2021年鲁科版（2019）必修第二册《第1节 机械功》- 训练【附答案】

2021年鲁科版（2019）必修第二册《第1节机械功》-专题训

练

一.选择题（共10小题）

1.2019年4月24日亚洲田径锦标赛男子110米栏决赛中，中国选手谢文骏发挥出色，跑

出13秒21夺得冠军。打破了刘翔在2011年创下的13秒22赛会纪录，同时也是这个项

目今年的世界最好成绩。关于谢文骏的运动过程分析正确的是（）

A.在冲线时可以当成质点

B.跑动过程中的平均速度为8.3m/s

C.运动过程中地面对运动员提供了动力并做正功

D.上栏过程中，重力做负功，地面对人的支持力做正功

2.功的单位用基本单位可表示为（）

A.JB.N«mC.W*sD.kg«m2/s2

3.如图所示，光滑斜面放在水平面上，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。当

整个装置沿水平面向左减速运动的过程中，关于重球所受各力做功情况的说法中错误的

是（）

V

应

A.重力不做功

B.斜面对球的弹力一定做正功

C.挡板对球的弹力可能不做功

D.挡板对球的弹力一定做负功

4.以下关于功和能的说法中正确的是（)

A.功是矢量，能是标量

B.功是能量转化的量度

C.功和能都是矢量

D.因为功和能的单位都是焦耳，所以功就是能

5.如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动过程中，A、B之间有相互作用

的摩擦力，则这对摩擦力做功的情况，下列说法中正确的是（）

A

尸

二B

A.A、B都克服摩擦力做功B.摩擦力对A做正功

C.摩擦力对B做负功D.摩擦力对A、B都不做功

6.如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个

过程中，以下说法正确的是（）

A.台阶对人的摩擦力对人做负功

B.台阶对人的总作用力方向沿竖直向上

C.在此过程中人处于失重状态

D.人对台阶的压力大小等于台阶对人的支持力的大小

7.关于功的下列说法中正确的是（）

A.静摩擦力一定不做功

B.摩擦力可能对物体做正功

C.作用力做正功，反作用力一定做负功

D.物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多

8.关于力对物体做功，以下说法正确的是（）

A.一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反

B.不论怎样的力对物体做功，都可以用W=Fscosa计算

C.合外力对物体不做功，物体必定做匀速直线运动

D.滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功

9.质量为m的物体沿底面长度均为L、倾角不同的a、b、c三个斜面从顶端滑下，如图所

示，物体和斜面间的滑动摩擦因数相同，a、b、c三个斜面与水平面的夹角的关系是01

物体从a、b、c三个斜面顶端到底端过程中，摩擦力做功分别是Wi、W2和

W3,则它们的关系是（）

A.Wi>W2>W3B.Wi=W3>W2C.Wi>W2=W3

D.Wi=W2=W3

10.如图所示，小华用力拉着木箱水平向右匀速前进，以下说法正确的是（）

A.小华对木箱的拉力做正功

B.木箱所受的重力做负功

C.木箱所受的合力做正功

D.地面对木箱的摩擦力不做功

二.填空题（共5小题）

11.如图所示，一质量为m的小物体（可视为质点）从高为h的斜面上端滑到斜面底端.斜

面固定在水平地面上.此过程中，重力对物体做功WG=;斜面对物体的弹力做

功WN=.

12.质量为m的物块始终固定在倾角为。的斜面上，如图所示

（1）若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块做功为。

（2）若斜面竖直向上匀速移动距离s,斜面对物块做功为

（3）若斜面向左以加速度a移动距离s,斜面对物块做功为

13.用竖直向上的拉力将质量为m=20kg的物体从静止开始以2m/s2的加速度竖直向上提升

4m,拉力所做的功为J,拉力做功的平均功率为W.（不计空气阻力，g

取10m/s2）o

14.起重机用钢绳把重量为3.0X1（）4N的物体匀速地提高了6m,钢绳拉力做的功为J。

15.重为500N的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为11=0.2,在大小为F=500N,

方向与水平面成a=37°斜向上的拉力作用下前进l=10m.在此过程中力F做功为

J,摩擦力做功为J.

三.解答题（共5小题）

16.用200N竖直向上的拉力将地面上一个质量为10kg的物体提起5m高的位移，空气阻力

不计，gMX10m/s2,求:

（1）拉力对物体所做的功；

（2）物体提高后具有的动能。

17.如图甲所示，轨道ABC由一个倾角为0=30°的斜面AB和一个水平面BC组成，一

个可视为质点的质量为m的滑块从A点由静止开始下滑，滑块在轨道ABC上运动的过

程中，受到水平向左的力F的作用，其大小和时间的关系如图乙所示（2to后，撤去F）,

经过时间to滑块经过B点时无机械能损失，最后停在水平轨道BC上，滑块与轨道之间

的动摩擦因数口=0.5,已知重力加速度为g。求：

（1）整个过程中滑块的运动时间;

（2）整个过程中水平力F做的功。

18.如图：用F=40N的水平推力推一个质量m=3.0kg的木块，使其沿着光滑斜面向上移

动2m,则在这一过程中,

(1)F做的功为多少？

(2)重力做的功为多少.

19.用50N的力与水平方面夹角30度拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进.若物

体前进了10m,

(1)拉力F做的功为多少？重力G做的功为多少？

(2)如果物体与水平面间的动摩擦因数口=0.1,物体克服阻力做的功为多少？(g取

10m/s2)

20.如图甲所示，质量m=2kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数四=

0.2.从t=0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，F随时间t变化的规律

如图乙所示，6s后撤去拉力F(取g=10m/s2).求：

(1)第4s末物体的速度；

(2)6s内拉力F做的功.

图甲图乙

2021年鲁科版（2019）必修第二册《第1节机械功》-专题训

练

参考答案与试题解析

选择题（共10小题）

1.2019年4月24日亚洲田径锦标赛男子110米栏决赛中，中国选手谢文骏发挥出色，跑

出13秒21夺得冠军。打破了刘翔在2011年创下的13秒22赛会纪录，同时也是这个项

目今年的世界最好成绩。关于谢文骏的运动过程分析正确的是（）

A.在冲线时可以当成质点

B.跑动过程中的平均速度为8.3m/s

C.运动过程中地面对运动员提供了动力并做正功

D.上栏过程中，重力做负功，地面对人的支持力做正功

【解答】解：A、当物体的形状和大小对所研究的问题没有影响时，物体就可以看成质点,

冲线时，运动员的头部、脚部等部位过线，即表示冲线成功，故此时不能看作质点，故

A错误；

B、位移为110m,时间为13s21,故平均速度v=髭=8.3m/s,故B正确；

t

C、运动过程中，地面提供支持力和摩擦力，但两个力作用在运动员脚底，均没有位移，

不做功，故C错误；

D、同理，上栏过程中，重力做负功，地面对人的支持力不做功，故D错误。

故选：B。

2.功的单位用基本单位可表示为（）

A.JB.N・mC.W・sD.kgTn2/s2

【解答】解：根据W=Fx可知，U=lN・m=kg・m2/s-2,其中N、J都不是基本单位，

故D正确，ABC错误。

故选：D。

3.如图所示，光滑斜面放在水平面上，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。当

整个装置沿水平面向左减速运动的过程中，关于重球所受各力做功情况的说法中错误的

是（）

A.重力不做功

B.斜面对球的弹力一定做正功

C.挡板对球的弹力可能不做功

D.挡板对球的弹力一定做负功

【解答】解：A、对小球进行受力分析如图：小球受到竖直向下的重力mg,斜面的垂直

斜面向上的弹力N2，挡板对它水平向左的弹力Ni，

而小球位移方向水平向左，所以只有重力方向与位移方向垂直，其他力都不垂直，故只

有重力不做功，其它两个力都做功，故A正确。

B、由于整个装置向左减速运动，加速度水平向右，竖直方向受力平衡，则得N2W0,且

N2与位移的夹角为锐角，斜面对球的弹力一定做正功。故B正确。

C、D、设加速度为a,斜面的倾角为。，根据牛顿第二定律得

竖直方向：N2COS0-mg=O

水平方向：Ni-N2sin0=ma

由上分析得知，N2不变，NiWO,

因为挡板对球的弹力Ni的方向与位移方向相反，所以Ni一定做负功。故C错误，D正

确。

本题选错误的，

故选：Co

mg

4.以下关于功和能的说法中正确的是（）

A.功是矢量，能是标量

B.功是能量转化的量度

C.功和能都是矢量

D.因为功和能的单位都是焦耳，所以功就是能

【解答】解：AC、物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称

功，功是标量；能量也是标量，故AC错误；

BD、功是能量转化的量度，单位都是焦耳，但功不是能量，功属于过程量，能量属于状

态量，故B正确，D错误。

故选:B,

5.如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动过程中，A、B之间有相互作用

的摩擦力，则这对摩擦力做功的情况，下列说法中正确的是（）

-——|B__1

"^777777777777777777777777

A.A、B都克服摩擦力做功B.摩擦力对A做正功

C.摩擦力对B做负功D.摩擦力对A、B都不做功

【解答】解：做功的两个必要因素是力和在力的方向上通过一段位移，当B向左移动时,

A没有动，故AB之间的摩擦力对A没有做功；B物体受到的摩擦力方向与运动方向相

反，故摩擦力对B做负功，即B克服摩擦力做功；故ABD错误，C正确；

故选：Co

6.如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个

过程中，以下说法正确的是（）

A.台阶对人的摩擦力对人做负功

B.台阶对人的总作用力方向沿竖直向上

C.在此过程中人处于失重状态

D.人对台阶的压力大小等于台阶对人的支持力的大小

【解答】解：A、人站在电动扶梯的水平台阶上，加速沿斜面上升，受到重力、支持力和

摩擦力作用，将加速度分解，具有水平向右的分加速度，则摩擦力水平向右，做正功，

故A错误；

B、台阶对人的总作用力为支持力和摩擦力的合力，方向斜向右上方，故B错误；

C、人具有竖直向上的加速度，处于超重状态，故C错误；

D、人对台阶的压力与台阶对人的支持力属于相互作用力，等大反向，故D正确。

故选：D。

7.关于功的下列说法中正确的是（）

A.静摩擦力一定不做功

B.摩擦力可能对物体做正功

C.作用力做正功，反作用力一定做负功

D.物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多

【解答】解：AB、静摩擦力可能做功，如静止在车厢内的物体，在车启动过程，物体相

对车厢静止，物体受到静摩擦力作用，物体在静摩擦力作用下做加速运动，静摩擦力对

物体做正功，故A错误，B正确；

C、作用力做正功，反作用力也可能做正功，如电性相同的带电小球在库仑斥力作下分开,

库仑斥力对两小球都做正功，故C错误：

D、由功的计算公式W=Flcosa可知，力对物体做功与F、1、a三者都有关系，物体受

力越大，位移越大，力对物体做功不一定大，如a=90°,W=0,故D错误。

故选：Bo

8.关于力对物体做功，以下说法正确的是（）

A.一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反

B.不论怎样的力对物体做功，都可以用W=Fscosa计算

C.合外力对物体不做功，物体必定做匀速直线运动

D.滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功

【解答】解：A、一对相互作用力做功，可以出现都做正功，都做负功，一正一负或一个

做功，一个不做功等各种情况，故A错误。

B、只有恒力做功可用W=Fscosa计算，故B错误。

C、合外力对物体不做功，物体可能处于静止，当合外力与物体的运动方向垂直时，物体

的运动方向改变，故C项错误.

D、摩擦力对物体可做正功也可做负功，D项正确；

故选：D。

9.质量为m的物体沿底面长度均为L、倾角不同的a、b、c三个斜面从顶端滑下，如图所

示，物体和斜面间的滑动摩擦因数相同，a、b、c三个斜面与水平面的夹角的关系是61

>02>03«物体从a、b、c三个斜面顶端到底端过程中，摩擦力做功分别是Wi、W2和

W3,则它们的关系是（）

A.W|>W2>W3B.Wi=W3>W2C.W|>W2=W3

D.W|=W2=W3

【解答】解：A、B、C、D、设斜面的底边长为x,斜面的倾角为仇则任一斜面的长度

为L=—故物体在斜面下滑时所受的摩擦力大小为：f=|imgcos。。

cos9

摩擦力做功为：W=-fL=-“mgcos。。―二_=-）imgx,与倾角无关，故Wi=W2=

cos9

W3,故ABC错误，D正确.

故选：D。

10.如图所示，小华用力拉着木箱水平向右匀速前进，以下说法正确的是（）

A.小华对木箱的拉力做正功

B.木箱所受的重力做负功

C.木箱所受的合力做正功

D.地面对木箱的摩擦力不做功

【解答】解：A、拉力为恒力，根据功的定义W=Fxcos。，cos8>0,拉力做正功，故A

正确。

B、重力与支持力的方向均与物体的运动方向垂直，不做功，故B错误。

C、木箱水平向右匀速前进，说明合力为零，根据动能定理可知，合力不做功，故C错

误。

D、摩擦力与运动方向相反，做负功，故D错误。

故选：Ao

二.填空题（共5小题）

11.如图所示，一质量为m的小物体（可视为质点）从高为h的斜面上端滑到斜面底端.斜

面固定在水平地面上.此过程中，重力对物体做功WG=mgh；斜面对物体的弹力做

功WN=0.

【解答】解：对物体受力分析可知，物体受到的重力是竖直向下的，斜面对物体的支持

力是垂直于斜面向上的，而物体的运动是沿着斜面的向下的，所以重力与位移的夹角为

锐角，根据功的公式可知，重力要对物体做正功，大小为mgh,而支持力是与物体的位

移的方向垂直的，所以支持力对物体不做功.

故答案为：mgh；0.

12.质量为m的物块始终固定在倾角为6的斜面上，如图所示

（1）若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块做功为0。

（2）若斜面竖直向上匀速移动距离s,斜面对物块做功为mgs。

（3）若斜面向左以加速度a移动距离s,斜面对物块做功为mas。

【解答】解：（1）斜面向右匀速运动，物块也是匀速运动，受力平衡，斜面对物块的力

等于其重力，方向竖直向上，运动方向（位移矢量）始终与斜面作用力垂直，所以不做

功，斜面对物块做功为0;

（2）物块和斜面一起竖直向上匀速运动，物块受力平衡，斜面对物块的力大小等于物块

的重力mg,方向竖直向上，位移方向也向上，所以斜面对物块做功为W=mgs；

(3)物块和斜面一起向左以加速度a移动距离s,物块所受的合力做的功等于mas,物

块受到重力和斜面对物块的力，所以，重力做的功加上斜面对物块做的功之和等于mas,

又因为重力做功为零，所以斜面对物块做的功等于mas；

故答案为：(1)0(2)mgs(3)mas

13.用竖直向上的拉力将质量为m=20kg的物体从静止开始以2m/s2的加速度竖直向上提升

4m,拉力所做的功为960J,拉力做功的平均功率为480W.(不计空气阻力，g

2

取10m/s)o

【解答】解：根据牛顿第二定律得：F-mg=ma

解得：F=mg+ma=20X(10+2)N=240N。

则拉力做的功为：W=Fh=240X4J=960J

根据h=/at2得：t=j2,4S=2S

拉力的平均功率为：P=l=480Wo

t

故答案为：960,480o

14.起重机用钢绳把重量为3.0X1()4N的物体匀速地提高了6m,钢绳拉力做的功为1.8X

IO5J»

【解答】解：由物体被匀速提升可知，钢绳的拉力T等于物体重力G,即：

T=G=3.0X104N

故钢绳的拉力的功为：

WT=Th=3.0X104X6J=1.8X105JO

故答案为：1.8X105。

15.重为500N的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为四=0.2,在大小为F=500N,

方向与水平面成a=37°斜向上的拉力作用下前进l=10m.在此过程中力F做功为4000

J.摩擦力做功为-400J.

【解答】解：拉力大小为500N,位移的大小为10m,

所以拉力做的功的大小为FLcosa=500X10X0.8=4000J,

对物体受力分析可得，支持力的大小为mg-Fsina=200N,

所以摩擦力的大小为f=yFN=40N,

所以摩擦力做的功为fL=-40X10=-400J.

故答案为：4000,-400.

三.解答题（共5小题）

16.用200N竖直向上的拉力将地面上一个质量为10kg的物体提起5m高的位移，空气阻力

不计,gJRlOm/s2.求:

（1）拉力对物体所做的功;

（2）物体提高后具有的动能。

【解答】解：（1）拉力对物体所做的功：Wtt=Fh=200X5=1000J；

（2）根据动能定理，有:

WF-mgh=Am-Q

2vt

代入数据得:

200X5-10X10X5=EK末

解得：EK术=500J

即物体提图后具有的动能为500J；

答：（1）拉力做功为IOOOJ；

（2）物体提高后具有的动能为500J。

17.如图甲所示，轨道ABC由一个倾角为9=30°的斜面AB和一个水平面BC组成，一

个可视为质点的质量为m的滑块从A点由静止开始下滑，滑块在轨道ABC上运动的过

程中，受到水平向左的力F的作用，其大小和时间的关系如图乙所示（2to后，撤去F）,

经过时间to滑块经过B点时无机械能损失，最后停在水平轨道BC上，滑块与轨道之间

的动摩擦因数n=o.5,已知重力加速度为g。求:

甲乙

（1）整个过程中滑块的运动时间;

（2）整个过程中水平力F做的功。

【解答】解：（1）在Osg这段时间内，滑块在斜面AB上运动时，垂直斜面方向的力为:

FN+Fisin0-mgcos0=O

据图知：Fi=Fmg

解得：FN=O

所以滑块不受摩擦力，由牛顿第二定律，滑块在斜面上运动时的加速度为：

F.sinQ-mgcos8

ai=，-------------------------=2g

m

滑块到达B处时的速度为：VB=aito=2gto

在t（）s2to这段时间内，水平拉力F2=—mg=Ff—^mg,所以滑块做匀速直线运动，2to

2

之后过程中，滑块做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得：

a2=pg=0.5g

运动时间为：t=一旦=4to。

a2

整个过程中滑块的运动时间为：t=2to+4to=6to

122

尸-at=gt

（2）在Osto这段时间内，滑块的位移为：XI21oo

水平拉力做功为：W।=Fix1cos0=-^-mg2to2»

2

在t（）s2to这段时间内，滑块的位移为：X2=vito=2gt（r。

水平拉力做功为：W2=F2X2=mg2to2»

整个过程中水平恒力F做功为：W=Wi+W2=Smg2t（）2。

2

答：（1）整个过程中滑块的运动时间为6to；

（2）整个过程中水平恒力F做的功为弥2s2。

18.如图：用F=40N的水平推力推一个质量m=3.0kg的木块，使其沿着光滑斜面向上移

动2m,则在这一过程中，

（1）F做的功为多少？

（2）重力做的功为多少.

【解答】解：（1）推力为40N,位移为2m,力与位移夹角为30°,故推力的功为:

WF=FXCOS0=4OX2X3=40。卬；

2

(2)重力做功等于重力势能的减小量，故重力做功为：

WG=-Fxsin0=-30J

答：(1)F做的功为40«N；

(2)重力做的功为30J.

19.用50N的力与水平方面夹角30度拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进.若物

体前进了10m,

(1)拉力F做的功为多少？重