功和机械能 单元复习基础巩固练习-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

功和机械能单元复习基础巩固练习 知识一、动能定理的理解和应用 1．应用动能定理解题的一般步骤： 动能定理的优越性 牛顿运动定律 动能定理 适用条件 只能研究物体在_____作用下做直线运动的情况 应用方法 要考虑运动过程的每一个细节 只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能 运算方法 ____量运算 ____运算 相同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析 结论 应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错 2．（25-26高一下·四川泸州·月考）关于动能和动能定理，下列说法中正确的是（　　） A．在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 B．合外力不为零，物体的动能一定改变 C．合外力对物体做正功，物体动能增加 D．物体的速度发生变化动能一定发生变化 3．（25-26高一下·全国·课后作业）如图所示，AB为四分之一圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C处停止，不计空气阻力，重力加速度为g，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（　　） A．μmgR B．mgR C．mgR D．（1－μ）mgR 4．（25-26高一下·江苏扬州·月考）如图，某质点沿直线运动的v-t图像为余弦曲线，从图中可以判断（　　） A．在时间内，合力逐渐减小 B．在时间内，合力做正功 C．在时间内，质点动能增大 D．在时间内，合力做的总功为零 5．（24-25高一下·北京·阶段练习）足球运动员用力踢质量为0.3kg的静止足球，使足球以10m/s的速度飞出，假定脚踢足球时对足球的平均作用力为400N，球在水平面上运动了20m后停止，那么人对足球做的功为（　　） A．15J B．4000J C．8000J D．无法确定 6．（24-25高一下·福建泉州·阶段练习）如图，是竖直面内的光滑固定轨道，水平，长度为；是半径为的四分之一圆弧，与相切于点。一质量为的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为。小球从点开始运动到其轨迹最高点，动能的增量为（　　） A． B． C． D．0 7．（24-25高一下·陕西西安·期中）如图所示，某一斜面的顶端到正下方水平面点的高度为，斜面底端与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的点停下。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为点到点的距离为，斜面倾角为。则下列说法正确的是（　　） A．木块沿斜面下滑的过程中，摩擦力对木块做功为 B．若保持和不变，增大，木块停止位置到点距离大于 C．若保持和不变，增大，木块停止位置到点距离小于 D．若保持和不变，将斜面底端延长至点，木块则刚好不下滑 知识点二：机械能守恒定律的理解和应用 8．机械能守恒定律 （1）机械能 ________、________与________都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。 （2）动能与势能的相互转化 通过____________做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。 （3）机械能守恒定律 ①内容：在只有________或________做功的物体系统内，________与________可以互相转化，而____________保持不变。 ②表达式：mv22＋mgh2＝____________或Ek2＋Ep2＝________。 ③条件：只有系统内的____________做功，其他力不做功或做功的代数和为零。 （4）对机械能守恒条件的理解 ①只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化。 ②只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。 ③只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化。 ④除受重力和弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和始终为零。 （5）判断机械能守恒的方法 ①做功分析法（常用于单个物体） ②能量分析法（常用于多个物体组成的系统） ③机械能的定义法 机械能等于动能与势能之和，若一个过程中动能不变，势能变化，则机械能不守恒，如匀速上升的物体机械能增加。 9．（23-24高一下·广西梧州·期末）如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时接触弹簧，到c点时把弹簧压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的机械能守恒 B．小球的动能一直减小 C．小球的加速度随时间减少 D．小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减少再增加 10．（25-26高一下·浙江嘉兴·期中）哈雷彗星绕太阳运动的轨道是一个非常扁的椭圆，如图所示为哈雷彗星轨道示意图，设哈雷彗星在运行过程中质量保持不变，下列说法正确的是（　　） A．从c位置运动到b位置的时间，等于从b位置运动到a位置的时间 B．哈雷彗星从过程中机械能逐渐变大 C．哈雷彗星在a点动能大于在c点的动能 D．已知哈雷彗星公转周期为76年，ac间距离与地球公转半径的比值为 11．（24-25高一下·湖北·月考）如图所示，轻质动滑轮下悬挂质量为的重物，绕过轻质定滑轮细绳的另一端悬挂质量为的重物，悬挂滑轮的轻质细线竖直。在外力约束下、静止且距地面高度均为，解除约束后、开始运动。不计摩擦力和空气阻力，若始终不与定滑轮相碰，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A．重物在下落过程中机械能增加 B．重物运动过程中，速率时刻相同 C．重物刚要落地时，的速度大小为 D．重物刚要落地时，的速度大小为 12．（24-25高一下·山西·期末）如图所示，光滑物体A与粗糙的物体B、C通过轻绳依次相连，A、B在斜面上，C悬在空中，A、B的质量都是m，C的质量是2m。开始时按住B使它们静止，释放后A、B沿粗糙斜面加速上滑。若不计空气的阻力及定滑轮的摩擦，则（　　） A．物体A、B、C及地球系统的机械能减少 B．物体A及地球系统的机械能守恒 C．物体A与B的机械能总量减少 D．重力对物体C做的功等于物体C克服B、C间轻绳的拉力所做的功 13．（24-25高一下·江苏南京·期末）如图所示，物体P、Q用跨过定滑轮O的轻绳连接，P穿在固定的竖直光滑杆上，Q置于光滑固定斜面上，轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，另一端连接Q，初始时，施加外力将P静置于N点，ON与地面平行，轻绳恰好伸直但无拉力，现将P由静止释放，不计一切阻力，则P从N点下滑到最低点M的过程中（　　） A．P、Q组成的系统机械能守恒 B．P到达M时，弹簧的弹性势能可能大于初始时刻的弹性势能 C．释放P瞬时，Q加速度不为零 D．经过M点前P与Q的速度大小关系vP<vQ 14．（25-26高一下·江苏无锡·期中）某快递公司分拣快件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1m/s的恒定速度顺时针转动，现将一质量为m＝2kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5，设皮带足够长，取g＝10m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中（　　） A．皮带对邮件的摩擦力和邮件对皮带的摩擦力是一对平衡力 B．皮带对邮件做的功和邮件对皮带做的功大小相等 C．因摩擦而产生的热量为2J D．相比于没有邮件的情况，电机多消耗的电能为2J 15．（22-23高一下·内蒙古赤峰·月考）（多选）如图所示，质量为的物体在粗糙水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度匀速运动，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（    ）    A．传送带克服摩擦力做功为 B．摩擦力对物体做功为 C．物体相对于传送带的位移 D．物体相对于传送带的位移 16．（25-26高一下·江苏苏州·期中）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为，之后沿半圆形导轨运动，恰好到达C点。重力加速度为g。 (1)求弹簧压缩至A点时的弹性势能； (2)求物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功。 17．（24-25高一下·江苏南京·期中）如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直固定在水平面上，其半径R=0.45m，质量M=2kg的足够长的长木板静止在光滑水平面上，圆弧轨道的末端恰好与长木板的上表面相切。一质量为m=1kg的物块（可看成质点）从圆弧A点由静止滑下，从左端冲上木板，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度。求： (1)物块刚滑到圆弧轨道底端时，圆弧轨道对物块支持力的大小； (2)木块与长木板共速时速度的大小； (3)由于物块与木板摩擦所产生的热量Q。 18．（24-25高一下·江苏连云港·期末）如图所示，轻绳绕过轻质定滑轮悬挂两个重物A、B，质量，，开始时，用手托住A使整个装置保持静止，松开手后，A物体下降h=1.5m，且未落地。g取，求： (1)下降h的过程中，A的重力势能减少量； (2)下降h时，B速度v的大小； (3)下降h的过程中，轻绳拉力对A做的功。 题号 难度系数 详细知识点 一、知识点填空题 1 0.85 牛顿第二定律的内容和表达式；动能定理的表述及其推导过程 8 0.94 机械能；机械能守恒定律的内容及条件 二、单选题 2 0.82 多个力做的总功；动能；动能定理的表述及其推导过程 3 0.85 应用动能定理解决多段过程问题 4 0.69 动能；动能定理的初步应用；利用v-t图像求加速度 5 0.65 动能定理的初步应用 6 0.65 动能定理的初步应用 7 0.65 应用动能定理解决多段过程问题 9 0.65 机械能守恒定律在弹簧类问题中的应用；牛顿第二定律的初步应用 10 0.68 动能；开普勒第二定律；判断系统机械能是否守恒 11 0.65 机械能守恒定律在绳连接系统中的应用；绳连接体问题 12 0.65 判断系统机械能是否守恒；机械能守恒定律在绳连接系统中的应用 13 0.65 绳连接体问题；机械能守恒定律在弹簧类问题中的应用 14 0.65 牛顿第三定律；能量守恒定律在传送带模型中的应用；摩擦力做功 三、多选题 15 0.85 物块在水平传送带上运动分析；应用动能定理解决物体在传送带运动问题 四、解答题 16 0.83 机械能守恒定律在弹簧类问题中的应用 17 0.65 机械能守恒定律在曲线运动中的应用；无外力接触面光滑的板块模型；能量守恒定律在板块模型中的应用 18 0.65 机械能守恒定律在绳连接系统中的应用；动能定理的初步应用；重力势能的变化和重力做功的关系 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 《功和机械能单元复习基础巩固练习》参考答案 题号 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 答案 C D D A C D D C C A 题号 13 14 15 答案 B D BC 1． 恒力 矢 标 【详解】[1]牛顿运动定律只能研究物体在恒力作用下做直线运动的情况； [2] 牛顿运动定律的表达式中力和加速度都是矢量，使用牛顿运动定律时的运算方法为矢量运算； [3]动能定理只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能，涉及相关物理量都是标量，运算方法为标量运算。 2．C 【详解】A．功是有正负的标量，外力做的总功等于各个力单独做功的代数和，而非绝对值之和，故A错误； B．合外力不为零，但若外力始终与速度方向垂直，就不做功，物体动能不变，故B错误； C．根据动能定理，合外力做正功时，即物体动能增加，故C正确； D．动能，是仅与速度大小有关的标量；速度是矢量，若仅速度方向改变、大小不变，动能不会发生变化，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】设物体在AB段克服摩擦力所做的功为，对物体从A到C的全过程，由动能定理得 解得 故选D。 4．D 【详解】A．在时间内，图像的切线斜率绝对值逐渐增大，即加速度大小逐渐增大。由牛顿第二定律，质量m不变，合力大小随加速度增大而增大，故A错误； BD．在时间内，初速度为，末速度为。动能变化量 由动能定理，合力做功为零，故B错误，D正确； C．在时间内，质点的速度不断减小，质点动能不断减小，故C错误。 故选D。 5．A 【详解】根据动能定理，人对足球做的功等于足球获得的动能增量，即。 故选A。 6．C 【详解】小球从到的过程，根据动能定理有 又 联立解得 小球从点抛出后，竖直方向只受重力作用，之后上升到最高点时间为 则水平方向上的速度为 小球从a点开始运动到其轨迹最高点，动能的增量为 故选C。 7．D 【详解】A．木块沿斜面下滑的过程中，摩擦力对木块做的功为 ，A错误； BC．对小木块运动的整个过程，根据动能定理则有 解得，BC错误； D．结合上述分析可知，将斜面底端延长至点时，则有 此时刚好满足 因此物块恰好不下滑，D正确。 故选D。 8． 重力势能 弹性势能 动能 重力或弹力 重力 弹力 动能 势能 总的机械能 m＋mgh1 Ek1＋Ep1 重力或弹力 【详解】（1）略 （2）略 （3）略 9．D 【详解】A．小球由的运动过程中，弹簧弹力做功，小球机械能不守恒，故A错误； B．初始时重力较大，则小球继续向下加速运动，速度最大时，小球加速度为0，此后弹力大于重力，加速度向上，速度逐渐变小，则动能先变大后变小，故B错误； C．初始时重力较大，则有 弹力变大，则加速度减小，速度最大后，有 随着弹力变大，加速度逐渐变大，故C错误； D．小球与弹簧组成的系统能量守恒，由于小球动能先变大后变小，则小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减少再增加，故D正确。 故选D。 10．C 【详解】A．由开普勒第二定律得，哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，从c位置运动到b位置的时间大于从b位置运动到a位置的时间，故A错误； B．哈雷彗星从过程中只有万有引力做功，则机械能保持不变，故B错误； C．由开普勒第二定律得，哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，在a点的速度大于在c点的速度，故哈雷彗星在a点动能大于在c点的动能，故C正确； D．设哈雷彗星椭圆轨道半长轴为根据开普勒第三定律可知 即 ac间距离为，故ac间距离与地球公转半径的比值为，故D错误。 故选C。 11．C 【详解】A．对A进行受力分析，A受到竖直向下的重力以及绳子提供的竖直向上拉力，A的重力大于绳子拉力的合力，故A向下运动，则绳子的拉力对A做负功，A的机械能减少，故A错误； BCD．A从图示位置下降的过程中，对AB整体分析，只有重力做功，故AB组成的系统机械能守恒，A下降，B上升，设重物A刚要落地时，A的速度为，由关联速度得B的速度为，由系统机械能守恒定律 解得 故BD错误，C正确。 故选C。 12．A 【详解】A．由于需要克服斜面对B的滑动摩擦力做功，物体A、B、C及地球系统的机械能减少，故A正确； B．对于物体A与地球系统，由于B、A间轻绳拉力做功，机械能不守恒，故B错误； C．A、B沿斜面加速上升，高度、速度均增大，总机械能增加，故C错误； D．物体C加速下降，重力的功大于克服B、C间轻绳拉力所做的功，故D错误。 故选A。 13．B 【详解】A．由于弹簧弹力对Q做功，所以P、Q组成的系统机械能不守恒，故A错误； B．初始时，施加外力将P静置于N点，ON与地面平行，轻绳恰好伸直但无拉力，故Q受力平衡，则 P到达M时，若弹簧仍处于压缩状态，则对Q可得 故此时弹簧的弹性势能小于初始时刻的弹性势能；若弹簧此时处于拉伸状态，则对Q可得 由于弹簧弹力可能大于重力的分力，故弹簧的弹性势能可能大于初始时刻的弹性势能，故B正确； C．释放P瞬时，绳子拉力为0，故Q处于平衡状态，加速度为0，故C错误； D．设轻绳与杆的夹角为，则P沿绳方向的分速度等于Q的速度，即 所以除了N点和M点外， P与Q的速度大小关系为，故D错误。 故选B。 14．D 【详解】A．皮带对邮件的摩擦力、邮件对皮带的摩擦力是作用力与反作用力，分别作用在两个物体上，不是平衡力，故A错误； B．邮件受滑动摩擦力加速，由牛顿第二定律 得加速度 邮件加速到与皮带共速的时间 此过程：邮件位移 皮带位移 滑动摩擦力 皮带对邮件做功大小 邮件对皮带做功大小，大小不相等，故B错误； C．相对位移 摩擦生热，故C错误； D．电机多消耗的电能等于邮件获得的动能与摩擦生热之和，邮件动能 因此总电能，故D正确。 故选D。 15．BC 【详解】A．物体先加速，则物体到速度v所需的时间为 此时带的位移 传送带克服摩擦力做的功为 故A错误； B．对物体，根据动能定理得知，摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化量，即，故B正确； CD．在加速时间内物体的位移为 则物体相对传送带的位移为 故C正确，D错误。 故选BC。 16．(1) (2) 【详解】（1）物体从A点到B点，根据能量守恒有 解得 （2）由题知，物体恰好到达C点，根据牛顿第二定律有 解得 物体从A点到B点，根据动能定理有 解得 17．(1)FN=30N (2)1m/s (3)3J 【详解】（1）物块下滑过程，由动能定理可得 解得v=3m/s 物块在轨道底端时，对其受力分析，由牛顿第二定律可得 解得FN=30N （2）对物块和木板受力分析，根据牛顿第二定律可得， 解得， 两者达到共同速度时有 解得 （3）根据能量守恒定律有 解得 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）下降h的过程中，A的重力势能减少量 解得 （2）对A、B构成的系统，根据机械能守恒定律有 解得 （3）对A进行分析，根据动能定理有 结合上述解得 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 $