高中物理人教版第七章机械能守恒定律功 第2节功备课资料素材库

第2节功人教版教参补充题目图7-2-421.如图7-2-图7-2-42A.若斜面向左匀速移动距离x,斜面对物块的作用力没有做功B.若斜面向上匀速移动距离x,斜面对物块的作用力做功mgxC.若斜面向左以加速度a移动距离x,斜面对物块的作用力做功maxD.若斜面向下以加速度a移动距离x，斜面对物块的作用力做功m（g+a)x甲乙图7-2-43解析：因为物块匀速移动，所以斜面对物块的作用力与物块的重力平衡，也就是说，斜面对物块的摩擦力与支持力的合力与物块的重力平衡，方向竖直向上，与位移方向垂直，故斜面对物块的作用力做功W=0，选项A正确；斜面对物块的作用力与物块的重力平衡，方向竖直向上，与位移方向一致，故斜面对物块的作用力做功W=Gx=mgx，选项B正确；因为物块的加速度向左，根据牛顿第二定律，所以物块所受合力水平向左，大小为F=ma，合力的功甲乙图7-2-43答案：ABC2.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图7-2-43甲、乙所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3A.W1=W2=C.W1＜W3＜W2解析：由v-t图象可知第1秒内、第2秒内、第3秒内的力和位移均为正方向，x1=v02t=QUOTE12m，x2=v02t=QUOTE12m，x3=v0t=1m，F1=1N，F2=3N，F3=2N，则W1=F1x1=QUOTE12J，W2=F答案：B3.如图7-2-44所示，用恒力F通过定滑轮把静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，不计滑轮和物体的大小，滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为θ1和θ2，则拉力F在这一过程中对物体所做的功为图7-2-44解析：设物体在位置A时，滑轮左侧绳长为l1，当物体被绳拉至位置B时，绳长变为l2，因此物体由A到B，绳长的变化量Δl=l1-l2，而l1=hsinθ1，l图7-2-44答案：Fh&图7-2-454.如图7-2-图7-2-45 B.μmgxC.μmgxcosθ解析：对物体进行受力分析，并对拉力F进行分解如图7-2-46所示。图7-图7-2-46F2又F2得FN再根据滑动摩擦力公式F解得Ff又因为物体做匀速运动，所以F1=Fcos所以，由Fcosθ=μ（mg-Fsinθ）解得F=μ根据功的公式，拉力F对物体所做的功为：WF=Fxcosθ,则有WF=μmg答案：D图7-2-47、B两物体的质量之比mA∶mB=2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图7-2-47所示。那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FA∶F图7-2-47∶1,2∶1 ∶1,4∶1∶4,1∶2 ∶2,1∶4解析:由v-t图象可知：aA∶aB=2∶1，而F=ma，mA∶mB=2∶1，可得：FA∶FB=4∶1；又由图象中面积关系可知A、B位移之比xA答案：A其他版本的题目广东教育版1.计算力F在下列各种情况下做了多少功。（1）用水平推力F推质量为m的物体沿光滑水平面前进s的距离。（2）用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进s的距离。（3）斜面倾角为α，与斜面平行的推力F，推一个质量为2m的物体沿光滑斜面前进s的距离。解析：根据功的公式W=Flcosα得，各情况下推力F做的功分别为：1W1=Fs；2W答案：FsFsFs图7-2-482.如图7-图7-2-48（1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功。（2）外力对雪橇做的总功是多少？解析：（1)首先对雪橇受力分析，雪橇受重力、支持力、拉力、摩擦力，由于重力和支持力垂直于位移方向，所以重力和支持力做功为0，即WG=0，WN=0，拉力做功WF（2)外力对雪橇做的总功W总答案：（1)重力、支持力、拉力、摩擦力做的功分别为0、0、Fscosα、-Fscosα（2)03.用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种（）A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功解析：起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离的过程中，位移方向竖直向上，物体受到的重力竖直向下，物体受到的拉力竖直向上，合力为零，所以重力做负功，拉力做正功，合力做功为零，选项C正确。答案：C4.起重机的吊钩下挂着质量为100kg的木箱，如果木箱以加速度2m/s2匀减速下降了4m，求钢索拉力所做的功。（g取10解析：对于木箱，根据牛顿第二定律得，mg-F=ma，所以拉力F=mg-ma=800N，方向竖直向上，根据功的公式W=Flcosα得，拉力的功W=Flcos180°=800×4×（-1）J=-3200J。答案：-3200J山东科技版1.雪橇和雪橇上的小孩总质量是60kg,沿倾斜角为10°的雪坡下滑时所受阻力是重力的，雪橇在10s内滑下了50m。求下滑时重力和阻力所做的功各是多少。（sin10°≈，cos10°≈）图7-2-49解析：根据题意，设阻力为f，则f=kG,其中k=，g取m/s2时，G=mg=60×N=588N，f=N，根据功的公式W=Flcosα有，重力做功W图7-2-49答案：4998J-1176J2.如图7-2-49所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，物体相对斜面静止，则下列说法中正确的是（）A.摩擦力对物体做功为零B.合力对物体做功为零C.摩擦力对物体做负功D.支持力对物体做正功解析：质量为m的物体静止在斜面上沿水平方向向右匀速移动，受到竖直向下的重力、沿斜面向上的摩擦力和垂直于斜面向上的支持力，物体的位移水平向右，所以摩擦力与位移的夹角为（180°-θ）＞90°，所以摩擦力对物体做负功，支持力与位移的夹角为（90°-θ）＜90°，所以支持力对物体做正功，因物体处于平衡状态，合力为零，所以合力对物体做功为零。故选项B、C、D正确，选项A错误。答案：BCD3.质量为100g的物体，做下列运动：（1）物体匀速上升m，动力对物体做的功为J。（2）物体以m/s2的加速度上升m，动力对物体做的功为J。（取g=10解析：（1）物体匀速上升时，根据平衡条件得动力F1=mg=1N，故动力对物体做的功W（2）根据牛顿第二定律，物体加速上升，F2-mg=ma，所以动力F2=mg+ma=N,动力对物体做的功为W答案：（1）5（2）教育科学版图7-2-50甲、乙两人在河的两岸同时用绳拉船，使船在河的中间沿直线路径行驶，甲、乙的拉力分别为F1和F2图7-2-50（1）先求出合力，再求合力所做的功；（2）先求出两个分力所做的功，再求两个功的代数和。比较两种方法计算的结果，你能得出什么结论？解析：（1）使船在河的中间沿直线路径行驶，故合力方向沿河的中间直线，根据正交分解法，船受到的合力F合=F1cos60°+F2（2）根据功的公式W=Flcosα得，力F1做的功W1=F1lcos60°=100×80×QUOTE12J=4000J，力F2做的功W2=F2lcos30°=100计算结果说明，求合力的功可先求出各力的功，再求各力功的代数和。答案：（1）16000J（2）16000J计算结果说明，求合力的功可先求出各力的功，再求各力功的代数和。补充材料1.关于作用力与反作用力的功作用力和反作用力大小相等、方向相反，但作用力和反作用力的功的绝对值不一定相等，符号相反。这是因为作用力和反作用力作用在两个物体上，这两个物体在相同时间内运动的情况是由这两个物体所受的合力、物体的质量以及物体的初始条件这三个因素共同决定的。所以两个物体在相互作用力方向上的位移也没有必然联系，因此作用力和反作用力所做功的数值也没有一定的联系。上述情况可用下面的实例来分析。图7-2-51如图7-图7-2-51综上所述，一对作用力和反作用力，可以两个力均不做功；可以一个力做功，另一个力不做功；也可以一个力做正功，另一个力做负功；还可以两个力均做正功或均做负功。例1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板表面从A点滑至B点,在木板上前进了L,而木板前进l。若滑块与木板间的动摩擦因数为μ,问:（1)摩擦力对滑块所做功多大?（2)摩擦力对木板所做功多大？解析：滑块m在长木板M上滑动的过程中，m和M受到的摩擦力大小皆为F=μmg，所以摩擦力对滑块所做功W1=F（L+l）cos180°=-μmg（L+l），摩擦力对木板所做功W答案：（1）-μmg（L+l)（2)μmgl2.求变力功的几种方法（1）微元法：当物体在变力作用下做曲线运动时，若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，且力与位移的方向同步变化时，可用微元法将曲线分成无限个小段，每一个小段可认为是恒力做功，总功即为各个小段做功的代数和。（2）平均力法：如果参与做功的变力，其方向不变，而大小随位移线性变化，则可求出平均力，代入公式W=Flcosα求解。（3）图象法：如果参与做功的变力方向与位移方向始终一致，而大小随位移变化，我们可作出该力随位移变化的图象。那么图线与坐标轴所围成的面积，即为变力做的功。图7-2-52例2如图7-2-图7-2-52J πJ J J解析：把圆周分成无限个小元段，每个小元段可认为与力在同一直线上，故ΔW=FΔs，则转一周中各个小元段做功的代数和为W=F×2πR=10×2πJ=20πJ，故选项B正确。答案：B图7-2-53例3如图7-图7-2-53解析：解法一（平均力法）：铁锤每次击打都用来克服铁钉的阻