1、高考物理力學(xué)知識點之功和能難題匯編含答案（3）一、選擇題1.如圖所示，用同種材料制成的一個軌道ABC, AB段為四分之一圓弧，半徑為R,水平 放置的BC段長為R。一個物塊質(zhì)量為m,與軌道的動摩擦因數(shù)為卬它由軌道頂端A從 靜止開始下滑，恰好運動到c端停止，物塊在AB段克服摩擦力做功為（）B CA. "mgRB. mgRc.D.2 .如圖所示，小車A放在一個傾角為30。的足夠長的固定的光滑斜面上，A、B兩物體由 繞過輕質(zhì)定滑輪的細線相連，已知重力加速度為g,滑輪質(zhì)量及細線與滑輪之間的摩擦不 計，小車A的質(zhì)量為3m,小球B的質(zhì)量為m,小車從靜止釋放后，在小球B豎直上升h 的過程中，小車受繩

2、的拉力大小Ft和小車獲得的動能Ek分別為（）A. Fimg, Ek=3mgh/8B. Fl=mg, Ek=3mgh/2C. Fi-9mg/8» Ek=3mgh/2D. Fr=9mg/8, Ek=3mgh/83 .某人造地球衛(wèi)星發(fā)射時，先進入橢圓軌道I,在遠地點A加速變軌進入圓軌道II。已 知軌道I的近地點B到地心的距離近似等于地球半徑R,遠地點A到地心的距離為3/?,則 下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星在B點的加速度是在A點加速度的3倍B.衛(wèi)星在軌道II上A點的機械能大于在軌道I上B點的機械能C.衛(wèi)星在軌道I上A點的機械能大于B點的機械能D.衛(wèi)星在軌道II上A點的動能大于在軌道I上B點的

3、動能4 .如圖所示，質(zhì)量分別為m和3m的兩個小球a和b用一長為2L的輕桿連接，桿可繞中 點O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動.現(xiàn)將桿處于水平位置后無初速度釋放，重力加速度為g, 則下列說法正確的是A.在轉(zhuǎn)動過程中，a球的機械能守恒B. b球轉(zhuǎn)動到最低點時處于失重狀態(tài)C. a球到達最高點時速度大小為J還D.運動過程中，b球的高度可能大于a球的高度5 .某人用手將1kg的物體由靜止向上提起1m,這時物體的速度為2m/s （glOm/s2）, 則下列說法正確的是（）A.物體克服重力做功2JB.合外力做功2JC.合外力做功12JD.手的拉力對物體做功10J6 .某同學(xué)把質(zhì)量是5kg的鉛球推出，估計鉛球出手時距地

4、面的高度大約為2m,上升的最 高點距地面的高度約為3m,最高點到落地點的水平距離約為6m。由此可估算出該同學(xué)推 鉛球的過程中對鉛球做的功約為A. 50JB. 150JC. 200JD. 250J7 .如圖，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運動.已 知小球在最低點時對軌道的壓力大小為N，在高點時對軌道的壓力大小為Nz.重力加速度 大小為g，則NlNz的值為A. 3mgB. 4mgC. 5mgD. 6mg8.如圖所示，長為/的輕桿一端固定一質(zhì)量為，的小球，另一端有固定轉(zhuǎn)軸。，桿可在豎 直平而內(nèi)繞軸o無摩擦轉(zhuǎn)動.已知小球通過最低點。時，速度大小為“=乃，則小球 的運動情況

5、為（） r、A.小球不可能到達圓周軌道的最高點產(chǎn)B.小球能到達圓周軌道的最高點P,但在P點不受輕桿對它的作用力C,小球能到達圓周軌道的最高點P,且在P點受到輕桿對它向上的彈力D.小球能到達圓周軌道的最高點P,且在P點受到輕桿對它向下的彈力9. 一質(zhì)量為，的木塊靜止在光滑的水平而上，從1=0開始，將一個大小為E的水平恒力作用在該木塊上，作用時間為乙，在。匕內(nèi)力尸的平均功率是（）八尸.D 尸2尸c 尸JA. - Z|B.ZjC.八D. 2m2mmm10.如圖所示，人站在電動扶梯的水平臺階上，假定人與扶梯一起沿斜面加速上升，在這 個過程中，人腳所受的靜摩擦力（）A.等于零，對人不做功B.水平向左，對

6、人做負功C.水平向右，對人做正功D.沿斜而向上，對人做正功11 .如圖，半圓形光滑軌道固定在水平地而上，半圓的直徑與地而垂直，一小物塊以速度v從 軌道下端滑入軌道，并從軌道上端水平飛出，小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān), 此距離最大時，對應(yīng)的軌道半徑為（重力加速度為g）（）A.B.C.D.16g8g4g2g12 .如圖所示，質(zhì)量為60kg的某運動員在做俯臥撐運動，運動過程中可將她的身體視為一 根直棒，已知重心在C點，其垂線與腳，兩手連線中點間的距離Oa、ob分別為09n和 0.6m,若她在Imin內(nèi)做了 30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m,則克服重力做功 和相應(yīng)的功率為（）

7、A. 430J, 7WB. 4300J, 70WC. 720J, 12WD. 7200J, 120W13.從空中以40m/s的初速度水平拋出一重為10N的物體.物體在空中運動3s落地，不計 空氣阻力，取g=10m/s2,則物體落地前瞬間，重力的瞬時功率為（）A. 300WB. 400WC. 500WD. 700W14.如圖所示，AB為L圓弧軌道，8c為水平直軌道，圓弧的半徑為R, 8c的長度也是 4K，一質(zhì)量為,的物體，與兩個軌道的動摩擦因數(shù)都為，當它由軌道頂端A從靜止下滑時，恰好運動到C處停止，那么物體在A8段克服摩擦力做功為（）0IA. umgR 2C. mgRD. （1 一）mgR15.

8、連接A、8兩點的在豎直面內(nèi)的弧形軌道AC8和AQ8形狀相同、材料相同，如圖所 示.一個小物體從A點以一定初速度u開始沿軌道4cB運動，到達8點的速度為也；若以 相同大小的初速度V沿軌道AO8運動，物體到達3點的速度為V2,比較力和電的大小，A. V1>V2C. V1<V2B. V1=V2D.條件不足，無法判定16 .如圖所示，一質(zhì)量為1kg的木塊靜止在光滑水平而上，在仁0時，用一大小為尾2N、 方向與水平面成分30。的斜向右上方的力作用在該木塊上，則在u3s時力F的功率為A. 5 WB. 6WC. 9WD. 673 W17 .恒力F作用于原來靜止的物體上，使其分別沿粗糙水平面和光滑

9、水平而移動一段相同 距離s,則水平恒力F做的功和功率W】、Pi和Wz、Pz相比較，正確的是（）A. Wi>W2, Pi>P2B. Wi=W2, Pi<P2C. WpW2, Pi>P2D. Wi>W2, PkPz18.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為E的圓弧軌道，半徑。C水平、。3豎直，一個質(zhì) 量為/的小球自C的正上方A點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對 軌道沒有壓力.已知AC=3R,重力加速度為g,則小球從A到5的運動過程中（）A.重力做功3mgRB.機械能減少23C.合外力做功不吆RD.克服摩擦力做功;依尺19.升降機中有一質(zhì)量為m的物體，當升

10、降機以加速度a勻加速上升人高度時，物體增加 的重力勢能為()A. mghB. mgh + mahC. mahD. mgh-mah20.如圖所示，光滑斜而放在水平而上，斜而上用固定的豎直擋板擋住一個光滑的重球。 當整個裝置沿水平而向左勻速運動的過程中，下列說法中正確的是()A.重力做負功B.斜而對球的彈力和擋板對球的彈力的合力做正功C,斜而對球的彈力做正功D.擋板對球的彈力做正功21 .美國的NBA籃球賽非常精彩，吸引了眾多觀眾。經(jīng)常能看到這樣的場面：在終場前 0.1s的時候，運動員把球投出且準確命中，獲得比賽的最后勝利。已知球的質(zhì)量為m,運 動員將籃球投出，球出手時的高度為電、動能為Ek、籃筐

11、距地面高度為11。不計空氣阻 力。則籃球進筐時的動能為A. Ek + mghi-mgh2B. Ek + mgh2 - mghiC. rnghimghz-EkD. mghz-rnghLEk22 .人用繩子通過定滑輪拉物體A, A穿在光滑的豎直桿上，當人以速度u豎直向下勻速 拉繩使質(zhì)量為，的物體A到達如圖所示位置時，此時繩與豎直桿的夾角為a則物體A的動能為（）ifC. = mv22D. E. = mv2 sin2 0223.如圖所示，在光滑水平而上放著一個質(zhì)量為10kg的木箱,拉力F與水平方向成60。）D. 1.6W24.如圖所示，一輛汽車以也=6 m/s的速度沿水平路面行駛時，急剎車后能滑行八=

12、3.6 m,如果改以也=8 nVs的速度行駛，同樣的情況下急剎車后滑行的距離6為（）V-I I - U二二二 0 .A. 6.4 mC. 7.2 mB. 5.6 mD. 10.8 m25.如圖所示，小球從高處落到豎直放置的輕彈簧上，則小球從開始接觸彈簧到將彈簧壓 縮至最短的整個過程中（）A.小球的動能不斷減少B.小球的機械能在不斷減少C.彈簧的彈性勢能先增大后減小D.小球到達最低點時所受彈簧的彈力等于重力【參考答案】*試卷處理標記，請不要刪除一、選擇題1. D解析：D【解析】【分析】【詳解】BC段物體受摩擦力后刖g,位移為R,故BC段摩擦力對物體做功W=#=wgR：即物體 克服摩擦力做功為加g

13、R：對全程由動能定理可知吆 R+M+W=O解得W|=?gR力xR 故AB段克服摩擦力做功為血卅ga 故選D。2. D解析：D【解析】小車A與小球5構(gòu)成的系統(tǒng)做加速運動，隔離分析小車，據(jù)牛頓第二定律得：3,/加30。- F3ma,隔離分析小球&據(jù)牛頓第二定律得：F，ngsin300=ia,聯(lián)立可得小車受繩的拉力大小為a=2曳，當小球8上升力高度時，根據(jù)動能定理有： 83mghsin300-mgh = ； (3? + ?)v2,聯(lián)立解得：u = ； >fgh，小車的最大動能為：七=J_x3?xM =辿他，故ABC錯誤，D正確.人2483. B解析：B【解析】【分析】【詳解】A.根據(jù)牛

14、頓第二定律得GMm；=mar解得GMr8點與地心的距離為A點與地心距離的1，則衛(wèi)星在3點的加速度是A點加速度的9倍，3故A錯誤：BC.在軌道I上，衛(wèi)星運行時，只有萬有引力做功，所以機械能守恒，即衛(wèi)星在軌道I上 A點的機械能等于在軌道I上3點的機械能：從橢圓軌道I到圓軌道II,衛(wèi)星在A點做逐 漸遠離圓心的運動，要實現(xiàn)這個運動必須使衛(wèi)星所需向心力大于萬有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星 加速，所以衛(wèi)星在軌道n上a點的機械能大于在軌道上a點的機械能，即有衛(wèi)星在軌道 n上A點的機械能大于在軌道【上3點的機械能，故B正確，C錯誤：D.根據(jù)萬有引力提供向心力可得GMm mv2丁丁解得動能為L 12 GM1Et = 71

15、 廣=氏22r所以衛(wèi)星在軌道H上4點的動能小于在軌道I上B點的動能，故D錯誤：故選B。4. C解析：c【解析】過程中桿對兩球做功，故單獨的以其中一個球為研究對象，這個球的機械能不守恒，但以 兩個球組成的系統(tǒng)機械能守恒，A錯誤：b球運動到最低點，合力指向圓心，即合力豎直 向上，加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)，B錯誤：兩個球組成的系統(tǒng)機械能守恒，故-mgL + 3mgL = -(m + 3m) v2,解得v = &T, C正確：若b球能上升到最高點，則-3?gL +吆L = J(? + 3?)/,方程無解，故b球不能上升到最高點，即b球的高度不 可能大于a球的高度，D錯誤.5. . B解析：

16、B【解析】【分析】【詳解】A.克服重力做的功W = mgh = 10JA錯誤；BC.根據(jù)動能定理= Fh- mgh = mv - 02因此合外力做功為2J, B正確，C錯誤：D.手的拉力對物體做功，由上式可知Fh = mgh + ； mv2 = 12JD錯誤。 故選B°6. C解析：C【解析】【詳解】鉛球在最高點的速度2/? V2x3ni/s = 2y/5m/sV g則由能量關(guān)系可得該同學(xué)推鉛球的過程中對鉛球做的功約為W = ?gAZ?+ !?/ =5x10x1 + x5x(2>/r5)2 = 200J 22A. 50J,與結(jié)論不相符，選項A錯誤：B. 150J,與結(jié)論不相符，

17、選項B錯誤：C. 200J,與結(jié)論相符，選項C正確；D. 25OJ,與結(jié)論不相符，選項D錯誤：故選C.7 . D解析：D【解析】試題分析：在最高點，根據(jù)牛頓第二定律可得N,+吆=?二，在最低點，根據(jù)牛頓第 rv2二定律可得NI-吆從最高點到最低點過程中，機械能守恒，故有rmg -2r = mV12 -mv；,聯(lián)立三式可得 M - N? = 6mg 22考點：考查機械能守恒定律以及向心力公式【名師點睛】根據(jù)機械能守恒定律可明確最低點和最高點的速度關(guān)系：再根據(jù)向心力公式 可求得小球在最高點和最低點時的壓力大小，則可求得壓力的差值.要注意明確小球在圓 環(huán)內(nèi)部運動可視為繩模型：最高點時壓力只能豎直向下

18、.8 . C解析：C【解析】【詳解】由能量守恒定律得：22，解得：2,所以小球能到達圓周軌道的最高點P，且在尸點受到輕桿對它向上的彈力，故ABD錯誤，C正確. 故選：C 9. A 解析：A【解析】 【分析】 【詳解】對物體受力分析可知，物體只受力F的作用，由牛頓第二定律可得。=£,h時刻的速度 mv = at =八 m則在。時間內(nèi)的平均速度為-vF口 = = 一 一tx22 m所以在h時間內(nèi)力廠的平均功率萬一廠1尸 尸P = Fv = FA =2 m 2m故A正確，BCD錯誤。故選A。10. C解析：C【解析】【分析】【詳解】人的加速度斜向右上方，即加速度有水平向右的分量，可知人的腳

19、所受的靜摩擦力水平向 右，摩擦力的方向與位移方向成銳角，則靜摩擦力做正功。故選C。11. B解析：B【解析】【分析】根據(jù)動能定理得出物塊到達最高點的速度，結(jié)合高度求出平拋運動的時間，從而得出水平 位移的表達式，結(jié)合表達式，運用二次函數(shù)求極值的方法得出距離最大時對應(yīng)的軌道半 徑.【詳解】設(shè)半圓的半徑為R，根據(jù)動能定理得：-此M2/?=!”' 2_my2,離開最高點做平拋運 22動，有：2R=i, xW t,聯(lián)立解得: I16 0 (R - -)2 + -v24R(； -4gR) _ I ' 8g 4g ,可知當R=1時，水平位移最大，故B 正確，ACD錯誤.故選B.【點睛】本題考

20、查了動能定理與圓周運動和平拋運動的綜合運用，得出水平位移的表達式是解決本 題的關(guān)鍵，本題對數(shù)學(xué)能力的要求較高，需加強這方而的訓(xùn)練.12. B解析：B【解析】設(shè)重心上升高度為h,根據(jù)幾何知識可得上-= "9,解得h=0.24m,故做一次俯臥0.4 0.9+ 0.6撐克服重力做功為mgh=144J,所以一分鐘克服重力做功為W=30xl44J=4320J,功率約為W 4320P = = -W = 70W,故 B 正確.t 6013. A解析：A【解析】【分析】【詳解】重物在豎直方向的分速度為，y=G=30m/s：重力的功率P=wg=300W.故A正確，BCD錯 誤.【點睛】本題難度較小，公

21、式P=Fv中的v是在產(chǎn)方向上的分速度14. D解析：D【解析】【分析】【詳解】試題分析：8C段摩擦力可以求出，由做功公式求得BC段摩擦力對物體所做的功；對全程 由動能定理可求得AB段克服摩擦力所做的功.8C段物體受摩擦力/=吆，位移為R，故BC段摩擦力對物體做功W = -/R = _mgR ；對全程由動能定理可知，%氏+叱+卬=。，解得W = mgR mgR ,故AB段克服摩擦力做功為叱工=7婢一 次R = (l )?gR, D正確.15 . A解析：A【解析】【分析】滑塊從A到8過程中，只有阻力做功，但AC8軌道上運動時失重，AD3軌道上運動時超 重，故AB。軌道上運動時阻力大，根據(jù)動能定理

22、判斷末速度大小.【詳解】由于A8軌道等高，故滑塊從A到3過程中，只有阻力做功，根據(jù)動能定理，克服阻力做 功等于動能的減小量；但AC8軌道上運動時加速度向下，是失重：AQ8軌道上運動時加速度向上，是超重：故 A3。軌道上運動時阻力大，克服阻力做功多，動能減小多，故力-2.故選A.16. C解析：C【解析】【分析】【詳解】對木塊根據(jù)牛頓第二定律可知，木塊的加速度為：。= = J%n/s2,則=3s時的瞬 m時速度為：V = at = 373m/s ,則力F的瞬時功率為：廠6P = Fvcos6> = 2x3V3x W=9W.2A. 5W與計算結(jié)果不相符：故A項錯誤.B. 6W與計算結(jié)果不相符

23、；故B項錯誤.C. 9W與計算結(jié)果相符：故C項正確.D. 6/W與計算結(jié)果不相符；故D項錯誤.17. . B解析：B【解析】【分析】【詳解】兩次水平恒力相等，位移相等，根據(jù)W=Fs知，恒力F所做的功相等.在光滑水平面上運 動的加速度大，根據(jù)位移時間公式知，在光滑水平而上的運動時間短，根據(jù)P=W八知， Pi<Pz.故A、C、D錯誤，B正確.18. D解析：D【解析】【分析】【詳解】A.重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，故小球從A到8的運動過程中，重力做功為A錯誤；BD,小球沿軌道到達最高點8時恰好對軌道沒有壓力，根據(jù)牛頓第二定律，有解得5二腳從A到8過程，重力勢能減小量為力動能增加量為

24、1 . 1 D mvi= ,nSR故機械能減小量為132?gR - - ingR = mgR223從A到B過程，克服摩擦力做功等于機械能減小量，故為不名R,B錯誤，D正確；C.從A到8過程，合外力做功等于動能增加量，故w = ； 氓 RC錯誤。 故選D。 19. A解析：A【解析】重力勢能的增加量等于物體克服重力做的功，A對，B、C、D錯.20. C解析：C【解析】【分析】根據(jù)“整個裝置勻速運動”可知，本題考查功的判斷問題，根據(jù)判斷力是否做功，要看力 的方向與位移方向是否垂直，若垂直則不做功，若不垂直，則做功.【詳解】A、根據(jù)功的公式可知，重力與運動方向相互垂直，故重力不做功，故A錯誤；B、C、斜面對球的彈力與運動方向夾角為銳角，故斜而對