θ1、θ2，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：1211(

)sin sin Fh θθ-;1211

()sin sin Fh θθ-(点拨：物体所增加的动能等于拉力所做的功1212

11

()()sin sin sin sin F h h W F Fh θθθθ=-=-

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：AB

2.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，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4m ／s 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4m ／s ，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：A

4.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 =-mgh 12:1:9P P E E ∴??=) 5.A 在地面15m 高处，某人将一质量为4kg 的物体以5m ／s 的速度抛出，人对物体做的功是( )

A.20J

B.50J

C.588J

D.638J 答案：B

6.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，物体沿斜面下滑了( )

.4

L A

.(21)B L - .

2

L

C .

2

L D 答案：A

7.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：AD

8.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：A

9.B 两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比为m 1:m 2=1:2，速度之比为v 1:v 2=2:1当汽车急刹车后，甲、乙两辆汽车滑行的最大距离为s 1和s 2两车与路面的动摩擦因数相同，不计空气阻力，则( )

A.s 1:s 2=1:2

B.S 1:S 2=1:1

C.S 1:S 2=2:1

D.s 1:s2=4:1

答案：D(点拨：根据动能定理，k W E =?合,2102

mgs mv μ-=-

,221212::4:1s s v v ==) 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，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; 1:2

11.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10m ／s 2

) 答案：50J;

210

/3

m s 12.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R ／2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：

3

2

FR (点拨：绳的拉力对球做的功等于小球动能的变化2

1v F m R

=,2282

v F m R =,222

1113222F W mv mv FR =-=) 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10m ／s 2

)

答案：10m ，4J(点拨：根据动能定理， k W E =?合 mgh-μmgs=0,s=10m, 4f F W J ∴=-) 14.B 如图所示，AB 和CD 是半径为R=1m 的1／4圆弧形光滑轨道，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．k W E =?合,mg(R-h)-μmgs=0;h=0.8m(2)重力势能全部转化为内能mgR-μmgs=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1m ／s 匀速的由P 运动到Q,P 、Q 处绳与竖直方向的夹角分别为α1=37°，α2=60°.滑轮离光滑水平面高度h=2m ，已知m A =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10m ／s 2

) 答案：151.95J(点拨：对A 、B 系统用动能定理得：

22212111

(

)(sin )(sin )cos cos 22

F A A A h h W m g m v m v αααα--=-W F =151.95J)

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.子弹克服阻力做功大于子弹对木块做功 答案：D

2.B 两个物体的质量分别为m 1和m 2，且m 1=4m 2，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s 1:s 2和滑行时间之比t 1:t 2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：D

3.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 答案：D

4.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M 1>M 2，它们初动能一样，若两物体受到不变的阻力F 1和F 2作用经过相同的时间停下，它们的位移分别为s 1和s 2，则( ) A.F 1>F 2，且s 1F 2，且s 1>s 2

C.F 1

D.F 1s 2

答案：A(点拨：根据动量定理：0-mv=F·t，则

22211

22

m mv F t ?=,m 越大，F 越大；动能定理△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 的坑，如图所示，在此过程中( ) A.重力对物体做功为mgH B.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：BCD

7.B 物体与转台间的动摩擦因数为μ，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.2πμmgR

C.2μmgR

D.μmgR ／2 答案：D

8.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v 0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绳和水平方向成30°角处，在此过程中人所做的功为( )

A.mv 02／2

B.mv 02

C.2mv 02／3

D.3mv 02

／8 答案：D

9.B 如图，一小物块初速v 1，开始由A 点沿水平面滑

至B 点时速度为v 2，若该物块仍以速度v 1从A 点沿两斜面滑动至B 点时速度为v 2’，已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同，则( ) A.v 2>v 2' B.v 2

D.沿水平面到B 点时间与沿斜面到达B 点时间相等 答案：C

二、填空题(每空6分，共24分)

10.B 木块受水平力F 作用在水平面上由静止开始运动，前进sm 后撤去F ，木块又沿原方向前进3sm 停止，则摩擦力f=________．木块最大动能为________. 答案：

14F ; 34

Fs 11.B 质量M=500t 的机车，以恒定的功率从静止出发，经过时间t=5min 在水平路面上行驶

了s=2.25km ，速度达到了最大值v m =54km ／h ，则机车的功率为________W ，机车运动中受到的平均阻力为________N ．

答案：3.75×105;2.5×104

三、计算题(12题6分，13题和14题每题8分，共22分) 12.B 人骑自行车上坡，坡长200m ，坡高10m 人和车的质量共100kg ，人蹬车的牵引力为100N ，

若在坡底时自行车的速度为10m ／s ，到坡顶时速度为4m ／s.(g 取10m/s 2

)求：

(1)上坡过程中人克服阻力做多少功?

(2)人若不蹬车，以10m ／s 的初速度冲上坡，能在坡上行驶多远? 答案：(1)14200J(2)41.3m(点拨：根据动能定理k W E =?合.

22

01122f t Fs W mgh mv mv --=

-,W f =14200J ， 2220111()10222t f s mgh mv mv m -?+=-=?,5000

41.371s m =≈)

13.B 一个质量为m 的物体，从倾角为θ，高为h 的斜面上端A

点，由静止开始下滑，到B 点时的速度为v ，然后又在水平面上滑行s 位移后停止在C 点，物体从A 点开始下滑到B 点的过程

中克服摩擦力所做的功为多少?物体与水平面间的动摩擦因数为多大?

答案：212mgh mv -; 2

2v gs μ=(点拨：A→B 根据动能定理，k W E =?合.212f mgh W mv -=,

212f W mgh mv =-.B→C，2102mgs mv μ-=-,2

2v gs

μ=)

14.C“水刀”是将普通的水加压，使其从口径为0.2mm 的喷嘴中以800m ／s-1000m ／s 的速

度射出的水射流，它可以切割软质材料.试求水射流的最大切割功率为多少瓦?(水的密度为

1.0×103kg ／m 3

,π取3.14)

答案：15.7kW(点拨：每秒从管口喷出水的质量为m=ρ·V=ρ·πr 2

·v ，动能为

22311

22

mv r v ρπ=?)

练习6 重力势能、机械能守恒定律

一、选择题

1．关于重力势能的下列说法中正确的是[ ] A ．重力势能的大小只由重物本身决定 B ．重力势能恒大于零

C ．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零

D ．重力势能实际上是物体和地球所共有的

2．关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是[ ]

A ．物体克服重力做的功等于重力势能的增加

到落地过程

中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等 C ．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

D ．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和

3．若物体m 沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A 滑到B ，如图1所示，则重力所做的功为[ ] A ．沿路径Ⅰ重力做功最大

B．沿路径Ⅱ重力做功最大

C．沿路径Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大

D．条件不足不能判断

4．一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们

放在水平地面上，下列结论正确的是[ ]

A．铁块的重力势能大于木块的重力势能

B．铁块的重力势能等于木块的重力势能

C．铁块的重力势能小于木块的重力势能

D．上述三种情况都有可能

5．当物体克服重力做功时，物体的[ ]

A．重力势能一定减少，机械能可能不变

B．重力势能一定增加，机械能一定增加

C．重力势能一定增加，动能可能不变

D．重力势能一定减少，动能可能减少

落到地面，下列说法中正确的是 [ ]

D．重力做功mgh

7．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是[ ]

A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒

B．作匀速度运动的物体机械能可能守恒

C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒

D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒

不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是 [ ]

A．物体在c点比a点具有的机械能大

B．物体在a点比c点具有的动能大

D．物体在a、b、c三点具有的动能一样大

D．物体在a、b、c三点具有的机械能相等

向下抛出a，b，c三个质量相同的小球，不计空气阻力则它们[ ]

A．落地时的动能相同

C．重力势能的减少相同

D．在运动过程中任一位置上的机械能都相同

h高处时，它的动能和势能正好相等，这个高度是[ ]

二、填空题

11．粗细均匀，长为5m，质量为60kg的电线杆横放在水平地面上，如果要把它竖直立起，至少要做_______J的功（g=10m/s2）

12．质量为m的物体沿倾角为θ的斜面下滑，t秒内下滑了s，则其重力势能改变了______。

13．一条长为L的铁链置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使另

链全部通过桌面的瞬间，铁链具有的速率为______。

三、计算题.

端压在桌面

上（不拴接），整个系统处于平衡状态，现施力将物块1缓缓地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了多少？

16．如图6所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上．（1）以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减少多少？

（2）以桌面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少？

17．如图7所示，重物A质量为m，置于水平地面上，其上表面竖直固定着一根轻弹簧，弹簧长为L0劲度系数为k，下端与物体相连结，现将上端P缓缓地竖直提起一段距离L，使重物离开地面，这时重物具有的重力势能为多少？（以地面为零势面）．

/s速度

斜向上抛出，小球的初速度方向与水平方向之间的夹角为30°，

（1）人抛球时对球做多少功？

（2）若不计空气阻力，小球落地时的速度大小是多少？

过程中克服阻力做了多少功？

19．如图8所示，物体A和B系在跨过定滑轮的细绳两端，物体 A

与地面接触，此时物体A离地高度为1m．放手让A从静止开始下落，求：

（1）当A着地时，B的速率多大？

（2）物体A落地后，B还能升高几米？

重力势能、机械能守恒定律练习题答案

一、选择题：

二、填空题

三、计算题

高一物理第七章《机械能》测试题

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)

1．关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的有（）

Ａ．重力做功与路径无关

Ｂ．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定减小

Ｃ．重力势能为负值说明其方向与规定的正方向相反

Ｄ．重力势能的大小与零势能参考面的选取有关

2．质量为m的滑块沿着高为h、长为L的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到底端的过程中（）

A．重力对滑块所做的功等于mgh B．滑块克服阻力所做的功等于mgh

C．合力对滑块所做的功为mgh D．滑块的重力势能一定减少mgh

3．a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出，a球竖直上抛，b球水平抛出，c球竖直下抛.设三球落地时的速率分别为V a、V b、V c（不计空气阻力），则（）

A、V a>V b>V c

B、V a=V b>V c

C、V a

D、V a=V b=V c

4．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 ．

21mv 02＋mgh B ．21

mv 02-mgh C ．21mv 02＋mg(H-h) D ．2

1mv 0

2

5．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/s 2

）( ) 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 J

C ．第2 s 末重力做功的瞬时功率为200 W

D ．5 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v 0= ，该队员踢球时对足球做功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/s 2

)

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600

，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.

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v 0=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μ=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.

A

B C

D

v

O

60o

10．（15分）如图，AB 是高h 1=0.6m 、倾角θ=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h 2=1.8m.一个质量m =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μ=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.gh v 22

-

)2(2

1

2gh v m - 7. 50J 32J -32J 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g 均取10m/s 2

)

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，22

1

cos 1mv mgL =-）（

θ 解得 10=v m/s

（2）在最低点，由牛顿第二定律得

L

v m mg F 2

=- 解得 F=10N

θ C

A

B h 1

h 2

9. (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

f·s DB ＝

21m v 2 -2

1m v 02

①

又f = μmg ②

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

2

1m v 2

＝mgh 解得 h = 0.8m 10. (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 θ= 0 沿斜面方向:mgsin θ-μN = ma

求出 a =2.0m/s 2

由 v B 2

=2as 求出 v B =2.0m/s (2)设滑块从B 到C 所用时间为t

由 2

22

1gt h =

t v x B = 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

2

222

121C B mv mgh mv =+ 解得 s m s m v C /4.6/102≈=