高中物理 第一章 功和功率 1.1 機械功同步測試 魯科版必修2.doc

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1.1機械功 一、單選題（共9題；共18分） 1.關(guān)于功的概念，下列說法中正確的是（　?。? A.力對物體做功多，說明物體的位移一定大B.力對物體做功少，說明物體的受力一定小 C.力對物體不做功，說明物體一定無位移D.功的多少是由力的大小和物體在力的方向上的位移的大小確定的 2.如圖所示，小球位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，從地面上看，在小球沿斜下滑的過程中，斜面對小球的作用力（ ） A.垂直于接觸面，做功為零B.垂直于接觸面，做負功 C.不垂直于接觸面，做功為零D.不垂直于接觸面，做功不為零 3.在水平面上，有一彎曲的槽道AB，槽道有半徑分別為 和R的兩個半圓構(gòu)成，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將以光滑小球從A點沿槽道拉至B點，若拉力F的方向時時刻刻均與小球運動方向一致，則此過程中拉力所做的功為（ ） A.0B.FRC.FRD.2πFR 4.質(zhì)量為m的小物塊在傾角為α的斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．若斜面體和小物塊一起以速度v沿水平方向向右做勻速直線運動，通過一段位移x．斜面體對物塊的摩擦力和支持力的做功情況是（ ） A.摩擦力做正功，支持力做正功B.摩擦力做正功，支持力做負功 C.摩擦力做負功，支持力做正功D.摩擦力做負功，支持力做負功 5.如圖所示，木塊A放在木塊B的左上端，用恒力F將A拉至B的右端．第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做的功為W1；第二次讓B可以在光滑的地面上自由滑動，F(xiàn)做的功為W2 ． 比較兩次做功，應(yīng)有（ ） A.W1＜W2B.W1=W2C.W1＞W(wǎng)2D.無法比較 6.如圖所示，同一物體在大小相同、方向不同的F力的作用下，在光滑水平面上移動了一段相同的位移s，兩種情況下力所做的功分別為Wa、Wb ， 下列表述正確的是（ ） A.Wa=WbB.Wa=﹣WbC.Wa＞W(wǎng)bD.Wa＜Wb 7.如圖所示，在勻速下降的電梯壁上，懸掛一個小球，則在此過程中（ ） A.懸繩對球的拉力做正功B.電梯壁對球的彈力做正功 C.球的重力做負功D.懸繩的拉力和球的重力做的總功為零 8.如圖所示，坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m，在與水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移動了一段距離l.已知雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，雪橇受到的（ ） A.支持力做功為mglB.重力做功為mglC.拉力做功為Flcos θD.滑動摩擦力做功為－μmgl 9.一物體由靜止開始從粗糙的斜面上的某點加速下滑到另一點，在此過程中重力對物體做的功等于（ ） A.物體動能的增加量 B.物體重力勢能的減少量和物體克服摩擦力做的功之和 C.物體重力勢能的減少量和物體動能的增加量以及物體克服摩擦力做的功之和 D.物體動能的增加量與物體克服摩擦力做的功之和 二、多選題（共3題；共9分） 10.質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，當(dāng)斜面沿水平方向向右勻速移動距離s時，如圖所示，物體m相對斜面靜止，則下列說法中正確的是（ ） A.摩擦力對物體m做功為零B.合力對物體m做功為零 C.摩擦力對物體m做負功D.彈力對物體m做正功 11.如圖所示，一個小物體A放在斜面B上，B放于光滑的水平地面上，現(xiàn)用水平恒力F推B使A和B相對靜止一起通過一段路程，在這個過程中，以下哪些力有可能作正功（ ） A.A受的重力B.B受的摩擦力C.A受的支持力D.B受的壓力 12.在下列情況中，做功為零的是（ ） A.物體在水平面上做勻速直線運動，合力對物體做的功 B.重力對自由落體運動的物體做的功 C.物體在水平面上運動，水平面對物體的支持力所做的功 D.物體在固定斜面上沿斜面下滑時，斜面對物體的支持力做的功 三、填空題（共3題；共6分） 13.質(zhì)量為m=3kg的物體，受到與斜面平行向下的拉力F=10N作用，沿固定斜面下滑距離l=2m．斜面傾角θ=30，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ= ，則拉力對物體所做的功為________J，支持力對物體所做的功為________J，摩擦力對物體所做的功為________J，合力對物體所做的功為________J．（g取10m/s2） 14.某人用F＝100 N 的恒力，通過滑輪把物體M拉上斜面，如圖所示，力F方向恒與斜面成60角，若物體沿斜面運動1 m，人的拉力所做的功是________J（g取10 m/s2）. 15.某人以20N的水平恒力推著小車在粗糙的水平面上前進了5.0m，人放手后，小車又前進了2.0m才停下來，則小車在運動過程中，人的推力所做的功為________J。 四、解答題（共1題；共5分） 16.如圖所示，一質(zhì)量m＝4.0 kg的物體，由高h＝2.0 m，傾角θ＝53的固定斜面的頂端滑到底端.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，求物體所受各個力所做的功及合外力所做的功？（g＝10 m/s2） 五、綜合題（共1題；共15分） 17.一個大小為5N，與水平方向夾角是37的拉力F作用在小車上．小車沿水平面向右運動．運動過程中小車受到的阻力大小為3N，方向水平向左．小車向右運動的距離S為2m的過程中，小車受到的各個力都沒有發(fā)生變化．求：在此過程中 （1）拉力F對小車做的功（取sin37=0.6；cos37=0.8）； （2）小車克服阻力做的功． （3）小車動能的增加量．  答案解析部分 一、單選題 1.【答案】D 【解析】【解答】解：A、力對物體做功W多，根據(jù)W=FScosθ，可能是力大，也可能是力的方向的位移大，也有可能兩者都大，故A錯誤； B、力對物體做功W少，根據(jù)W=FScosθ，可能是力小，也可能是力的方向的位移小，也有可能兩者都小，故B錯誤； C、力對物體不做功，即W=0，可能是F=0，也可能是S=0，也可能是cosθ=0，故C錯誤； D、根據(jù)恒力做功的表達式W=FScosθ判斷，功的大小取決與力的大小、力的方向的位移大小，故D正確； 故選D． 【分析】本題主要考查功的基本概念，本題難度較小，功的大小由力F和物體在力的方向上發(fā)生的位移有關(guān)。 2.【答案】B 【解析】【解答】解：對整體進行受力分析可知，小球和楔形物塊不受外力作用，動量守恒，在物塊下滑的過程中，楔形物塊向右運動，所以小球沿斜面向下運動的同時會向左運動，支持力方向和位移方向的夾角大于90，由于斜面是光滑的，沒有摩擦力的作用，所以斜面對小球只有一個支持力的作用，方向是垂直斜面向上的，物塊的運動的方向與力的方向不垂直，支持力做負功，故B正確． 故選：B． 【分析】對整體進行受力分析可知，小球和楔形物塊不受外力作用，動量守恒，在小球下滑的過程中，楔形物塊向左運動，對小球受力分析，根據(jù)小球的受力情況和功的公式可以分析各個力對物塊做功的情況． 3.【答案】C 【解析】【解答】解：拉力F的方向時時刻刻均與小球運動方向一致，則 W=Fs=F（ ）= 故選C 【分析】因為力的方向始終與速度方向一致，根據(jù)恒力做功公式W=Fs即可求解． 4.【答案】B 【解析】【解答】解：物塊向右做勻速直線運動，受力平衡，物體受重力（方向豎直向下）、支持力（垂直斜面向上）、摩擦力（沿斜面向上），位移方向水平向右，所以摩擦力做正功，支持力做負功 故選B 【分析】物塊向右做勻速直線運動，受力平衡，對物體進行受力分析，根據(jù)恒力做功公式分析即可． 5.【答案】A 【解析】【解答】解：木板不固定時木塊相對于地的位移要比固定時長，而恒力F相同，由功的計算公式W=Fs得知，W1＜W2 ． 故選：A． 【分析】根據(jù)功的計算公式W=Fs，通過比較A相對于地的位移大小，比較恒力做功的大?。? 6.【答案】A 【解析】【解答】解：這兩種情形下力F和位移x的大小都是一樣的，將力沿著水平和豎直方向正交分解，水平分力大小相同，只有水平分力做功，豎直分力不做功，故兩種情況下力F的功的大小是相同的；并且均做正功； 故選：A． 【分析】恒力做功表達式為：W=FScosα，功的正負表示對應(yīng)的力是動力還是阻力，功的大小看絕對值． 7.【答案】D 【解析】【解答】解：導(dǎo)體勻速下降，小球處于平衡狀態(tài)，對小球進行受力分析如圖： A、繩子的拉力與運動的方向之間的夾角是鈍角，所以繩子的拉力做負功．故A錯誤； B、電梯壁對球的彈力沿水平方向，與電梯運動的方向垂直，所以不能對小球做功．故B錯誤； C、球受到的重力的方向向下，與運動的方向相同，所以重力做正功．故C錯誤； D、球的速度不變，所以懸繩的拉力和球的重力做的總功為零．故D正確． 故選：D 【分析】對小球進行受力分析，結(jié)合力做正功或做負功的條件即可進行判定． 8.【答案】C 【解析】【解答】支持力和重力與位移垂直，不做功，A、B不符合題意；拉力和摩擦力分別做功為W＝Flcos θ，W＝－μ（mg－Fsin θ）l，C符合題意，D不符合題意. 故答案為：C?！痉治觥看祟}較為基礎(chǔ)，考查做功公式，力乘以在力的方向上發(fā)生的位移，因為支持力和壓力為相互作用力，得出支持力的大小就可得出壓力大小，力的方向和位移方向的夾角為銳角時力對物體做正功，力的方向和位移方向的夾角為鈍角時力對物體做負功。 9.【答案】D 【解析】【解答】解：一物體由靜止開始從粗糙的斜面上的某點加速下滑到另一點，在此過程中， 物體受重力、支持力、摩擦力，其中重力做正功，支持力不做功，摩擦力做負功． 設(shè)重力做功為wG ， 物體克服摩擦力做的功為wf ， 物體動能的增加量為△Ek 根據(jù)動能定理知道：w合=△Ek wG+（﹣wf）=△Ek wG=wf+△Ek 此過程中重力對物體做的功等于物體動能的增加量與物體克服摩擦力做的功之和． 根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系得： wG=﹣△Ep ， 在此過程中重力對物體做的功也等于重力勢能的減小量． 故選D． 【分析】知道重力做功量度重力勢能的變化． 知道合力做功量度動能的變化． 建立功能關(guān)系的表達式，找出此過程中重力對物體做的功． 二、多選題 10.【答案】B,C,D 【解析】【解答】解：分析物體的受力情況：重力mg、彈力N和摩擦力f， A、摩擦力f與位移的夾角為鈍角，所以摩擦力對物體m做功不為零，做負功．故A錯誤，C正確． B、物體勻速運動時，合力為零，合力對物體m做功為零．故B正確． D、彈力N與位移s的夾角小于90，則彈力對物體m做正功．故D正確． 故選BCD 【分析】分析物體的受力情況，根據(jù)力與位移的夾角，判斷力做功的正負．物體勻速運動時，合力為零，合力對物體m做功為零．根據(jù)功的公式W=FLcosα求出摩擦力和重力做功． 11.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、物體A受的重力與位移垂直，則A的重力不做功，故A錯誤． B、B放于光滑的水平地面上，A、B整體一起向左做勻加速運動，B對A可能有沿斜面向下的摩擦力，可能沒有摩擦力，也可能有沿斜面向上的摩擦力，則A對B的摩擦力可能沿斜面向下，與位移的夾角為銳角，對B做正功，故B正確． C、A受的支持力垂直于斜面，與位移的夾角為銳角，對A做正功，故C正確． D、B受的壓力垂直于斜面向下，與位移成鈍角，對B做負功，故D錯誤． 故選：BC 【分析】對物體受力分析及運動過程分析，根據(jù)力和位移的夾角，分析各力做功情況． 12.【答案】A,C,D 【解析】【解答】解：A、物體在水平面上做勻速直線運動，物體受到的合外力為零，所以合外力做功為零，故A正確； B、自由落體運動的物體，重力方向向下，位移向下，所以重力做正功，不為零，故B錯誤； C、物體在水平面上運動，水平面對物體的支持力與運動方向相互垂直；故支持力不做功，故C正確； D、人提著水桶在水平的路上行走，拉力方向與位移方向垂直，故拉力不做功，故D正確． 故選：ACD． 【分析】本題要抓住做功的兩個必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離；二者缺一不可． 三、填空題 13.【答案】20；0；﹣30；20 【解析】【解答】解：物體受力如圖所示， 支持力FN與位移垂直，支持力不做功，WFN=0； 拉力的功WF=Fl=102=20J； 重力的功：WG=mgh=mglsin30=31020.5=30J； 摩擦力的功：Wf=﹣μmglcos30=﹣ 3102 =﹣30J； 合力的功W=WFN+WF+WG+Wf=0+20+30+（﹣30）=20J； 故答案為：20，0，﹣30，20 【分析】求出各力，然后由功的計算公式W=Flcosα求出各力做功，最后求出合力對物體做功 14.【答案】150 【解析】【解答】如圖所示，設(shè)拉力的作用點為A，則該作用點的位移為 s＝2s物cos 30＝21cos 30m＝ m，所以人的拉力所做的功為W＝Fscos 30＝100 cos 30 J＝150 J. 【分析】此題屬于典型題型，需引起重視，答題時需要注意的是力的作用下的位移并不是物體的位移而是力的作用點發(fā)生的位移，所以需先找準作用點，再分析位移。 15.【答案】100 【解析】【解答】小車在粗糙的水平面上前進了5.0m過程中，推力做功為W=Fs=20N5m =100J，撤去推力，小車由于慣性繼續(xù)向前動，推力不做功，所以在上述小車前進7m的過程中，做的總功為100J. 【分析】功等于力乘以力的方向上發(fā)生的位移，而位移指的是力存在的過程中在力的方向上發(fā)生的位移，需引起注意。 四、解答題 16.【答案】解：方法一：以物體為研究對象受力分析如圖. 物體受重力mg、摩擦力Ff、支持力FN ， FN＝mgcos θ， Ff＝μmgcos θ. 物體的位移l＝ ， 根據(jù)功的公式可求得 WG＝mglcos（90－θ）＝mgh＝4.0102.0 J＝80 J， WFN＝0， WFf＝－Ffl＝－μmgcos θ ＝－0.24.0102.0 J＝－12 J. W合＝WG＋WFN＋WFf＝80 J＋0－12 J＝68 J. 方法二：求合外力做的功也可以先求合外力，再求合力的功. F合＝mgsin θ－Ff ， W合＝F合l＝（mgsin θ－μmgcos θ）l ＝（4.0100.8－0.24.0100.6） J ＝68 J. 【解析】【分析】此題較為簡單，考查對做功公式的使用，功等于力乘以在力的方向上發(fā)生的位移，當(dāng)力的方向與位移的方向垂直時，力不對物體做功；物體所受合外力做的總功等于物體所受各個力做功之和。 五、綜合題 17.【答案】（1）解：拉力F對小車做的功：W=FScosα=5N2mcos37=8J （2）解：阻力做的功為Wf=﹣f?s=﹣3N2m=﹣6J． 故小車克服阻力做功為6J （3）解：根據(jù)動能定理，小車的動能增加了△Ek=W+Wf=8﹣6=2J 【解析】【分析】由于拉力和摩擦力的大小方向都不變，所以可根據(jù)恒力做功公式W=FScosθ求解拉力做的功，根據(jù)W=fx求出阻力做的功；由動能定理求出小車動能的增加量．