高一物理第七章功動(dòng)能勢(shì)能基礎(chǔ)練習(xí)題(帶參考答案)

高一物理功動(dòng)能勢(shì)能一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1、理解功的概念，掌握功的公式 W=FScosθ，會(huì)用這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算； 2、理解正功和負(fù)功的概念，知道在什么情況下力做正功或負(fù)功；3、知道什么是幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功，以及總功的計(jì)算； 4、知道動(dòng)能的概念，理解影響動(dòng)能的因素。5、知道勢(shì)能的概念，理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容（一）功的概念1、做功的要素：力和，功的表達(dá)式為：。其中θ為力與位移的夾角。若0°≤θ＜90°，力對(duì)物體做功；若θ=90°，力對(duì)物體功；若90°＜θ≤180°，力對(duì)物體做功，也叫物體做功。2、功是量，功的正負(fù)號(hào)表示動(dòng)力做功或阻力做功。3、功的國際單位是。4、總功的求解方法（1）先求出每一個(gè)力做功，再求各個(gè)力做功的代數(shù)和，即為總功W總=；（2）若物體所受力均為恒力，先求物體所受力的合力，再求總功W總=。問題1：如何求功？如何理解正、負(fù)功？例1、如圖1所示，一個(gè)物塊在與水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右運(yùn)動(dòng)一段距離s，在此過程中，恒力F對(duì)物塊所做的功為（）FsFsC．FssinD．Fscos圖1A．B．sincos練習(xí)1、如圖2所示，一個(gè)質(zhì)量為m=150kg的雪橇，受到與水平方向成θ=37°角斜向上的拉力F=500N作用在水平面上移動(dòng)了距離s=5m。雪橇與地面間的滑動(dòng)摩擦力f=100N。求各力對(duì)物體做的功。F37°圖2點(diǎn)評(píng)：求解功時(shí)，要弄清力的大小、位移的大小及力的方向與位移的方向的夾角，正確利用功的公式。問題2：功的正負(fù)如何判斷？例2、一人乘電梯從 1樓到30樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過程，則電梯支持力對(duì)人做功的情況是（ ）A．加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功 B．加速時(shí)做正功，勻速和減速時(shí)做負(fù)功C．加速和勻速時(shí)做正功，減速時(shí)做負(fù)功 D．始終做正功練習(xí)2、地球在萬有引力作用下繞太陽的運(yùn)動(dòng)軌道是橢圓，當(dāng)?shù)厍驈慕拯c(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中（ ）A．萬有引力對(duì)地球做正功 B．萬有引力對(duì)地球做負(fù)功C．萬有引力對(duì)地球不做功 D．有時(shí)做正功，有時(shí)做負(fù)功點(diǎn)評(píng)：判斷功的正負(fù)，應(yīng)從功的定義出發(fā)。如果力與位移間的夾角小于 90°，則這個(gè)力做正功，表示這個(gè)力充當(dāng)動(dòng)力；大于 90°，這個(gè)力做負(fù)功，表示這個(gè)力充當(dāng)了阻力；等于 90°，這個(gè)力不做功。問題3：如何理解功的標(biāo)量性？例3、物體受到兩個(gè)互相垂直的作用力而運(yùn)動(dòng)，已知力 F1做功6J，物體克服力 F2做功8J，則力F1、F2的合力對(duì)物體做功（ ）A．14J B．10J C．2J D．-2J練習(xí)3、有四個(gè)小朋友對(duì)一桶水的提力做的功分別是甲： 20J，乙：-10J，丙：-25J，?。?J。則其中做功最多的是（ ）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁點(diǎn)評(píng)：功是標(biāo)量，其運(yùn)算是直接進(jìn)行代數(shù)加減；功的正負(fù)不表示大小，比較功的大小時(shí)，要比較它們的絕對(duì)值。問題4：如何求總功？例4、一質(zhì)量為 10kg的物體在動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2的粗糙水平面上，現(xiàn)用 F=100N的力斜向下推物體，物體前進(jìn) 10m，力與水平方向的夾角為37°，取g=10m/s2，求：1）物體在運(yùn)動(dòng)中受到幾個(gè)力作用，各個(gè)力做了多少功？2）外力所做總功是多少？1練習(xí)4、如圖3所示，一位質(zhì)量為 m=60kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員從高 h=10m的斜坡自由下滑，斜坡的傾角 θ=30°。如果運(yùn)動(dòng)員在下滑過程中4m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，則在運(yùn)動(dòng)員滑到坡底的過程中，1）所受的各個(gè)力做功是多少？2）這些力所做的總功是多少？（用兩種方法求解）30°圖3點(diǎn)評(píng)：求解總功，一般的方法是先分析研究對(duì)象受力，再按功的定義求解各個(gè)力做功，最后再將這些功求代數(shù)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）動(dòng)能1、物體由于_______而具有的能量叫做動(dòng)能，動(dòng)能的表達(dá)式為 。2、動(dòng)能是____量，恒為非負(fù)值。動(dòng)能的國際單位是 _______。問題5：如何理解動(dòng)能的標(biāo)量性？例5、（雙選題）一個(gè)質(zhì)量為 0.3kg的彈性小球，在光滑水平面上以 6m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng)，反彈后的速度大小與碰撞前相同，則碰撞前后小球速度變化量的大小△ v和動(dòng)能變化的大小△ Ek為（ ）A．△v=0 B．△v=12m/s C．△Ek=0 D．△Ek=10.8J練習(xí)5、（雙選題）關(guān)于動(dòng)能的理解，下列說法正確的是（ ）A．凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能 B．動(dòng)能一定為正值C．一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化．動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)點(diǎn)評(píng)：動(dòng)能是標(biāo)量，其值恒為非負(fù)值，運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算。（三）重力勢(shì)能1、重力做功與路徑 ________，只與_________________的高度差有關(guān)。2、重力勢(shì)能：由物體所處位置的________決定的能量，其表達(dá)式為____________。重力勢(shì)能具有相對(duì)性，大小與_____________選擇有關(guān)，當(dāng)物體在參考平面上方時(shí)，重力勢(shì)能為_______；當(dāng)物體在參考平面下方時(shí)，重力勢(shì)能為_______。重力勢(shì)能的變化是末位置勢(shì)能與初位置勢(shì)能的差值。3、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：重力做功WG與重力勢(shì)能變化△EP的關(guān)系：；即重力做正功，重力勢(shì)能_______，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能_______。問題6：路程越長(zhǎng)，重力做功越多嗎？例6、如圖4所示，某物塊由離地高h(yuǎn)的A點(diǎn)分別沿三條不同的軌道滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則（）A．沿軌道1滑下重力做功多AB．沿軌道2滑下重力做功多C．沿軌道3滑下重力做功多12h3D．沿三條軌道滑下重力做的功一樣多練習(xí)6、將一個(gè)物體由A移至B，重力做功（）圖4AA．與運(yùn)動(dòng)過程中是否存在阻力有關(guān)B．與物體沿直線或曲線運(yùn)動(dòng)有關(guān)C．與物體是做加速、減速或勻速運(yùn)動(dòng)有關(guān)D．與物體初、末位置高度差有關(guān)點(diǎn)評(píng)：重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置的高度差有關(guān)。若物體高度降低，h1則重力對(duì)物體做正功；若物體的高度升高，則重力對(duì)物體做負(fù)功。問題7：如何理解重力勢(shì)能的相對(duì)性？例7、如圖5所示，質(zhì)量 m=0.5kg的小球，從桌面以上高 h1=1.2m的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，桌面高 h2=0.8m。1）在表格中按要求填入數(shù)據(jù)。2）如果下落時(shí)有空氣阻力，討論表格中的數(shù)據(jù)是否改變？（g=10m/s2）

h2B52所選擇的小球在A點(diǎn)的小球在整個(gè)下落過程整個(gè)下落過程B點(diǎn)的中小球重力勢(shì)參考面重力勢(shì)能中小球重力做重力勢(shì)能能變化功桌面地面練習(xí)7、如圖6所示，水平桌面有一小球質(zhì)量為m，它與天花板的距離為H，離地面的高度為h，以天花板和地面為參考平面，小球的重力勢(shì)能分別為（）A．mgH，mgh B．mgH，-mghC．-mgH，mgh D．-mgH，-mgh

Hh6點(diǎn)評(píng)：重力勢(shì)能的大小與參考面的選擇有關(guān)。在參考面上方的重力勢(shì)能為正值，在參考面下方的重力勢(shì)能為負(fù)值。同一位置，選擇的參考面不同，其重力勢(shì)能的數(shù)值不同，但兩個(gè)位置的重力勢(shì)能變化不因參考面的選擇不同而不同。問題8：重力做功與重力勢(shì)能的改變有什么關(guān)系？8、在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上，我國運(yùn)動(dòng)員曹磊以抓舉128公斤、挺舉154公斤、總成績(jī)282公斤奪得75公斤級(jí)舉重冠軍。若曹磊在備戰(zhàn)奧運(yùn)會(huì)的一次訓(xùn)練中先后以抓舉、挺舉兩種方式成功將150kg的杠鈴舉高160cm，試探究每次克服重力做功及重力勢(shì)能變化有何關(guān)系（g取10m/s2）練習(xí)8：如圖7所示，小球質(zhì)量為 m，大小不計(jì)，右邊圓軌道半徑為 R，小球從 h=3R處沿斜面滑下后，又沿圓軌道滑到最高點(diǎn) P處，在這一過程中，重力對(duì)小球做的功為 ；小球重力勢(shì)能減少了 。點(diǎn)評(píng)：重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。重力做功等于重力勢(shì)能改變的負(fù)值。三、即時(shí)反饋1、下列關(guān)于力做功的說法中正確的是（ ）A．人用力 F=300N將足球踢出，球在空中飛行 40m，人對(duì)足球做功 1200J．人用力推物體，但物體未被推動(dòng)，人對(duì)物體做功為零C．物體豎直上升時(shí)，重力不做功D．只有恒力才能做功，變力不能做功2、一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛在O點(diǎn)，小球在水平恒力F作用下，從靜止開始由平衡位置P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)，此時(shí)繩與豎直方向的偏角為θ如圖8所示，則力F所做的功為（）A．mgLcosθB．mgL(1－cosθ)C．FLsinθD．FLcosθ3、質(zhì)量相同的兩個(gè)物體，它們的速度關(guān)系是v1=－v2，那么它們的動(dòng)能關(guān)系是()A．Ek1=－Ek2B．Ek1=Ek2C．Ek1＞Ek2D．Ek1＜Ek2

Ph=3RR7θ84、一實(shí)心鐵球和一實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平面上，下列說法正確的是（ ）A．鐵球的重力勢(shì)能大于木球重力勢(shì)能 B．鐵球的重力勢(shì)能等于木球重力勢(shì)能C．鐵球的重力勢(shì)能小于木球重力勢(shì)能 D．上述三種情況都有可能5、分別對(duì)放在粗糙水平面上的同一物體施一水平拉力和一斜向上的拉力使物體在這兩種情況下的加速度相同，當(dāng)物體通過相同位移時(shí)，這兩種情況下拉力的功和合力的功的正確關(guān)系是（ ）A．拉力的功和合力的功分別相等 B．拉力的功相等，斜向拉時(shí)合力的功大C．合力的功相等，斜向拉時(shí)拉力的功大 D．合力的功相等，斜向拉時(shí)拉力的功小6、運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過程，將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng)，在這兩個(gè)過程中，下列說法正確的是（ ）A．阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功 B．系統(tǒng)受到的合外力始終向下C．重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加 D．任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等7、（雙選題）關(guān)于摩擦力做功下列說法中正確的是（ ）A．滑動(dòng)摩擦力總是對(duì)物體做負(fù)功 B．滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功C．靜摩擦力對(duì)物體不做功 D．靜摩擦力可以對(duì)物體做正功，也可以做負(fù)功8、（雙選題）如圖 9，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了 100m，那么下列說法正確的是（ ）圖9A．輪胎受到地面的摩擦力做了負(fù)功 B．輪胎受到的重力做了正功C．輪胎受到的拉力做正功 D．輪胎受到地面的支持力做了正功39、重20N的鐵球從離地面40m高處由靜止開始下落，若空氣阻力是球重的0.2倍，那么該球從下落到著地的過程中，重力對(duì)小球做功為________J，空氣阻力對(duì)小球做功為________J，小球克服空氣阻力做功為________J，合外力做功為________J。（g=10m/s2）10、如圖10所示，一質(zhì)量m=4.0kg的物體，由高h(yuǎn)=2.0m、傾角θ=53的°固定斜面頂端滑到底端，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，求物體所受各力所做的功及合外力做的功分別為多少。（g取10m/s2）圖10四、課時(shí)過關(guān)1、如圖11所示的四幅圖是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是（ ）圖112、物體在運(yùn)動(dòng)過程中，克服重力做功50J，則（）A．重力做功為50JB．物體的重力勢(shì)能減少了50JC．物體的動(dòng)能一定減少50JD．物體的重力勢(shì)能增加了50J3、（雙選題）如圖12所示，在皮帶傳送裝置中，皮帶把物體P勻速帶至高處，在此過程中，下述說法正確的是（）A．摩擦力對(duì)物體做正功B．摩擦力對(duì)物體做負(fù)功C．支持力對(duì)物體不做功D．合外力對(duì)物體做正功4、（雙選題）在下列幾種情況中，甲乙兩物體的動(dòng)能相等的是（）圖12A．甲的速度是乙的2倍，甲的質(zhì)量是乙的12B．甲的質(zhì)量是乙的2倍，甲的速度是乙的12C．甲的質(zhì)量是乙的4倍，甲的速度是乙的12D．質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運(yùn)動(dòng)，乙向西運(yùn)動(dòng)5、（雙選題）水平路面上有一個(gè)重500N的小車，在100N的水平拉力作用下，勻速向前移動(dòng)了5m，則在這一過程中（）A．車受到的阻力為2500JB．阻力對(duì)車做功為－500JC．拉力對(duì)車做功是500JD．重力對(duì)車做功為2500J五、課后練習(xí)1、如圖13所示，一恒力F通過一定滑輪拉物體沿光滑水平面前進(jìn)了s，在運(yùn)動(dòng)過程中，F(xiàn)與水平方向保持θ角，則拉力F對(duì)物體做的功為（）FA．FscosθB．2Fscosθθ圖13C．Fs（1+cosθ）D．Fs（1+sinθ）2、一重錘的質(zhì)量是2kg，從20m高處由靜止下落，剛開始下落時(shí)重錘的重力勢(shì)能為______J；下落5m后具有__________J的重力勢(shì)能，在此過程中重力勢(shì)能______了_________J，重力做功______，重力做功W與重力勢(shì)能改變△EP的關(guān)系式：____________。（設(shè)地面為零勢(shì)面）g=10m/s2）4高一物理第十講 功動(dòng)能勢(shì)能參考答案二、學(xué)習(xí)內(nèi)容（一）功的概念1、在力的方向上發(fā)生位移，W=Fscosθ，正，不做，負(fù)，克服這個(gè)力2、標(biāo)3、焦耳（J）4、（1）W總=W1+W2+?（2）W總=F合scosθ例1、D練習(xí)1、重力做功、支持力做功均為零，拉力做功2000J，摩擦力做功－500J。例2、D練習(xí)2、B例3、D練習(xí)3、C例4、（1）如圖所示，物體在運(yùn)動(dòng)中受四個(gè)力：重力mg、支持力N、推力F、摩擦力f。N、mg與運(yùn)動(dòng)方向垂直則它們做功：WN=WG=0N推力F做功為：WF=Fscos37°=100×10×0.8J=800J由力的平衡知識(shí)：N=mg+Fsin37°=（10×10+100×0.6）N=160N摩擦力大小為：f=μN(yùn)=0.2×160N=32Nf故摩擦力做功為：Wf=fscos180=°－32×10J=－320J37°（2）外力所做功的總功為：W=WN+WG+WF+Wf=0+800J－320J=480JF練習(xí)4、（1）WN=0，WG=6×103J；Wf=－1.2×103J（2）4.8×103Jmg解析：（1）如圖所示，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過程中受到三個(gè)力：h