高考物理-有关功和能的典型试题解析

今天，我们将分享一组有关功和能的典型试题，以满足近几天部分师生的需求。

题目一、如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为EKB、EKC，图中AB=BC，则一定有(

)

A．W1>W2

B．W1<W2C．EKB>EKC

D．EKB<EKC【答案】A【难度】0.65

【来源】山西省浑源县第五中学2019-2020学年高三上学期第五次考试物理试题、2017届黑龙江省哈尔滨师大附中高三上10月考物理试卷。【知识点】常见力做功与相应的能量转化【详解】考点：动能定理的应用；功的计算．分析：根据功的定义式去判断两个过程中功的大小．分析滑块的运动过程，根据受力情况找出滑块可能出现的情况．解答：解：A、这是一道变力做功的创新题，可进行半定量分析．从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中，根据几何关系我们看出轻绳拉着滑块的拉力与光滑竖直杆的夹角α越来越大．图中AB=BC，即从A点上升至B点的位移等于从B点上升至C点的位移．轻绳拉着滑块的拉力是恒力，夹角α越来越大，那么cosα越来越小，因为F大小恒定，故F在竖直方向的分量

Fcosα随α的增大而减小，显然从A点上升至B点绳子对滑块拉力做的功大于从B点上升至C点的过程中绳子对滑块拉力做的功．由于用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，所以绳子对滑块的拉力做的功与拉力F做的功相等．所以W1＞W2，故A正确．B、通过以上分析，故B错误．C、由于在A点由于静止出发，可以肯定最初滑块是加速上升的，也就是说刚开始绳对滑块拉力的竖直分力要大于滑块的重力，但由于绳对滑块拉力的竖直分力是逐渐减小的（对滑块的拉力大小不变，但与竖直方向的夹角在逐渐增大），B到C的过程绳对滑块拉力的竖直分力与重力的大小关系不清楚，所以滑块的运动可能是加速的，也可能是减速的，还可能是先加速后减速的（竖直分力小于重力时做减速运动），所以无法确定滑块在B、C位置哪个位置的速度大，也就无法确定哪个位置的动能大，故C错误．

D、通过以上分析，故D错误．故选A．点评：对于功的大小定性比较，我们可以运用功的表达式去比较，也可以从动能定理去比较．对于不同位置动能的大小比较，我们可以通过受力分析（结合力的变化），分析物体的运动过程，是加速还是减速．题目二、如图，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球．给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动．在此过程中（

）A．小球的机械能守恒B．重力对小球不做功C．绳的张力对小球不做功D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少【答案】C【难度】0.85【来源】山西省浑源县第五中学2019-2020学年高三上学期第五次考试物理试题【知识点】功能关系、判断系统机械能是否守恒【详解】试题分析：过程中需要克服摩擦力做功，所以小球的机械能不守恒，A错误；因为在斜面上做圆周运动过程中，小球在竖直方向上会发生位移，所以重力对小球做功，B错误；绳子的张力与小球的运动方向恒垂直，所以张力不做功，C正确；根据除了重力之外的力做功量度机械能的变化，在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球的机械能的减少，故D错误．

考点：考查了功的计算，功能关系【名师点睛】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒．知道除了重力之外的力做功量度机械能的变化．题目三、如图所示，光滑水平地面上固定一带滑轮的竖直杆，用轻绳系着小滑块绕过滑轮，用恒力F1水平向左拉滑块的同时，用恒力F2拉绳，使滑块从A点起由静止开始向右运动，B和C是A点右方的两点，且AB=BC，则以下说法正确的是

A．从A点至B点F2做的功小于从B点至C点F2做的功B．从A点至B点F2做的功大于从B点至C点F2做的功C．从A点至C点F2做的功等于滑块克服F1做的功D．从A点至C点F2做的功一定大于滑块克服F1做的功【答案】B【难度】0.65【来源】2016届陕西西北工大附中高三下第六次适应训练理综物理试卷【知识点】功的定义、计算式和物理意义、应用动能定理求变力的功

【详解】AB.物体受力如图所示，由于物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着，拉力为恒力，所以拉力做的功等于细绳对物体所做的功．：根据功的定义式W=F2Lcosθ，θ增大，F不变，在相同位移L上拉力F做的功减小，所以从A点至B点F2做的功大于从B点至C点F2做的功，故A错误，B正确；C.物体从A到C过程，可能先加速后减速，物体在A点与C点速率可能相等，根据动能定理得知，物体从A运动到C过程中动能的变化量为零，总功为零，则从A点至C点F2做的功可能等于滑块克服F1做的功，故C错误；D.物体从A到C过程，可能一直加速，物体在C点的速率大于在A点的速率，根据动能定理得知，物体从A运动到C过程中动能的变化量大于零，总功大于零，则从A点至C点F2做的功可能大于滑块克服F1做的功，故D错误。故选B。题目四、如图，一物体从固定光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度为h。保证每次物体从A点出发的初速度仍为v0，下列说法中正确的是（）A．若把斜面CB部分截去，物体冲出C点后上升的最大高度仍为hB．若把斜面AB变成固定光滑曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到达B点

C．若把斜面弯成圆弧形AD，物体仍能沿圆弧升高hD．若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧，物体上升的最大高度有可能仍为h

【答案】BD【难度】0.65【来源】山西省浑源县第五中学2019-2020学年高三上学期第五次考试物理试题【知识点】绳球类模型及其临界条件、机械能与曲线运动结合问题【详解】A．若把斜面CB部分截去，物体冲过C点后做斜抛运动，由于物体机械能守恒，而斜抛运动到最高点时速度不为零，故不能到达h高处，故A错误；B．若把斜面AB变成光滑曲面AEB，物体在最高点速度为零，根据机械能守恒定律，物体沿此曲面上升仍能到达B点，故B正确；C．若把斜面弯成圆弧形AD，如果能到圆弧最高点，即h处，由于合力充当向心力，则在最高点的速度