必修2第五章机械能守恒定律典型例题汇总

1、必修二第五讲P62【小题快练】基础小题测基本能力1.（多选）（正、负功的判断）如图所示，重物P放在一长木板0A上，将长木板绕0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（AD ）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 2.（功的计算）如图a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移。卩 表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物 块，比较物体甲移动的过程中力 F对物体甲所做的功的大小（D ）A. Wa最

2、小B.Wd最大七乙甲甲F7C.Wa>WcD.四种情况一样大 3.（平均功率）在光滑的水平面上，用一水平拉力 F使物体从静止开始移动X,平均功率为P,如果将水平拉力增加为4F,使同一物体从静止开始移动X，平均功率为（D ）A. 2 PB. 4 PC.6 PD.8 P【过关题组】P631.（2016 西青区模拟）物体受到两个互相垂直的作用 力F1、F2而运动，已知力F1做功6J,物体克服力F2做功8J,则力F1、F2的合力对物体做功（D ）A. 14JB. 10JC.2JD.-2J2.（2016 保定模拟）质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上 受拉力F作用沿水平面做匀变速运动，物体运

3、动的速度一时间图象如 图所示，若物体所受摩擦力为10N，则在这段运动过程中做功情况正确的是（A ）A. 拉力做功150JB. 拉力做功100JC. 摩擦力做功250JD. 物体克服摩擦力做功200J 3.（多选）如图所示，质量为m的物体置于倾角为0的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为 卩，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体 m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是ACD )A.支持力一定做正功B.摩擦力一定做正功C.摩擦力可能不做功D.摩擦力可能做负功【加固训练】1.（多选）如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动,在运动过程中，

4、A、B之间有相互作用的摩擦力，贝y这对摩擦力做功 的情况，下列说法中正确的是（BC ）BA. A、B都克服摩擦力做功B. 摩擦力对A不做功C. 摩擦力对B做负功D. 摩擦力对A、B都不做功 2.（多选）在水平面上运动的物体，从t=0时刻起受到一个水平力AD)作用，力F和此后物体的速度V随时间t的变化图象如图，则（A. 在t=0时刻之前物体所受的合外力一定做负功B.从t=0时刻开始的前3s内，力F做的功为零C.除力F外，其他外力在第1s内做正功105 II-3'2D.力F在第3s内做的功是第2s内做功的3倍【典例11 P63（多选）（2015 浙江高考）我国科学家正在研制航母舰载 机使用

5、的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0X 104kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0X 105N;弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推 力的20%,则（ABD ）A. 弹射器的推力大小为1.1X106NB. 弹射器对舰载机所做的功为1.1 X 108JC. 弹射器对舰载机做功的平均功率为 8.8X 107WD. 舰载机在弹射过程中的加速度大小为 32m/s2【过关题组】P631.（2016 邯郸模拟）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距

6、离S,第二次使此物体沿粗糙水平面也前进距离S,若先后两次拉力做的功为 W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,则正确的是（B ）A. W1=W2，P 仁P2B. W1=W2，P1>P2C.W1>W2 , P 1>P2D.W1>W2 , P仁P22.（多选）（2016 宝坻模拟）如图所示是质量为1kg的滑块在水平面上做直线运动的v-t图象。下列判断正确的是（CDA.在t=1s时，滑块的加速度为零B.在46s时间内，滑块的平均速度为2.5m/sC.在37s时间内，合力做功的平均功率为2WD.在56s时间内，滑块受到的合力为4N3.（多选）（2016 太原模拟）位于水平面上的

7、物体在水平恒力 F1作用下,做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力 F2,物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2的功率相同。则可能有(BD )A.F2=F1 ,v1>v2B.F2=F1,v1<v2C.F2>F1,v1>v2D.F2<F1,v1<v2【加固训练】1在某一高度处以相同大小的初速度 v0分别沿水平方向和竖直方向抛出小球，不计空气阻力，如图所示，贝y下列说法正确 的是（C ）A. 两小球落地时速度相同B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同C. 从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同2

8、.（多选）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第 1s内受到2N的水平外力作用，第2s内受到同方向的1N的外力作用。F列判断正确的是（AD ）A. 02s内外力的平均功率是 9/4WB. 第2s内外力所做的功是5/4JC. 第2s末外力的瞬时功率最大D. 第1s内与第2s内质点动能增加量的比值是4/5【典例2】P64（多选）发动机额定功率为80kW汽车，质量为2X 103kg,在水平路面上行驶时汽车所受摩擦阻力恒为4X 103N,若汽车在平直公路上以额定功率启动，则下列说法中正确的是 （CD ）A. 汽车的加速度和速度都逐渐增加B. 汽车匀速行驶时，所受的牵引力为零C. 汽车

9、的最大速度为20m/sD. 当汽车速度为5m/s时，其加速度为6m/s2【小题快练】P651.（对动能理解）下列有关动能说法中正确的是（D）A. 物体只有做匀速运动时，动能才不变B. 物体的动能变化时，速度不一定变化C. 物体做平抛运动时，水平速度不变，动能不变D. 物体做自由落体运动时，物体的动能增加 2.（多选）（对动能定理的理解）关于动能定理的表达式 W二Ek2-Ek1，下列说法正确的是（BC ）A. 公式中的W为不包含重力的其他力做的总功B. 公式中的W为包含重力在内的所有力做的功，也可通过以下两种方式计算：先求每个力的功再求功的代数和或先求合外力再求合外力 的功C. 公式中的Ek2-

10、Ek1为动能的增量，当W>0时动能增加，当W<0时,动能减少D. 动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运动，适用于恒力做功,但不适用于变力做功3.（动能定理的应用）用竖直向上大小为30N的力F,将2kg的物体由沙坑表面静止抬升1m时撤去力F,经一段时间后，物体落入沙坑, 测得落入沙坑的深度为20cm。若忽略空气阻力，g取10m/s2。贝卩物体克服沙坑的阻力所做的功为（B ）A. 54JB. 34JC. 24JD. 20J【过关题组】P651.（多选）一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能（ABD ）A. 一直增大B.先逐渐减小至零，再逐渐增大

11、C.先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D.先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大2.（多选）（2016 河西区模拟）甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离S。如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力 F对甲、乙做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是 （BC ）A.力F对甲做功多B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多ISITTTTT 7777777777777777777777光滑$4粗糙C. 甲物体获得的动能比乙大D. 甲、乙两个物体获得的动能相同3.（2014 大纲版全国卷）一物块沿倾角为0的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时

12、，上升的最大高度为H,如图所示；当物块的初速度为 时，上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为（ D）HA.tan e和一2HC.tan日和一42B.(-1)tan2gH )2D.( -1)tan2gHH2H4【加固训练】1.如图所示，斜面高h,质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下，物块由静止向下滑动,滑至底端时其动能的大小为(BA.mghB.2mghC.2FhD.FhB.9甲乙2.(多选)质量不等，但有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直至停止，则(

13、BD )A.质量大的物体滑行的距离大B.质量小的物体滑行的距离大C. 它们滑行的距离一样大D.它们克服摩擦力所做的功一样多【典例11 (2016 天津高考)我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下, 到达助滑道末端B时速度vB=24m/s, A与B的竖直高度差H=48m。为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道 衔接，其中最低点C处附近是一段以0为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m,运动员在B、C间运动时阻力做6倍,(1)求运动

14、员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的功 W=-1 530J, g 取 10m/s2。则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。答案：(1)144N(2)12.5m【过关题组】 阎1.（2015 全国卷I ）如图，一半径为R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径 POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从 P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg, g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的O fJl功。则（C ）B.W>0.5mgR，质点不能到达Q点A. W=0.5

15、mgR，质点恰好可以到达Q点C. W=0.5mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离D. W<0.5mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离 2.（2015 山东高考）如图甲所示，物块与质量为 m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为I。开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一 始终垂直于I段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成 60。角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍。不计滑

16、轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g。求: （1）物块的质量。（2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功。答案：(1)3m(2)0.1mgl【加固训练】1.(多选)滑沙是国内新兴的，也是黄金海岸独有的旅游 项目，深受游客欢迎。如图所示，某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为V,设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L,斜面倾角为0，人的质量为m,滑沙板质量不计，重力加速度为g。则(BD )A.人沿沙坡斜面的顶端下滑到底端所受阻力做的功为mgLsin 0 - 0.5mv23皿B. 人沿沙坡下滑时所受阻力的大小为mgsin 0 -C. 人沿沙坡斜面

17、的顶端下滑到底端重力做的功为mgLD. 人在下滑过程中重力功率的最大值为mgvsin 00点，与02如图所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉，已知0P 二L/2，在A点给小球一个水平向左的初速度 vO,发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B。(1)求小球到达B点时的速率。(2)若不计空气阻力，则初速度vO为多少?(3)若初速度V0=则小球在从A到B的过程中，克服空气阻力做了多少功?答案：(1)曾mgL4"2*Bmv2L !P【典例2】打桩机是利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械。某同学对 打桩机的工作原理产生了兴趣。他构建了一个打桩

18、机的简易模型，如 图甲所示。他设想，用恒定大小的拉力 F拉动绳端B，使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动，上升一段高度后撤去 F,物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子，将钉子打入一定深度。按此模型 分析，若物体质量m=1kg,上升了 1m高度时撤去拉力，撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图象如图乙所示。(g取10m/s2, 不计空气阻力)(1)求物体上升到0.4m高度处F的瞬时功率。(2)若物体撞击钉子后瞬间弹起，且使其不再落下，钉子获得20J的动能向下运动。钉子总长为10cm。撞击前插入部分可以忽略，不计钉子重力。已知钉子在插入过程中所受阻力Ff与深度x的关系图象如图丙所示，求

19、钉子能够插入的最大深度。FA0 0,2 G,4 0.6 O.S .0 A/m 乙答案：(1)120W(2)0.02 m【过关题组】 厨1.(多选)质量为1kg的物体静止在水平粗糙的地面上，受到一水平外力F作用运动，如图甲所示，外力F和物体克服摩擦力Ff做的功与物体位移的关系如图乙所示,重力加速度10m/s2。下列分析正确的是(ACD )A.物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B.物体运动的位移为13 mC.前3 m运动过程中物体的加速度为 3 m/s2D.x=9m时，物体速度为 3丘 m/s2.(2016 东城区模拟)如图甲所示，一半径R=1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道，

20、与斜面相切于 B处，圆弧轨道的最高点为M ,斜面倾角0 =37°, t=0时刻有一物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示，若物块恰能到达 M点,g 取 10m/s2,sin37° =0.6, cos37° =0.8,求:(1)物块经过M点的速度大小。(2)物块经过B点的速度大小。(3)物块与斜面间的动摩擦因数。答案：(1) 710 m/s妬m/s(3)0. 521【加固训练】1.侈选）质量为2kg的物体，放在动摩擦因数 卩=0.1的 水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功 W和物体随位置x变化的关系如图。重力加速度g取10m/s

21、2,则（BC ）A. x=O至x=3m的过程中，物体的加速度是 2.5m/s2B.x=6m时，拉力的功率是 6WC.x=9m时，物体的速度是 3 m/s07050 O32211D. x=3m至x=9m的过程中，合外力做的功是 12J 2.（多选）（2016 南开区模拟）用起重机提升货物，货物上升过程中的v -t图象如图所示，在t=3s到t=5s内，重力对货物做的功为 W1 ,索拉力对货物做的功为 W2,货物所受合力做的功为 W3，则（CDA.W1>0B.W2<0C.W2>0D.W3<0【小题快练】p691.（重力做功与重力势能变化的关系）将质量为100kg 的物体从地面

22、提升到10 m高处，在这个过程中，下列说法中正确的是(g 取 10m/s2)( C )A.重力做正功，重力势能增加1.0X 104JB.重力做正功，重力势能减少1.0X 104JC.重力做负功，重力势能增加1.0X 104JD.重力做负功，重力势能减少1.0X 104J2.（弹力做功与弹性势能变化的关系）如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下 物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动 的过程中，下列说法正确的是（d ）A.弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能逐渐减少B. 弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能逐渐增加C.弹簧先对物体做

23、负功，后对物体做正功,弹簧的弹性势能先增加再减少D.弹簧先对物体做正功，后对物体做负功,弹簧的弹性势能先减少再增加3.（多选）（机械能守恒定律的应用）如图所示,A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于 0点，B球用轻弹簧系于0点，0与0'点在同一水平面上，分别将 A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球到达各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则（BD）A.两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等B.两球到达各自悬点的正下方时,A球动能较大C.两球到达各自悬点的正下方时,B球动能较大/一X,D.两球到达各自悬点的正下

24、方时,A球受到向上的拉力较大【过关题组】P701.（2016 兰州模拟）以下情形中，物体的机械能一定守恒的是（d ）A.下落的物体受到空气阻力的作用B. 物体以一定初速度在粗糙的水平面上滑动C. 一物体匀速上升D. 物体沿光滑斜面自由下滑 2.（2016 -津南区模拟）如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从 释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是A.斜劈对小球的弹力不做功B.斜劈与小球组成的系统机械能守恒C. 斜劈的机械能守恒D. 小球重力势能减小量等于斜劈动能的增加量3.（多选）如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处

25、自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0,不计空气阻 力，则在小球从B到C的过程中（AD ）A.弹簧的弹性势能不断增大B. 弹簧的弹性势能不断减小C. 小球和弹簧组成的系统机械能不断减小D. 小球和弹簧组成的系统机械能保持不变【加固训练】 侈选）如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体 M和m,且M>m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中(BD )A.M、m各自的机械能分别守恒B.M减少的机械能等于m增加的机械能C.M减少的重力势能等于m增加的重力势能lfffinD.M和m组成的系统机械能守恒【典例11 P70（2015海南高考）如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线be组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物 线顶点。已知h=2m, s= m。重力加速度大小g取10m/s2。（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在be段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达e点时速度的水平分量的大小。答案：（Do 25m 迈m/s3【过关题组1 p711.（2015 天津高考）如图所示，固定的竖直光滑长杆 上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接, 弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态，现让圆环由静止开