高中物理功与能

高三物理部分学生辅导（二）--功和动能定理 1.在光滑的水平地面上有质量为 M 的长平板 A,如图所示,平板上放一质量 m的物体 B,A、 B 之间动摩擦因数为.今在物体 B 上加一水平恒力 F,B 和 A 发生相对滑动,经过时间 t,B 未滑离木板 A.求: (1)摩擦力对 A 所做的功. (2)摩擦力对 B 所做的功. (3)若长木板 A 固定,B 对 A 的摩擦力对 A 做的功. 2.如图所示,光滑弧形轨道下端与水平传送带连接,轨道上的 A 点到传送带的竖直距离及传送带到地面的距离均 为 h=5 m,把一物体自 A 点由静止释放,物体与传送带间的动摩擦因数=0.2.先让传送带不转动,物体滑上传 送带后,从右端 B 水平飞离,落在地面上的 P 点,B、P 间的水平距离 OP 为 s=2 m; 然后让传送带顺时针方向转动,速度大小为v=5 m/s,从同一高度释放的物体进入 传送带,一段时间后与传送带相对静止,从右端 B 水平飞离.g=10 m/s .求:(1)传送 带转动时,物体落到何处?(2)两种情况下,传送带对物体所做功之比.(3)两种情 况下,物体运动所用时间之差. 3.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转, 则传送带对物体做功情况可能是 ( ) A.始终不做功 B.先做负功后做正功 C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功 4.物体在水平力 F 1作用下,在水平面上做速度为 v 1的匀速运动,F1的功率为 P;若在斜向上的力 F2作用下,在水平 面上做速度为v 2的匀速运动,F2的功率也是 P,则下列说法正确的是 ( ) A.F 2可能小于 F1, v 1不可能小于 v 2 B.F2可能小于 F1, v 1一定小于 v 2 C.F 2不可能小于 F1, v 1不可能小于 v 2 D.F2不可能小于 F1, v 1一定小于 v 2 5.某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小 车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v—t 图象,如图所示(除 2～10 s 时间段内的图象为曲线外,其余 时间段图象均为直线).已知小车运动的过程中,2～14 s 时间段内小车的功率保 持不变,在 14 s末停止遥控而让小车自由滑行.小车的质量为 1 kg,可认为在整 个过程中小车所受到的阻力大小不变.求: (1)小车所受到的阻力大小及 0～2 s 时间内电动机提供的牵引力大小. (2)小车匀速行驶阶段的功率. (3)小车在 0～10 s 运动过程中位移的大小. 6.如图所示,在倾角为的光滑斜面上,木板与滑块质量相等,均为 m,木板长为 l.一根不 计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连,滑块与木板间的动摩擦因数为,开 始时,滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的未知力F,将滑块缓慢拉至木板的下端, 拉力做功为 ( ) A.mglcos B.2mgl C.2mglcos D. 2 1 mgl 2 7.质量为 m=2 kg 的物体,在水平面上以v 1=6 m/s 的速度匀速向西运动,若有一个 F=8 N 方向向北的恒力作用于 物体,在 t=2 s 内物体的动能增加了 ( ) A.28 J B.64 J C.32 J D.36 J 8.如图所示,某滑板爱好者在离地 h=1.8 m 高的平台上滑行,水平离开 A 点后 落在水平地面的 B 点,其水平位移 s 1=3 m,着地时由于存在能量损失,着地后 速度变为v=4 m/s,并以此为初速度沿水平地面滑行 s 2=8 m 后停止.已知人 与滑板的总质量 m=60 kg.求: (1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小. (2)人与滑板离开平台时的水平初速度.(空气阻力忽略不计,g 取 10 m/s ) 9.质量为 1 kg 的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移 变化的图线如图所示,g 取 10 m/s ,则以下说法中正确的是 ( ) A.物体与水平面间的动摩擦因数为 0.5 B.物体与水平面间的动摩擦因数为 0.2 C.物体滑行的总时间为 4 s D.物体滑行的总时间为 2.5 s 10.如图所示为皮带传输机简图,其顶端为水平且高度为 3 m.将质量为 50 kg 的货物轻轻 放在皮带传输机底端,运动至顶端后抛至高度为 2.2 m的平板车上,落点与抛出点间 的水平距离为 0.8 m.求在输送货物期间皮带对货物做的功.(g=10 11.如图甲所示,在倾角为 30°的足够长光滑斜面 AB 前,有一粗糙水平面 OA,OA 长为 4 m.有一质量为 m 的滑块,从 O 处由静止开始受一水平向右 的力 F 作用.F 只在水平面上按图乙所示的规律变化.滑块与 OA 间的动 2摩擦因数=0.25,g 取 10 m/s ,试求: (1)滑块到 A 处的速度大小. (2)不计滑块在 A 处的速率变化,滑块冲上斜面的长度是多少? 12.剑桥大学物理学家海伦·杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理,并通过计算机模拟技术探寻特技动 作的极限,设计了一个令人惊叹不已的高难度动作——“爱因斯坦空翻”,并在伦敦科学博 物馆由自行车特技运动员(18 岁的布莱士)成功完成.“爱因斯坦空翻”简化模型如图所示, 质量为 m 的自行车运动员从 B 点由静止出发,经 BC 圆弧,从 C 点竖直冲出,完成空翻,完成空 翻的时间为 t.由 B到 C的过程中,克服摩擦力做功为 W,空气阻力忽略不计,重力加速度为 g, 试求:自行车运动员从 B 到 C 至少做多少功? 13.如图所示,有一光滑的 T 字形支架,在它的竖直杆上套有一个质量为 m 1 的物体 A,用长为 l 的不可伸长的细绳将 A 悬挂在套于水平杆上的小环 B 下,B 的质量 m 2=m1=m.开始时 A 处于静止状态,细绳处于竖直状态.今用水 平恒力 F=3mg 拉小环 B,使 A 上升.求当拉至细绳与水平杆成 37°时,A 的 速度为多大? 2 2 14.如图所示,质量 m=1 kg 的木块静止在高 h=1.2 m 的平台上,木块与平台间的动摩擦因数=0.2,用水平推力 F=20 N,使木块产生位移 s 1=3 m 时撤去,木块又滑行 s2=1 m 时飞出平台,求木块落地时速度的大小? 15.如图所示,质量为 m的小球被系在轻绳的一端,以 O为圆心在竖直平面内做半径为 R的圆周运动.运动过程中, 小球受到空气阻力的作用.设某时刻小球通过圆周的最低点 A,此时绳子的张力为 7mg,此后小球继续做圆周运 动,经过半个圆周恰能通过最高点 B,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少? 16.如图所示, AB 与 CD 为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心 角为 120°,半径 R=2.0 m.一个质量为 2 kg 的物体在离弧底 E 高度为 h=3.0 m 处,以初速度v 0=4 m/s 沿斜面 运动,