寒假作业06功和机械能 巩固分层练习-2025-2026学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

寒假作业06 功和机械能 巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．关于功的概念，下列说法中正确的是（　　） A．物体发生了位移，力不一定对它做功 B．力对物体做功小，物体的受力一定小 C．力对物体不做功，说明物体一定没有移动 D．力对物体做功为零，说明物体的位移一定零 2．如图，质量为的物体在拉力作用下做匀加速直线运动，经过后速度为，求此时拉力的功率（　　） A． B． C． D．0 3．改变汽车的质量和速率，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能变为原来的2倍的是（　　） A．质量不变，速率变为原来的2倍 B．质量和速率都变为原来的2倍 C．质量变为原来的2倍，速率减半 D．质量减半，速率变为原来的2倍 4．如图所示，质量为2kg的物块，从高为h=3m、长为L=5m的固定斜面顶端由静止滑下，到达底端时的速度为5m/s，g取。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．重力对物块做功6J B．重力对物块做功100J C．物块的重力势能减少60J D．物块的动能增加50J 5．如图所示，一小孩沿固定斜面匀速下滑的过程中，关于小孩所受外力对其做功的判断正确的是（　　） A．重力做正功 B．摩擦力做正功 C．支持力做负功 D．合外力做负功 6．汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，若汽车所受的阻力恒定不变，则在汽车速率逐渐增大的阶段（　　） A．相等时间内，牵引力所做的功相等 B．相等时间内，合外力所做的功相等 C．相等位移内，牵引力所做的功相等 D．相等位移内，合外力所做的功相等 7．质量不等的两个物块初速度之比是2∶3，沿同一水平面滑动。它们与水平面间的动摩擦因数之比为2∶1，则它们沿该水平面滑行的最大距离之比是（　　） A．2∶9 B．8∶9 C．3∶2 D．9∶8 8．一位同学在实验室的地面上用一个质量为1kg的小车以一定的速度挤压弹簧，当小车的动能为20J时，弹簧的弹性势能恰好是10J，如果以距地面3m高的天花板为零势面，则此时小车、弹簧和地球构成的系统总机械能是（　　）（g=10m/s2） A．30J B．0J C．60J D．-30J 分层二：能力提升练 二、多选题 9．如图，民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面，人沿气囊加速下滑过程中，下列说法正确的是（　　） A．人所受到的支持力对人做负功 B．人受到的重力对人做正功 C．人受到的摩擦力对人做负功 D．人所受合力对人不做功 10．若汽车受到的摩擦阻力大小不变,则以下关于汽车运动的分析中正确的是(   ) A．若汽车做匀速直线运动,则其发动机的功率将保持不变 B．若汽车做匀加速直线运动,则其发动机的功率将逐渐增大 C．若汽车做匀速直线运动,则其发动机的功率将逐渐增大 D．汽车上坡时一定要增大发动机的功率 11．质量为m的汽车，以恒定功率P从静止开始沿平直公路行驶，经时间t行驶距离为s时速度达到最大值，已知所受阻力恒为f，则此过程中发动机所做的功是（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，传送带在电动机带动下，始终以速度v匀速运动。质量为m的墨块轻放在水平传送带上（初速度可忽略不计）。墨块与传送带间的动摩擦因数为µ，传送带足够长，重力加速度为g。从墨块刚放上传送带到墨块恰与传送带相对静止的过程，则（　　） A．传送带上的痕迹长度为 B．传送带的位移为 C．传送带与墨块间的摩擦生热为 D．传送带克服墨块的摩擦力做功为 三、填空题 13．水平速度匀速飞行的子弹恰好能穿透一块竖直固定的木板．若子弹以的速度飞行，则能穿过 块这样的木板。（假定子弹穿过每块木板所受的阻力恒定） 14．如图所示，AB是半径为R的 圆弧轨道，B点的切线在水平方向，且B点距离水平地面高度为h，有一物体（可视为质点）从A点由静止开始滑下，到达B点时，对轨道的压力为其所受重力的2倍（重力加速度为g）。物体落地时重力的瞬时功率为 。（结果均用题中字母表示） 15．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块表面从A点滑至B点，在木板上前进了l，同时木板前进了x，如图所示。若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，则摩擦力对滑块做功为 ，摩擦力对木块做功为 。 四、解答题 16．某车站使用的水平传输装置示意图如图所示，皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动，现将一质量为的行李轻放在皮带上，行李和皮带间的动摩擦因数。设皮带足够长，取，在行李与皮带发生相对滑动的过程中，分别求出行李与皮带间的摩擦力对行李做的功、对皮带做的功以及总功。 17．如图所示，质量为M＝8kg的长木板放在光滑水平面上，在木板左端施加F＝12 N的水平推力，当木板向右运动的速度达到v0＝1.5 m/s时，在其右端轻轻放上一个大小不计、质量为m＝2 kg的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，木板足够长，g取10 m/s2.求： （1）当二者达到共同速度时，木板对铁块以及铁块对木板所做的功； （2）当二者达到共同速度时，木板和铁块之间因摩擦所产生的热量。 18．质量为的物体静止在水平面上，开始受到方向不变的水平拉力作用，物体运动的速度与时间的关系如图所示，已知时撤去水平拉力。求： （1）物体所受到的摩擦力大小； （2）内物体克服摩擦力所做的功； （3）时水平拉力的瞬时功率； （4）内水平拉力做功的平均功率。 19．如图所示，水平平台上有一轻弹簧,左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点，平台AB段光滑,BC段长x=1m，与滑块间的摩擦因数为μ1=0.25.平台右端与水平传送带相接于C点，传送带的运行速度v=7m/s,长为L=3m，传送带右端D点与一光滑斜面衔接，斜面长度s=0.5m，另有一固定竖直放置的光滑圆弧形轨道刚好在E点与斜面相切，圆弧形轨道半径R=1m，θ=37°.今将一质量m=2kg的滑块向左压缩轻弹簧,使弹簧的弹性势能为Ep=30J,然后突然释放，当滑块滑到传送带右端D点时，恰好与传送带速度相同，并经过D点的拐角处无机械能损失．重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6，不计空气阻力．试求： (1)滑块到达C点的速度vC； (2)滑块与传送带间的摩擦因数μ2； (3)若传送带的运行速度可调，要使滑块不脱离圆弧形轨道，求传送带的速度范围. 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《寒假作业06 功和机械能 巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C D C A A A B BC AB 题号 11 12 答案 ABC BC 1．A 【详解】A．力做功两个要素：力和力的方向上的位移，若位移与力垂直，则力不做功，故A正确。 B．依据力做功两个要素：力和力的方向上的位移，可知力对物体的功小可能是力小，也可能是物体在力的方向上的位移小，故B错误。 C．力对物体不做功，可能是物体没有移动；但若物体位移与力垂直，力也不做功，故C错误。 D．力对物体做功为零，可能物体的位移为零，也可能是力与位移垂直，故D错误。 故选A。 2．C 【详解】根据瞬时功率的表达式，则拉力的瞬时功率。 故选C。 3．D 【详解】由动能表达式 可知，m不变，v变为原来的2倍，Ek变为原来的4倍，同理，m和v都变为原来的2倍时，Ek变为原来的8倍，m变为原来的2倍，速率减半时，Ek变为原来的一半，m减半，v变为原来的2倍时，Ek变为原来的2倍，D正确。 故选D。 4．C 【详解】ABC．重力对物块做功为 重力对物块做功60J，因此重力势能减少了60J，AB错误，C正确； D．物块的动能增加了 D错误； 故选C。 5．A 【详解】对小孩受力分析可知，小孩匀速下滑，支持力和位移垂直，支持力不做功，重力和位移的夹角为锐角，重力做正功，摩擦力和位移方向相反，摩擦力做负功，由小孩匀速下滑，速度没变，故合外力不做功，BCD错误，A正确。 故选A。 6．A 【详解】A．根据 解得 可知，相等时间内，牵引力所做的功相等，故A正确； B．合外力所做的功为 相等时间内，牵引力所做的功Pt相等，汽车速率增大，则在相等时间内，汽车通过的位移逐渐增大，即汽车克服阻力做功逐渐增大，可知，在相等时间内，合外力做功逐渐变小，故B错误； C．根据上述，牵引力做功为 由于汽车速率增大，则在相等位移内的时间间隔逐渐减小，可知相等位移内，牵引力所做的功逐渐减小，故C错误； D．合外力所做的功为 根据上述可知牵引力所做的功Pt减小，阻力一定，可知相等位移内，合外力所做的功逐渐减小，故D错误。 故选A。 7．A 【详解】根据动能定理 可得 故选A。 8．B 【详解】由机械能的组成可知此时小车、弹簧和地球构成的系统总机械能为 故选B。 9．BC 【详解】A．人所受到的支持力与人的运动方向垂直，支持力对人不做功，A错误； B．人受到的重力与人的运动方向成锐角，重力对人做正功， B正确； C．人受到的摩擦力与人的运动方向相反，摩擦力对人做负功， C正确； D．人所受合力沿斜面向下，与人的运动方向相同，对人做正功，D错误。 故选BC。 10．AB 【分析】发动机的功率等于牵引力与速率的乘积，分析牵引力的变化，判断发动机功率的变化． 【详解】A、C、汽车做匀速直线运动时，由于阻力不变，由平衡条件可知牵引力不变，由公式P=Fv，知发动机的功率将保持不变；故A正确，C错误. B、若汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律知牵引力不变，而速度在增大，由公式P=Fv，知发动机的功率将逐渐增大；故B正确. D、汽车上坡时必须增大牵引力，由P=Fv，知可保持发动机的功率不变，减小汽车的速度，从而获得较大的牵引力，不一定要增大发动机的功率；故D错误. 故选AB. 【点睛】解决本题的关键要知道汽车发动机功率的定义，即发动机的功率等于牵引力与速率的乘积，由牛顿第二定律分析牵引力的变化． 11．ABC 【详解】AD．发动机做的功 故A正确，D错误； B．根据动能定理得 所以有 故B正确； C．因为 得 故C正确。 故选ABC。 12．BC 【详解】AB．墨块达到速度v所需的时间 t= 在这段时间内墨块的位移 x1= 传送带的位移 x2=vt= 则痕迹的长度为 x=x2-x1= 故A错误，B正确； C．传送带与墨块间的摩擦生热为 Q=μmgx= 故C正确； D．传送带克服墨块摩擦力做功为 W=μmgx2=mv2 故D错误。 故选BC。 13．4 【详解】当用一块木板时，由动能定理 则当子弹以飞行时，设能穿过n块木板，由动能定理有 解得 14． 【详解】[1]小球离开B点后做平抛运动，下落到地面时，在竖直方向有 即竖直方向速度大小为 故物体落地时重力的瞬时功率 15． μmgx 【详解】[1]滑块受摩擦力的方向与运动方向相反，大小为 滑块与地面的相对位移为 所以摩擦力对滑块做的功为 [2]木板受到滑块的摩擦力向前了x距离，摩擦力对木板做的功为 16．20J，， 【详解】设行李放在皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到向右的滑动摩擦力大小为F，则 取向右为正方向，对行李有 行李与皮带发生相对滑动的过程中，设行李相对地面的位移为，则 设皮带相对地面的位移为，则 则摩擦力对行李做的功 联立以上格式并代入数据解得 由牛顿第三定律可知，皮带受到的摩擦力方向向左，大小为 则摩擦力对皮带做的功 代入数据解得 总功为 17．（1）9J，－13.5 J；（2）4.5 J 【详解】（1）放上铁块后，铁块加速度 a1＝μg＝2 m/s2（方向向右） 木板加速度 a2＝＝1m/s2（方向向右） 二者达到共同速度v所用时间 t＝＝ 解得 v＝3 m/s t＝1.5 s 从放上铁块到二者速度相同，铁块位移 x1＝t＝2.25m 木板位移 x2＝t＝3.375 m 木板对铁块做的功 W1＝μmgx1＝9J 铁块对木板做的功 W2＝－μmgx2＝－13.5 J （2）木板和铁块之间因摩擦所产生的热量 Q＝μmg（x2－x1）＝4.5 J 18．（1）1N（2）12J（3）2W（4）1.2W 【详解】（1）根据图象可知，内的加速度大小为 该时间段已经撤去拉力，故物体只受摩擦力，根据牛顿第二定律可得，摩擦力的大小为 （2）根据图象可知，内物体的位移为 所以，内物体克服摩擦力所做的功为 （3）内，物体做匀加速运动的加速度为 时的速度为 根据牛顿第二定律可得 解得 所以，时水平拉力的瞬时功率 （4）全过程根据动能定理可得 又因为 所以 内水平拉力做功的平均功率为 19．(1) (2)  (3)或 【详解】（1）以滑块为研究对象，从释放到C点的过程，由动能定理得： Ep−μ1mgx＝ 代入数据得：vC=5m/s （2）滑块从C点到D点一直加速，到D点恰好与传送带同速，由动能定理得： μ2mgL＝ 代入数据解得：μ2=0.4 （3）斜面高度为：h=s•sinθ=0.3m （Ⅰ）设滑块在D点的速度为vD1时，恰好过圆弧最高点，由牛顿第二定律得：mg＝m 滑块从D点到G点的过程，由动能定理得： −mg(Rcosθ−h+R)＝ 代入数据解得：vD1＝2m/s （Ⅱ）设滑块在D点的速度为vD2时，恰好到圆弧处速度为零，此过程由动能定理得： −mg(Rcosθ−h)＝0− 代入数据解得：vD2＝m/s 若滑块在传送带上一直减速至D点恰好同速，则由动能定理得： −μ2mgL＝ 代入数据解得：v传1=1m/s，所以 0≤v传≤m/s 若滑块在传送带上一直加速至D点恰好同速，由题目已知 v传2=7m/s 所以v传≥2m/s． 即若传送带的运行速度可调，要使滑块不脱离圆弧形轨道，传送带的速度范围是0≤v传≤m/s或v传≥2m/s． 【点睛】分析清楚滑块的运动情况和受力情况是解题的基础，关键要明确在涉及力在空间效果时，运用动能定理是常用的方法．对于滑块不脱离轨道的情况，考虑问题要全面，不能漏解． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $