新教材同步系列2024春高中物理第四章机械能及其守恒定律第一节功课后提升训练粤教版必修第二册

第四章第一节A组·基础达标1．如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动人行道上匀速上楼．下列关于两人受到的力做功推断正确的是()A．图甲中支持力对人做了功B．图乙中支持力对人做了功C．图甲中摩擦力对人做了负功D．图乙中摩擦力对人做了负功【答案】A2．(2024年广东华侨中学期中)如图所示，某同学用拖把擦地板，他用力使拖把沿水平地板向前移动一段距离，在此过程中()A．该同学对拖把做负功B．地板对拖把的摩擦力做负功C．地板对拖把的支持力做负功D．地板对拖把的支持力做正功【答案】B【解析】由做功的计算公式W＝Fscosθ可知，θ为力的方向与位移方向的夹角，在该同学将拖把向前推的过程中，力与位移的夹角小于90°，可知该同学对拖把做正功，A错误；地板对拖把的摩擦力与拖把的位移方向相反，故地板对拖把的摩擦力做负功，B正确；地板对拖把的支持力与拖把垂直，不做功，C、D错误．3．(2024年广州七中月考)如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力F作用下，沿水平地面对左运动一段距离L，车与地面之间的动摩擦因数为μ．下列说法正确的是()A．拉力对小车做功FLB．拉力对小车做功为FLsinαC．摩擦力对小车做功为－μmgLD．重力对小车做功为mgL【答案】B【解析】拉力对小车做功为W＝FLsinα，A错误，B正确；摩擦力对小车做功为－FfL＝－μFNL＝－μ(mg－Fcosα)L，C错误；在重力方向小车没有位移，则重力对小车做功为零，D错误．4．如图所示，匀整长直木板长L＝40cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m＝2kg，与桌面间的摩擦因数μ＝0.2，用水平推力F将其匀速推下桌子，则系统消耗的能量至少为(g取10m/s2)()A．0.8J B．1.6JC．8J D．4J【答案】A【解析】将木板推下桌子即木块的重心要通过桌子边缘，水平推力做的功至少等于克服滑动摩擦力做的功，W＝Fs＝μmgeq\f(L,2)＝0.2×20×eq\f(0.4,2)J＝0.8J，A正确．5．(多选)如图所示，物块B与水平地面接触，物块A置于物块B之上，两物块相对静止，一起向右运动(图中a为加速度，力F沿水平方向向右)，则()A．图甲中，A、B间摩擦力对A做正功B．图乙中，A、B间摩擦力对B做负功C．图丙中，A、B间摩擦力对B做正功D．图丁中，A、B间摩擦力对A做负功【答案】BCD6．(2024年深圳试验学校段考)如图所示，一根绳子绕过滑轮(大小、摩擦均不计)，绳的一端拴一质量为m＝10kg的物体，另一侧沿竖直方向的绳被人拉住．若人的手到滑轮最高点的距离为4m，拉住绳子前进3m，使物体匀速上升，g取10m/s2．则人拉绳所做的功为()A．500J B．300JC．100J D．50J【答案】C【解析】物体匀速上升的距离h＝eq\r(32＋42)m－4m＝1m，人的拉力大小等于重物重力，依据功的定义，可得人拉绳所做的功W＝Fh＝mgh＝10×10×1J＝100J，故C正确．7．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1m/s．从今刻起先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t的变更规律分别如图甲和图乙所示．设在第1s、第2s、第3s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是()A．W1＝W2＝W3 B．W1<W2<W3C．W1<W3<W2 D．W1＝W2<W3【答案】B【解析】由题中速度图像与坐标轴所围的面积可知，第1s、第2s、第3s内的位移分别为0.5m、0.5m、1m，由F-t图像及功的公式W＝Fscosθ可求知，W1＝0.5J，W2＝1.5J，W3＝2J．故本题中A、C、D错误，B正确．8．A、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，其速度图像如图所示．那么，A、B两物体所受摩擦力之比FA∶FB和A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA∶WB分别为()A．2∶1，4∶1 B．4∶1，2∶1C．1∶4，1∶2 D．1∶2，1∶4【答案】B【解析】由题图可知，物体A的加速度大小aA＝eq\f(v0,t)，物体B的加速度大小aB＝eq\f(v0,2t)．依据牛顿其次定律可得，物体A、B受到的摩擦力分别为FA＝mAaA，FB＝mBaB，又mA∶mB＝2∶1，所以FA∶FB＝4∶1．v-t图像中图线与横轴所围的面积表示位移，从起先运动到停止，A、B两物体的位移分别为lA＝eq\f(v0t,2)，lB＝eq\f(2v0t,2)＝v0t，又功W＝Flcosα，所以WA∶WB＝FAlA∶FBlB＝2∶1，故B正确．9．(2024年普宁勤建中学调研)如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上行驶．货箱中石块B的质量为m，重力加速度为g，在货车以加速度a加速运动位移x的过程中，下列说法正确的是()A．石块B所受合力大小为mgB．石块B所受合力大小为maC．四周与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为mgxD．四周与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为meq\r(g2＋a2)·x【答案】B【解析】在货车以加速度a沿直线加速运动时，对石块B，由牛顿其次定律可知，石块B所受合力大小为F合＝ma，A错误，B正确；由题意可知，对石块B受力分析，受重力mg、四周与石块B接触的物体对它的作用力的合力F，如图所示，则有F＝eq\r((mg)2＋Feq\o\al(2,合))＝eq\r((mg)2＋(ma)2)＝meq\r(g2＋a2)设四周与石块B接触的物体对它的作用力的合力F与水平方向的夹角为θ，四周与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为W＝Fxcosθ＝max，C、D错误．B组·实力提升10．如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3N和F2＝4N的恒力，其合力在水平方向上，从静止起先运动10m，问：(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？(2)F1和F2的合力为多大？合力做功是多少？【答案】(1)18J32J50J(2)5N50J【解析】(1)力F1做的功W1＝F1lcosθ1＝3×10×eq\f(3,\r(32＋42))J＝18J，力F2做的功W2＝F2lcosθ2＝4×10×eq\f(4,\r(32＋42))J＝32J，W1与W2的代数和W＝W1＋W2＝18J＋32J＝50J．(2)F1与F2的合力F＝eq\r(Feq\o\al(2,1)＋Feq\o\al(2,2))＝eq\r(32＋42)N＝5N，合力F做的功W′＝Fl＝5×10J＝50J．11．如图所示，用沿斜面对上、大小为800N的力F，将质量为100kg的物体沿倾角为37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L＝5m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25．求这一过程中：(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)物体的重力所做的功．(2)摩擦力所做的功．(3)物体所受各力的合力所做的功．【答案】(1)－3000J(