【導學案】2021年高中物理人教版必修二教師用書-7.2-功-配套練習

1.用水平恒力F作用在質量為M的物體上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移動距離l,恒力做功為W1;再用該恒力作用于質量為m(m<M)的物體上,使之在粗糙的水平面上移動同樣的距離l,恒力做功為W2。兩次恒力做功的關系是()。A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2 D.無法推斷【解析】在粗糙水平面上移動的距離跟在光滑水平面上移動的距離相同,對力F做的功來說,W=Fl是相同的,即W1=W2?！敬鸢浮緾2.2010年11月24日,在廣州亞運會男子110m欄決賽中,劉翔以13.09s的優(yōu)異成果獲得冠軍并打破之前制造的賽會紀錄。劉翔在競賽中,主要有起跑加速、途中勻速跨欄和加速沖刺三個階段,他的腳與地面間不會發(fā)生相對滑動。以下說法正確的是()。A.加速階段地面對他的摩擦力做正功B.勻速階段地面對他的摩擦力做負功C.由于他的腳與地面間不發(fā)生相對滑動,所以不論加速還是勻速,地面對他的摩擦力始終不對他做功D.無論加速還是勻速階段,地面對他的摩擦力始終做負功【解析】由于他的腳與地面間不發(fā)生相對滑動,地面對他產生摩擦力的瞬間,力的作用點位移為零,所以地面對他的摩擦力不做功,選項C正確?！敬鸢浮緾3.下列關于功的說法正確的是()。A.力越大,位移越大,做功就越多B.力很大,位移也很大,這個力做的功可能為零C.一對作用力與反作用力,假如作用力做功為零,則反作用力做功肯定為零D.力越大,在力的方向上的位移越大,這個力做的功越多【解析】由功的公式W=Flcosα可知,力F對物體做功的多少取決于三個因素:力的大小、位移的大小、力和位移的夾角(或兩個因素:力的大小和物體在力的方向上的位移大小)。比較功的多少時,要看這幾個因素。力對物體做功多,是F、l、cosα三者的乘積大;力對物體做功少,可能是l和cosα較小;力對物體不做功,可能是α=90°。【答案】BD4.一人乘電梯從1樓到30樓,在此過程中經(jīng)受了先加速,后勻速,再減速的運動過程,則電梯支持力對人做功的狀況是()。A.加速時做正功,勻速時不做功,減速時做負功B.加速時做正功,勻速和減速時做負功C.加速和勻速時做正功,減速時做負功D.始終做正功【解析】一個力做功的正負推斷,只要看這個力的方向與位移方向之間的關系即可。本題中電梯對人的支持力方向和人的位移方向都是向上,所以電梯支持力對人始終做正功。正確選項為D。【答案】D5.如圖所示,在水平的船板上有一人拉著固定在岸邊樹上的繩子,用力使船向前移動,下列說法中正確的是()。A.繩子的張力對船做了功B.人對繩子的拉力對船做了功C.樹對繩子的拉力對船做了功D.人對船的摩擦力對船做了功【解析】繩子沒有和船直接接觸,所以沒有對船做功,A錯。人對繩子的拉力作用在繩子上,而不是船上,也不行能對船做功,B錯。樹對繩子的拉力作用在繩子上,而不是船上,也不行能對船做功,C錯,D正確?！敬鸢浮緿6.如圖所示,F1和F2是作用在物體P上的兩個水平恒力,大小分別為F1=3N,F2=4N。在這兩個力的共同作用下,使物體P由靜止開頭沿水平面移動5m距離的過程中,它們對物體各做了多少功?它們對物體做功的代數(shù)和是多少?F1、F2的合力對P做了多少功?【解析】位移在F1、F2方向上的重量分別為s1=3m、s2=4m,F1對P做功為9J,F2對P做功為16J,二者的代數(shù)和為25J。F1、F2的合力為5N,物體的位移與合力方向相同,合力對物體做功為W=Fs=5×5J=25J。【答案】9J16J25J25J甲7.如圖甲所示,質量為60kg的滑雪運動員,沿傾角為30°的斜坡下滑100m。若運動員運動過程中受到的阻力為80N,求這一過程中運動員所受各力做的功和總功。乙【解析】運動員受力如圖乙所示支持力FN與運動方向垂直,對運動員不做功,即=0重力對運動員做的功為WG=mgLsin30°=3×104J阻力對運動員做負功,為WF=-FL=-8×103J合力對運動員做的總功為W=WG+WF=2.2×104J?！敬鸢浮恐С至ψ龉榱?重力做功為3×104J,阻力做功為-8×103J,總功為2.2×104J8.有一根輕繩拴了一個物體,如圖所示,在懸點O以加速度a向下做減速運動時,作用在物體上的各力的做功狀況為()。A.重力做正功,拉力做負功,合外力做負功B.重力做正功,拉力做負功,合外力做正功C.重力做正功,拉力做正功,合外力做正功D.重力做負功,拉力做負功,合外力做正功【解析】重力與位移同向,做正功;拉力與位移反向,做負功;由于是減速運動,所以物體所受合力向上,與位移相反,做負功。故選項A正確?！敬鸢浮緼9.如圖所示,重物P放在粗糙的水平板OM上,當水平板繞O端緩慢抬高,在重物P沒有滑動之前,下列說法中正確的是()。A.P受到的支持力不做功B.P受到的支持力做正功C.P受到的摩擦力不做功D.P受到的摩擦力做負功【解析】摩擦力始終與P的速度方向垂直,不做功,支持力的方向始終與P的速度同向,做正功。【答案】BC10.如圖所示,一物體(可視為質點)以肯定的速度沿水平面由A點滑到B點,摩擦力做功W1;若該物體從A'沿兩斜面滑到B'(此過程物體始終不會離開斜面),摩擦力做的總功為W2,物體與各接觸面間的動摩擦因數(shù)均相同,則()。A.W1=W2B.W1>W2C.W1<W2D.不能確定W1、W2的大小關系【解析】設AB間距離為L,則由A點滑到B點,摩擦力做的功W1=-μmgL,由A'滑到B'摩擦力做的功W2=-μmgcosα·s上-μmgcosβ·s下=-μmgL,故W1=W2?！敬鸢浮緼11.如圖所示,一質量為50g的小球在水平恒力F=2N的作用下,沿水平桌面對右運動了30cm后滑落到水平地面上,接著由于慣性在水平地面上又向右滾動了20cm。設桌高h=80cm,問小球在整個運動過程中,推力F及小球重力做了多少功?【解析】小球的運動經(jīng)受了三個過程:第一個過程,小球受F=2N的水平推力,在桌面上移動了30cm,推力所做的功W1=Fl1=2N×0.3m=0.6J。小球在桌面上滾動時,重力方向與運動方向垂直,小球在重力方向上沒有移動距離,故重力做功為零,即=G×0=0其次個過程,小球在落向地面的過程中,推力已不再對小球發(fā)生作用,故推力做功為零,即W2=0×l2=0。在此過程中,小球在重力方向上移動了與桌子等高的距離,重力做功=Gh=mgh=50×10-3×9.8×0.8=0.392J第三個過程,小球在水平地面上滾動20cm,推力F對小球不發(fā)生作用,故推力做功為零,即W3=0×l3=0。此時,小球與在桌面上的運動情形類似,重力亦不做功,即有=G×0=0小球在整個運動過程中,推力對小球所做的總功WF=W1+W2+W3=0.6J+0+0=0.6J重力對小球所做的總功WG=++=0+0.392J+0=0.392J?！敬鸢浮?.6J0.392J12.車間內的天車(有的地區(qū)叫行車)將一重1×104N的物體沿著與水平方向成30°角的方向勻速吊起,使物體向斜上方移動了6m,如圖甲所示。天車鋼繩對物體的拉力做了多少功?假如又使物體水平移動8m,則這個過程中天車鋼繩的拉力又做了多少功?甲【解析】物體的運動為勻速運動。在整個吊運過程中,鋼繩對物體的拉力F的方向向上,大小等于物體受的重力G,即F=G當物體沿著與水平面成30°角的直線上升時,拉力F與位移s1的夾角α1=60°,s1=6m,如圖乙所示,所以W=Fs1cosα1=1×104×6×cos60°J=3×104J當物體沿水平方向移動時,鋼繩拉力F與位移s2的夾角α2=90°,拉力所做的功為:W=Fs2cosα2=1×104×8×cos90°=0。乙【答案】3×104J013.如圖甲所示,輕彈簧一端與豎直墻壁連接,另一端與一質量為m的木塊連接,放在光滑的水平面上,彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧處于自