《大学物理》习题册题目及答案第4单元能量守恒定律

来源：网络收集时间：2026-09-08

导读：《大学物理》习题册题目及答案第四章能量守恒定律序号学号姓名专业、班级一选择题 [ D ]1. 如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧水平放置，左端固定，右端与桌面上一质量为m的木块连接，用一水平力F向右拉木块而使其处于静止状态，若木块与桌面间的静摩

《大学物理》习题册题目及答案

第四章能量守恒定律

序号学号姓名专业、班级

一选择题

[ D ]1. 如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧水平放置，左端固定，右端与桌面上一质量为m的木块连接，用一水平力F向右拉木块而使其处于静止状态，若木块与桌面间的静摩擦系数为μ，弹簧的弹性势能为 Ep，则下列关系式中正确的是

(F mg)2

(A) Ep=2k

(F mg)2

(B) Ep=2k

EF2

(D) (F mg)2(F2k E

mg)2

p 2k



[ D ]2．一个质点在几个力同时作用下的位移为：其中一个力为恒力F 3 i 5

j 9k r

4i 5j 6k(SI)

(SI)，则此力在该位移过程中所作的功为

（A）-67 J （B）91 J （C）17 J

（D）67 J

[ C ]3．一个作直线运动的物体，其速度

与时间

的关系曲线如图所示。设时刻t1至t2间

外力做功为W1；时刻t2至t3间外力作的功为W2；时刻t3至t4间外力做功为W3，则

（A）W1 0,W2 0,W3 0 （B）W1 0,W2 0,W3 0 （C）W1 0,W2 0,W3 0 （D）W1 0,W2 0,W3 0

[ C ]4．对功的概念有以下几种说法：

（1）保守力作正功时，系统内相应的势能增加。（2）质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。

（3）作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作的功的代数和必然为零。在上述说法中：（A）（1）、（2）是正确的（B）（2）、（3）是正确的（C）只有（2）是正确的

（D）只有（3）是正确的。

[ C ]5．对于一个物体系统来说，在下列条件中，那种情况下系统的机械能守恒？（A）合外力为0 （B）合外力不作功（C）外力和非保守内力都不作功（D）外力和保守力都不作功。

二填空题

1．质量为m的物体，置于电梯内，电梯以 1

g的加速度匀加速下降h，在此过程中，电梯对物体的作用力所做的功为

mgh。

2．已知地球质量为M，半径为R，一质量为m的火箭从地面上升到距地面高度为2R处，在此过程中，地球引力对火箭作的功为GMm(13R 1

)。

3．二质点的质量各为m1、m2，当它们之间的距离由a缩短到b时，万有引力所做的功为

Gm11

1m2(a b

)。

4．保守力的特点是 ________略__________________________________；保守力的功与势能的关系式为______________________________略_____________________. 5．一弹簧原长l0 0.1m，倔强系数k 50N/m，其一端固定在半径

为R=0.1m的半圆环的端点A，另一端与一套在半圆环上的小环相连，在把小环由半圆环中点B移到另一端C的过程中，弹簧的拉力对小环所作的功为 -0.207 J。 A

6．有一倔强系数为k的轻弹簧，竖直放置，下端悬一质量为m的小球。先使弹簧为原长，而小球恰好与地接触。再将弹簧上端缓慢地提起，直到小球刚能脱离地面为止。在此过程中外力所作的功

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m2g2

为 2k 。

解：设小球刚离开地面时伸长量为x0，由kx0 mg知x0 在此过程中外力所作的功为

3．一人从10m深的井中提水，起始时桶中装有10kg的水，桶的质量为1kg，由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.2kg的水。求水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功。

解：如图所示，以井中水面为坐标原点，以竖直向上为y轴正方向。因为匀速提水，所以人的拉力大小等于水桶和水的重量，它随升高的位置变

化而变化，在高为y处，拉力为

kxdx 12kx2(mg)0

2k三计算题

1．一长为l，质量为m的匀质链条，放在光滑的桌面上，若其长度的1/5悬挂于桌边下，将其慢慢

拉回桌面，外力需做功为多少?

解：设桌面为重力势能零势面，以向下为坐标轴正向。在下垂的链条上坐标为x处取质量元

dm mldx，将它提上桌面，外力反抗重力作功 dA dm gx mlgxdx，将悬挂部分全部拉到桌

面上，外力作功为：

A l/5m

gxdx

mgl

2．一质量为m的质点，仅受到力F kr

3的作用，式中k为常数，r为从某一定点到质点的矢径。

该质点在r r0处由静止开始运动，则当它到达无穷远时的速率为多少?。

解：因质点受力F kr 112

r3是有心力，作功与路径无关，故由动能定理 F dr mv2 mv0有：

2质点到达无穷远时的速率：v rkr 3 dr0m 2kmr 0

F mg kgy

式中 m (10 1) 11kg，k 0.2kg m 1。人作功为

A Fdy h

0(mg kgy)dy 10

0(11 9.8 0.2 9.8y)dy 980(J)

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