2017_2018學(xué)年高中物理第四章機械能和能源第1節(jié)功課時訓(xùn)練教科版.docx

第1節(jié)功A組功的理解及正負(fù)功的判斷1.關(guān)于功的概念,以下說法正確的是(D)A.有力且有位移,該力一定做功B.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量C.若某一個力對物體不做功,說明該物體一定沒有位移D.一個力對物體做的功等于這個力的大小、物體位移大小及力和位移夾角的余弦三者的乘積解析:功是標(biāo)量而不是矢量.做功的兩個必不可少的條件是力和在力的方向上的位移,據(jù)此我們可以得出:沒有力就沒有功;有力而沒有位移也沒有功;有力且有位移但位移方向與力的方向垂直也沒有功,故D正確.2.如圖所示,用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移到B的過程中,下列說法正確的是(D)A.有摩擦力時比無摩擦力時F做的功多B.有摩擦力時比無摩擦力時F做的功少C.物體加速運動時F做的功比減速運動時F做的功多D.物體無論是加速、減速還是勻速,力F做的功一樣多解析:力一定,物體的位移一定,無論是否有摩擦,也不管物體做什么運動,力做的功都是一確定的值,D對.3.(多選)一物體在兩個力F1,F2的共同作用下發(fā)生了一段位移,做功分別為W1=6 J,W2=-6 J,下列說法正確的是(BC)A.這兩個力一定大小相等、方向相反B.F1是動力,F2是阻力C.這兩個力做的總功為0D.F1比F2做的功多解析:兩個力分別做正功、負(fù)功,說明它們與運動方向的夾角分別小于90、大于90,但這兩個力不一定方向相反,故選項A錯誤.F1做正功一定是動力,F2做負(fù)功一定是阻力,但正、負(fù)不表示功的大小,故選項B正確,D錯誤.兩個力的總功等于這兩個功的代數(shù)和,故選項C正確.恒力做功的計算4.如圖所示,一個質(zhì)量為m的小球用長為l的輕繩懸掛于O點,小球在水平恒力F作用下,從平衡位置P點移到Q點,則水平力F所做的功為(B)A.mglcos B.Flsin C.mgl(1-cos )D.Flcos 解析:F為恒力,故可以用功的定義式進(jìn)行求解,關(guān)鍵是力F與位移的夾角的確定.設(shè)小球的位移大小為s,力F與位移的夾角為,由功的公式得W=Fscos ,由幾何知識得scos =lsin ,所以W=Flsin ,只有選項B正確.5.一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t=0時其速度為1 m/s.從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力F,力F和滑塊的速度v隨時間t的變化規(guī)律分別如圖(甲)和(乙)所示.設(shè)在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1,W2,W3,則以下關(guān)系式正確的是(B)A.W1=W2=W3 B.W1W2W3C.W1W3W2 D.W1=W2W3解析:各秒內(nèi)位移等于速度圖線與橫軸所圍的“面積”,由(乙)圖可知x1=11 m=0.5 m,x2=11 m=0.5 m,x3=11 m=1 m,結(jié)合(甲)圖力的大小,可以求得W1=10.5 J=0.5 J,W2=30.5 J=1.5 J,W3=21 J=2 J,故B正確.變力做功的計算6.如圖所示,某個力F=10 N作用在半徑為R=1 m的轉(zhuǎn)盤的邊緣上,力F的大小保持不變,但方向保持在任何時刻均與作用點的切線一致,則轉(zhuǎn)動一周這個力F做的總功為(B)A.0B.20 JC.10 JD.10 J解析:力F的大小不變,但方向時刻都在變化,屬于變力做功問題,可以考慮把圓周分割為很多的小段來研究.當(dāng)各小段的弧長足夠小時,可以認(rèn)為力的方向與弧長代表的位移方向一致,故所求的總功為W=Fs1+Fs2+Fs3+=F(s1+s2+s3+)=F2R=20 J,選項B正確.7.如圖所示,一長為L木板與水平面的夾角為,B端靜放著質(zhì)量為m的小物塊P,P與板間的動摩擦因數(shù)為.若板紙A端順時針緩慢轉(zhuǎn)動直至板水平,則這個過程中(A)A.摩擦力對小物塊P做的功為0B.摩擦力對小物塊P做的功為mgcos 2Lsin C.合力對小物塊P做的功為mgLsin D.彈力對小物塊P做功為-mgLcos sin 解析:小物塊P共受到三個力即重力G、彈力N和靜摩擦力f作用.f始終與速度方向垂直,不做功,選項A正確,B錯誤;板繞A端順時針緩慢轉(zhuǎn)動物塊可視為處于平衡狀態(tài),則P受到的合外力始終為零,合外力做功W合=0,選項C錯誤;重力對物塊做的功WG=mgLsin ,合外力做功為W合=WN+WG,解得彈力對P做的功WN=W合-WG=0-mgLsin =-mgLsin ,選項D錯誤.8.放在地面上的木塊與一輕彈簧相連,彈簧處于自由伸長狀態(tài).現(xiàn)用手水平拉彈簧,拉力的作用點移動x1=0.2 m 時,木塊開始運動,繼續(xù)拉彈簧,木塊緩慢移動了x2=0.4 m的位移,其Fx圖像如圖所示,上述過程中拉力所做的功為(B)A.40 JB.20 JC.24 JD.16 J解析:由Fx圖像可知,在木塊運動之前,彈簧彈力隨彈簧伸長量的變化是線性關(guān)系,木塊緩慢移動時彈簧彈力不變,圖線與橫軸所圍梯形面積即為拉力所做的功,即W=(0.6+0.4)40 J=20 J.B組9.質(zhì)量為m的物體從高處由靜止下落,如不計空氣阻力,在第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)重力做的功之比為(C)A.11B.13C.15D.18解析:物體在第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)下降的高度分別為x1=g12=g,x2=g(32-22)=g.第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)重力做的功分別為W1=mgx1=mg2,W2=mgx2=mg2,所以W1W2=15,C正確.10.(多選)一物體在水平面上,受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直線運動,已知在第1秒內(nèi)合力對物體做的功為45 J,在第1秒末撤去拉力,其v-t圖像如圖所示,g取10 m/s2,則(AD)A.物體的質(zhì)量為10 kgB.物體與水平面的動摩擦因數(shù)為0.2C.第1秒內(nèi)摩擦力對物體做的功為-60 JD.第1秒內(nèi)拉力對物體做的功為60 J解析:由圖像知14 s內(nèi)的加速度a1=g=1 m/s2,則=0.1,B錯,第1秒的加速度a=3 m/s2,位移s=1.5 m,合外力做的功W=mas=45 J,則m= kg=10 kg,A對,摩擦力做的功Wf=-mgs=-0.110101.5 J=-15 J,C錯,拉力做的功WF=Fs=(mg+ma)s=(0.11010+103)1.5 J=60 J,D對.11.兩塊相同材料的物塊A和B放在光滑的水平地面上,在水平力F的作用下一同前進(jìn),如圖所示,其質(zhì)量之比為mAmB=12.在運動過程中,力F一共對物體做功300 J,則A對B的彈力對B所做的功為多少?解析:對A,B整體由牛頓第二定律得F=(mA+mB)a對B有:FAB=mBa解得FAB=F設(shè)A,B移動距離為x,則F做功W=FxA對B做功WAB=FABx解得WAB=W=200 J.答案:200 J12.人在A點拉著繩子,通過一個定滑輪吊起一個質(zhì)量m=50 kg的物體,如圖所示.開始時繩與水平方向的夾角為60,在勻速提起物體的過程中,人由A點沿水平方向運動了l=2 m到達(dá)B點,此時繩與水平方向成30角.求人對繩的拉力做的功.(g取10 m/s2)解析:設(shè)滑輪距人手的高度為h,則h(-)=l,人由A運動到B的過程中,物體上升的高度h=-故人對繩的拉力所做的功W=mgh代入數(shù)據(jù)得W732 J.答案:732 J13.如圖所示,建筑工人通過滑輪裝置將一質(zhì)量是100 kg的料車沿30角的斜面由底端勻速地拉到頂端,斜面長是4 m,若不計滑輪的質(zhì)量和各處的摩擦力,g取10 N/kg,求這一過程中:(1)人拉繩子的力做的功;(2)物體的重力做的功;(3)物體受到的各力對物體做的總功.解析:(1)工人拉繩子的