【同步测试】《功》同步练习3【高中物理必修2】

《功》同步练习一、选择题1．如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新对提包的拉力没有做功的是()图12．如图1所示，两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1与F2的合力做功为()A．7J B．1JC．5J D．3.5J3．一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是()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4.图2伽利略曾设计如图2所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点，如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．通过这个实验可以进一步说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()A．只与斜面的倾角有关B．只与斜面的长度有关C．只与下滑的高度有关D．只与物体的质量有关图35．如图3所示，重力G的物体，受一向上的拉力F，向下以加速度a做匀减速运动，则()A．重力做正功，拉力做正功，合力做正功B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功C．重力做负功，拉力做正功，合力做正功D．重力做正功，拉力做负功，合力做正功6．起重机吊钩下挂一质量为m的水泥袋，如果水泥袋以加速度a匀减速下降了距离h，则水泥袋克服钢索拉力做的功为()A．mgh B．m(g－a)hC．m(g＋a)h D．m(a－g)h二、非选择题图47．如图4所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m＝20kg，斜面倾角α＝37°，斜面的长度l＝0.5m，货物与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功．(取g＝10m/s2)图58．如图5所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数为μ.现使斜面水平向左匀速移动距离x.试求：(1)摩擦力对物体做的功(物体与斜面相对静止)；(2)斜面对物体的弹力做的功；(3)重力对物体做的功；(4)斜面对物体做的功是多少？合力对物体所做的总功是多少？第四章机械能和能源第1节功1．B[据功的概念及功的两个因素可知，只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做功，A、C、D做功，B没有做功，选B.]2．A[力F1与F2的合力做的功等于F1与F2做功的代数和，即W合＝W1＋W2＝(4＋3)J＝7J．]3．D[整个过程支持力方向与速度方向始终同向，故支持力始终做正功，应选D.]4．C[由题可知摆球由同一位置释放，虽然经过的轨迹不同，但达到的高度相同，说明摆球到达圆弧最低端的速度大小相同，仅与高度有关，同理，对斜面也是一样，故选项C正确，A、B、D均错．]5．B[由于物体向下运动，因此重力做正功，拉力做负功，物体向下做匀减速运动，说明加速度的方向向上，合外力方向向上，故合力做负功，B项正确．]6．C[取水泥袋为研究对象，在匀减速下降的过程中，加速度方向向上，由牛顿第二定律知，钢索拉力F＝m(g＋a)．钢索拉力做负功，也就是水泥袋克服拉力做功，大小为W＝m(g＋a)h.]7．见解析解析斜面上的货物受到重力G、斜面支持力N和摩擦力f共三个力的作用，如图所示．货物位移的方向沿斜面向下．可以用正交分解法，将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直的方向．可以看出，三个力中重力和摩擦力对货物做功，而斜面支持力对货物没有做功．其中重力G对货物做正功W1＝mglsin37°＝20×10×0.5×0.6J＝60J支持力N对货物没有做功，W2＝0摩擦力f对货物做负功W3＝(μmgcos37°)lcos180°＝－0.2×20×10×0.8×0.5J＝－16J所以，合外力做的总功为W＝W1＋W2＋W3＝(60＋0－16)J＝44J若先计算合外力再求功，则合外力做的功W＝F合l＝(mgsin37°－μmgcos37°)l＝(20×10×0.6－0.2×20×10×0.8)×0.5J＝44J8．见解析解析物体受力情况如右图所示，物体受到重力mg，摩擦力f和支持力N的作用，物体相对斜面静止、相对地面水平向左匀速移动了x，这些力均为恒力，故可用W＝Fxcosα计算各力的功．根据物体平衡条件，可得f＝mgsinθ，N＝mgcosθ，(1)Wf＝f·xcos(180°－θ)＝－mgxsinθ·cosθ(2)WN＝N·xcos(90°－θ)＝mgxsinθ·cosθ(3)WG＝G·xcos90°＝0(4)N与f的合力与G等大反向，即物体所受斜面的力对物体做的功为0，或WN＋Wf＝0.合力对物体做的总功W总＝WG＋Wf＋WN＝0＋(－mgxsinθcosθ)＋mgxsinθcosθ＝0，或物体受力平衡，F合＝0，则W总＝F合xcosθ＝0.习题课关于功的计算一、选择题1．关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是()A．当作用力做正功时，反作用力一定做负功B．作用力不做功时，反作用力也不做功C．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等D．作用力做正功时，反作用力也可以做正功2．关于摩擦力做功的下列说法中正确的是()A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功B．静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，一定不做功C．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功D．滑动摩擦力可以对物体做正功3．人以20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0m，人放手后，小车又前进了2.0m才停下来，则小车在运动过程中，人的推力所做的功为()A．100J B．140JC．60J D．无法确定图14．一根木棒沿水平桌面从A运动到B，如图1所示，若棒与桌面间的摩擦力大小为F，则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为()A．－Fx，－FxB．Fx，－FxC．0，－FxD．－Fx，0图25．如图2所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功的情况可能是()A．始终不做功B．先做负功后做正功C．先做正功后不做功D．先做负功后不做功6．如图3所示，图3滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由下滑，然后在水平面上前进至B点后停止．已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m，A、B两点间的水平距离为x.在滑雪者运动的过程中，克服摩擦力做的功()A．大于μmgxB．小于μmgxC．等于μmgxD．以上三种情况都有可能二、非选择题图47．两块相同材料的物块A和B放在光滑的水平地面上，在水平力F的作用下一同前进，如图4所示，其质量之比为mA∶mB＝1∶2.在运动过程中，力F一共对物体做功300J，则A对B的弹力对B所做的功为多少？图58．如图5所示，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x′，而木板前进了x，若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少？图69．如图6所示，水平传送带以速度v顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为x＝10m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在以下两种情况下物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10m/s2)(1)传送带速度v＝6m/s；(2)传送带速度v＝9m/s.习题课关于功的计算1．D[由功的公式W＝Fxcosα可知W大小、正负取决于F、x、α的大小，作用力、反作用力虽然大小相等，方向相反，但两物体对地的位移大小、方向关系不确定，故作用力、反作用力做功的关系不确定，A、B、C错，D对．]2．D[摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，而且摩擦力对物体既可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．综上所述，只有D正确．]3．A[人的推力作用在小车上的过程中，小车发生的位移是5.0m，故该力做功为W＝Fxcosα＝20×5.0×cos0°J＝100J．]4．C[桌面静止不动，故棒对桌面的摩擦力不做功．桌面对棒的摩擦力对棒做负功W＝－Fx.]5．ACD[设传送带速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.(1)当v1＝v2时，物体随传送带一起匀速运动，故传送带与物体之间不存在摩擦力，即传送带对物体始终不做功；(2)当v1＜v2时，物体相对传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力方向向左，则物体先匀减速运动，直到速度减为v1才匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功；(3)当v1＞v2时，物体相对传送带向左运动，物体受到的滑动摩擦力方向向右，则物体先匀加速运动，直到速度增为v1才匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功．]6．C[滑雪者运动过程中摩擦力做功为Wf＝－μmgcosα·xAO－μmg·xOB＝－μmg(xAOcosα＋xOB)＝－μmgx.故此过程中，滑雪者克服摩擦力做的功为μmgL，C正确．]7．200J解析对A、B整体由牛顿第二定律得F＝(mA＋mB)a①对B有：FAB＝mBa②①②联立得FAB＝eq\f(2,3)F③设A、B移动距离为x，则F做功W＝Fx④A对B做功WAB＝FABx⑤③④⑤联立得WAB＝eq\f(2,3)W＝200J8．－μmg(x＋x′)μmgx解析滑块受力如图甲所示，摩擦力的方向与滑块的运动方向相反，摩擦力做负功，在摩擦力的作用下滑块对地的位移为(x＋x′)，所以摩擦力对滑块做的功为W1＝－μmg(x＋x′)木板受力如图乙所示，摩擦力的方向与木板运动的方向相同，即对木板做正功，在摩擦力的作用下木板对地的位移为x，故W2＝μmgx9．(1)54J(2)90J解析物体在传送带上加速运动时a＝μg＝3m/s2.刚好加速运动10m时的速度v0＝eq\r(2ax)＝eq\r(60)