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第1節(jié) 功 2 正負(fù)功的含義及判斷
(答題時(shí)間:25分鐘)
一、選擇題
1. 在光滑水平面上推物塊和在粗糙水平面上推物塊相比較,如果所用的水平推力相同,物塊在推力作用下通過的位移相同,則推力對(duì)物塊所做的功( )
A. 一樣大
B. 在光滑水平面上推力所做的功較多
C. 在粗糙水平面上推力所做的功較多
D. 要由物塊通過這段位移的時(shí)間決定
2. 如圖所示,一個(gè)物塊在與水平方向成α角的拉力F作用下,沿水平面向右運(yùn)動(dòng)一段距離x,在此過程中,拉力F對(duì)物塊所做的功為( )
A. Fxsinα B. C. Fxcosα D.
3. 如圖所示,木板放在光滑地面上,將一滑塊m用恒力F由木塊一端拉至另一端,木板分固定和不固定兩種情況,力F做的功分別為W1和W2,則( )
A. W1
W2 D. 無(wú)法比較
4. 物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。下列表述正確的是( )
A. 在0~1s內(nèi),合外力做正功
B. 在0~2s內(nèi),合外力總是做負(fù)功
C. 在1~2s內(nèi),合外力不做功
D. 在0~3s內(nèi),合外力總是做正功
5. 大小相等的力F按如圖所示的四種方式作用在相同的物體上,使物體沿粗糙的水平面移動(dòng)相同的距離,其中力F做功最多的是( )
6. 關(guān)于力對(duì)物體做功以及產(chǎn)生的效果,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做正功
B. 靜摩擦力對(duì)物體一定不做功
C. 物體克服某個(gè)力做功時(shí),這個(gè)力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是動(dòng)力
D. 某個(gè)力對(duì)物體做正功時(shí),這個(gè)力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是動(dòng)力
7. 物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示,已知在第1秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W,則下列結(jié)論正確的是( ?。?
A. 從第1秒末到第3秒末合外力做功為W
B. 從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2W
C. 從第5秒末到第7秒末合外力做功為W
D. 從第3秒末到第4秒末合外力做功為-0.75W
二、計(jì)算題
8. 如圖所示,水平面上放有質(zhì)量均為m=l kg的物塊A和B,A、B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.4和μ2=0.1,相距=0.75m?,F(xiàn)給物塊A一初速度,使之向B運(yùn)動(dòng),與此同時(shí),給物塊B一個(gè)F=3 N的水平向右的力,B由靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間A恰好追上B且二者速度相等。(g=10 m/s2),求:
(1)物塊A的初速度大?。?
(2)從開始到物塊A追上物塊B的過程中,力F對(duì)物塊B所做的功。
9. 一質(zhì)量的小物塊以一定的初速度沖上一足夠長(zhǎng)的斜面,斜面的傾角。某同學(xué)利用傳感器測(cè)出了小物塊從一開始沖上斜面上滑過程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,并用計(jì)算機(jī)作出了小物塊上滑過程的速度-時(shí)間圖線,如圖所示。(已知重力加速度,,)求:
(1)小物塊沖上斜面過程中加速度的大??;
(2)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)小物塊沿斜面上滑的過程中克服摩擦阻力做的功W。
1. A 解析:在兩次運(yùn)動(dòng)過程中,推力的大小是恒定的,在力的作用下,物體的位移大小也是相同的,根據(jù)功的公式可知,兩次推力做功一樣多,所以A正確。
2. C 解析:拉力在位移方向的分力為,發(fā)生位移為x,所以根據(jù)公式可得拉力做功為,故C正確。
3. A 解析:當(dāng)木塊B固定時(shí),力F通過的位移就是木塊B的長(zhǎng)度,力F做功為W1=FL;當(dāng)木塊B不固定時(shí),木塊B也要向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的距離為S,則力F做功為W2=F(L+S);所以W1<W2,故選A。
4. A 解析:在0~1s內(nèi),物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),合外力與位移共向,可知合外力做正功,故A正確;在1~3s內(nèi),物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),合外力與位移反向,可知合外力做負(fù)功,即在0~3s內(nèi),合外力先做正功后做負(fù)功,故B、C、D錯(cuò)誤。
5. A 解析:拉力做功;由圖可知,A中夾角為0,B中夾角為30;C中夾角為30,D中拉力為60,故A中拉力做功最多,A正確。
6. D 解析:滑動(dòng)摩擦的方向與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,但不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反;當(dāng)滑動(dòng)摩擦力與物體的位移方向相反時(shí),做負(fù)功;當(dāng)滑動(dòng)摩擦力與物體的位移方向相同時(shí),做正功,故A錯(cuò)誤;發(fā)生靜摩擦力的兩個(gè)物體間相對(duì)靜止,但相對(duì)于參考系不一定靜止,故靜摩擦力的方向與位移方向可以相同、相反、垂直,故靜摩擦力可以做正功、負(fù)功,也可以不做功,故B錯(cuò)誤;力對(duì)物體做正功,這個(gè)力是動(dòng)力,反之是阻力,一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功,往往說(shuō)成物體克服這個(gè)力做等量的正功,故C錯(cuò)誤、D正確。
7. CD 解析:在第1秒內(nèi),物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),做功為W,設(shè)此時(shí)的合外力為F,位移為x,從第3秒末到第7秒末,由圖象的斜率可知,此時(shí)間段的合力,第3秒末到第5秒末合外力的方向與位移方向相反,此段位移為2x,合外力做功 ;第5秒末到第7秒末合外力的方向與位移方向相同,此段位移為-2x,所以合力做功為;第3秒末到第4秒末物體的位移為,所以 ,所以C、D正確。
8. (1)v0=3 m/s,?。?)W=Fx=0.75 J
解析:(1)設(shè)A經(jīng)時(shí)間t追上B,A、B的加速度大小分別為a1、a2,由牛頓第二定律有:
μ1mg=ma1,a1=4 m/s2
F-μ2mg=ma2 a2=2 m/s2
恰好追上時(shí)它們速度相同,則:
追上時(shí)由路程關(guān)系有:
v0t-
由以上四式解得A的初速度大小為:
v0=3 m/s,t=0.5 s
(2)B運(yùn)動(dòng)的位移:
x=a2t2 =0.25 m
F對(duì)物塊B所做的功:
W=Fx=0.75 J
9.(1) (2) (3)
解析:(1)由小物塊上滑過程的速度-時(shí)間圖線,可得小物塊沖上斜面過程中加速度的大小為
即加速度大小為8m/s2。
(2)對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析,如圖所示:
有
代入數(shù)據(jù)解得:
(3)速度-時(shí)間圖象中面積表示位移,得小物塊沿斜面滑行距離為:
則小物塊沿斜面上滑的過程中,克服摩擦阻力做的功。
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