功和机械能守恒.doc

1 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则 A加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C两过程中拉力的功一样大D上述三种情况都有可能 2 质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m的小物块，如图81所示现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为，求把长木板抽出来所做的功3汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，如图84，所受阻力为车重的0.1倍(g10 m/s2)，求：(1)汽车所能达到的最大速度vm=？(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？(4)在10 s末汽车的即时功率为多大？4 如图3所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为的直角劈上，同时用力F向右推劈，使P与劈保持相对静止，在前进的水平位移为s的过程中，劈对P做的功为()图3AFsBmgsinqs/2CmgcosqsDmgtanqs5 质量为m的汽车发动机的功率恒为P，摩擦阻力恒为f，牵引力为F汽车由静止开始，经过时间t行驶了位移s时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功为() APt Bfvmt Cfs D EFs6 如图4所示，木板质量为M，长为L，放在光滑水平面上，一细绳通过定滑轮将木板与质量为m的小木块相连，M与m之间的动摩擦因数为m ，现用水平向右的力F将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是_7 图5sAB如图5所示，人拉着细绳的一端由A走到B，使质量为m的物体匀速上升。已知A、B两点间的水平距离为s，细线与水平方向的夹角已在图中标出，不计滑轮的摩擦，人的拉力所做的功_8 用水平拉力拉着滑块沿半径为r的水平圆轨道匀速运动一周，已知滑块的质量为m，滑块与轨道间的动摩擦因数为。此过程中拉力所做的功_=2mgr。9、如图6所示，在倾角为的斜面上有一质量为m的物体，一直与斜面保持相对静止求：（1） 若物体随斜面水平匀速移动了位s，则斜面对物体做了多少功？（2）若物体随斜面以加速度a移动了位移s，则斜面对物体做了多少功？10.在光滑的水平面上放着物体A和小车B,如图7所示,小车长L=2m,M=4kg,A的质量m=1kg,AB=0.2,加在小车上的力(1)F=5N,(2)F=12N,求在这两种情况下,在2s时间内F对车做功是多少?摩擦力对A做功多少?（g取10m/s2）图711 如图所示，均匀长直木板长L=40cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m=2kg，与桌面间的摩擦因数=0.2，今用水平推力F将其推下桌子，则水平推力至少做功为（ ）（g取10/s2）A0.8J B1.6J C8J D4J12如图所示，线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆的半径是1m，球的质量是0.1kg，线速度v=1m/s，小球由A点运动到B点恰好是半个圆周。那么在这段运动中线的拉力做的功是（ ）A0 B0.1J C0.314J D无法确定 13 如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。在下列三种情况下，分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成角的位置。在此过程中，拉力F做的功各是多少？用F缓慢地拉；F为恒力；若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。可供选择的答案有A. B. C. D.14一列车的质量是，在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶，当速度由10m/s加速到所能达到的最大速率30m/s时，共用了2min，则在这段时间内列车前进的距离是多少米？（阻力不变）高考题例1. （2001全国高考，22题）（13分）一个圆柱形的竖直的井里存在一定量的水，井的侧面和底部是密闭的，在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管，管和井共轴，管下端未触及井底。在圆管内有一不漏气的活塞施加一个向上的力F，使活塞缓慢向上移动，已知管筒半径r=0.100m，井的半径R=2r，水的密度，大气压P0=。求活塞上升H=9.00m的过程中拉力所做的功。（井和管在水面以上及水面以下的部分都足够长，不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度）例2. （2003年全国高考II，34）理综，22分一传送带装置示意如下图，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧光滑模板形成，未画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切，现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速度为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h，稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L，每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N，这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦，求电动机的平均输出功率。【达标测试】一、选择题： 1. 如图所示，两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移过程中，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1与F2的合力对物体做功为（ ）A. 7JB. 1JC. 5JD. 3.5J 2. 起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止匀加速地向上提升，若g取10m/s2，则在1s内起重机对货物所做的功是（ ）A. 5000JB. 4500JC. 6000JD. 5500J 3. 水平恒力作用于质量为M的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离S，恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为m（mM）的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样距离S，恒力做功为W2，则两次恒力做功的关系是（ ）A. B. C. D. 无法判断 4. 质量为m的滑块沿倾角为的斜面向下滑行，当滑块速度为v时，重力的瞬时功率为（ ）A. mgvB. C. D. 0 5. 某同学质量为50kg，在跳绳比赛中，他一分钟跳120次，每次起跳中有时间腾空，g取10m/s2，则在跳绳过程中他的平均功率是（ ）A. 100WB. 200WC. 400WD. 1000W 6. 如下图所示重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功的情况是：（ ）A. 摩擦力对重物不做功B. 摩擦力对重物做负功C. 支持力对重物不做功D. 支持力对重物做正功 7. 如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则（ ）A. 重力对物体做功相同B. 重力的平均功率相同C. 到达底端时重力的瞬时功率PAPBD. 到达底端时两物体的动能相同，速度相同 8. 一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在时刻力F的功率是：（ ）A. B. C. D. 二、填空： 9. 如图所示，质量为m的滑块，由半径为R的半球面的上端A以初速度滑下，在滑动过程中所受到的摩擦力大小恒为f，滑块由A滑到最低点B的过程中重力做功为_，弹力做功为_，摩擦做功为_，从A滑到C后，又滑回到B，则这一过程摩擦力做功为_。 10. 已知质量为m的物体从高处自由下落，经过时间为t重力对物体做功的平均功率为_，t秒末重力对物体做功的瞬时功率为_。三、计算题： 11. 如图所示，质量为m的物体以一定初速度滑上斜面，上滑到最高点后又沿原路返回。已知斜面倾角为，物体与斜面的动摩擦因数为，上滑最大高度为h，则物体从开始滑上斜面到滑回到原出发点的过程中，重力做功是多少？摩擦力做功是多少？ 12. 汽车质量为，额定功率为30W，求：汽车在水平道路行驶时所受阻力为2000N，其最大速度不能超过多大？如果阻力不变，汽车在水平道路上用10m/s的速度匀速行驶，此时实际功率多大？如果阻力不变，汽车要匀速行驶上倾角为10的斜坡，其最大速度不能超过多大？（取） 13. 如图所示，质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑到B点，在板上前进了L，而木板前进了S，若滑块上与木板间的摩擦因数为，求摩擦力对木板和对滑块做功各为多少？ 14. 某司机为了确定自己汽车上货物的质量，采用了这种方法：让汽车以额定功率P由静止启动，沿着平直公路运行到最大速度时，司机从速度表上读出最大速度为v，根据他平时积累总结的规律，司机认为汽车运行阻力与其总重量成正比，且比例系数为k，若汽车自身质量为m，则车上所装货物的质量是多少？【综合测试】一、选择题： 1. 如图所示，劈a放在光滑的水平桌面上，斜面光滑，把b物体放在a斜面顶端，由静止滑下，则在下滑过程中，a对b的弹力对b做功为W1，b对a的弹力对a做功为W2，对下列关系正确的是（ ）A. B. C. D. 2. 如图把A、B两小球由图中位置同时由静止释放（绳开始时拉直），则小球在向下摆动时，下列说法正确的是（ ）A. 绳OA对A球做正功B. 绳AB对B球不做功C. 绳AB对A球做负功D. 绳AB对B球做正功 3. 质量为m的物体从半径为R的光滑半圆形轨道上A点由静止下滑，如图所示，半圆轨道可在光滑的水平面上自由运动，在m下滑过程中，设半圆轨道对物体支持力为N，物体对半圆轨道的压力为N，则（ ）A. N不做功B. N做正功C. N不做功D. N做负功 4. 关于一个力做功和冲量的联系，下列叙述中正确的是（ ）A. 功为零，冲量一定为零B. 冲量为零，功一定为零C. 两个功相同时，对应的冲量也相同D. 两个冲量相同时，对应的两个功一定相同 5. 汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度达到的过程中的平均速度；若汽车由静止开始满功率行驶，速度达到的过程中的平均速度为，且两次历时相同，则（ ）A. B. C. D. 条件不足，无法判断 6. 甲图为起重机沿直线方向提起重物的过程中重物运动的速度时间图像，则该过程中起重机输出功率时间图像最接近图乙中的四个图像的哪个（ ） 7. 汽车在平直公路上以恒定功率起动，设阻力恒定，则在下图中关于汽车运动过程中的速度，加速度随时间变化的关系，下面说法中正确的是（ ）A. 图甲可以描述汽车的速度时间图象B. 图乙可以描述汽车的加速度时间图象C. 图丙描述汽车的速度时间图象D. 图丁可以描述汽车的加速度时间图象 8. 如图所示，在三个相同的光滑斜面上，分别将质量均为m的物体以相同的加速度自底端由静止开始拉上斜面，当拉至顶端时，拉力F1，F2，F3的功率分别为P1，P2，P3，则（ ）A. B. C. D. 无法比较二、填空： 9. 如图所示，用F=40N的水平推力推一个质量为m=3kg的木块，使其沿斜面向上移动2m，木块和斜面间的动摩擦因数=0.1，在这一过程中F做功为_J，物体克服摩擦力做功为_J，重力做功为_J（g取10m/s2）。 10. 质量为0.5kg的物体从倾角为37的足够长光滑斜面顶端从静止下滑，前3s内重力做功_J；第2s内重力做功的平均功率为_W，第3s末重力做功的瞬时功率为_W。（g=10m/s2）三、计算题： 11. 如图所示，一根粗细均匀的木棒竖直插入水中，若将木棒等分为n份，且第一段浸入的过程中，浮力做功，求第n段和全部浸入的过程中，浮力做功分别是多少？ 12. 汽车发动机的额定牵引功率为60kW