高一物理第七章功动能势能基础练习题(带参考答案)

高一物理功动能势能一、学习要点1、理解功的概念，掌握功的公式 W=FScosθ，会用这个公式进行计算； 2、理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功；3、知道什么是几个力对物体所做的总功，以及总功的计算； 4、知道动能的概念，理解影响动能的因素。5、知道势能的概念，理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。二、学习内容（一）功的概念1、做功的要素：力和，功的表达式为：。其中θ为力与位移的夹角。若0°≤θ＜90°，力对物体做功；若θ=90°，力对物体功；若90°＜θ≤180°，力对物体做功，也叫物体做功。2、功是量，功的正负号表示动力做功或阻力做功。3、功的国际单位是。4、总功的求解方法（1）先求出每一个力做功，再求各个力做功的代数和，即为总功W总=；（2）若物体所受力均为恒力，先求物体所受力的合力，再求总功W总=。问题1：如何求功？如何理解正、负功？例1、如图1所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离s，在此过程中，恒力F对物块所做的功为（）FsFsC．FssinD．Fscos图1A．B．sincos练习1、如图2所示，一个质量为m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力F=500N作用在水平面上移动了距离s=5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力f=100N。求各力对物体做的功。F37°图2点评：求解功时，要弄清力的大小、位移的大小及力的方向与位移的方向的夹角，正确利用功的公式。问题2：功的正负如何判断？例2、一人乘电梯从 1楼到30楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是（ ）A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B．加速时做正功，匀速和减速时做负功C．加速和匀速时做正功，减速时做负功 D．始终做正功练习2、地球在万有引力作用下绕太阳的运动轨道是椭圆，当地球从近日点向远日点运动的过程中（ ）A．万有引力对地球做正功 B．万有引力对地球做负功C．万有引力对地球不做功 D．有时做正功，有时做负功点评：判断功的正负，应从功的定义出发。如果力与位移间的夹角小于 90°，则这个力做正功，表示这个力充当动力；大于 90°，这个力做负功，表示这个力充当了阻力；等于 90°，这个力不做功。问题3：如何理解功的标量性？例3、物体受到两个互相垂直的作用力而运动，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（ ）A．14J B．10J C．2J D．-2J练习3、有四个小朋友对一桶水的提力做的功分别是甲： 20J，乙：-10J，丙：-25J，丁：5J。则其中做功最多的是（ ）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁点评：功是标量，其运算是直接进行代数加减；功的正负不表示大小，比较功的大小时，要比较它们的绝对值。问题4：如何求总功？例4、一质量为 10kg的物体在动摩擦因数为 0.2的粗糙水平面上，现用 F=100N的力斜向下推物体，物体前进 10m，力与水平方向的夹角为37°，取g=10m/s2，求：1）物体在运动中受到几个力作用，各个力做了多少功？2）外力所做总功是多少？1练习4、如图3所示，一位质量为 m=60kg的滑雪运动员从高 h=10m的斜坡自由下滑，斜坡的倾角 θ=30°。如果运动员在下滑过程中4m/s2的加速度做匀加速直线运动，取g=10m/s2，则在运动员滑到坡底的过程中，1）所受的各个力做功是多少？2）这些力所做的总功是多少？（用两种方法求解）30°图3点评：求解总功，一般的方法是先分析研究对象受力，再按功的定义求解各个力做功，最后再将这些功求代数和；或者在分析研究受力后，求出所有力的合力，再求合力做功。（二）动能1、物体由于_______而具有的能量叫做动能，动能的表达式为 。2、动能是____量，恒为非负值。动能的国际单位是 _______。问题5：如何理解动能的标量性？例5、（双选题）一个质量为 0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以 6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小△ v和动能变化的大小△ Ek为（ ）A．△v=0 B．△v=12m/s C．△Ek=0 D．△Ek=10.8J练习5、（双选题）关于动能的理解，下列说法正确的是（ ）A．凡是运动的物体都具有动能 B．动能一定为正值C．一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化．动能不变的物体，一定处于平衡状态点评：动能是标量，其值恒为非负值，运算为代数运算。（三）重力势能1、重力做功与路径 ________，只与_________________的高度差有关。2、重力势能：由物体所处位置的________决定的能量，其表达式为____________。重力势能具有相对性，大小与_____________选择有关，当物体在参考平面上方时，重力势能为_______；当物体在参考平面下方时，重力势能为_______。重力势能的变化是末位置势能与初位置势能的差值。3、重力做功与重力势能变化的关系：重力做功WG与重力势能变化△EP的关系：；即重力做正功，重力势能_______，重力做负功，重力势能_______。问题6：路程越长，重力做功越多吗？例6、如图4所示，某物块由离地高h的A点分别沿三条不同的轨道滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（）A．沿轨道1滑下重力做功多AB．沿轨道2滑下重力做功多C．沿轨道3滑下重力做功多12h3D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多练习6、将一个物体由A移至B，重力做功（）图4AA．与运动过程中是否存在阻力有关B．与物体沿直线或曲线运动有关C．与物体是做加速、减速或匀速运动有关D．与物体初、末位置高度差有关点评：重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关。若物体高度降低，h1则重力对物体做正功；若物体的高度升高，则重力对物体做负功。问题7：如何理解重力势能的相对性？例7、如图5所示，质量 m=0.5kg的小球，从桌面以上高 h1=1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面高 h2=0.8m。1）在表格中按要求填入数据。2）如果下落时有空气阻力，讨论表格中的数据是否改变？（g=10m/s2）

h2B52所选择的小球在A点的小球在整个下落过程整个下落过程B点的中小球重力势参考面重力势能中小球重力做重力势能能变化功桌面地面练习7、如图6所示，水平桌面有一小球质量为m，它与天花板的距离为H，离地面的高度为h，以天花板和地面为参考平面，小球的重力势能分别为（）A．mgH，mgh B．mgH，-mghC．-mgH，mgh D．-mgH，-mgh

Hh6点评：重力势能的大小与参考面的选择有关。在参考面上方的重力势能为正值，在参考面下方的重力势能为负值。同一位置，选择的参考面不同，其重力势能的数值不同，但两个位置的重力势能变化不因参考面的选择不同而不同。问题8：重力做功与重力势能的改变有什么关系？8、在2008年北京奥运会上，我国运动员曹磊以抓举128公斤、挺举154公斤、总成绩282公斤夺得75公斤级举重冠军。若曹磊在备战奥运会的一次训练中先后以抓举、挺举两种方式成功将150kg的杠铃举高160cm，试探究每次克服重力做功及重力势能变化有何关系（g取10m/s2）练习8：如图7所示，小球质量为 m，大小不计，右边圆轨道半径为 R，小球从 h=3R处沿斜面滑下后，又沿圆轨道滑到最高点 P处，在这一过程中，重力对小球做的功为 ；小球重力势能减少了 。点评：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。重力做功等于重力势能改变的负值。三、即时反馈1、下列关于力做功的说法中正确的是（ ）A．人用力 F=300N将足球踢出，球在空中飞行 40m，人对足球做功 1200J．人用力推物体，但物体未被推动，人对物体做功为零C．物体竖直上升时，重力不做功D．只有恒力才能做功，变力不能做功2、一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平恒力F作用下，从静止开始由平衡位置P点移动到Q点，此时绳与竖直方向的偏角为θ如图8所示，则力F所做的功为（）A．mgLcosθB．mgL(1－cosθ)C．FLsinθD．FLcosθ3、质量相同的两个物体，它们的速度关系是v1=－v2，那么它们的动能关系是()A．Ek1=－Ek2B．Ek1=Ek2C．Ek1＞Ek2D．Ek1＜Ek2

Ph=3RR7θ84、一实心铁球和一实心木球质量相等，将它们放在同一水平面上，下列说法正确的是（ ）A．铁球的重力势能大于木球重力势能 B．铁球的重力势能等于木球重力势能C．铁球的重力势能小于木球重力势能 D．上述三种情况都有可能5、分别对放在粗糙水平面上的同一物体施一水平拉力和一斜向上的拉力使物体在这两种情况下的加速度相同，当物体通过相同位移时，这两种情况下拉力的功和合力的功的正确关系是（ ）A．拉力的功和合力的功分别相等 B．拉力的功相等，斜向拉时合力的功大C．合力的功相等，斜向拉时拉力的功大 D．合力的功相等，斜向拉时拉力的功小6、运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是（ ）A．阻力对系统始终做负功 B．系统受到的合外力始终向下C．重力做功使系统的重力势能增加 D．任意相等的时间内重力做的功相等7、（双选题）关于摩擦力做功下列说法中正确的是（ ）A．滑动摩擦力总是对物体做负功 B．滑动摩擦力可以对物体做正功C．静摩擦力对物体不做功 D．静摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功8、（双选题）如图 9，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了 100m，那么下列说法正确的是（ ）图9A．轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B．轮胎受到的重力做了正功C．轮胎受到的拉力做正功 D．轮胎受到地面的支持力做了正功39、重20N的铁球从离地面40m高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的0.2倍，那么该球从下落到着地的过程中，重力对小球做功为________J，空气阻力对小球做功为________J，小球克服空气阻力做功为________J，合外力做功为________J。（g=10m/s2）10、如图10所示，一质量m=4.0kg的物体，由高h=2.0m、倾角θ=53的°固定斜面顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，求物体所受各力所做的功及合外力做的功分别为多少。（g取10m/s2）图10四、课时过关1、如图11所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是（ ）图112、物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（）A．重力做功为50JB．物体的重力势能减少了50JC．物体的动能一定减少50JD．物体的重力势能增加了50J3、（双选题）如图12所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是（）A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．支持力对物体不做功D．合外力对物体做正功4、（双选题）在下列几种情况中，甲乙两物体的动能相等的是（）图12A．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的12B．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的12C．甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的12D．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动5、（双选题）水平路面上有一个重500N的小车，在100N的水平拉力作用下，匀速向前移动了5m，则在这一过程中（）A．车受到的阻力为2500JB．阻力对车做功为－500JC．拉力对车做功是500JD．重力对车做功为2500J五、课后练习1、如图13所示，一恒力F通过一定滑轮拉物体沿光滑水平面前进了s，在运动过程中，F与水平方向保持θ角，则拉力F对物体做的功为（）FA．FscosθB．2Fscosθθ图13C．Fs（1+cosθ）D．Fs（1+sinθ）2、一重锤的质量是2kg，从20m高处由静止下落，刚开始下落时重锤的重力势能为______J；下落5m后具有__________J的重力势能，在此过程中重力势能______了_________J，重力做功______，重力做功W与重力势能改变△EP的关系式：____________。（设地面为零势面）g=10m/s2）4高一物理第十讲 功动能势能参考答案二、学习内容（一）功的概念1、在力的方向上发生位移，W=Fscosθ，正，不做，负，克服这个力2、标3、焦耳（J）4、（1）W总=W1+W2+⋯（2）W总=F合scosθ例1、D练习1、重力做功、支持力做功均为零，拉力做功2000J，摩擦力做功－500J。例2、D练习2、B例3、D练习3、C例4、（1）如图所示，物体在运动中受四个力：重力mg、支持力N、推力F、摩擦力f。N、mg与运动方向垂直则它们做功：WN=WG=0N推力F做功为：WF=Fscos37°=100×10×0.8J=800J由力的平衡知识：N=mg+Fsin37°=（10×10+100×0.6）N=160N摩擦力大小为：f=μN=0.2×160N=32Nf故摩擦力做功为：Wf=fscos180=°－32×10J=－320J37°（2）外力所做功的总功为：W=WN+WG+WF+Wf=0+800J－320J=480JF练习4、（1）WN=0，WG=6×103J；Wf=－1.2×103J（2）4.8×103Jmg解析：（1）如图所示，运动员在运动过程中受到三个力：h