2024-2025學(xué)年高中物理第七章第1節(jié)追尋守恒量-能量第2節(jié)功練習(xí)含解析新人教版必修2

PAGE7-功[隨堂檢測]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，說明物體的位移肯定大B．力對物體做功少，說明物體的受力肯定小C．力對物體不做功，說明物體肯定無位移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答案：D2．關(guān)于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的說法正確的是()A．由P＝eq\f(W,t)知，只要知道W和t就可求出隨意時刻的功率B．由P＝Fv只能求某一時刻的瞬時功率C．從P＝Fv知，汽車的功率與它的速度成正比D．從P＝Fv知，當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)功率肯定時，牽引力與速度成反比答案：D3．如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)．小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止起先下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力()A．始終不做功B．始終做正功C．始終指向大圓環(huán)圓心D．始終背離大圓環(huán)圓心解析：選A.由于大圓環(huán)是光滑的，因此小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力方向始終與速度方向垂直，因此作用力不做功，A項正確，B項錯誤；小環(huán)剛下滑時，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力背離大圓環(huán)的圓心，滑到大圓環(huán)圓心以下的位置時，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)的圓心，C、D項錯誤．4．兩物體做勻速圓周運(yùn)動，其運(yùn)動半徑之比為2∶3，受到向心力大小之比為3∶2，則其動能之比為()A．9∶4 B．4∶9C．1∶1 D．2∶3答案：C5．一個質(zhì)量為m＝2kg的物體，剛起先處于靜止?fàn)顟B(tài)后施加一與水平方向成37°角斜向上方的拉力F的作用，且F＝10N，在水平地面上移動的距離為s＝2m，物體與地面間的滑動摩擦力為Ff＝4．2N．求：(sin37°＝0．6，cos37°＝0．8)(1)各個力對物體所做的功；(2)合外力對物體所做的功；(3)各個力對物體所做的功的代數(shù)和．解析：(1)物體的受力狀況如圖所示，依據(jù)功的計算公式可得各個力對物體所做的功分別為WF＝Fscos37°＝10×2×0．8J＝16JWFf＝Ffscos180°＝4．2×2×(－1)J＝－8．4JWG＝0WFN＝0．(2)物體所受的合外力為F合＝Fcos37°－Ff＝10×0．8N－4．2N＝3．8N故合外力所做的功為W合＝F合scos0°＝3．8×2×1J＝7．6J．(3)物體所受的各個力所做的功的代數(shù)和為W總＝WF＋WFf＋WG＋WFN＝16J＋(－8．4)J＋0＋0＝7．6J．答案：見解析[課時作業(yè)]一、單項選擇題1．如圖所示，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法．假如某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了100m，那么下列說法正確的是()A．輪胎受到地面的摩擦力做了負(fù)功B．輪胎受到的重力做了正功C．輪胎受到的拉力不做功D．輪胎受到地面的支持力做了正功解析：選A.依據(jù)力做功的條件，輪胎受到的重力、地面的支持力的方向都與位移方向垂直，這兩個力均不做功，B、D錯誤；輪胎受到地面的摩擦力與位移反向，做負(fù)功，A正確；輪胎受到的拉力與位移夾角小于90°，做正功，C錯誤．2．關(guān)于兩個物體間的一對作用力和反作用力的做功狀況，下列說法正確的是()A．作用力做功，反作用力肯定做功B．作用力做正功，反作用力肯定做負(fù)功C．作用力和反作用力可能都做負(fù)功D．作用力和反作用力做的功肯定大小相等解析：選C.作用力和反作用力大小肯定相等，但它們的做功狀況卻不肯定相同，因為作用力和反作用力是作用在不同的物體上，所產(chǎn)生的作用效果不肯定相同．作用力做正功，反作用力可能做負(fù)功；作用力不做功，反作用力可能做正功、負(fù)功或不做功．例如：①如圖甲，B向左運(yùn)動時，A對B的摩擦力做負(fù)功，而B對A的摩擦力不做功，所以選項A、B、D均錯誤；②如圖乙，分別用力F1和F2作用在A、B兩物體上，結(jié)果A相對B發(fā)生滑動，此過程中，A、B間的一對滑動摩擦力均做負(fù)功，選項C正確．3．如圖所示，在皮帶傳送裝置中，皮帶把物體P勻速帶至高處，在此過程中，下列說法正確的是()A．摩擦力對物體做正功B．摩擦力對物體做負(fù)功C．支持力對物體做正功D．合外力對物體做正功解析：選A.摩擦力方向平行皮帶向上，與物體運(yùn)動方向相同，故摩擦力做正功，A對，B錯；支持力始終垂直速度方向，不做功，C錯；合力為零，不做功，D錯．4．在伽利略的斜面試驗中，假如空氣阻力和摩擦阻力不能忽視不計，則下列說法正確的是()A．動能和勢能之和仍舊守恒B．動能和勢能之和將增加C．動能和勢能之和將漸漸削減，但總能量還是守恒的D．以上說法均不正確解析：選C.若空氣阻力和摩擦阻力不能忽視，那么在小球運(yùn)動的過程中必定不斷產(chǎn)生內(nèi)能，因為能量肯定遵循守恒的原則，所以動能和勢能的總和肯定要削減，削減的部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．5．如圖所示，一物體分別沿AO、BO軌道由靜止滑究竟端，物體與軌道間的動摩擦因數(shù)相同，物體克服摩擦力做功分別為W1和W2．則()A．W1>W2 B．W1＝W2C．W1<W2 D．無法比較解析：選B.設(shè)軌道水平部分的長度為x，對于傾角為θ的軌道，斜面長l＝eq\f(x,cosθ)，所受摩擦力的大小Ff＝μmgcosθ，物體克服摩擦力所做的功：W＝Ffl＝μmgcosθeq\f(x,cosθ)＝μmgx，由于兩軌道的水平方向長度相等，所以W1＝W2.6．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()A．mglcosθ B．FlsinθC．mgl(1－cosθ) D．Flcosθ解析：選B.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α的確定．設(shè)小球的位移大小為s，力F與位移的夾角為α，由功的公式得：W＝F·scosα，由幾何學(xué)問得scosα＝lsinθ，所以W＝F·lsinθ，只有B正確．二、多項選擇題7．一物體在兩個力F1、F2的共同作用下發(fā)生了一段位移，做功分別為W1＝6J、W2＝－6J，下列說法正確的是()A．這兩個力肯定大小相等、方向相反B．F1是動力，F(xiàn)2是阻力C．這兩個力做的總功為0D．F1比F2做的功多解析：選BC.兩個力分別做正功、負(fù)功，說明它們與運(yùn)動方向的夾角分別小于90°、大于90°，但這兩個力不肯定大小相等，方向相反，A錯誤．F1做正功肯定是動力，F(xiàn)2做負(fù)功肯定是阻力，但正、負(fù)不表示功的大小，B正確，D錯誤．兩個力的總功等于這兩個功的代數(shù)和，C正確．8．如圖所示，物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入足夠長的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，則傳送帶對物體做功狀況可能是()A．始終不做功B．先做負(fù)功后做正功C．先做正功后不做功D．先做負(fù)功后不做功解析：選ACD.當(dāng)物體剛滑上傳送帶時若與傳送帶的速度相同，則傳送帶對物體只有支持力作用，傳送帶對物體不做功．若物體滑上傳送帶時的速度小于傳送帶的速度，傳送帶先對物體做正功．若物體滑上傳送帶時的速度大于傳送帶的速度，傳送帶先對物體做負(fù)功，無論物體以多大速度滑上傳送帶，物體最終與傳送帶相對靜止，傳送帶最終都不會再對物體做功．故A、C、D正確，B錯誤．9．質(zhì)量為m的物塊始終固定在傾角為α的斜面上，如圖所示，下面說法中正確的是()A．若斜面對右勻速移動距離l，斜面對物塊沒有做功B．若斜面對上勻速移動距離l，斜面對物塊做功mglC．若斜面對左做加速度為a的加速運(yùn)動，移動距離為l，斜面對物塊做功malD．若斜面對下做加速度為a的加速運(yùn)動，移動距離為l，斜面對物塊做功m(g＋a)l解析：選ABC.以物塊m為探討對象，物塊受力狀況如圖所示，物塊始終相對斜面靜止，斜面對物塊的作用力F實際是斜面對它的支持力FN與摩擦力Ff的合力，依據(jù)題設(shè)物塊的運(yùn)動狀態(tài)，據(jù)牛頓運(yùn)動定律可求力F及其所做的功．若物塊與斜面一起向右勻速運(yùn)動，物塊處于平衡狀態(tài)，斜面對物塊的作用力豎直向上，而物塊的位移水平向右，所以斜面對物塊沒有做功．若斜面對上勻速運(yùn)動，斜面對物塊作用力大小為mg，方向豎直向上，所以斜面對物塊做功mgl．若斜面對左以加速度a運(yùn)動，斜面對物塊作用力的豎直分力與G平衡，水平向左分力產(chǎn)生物塊的加速度a，所以有W＝Fxl＝mal．若斜面對下以加速度a運(yùn)動，有mg－F＝ma，則F＝m(g－a)，方向豎直向上，所以斜面對物塊做功W＝－Fl＝－m(g－a)l．綜上所述，正確選項為A、B、C．10．如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸(未連接)，彈簧水平且無形變．用水平力F緩慢推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，此時物體靜止．撤去F后，物體起先向左運(yùn)動，運(yùn)動的最大距離為4x0．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．則()A．撤去F后，物體先做勻加速運(yùn)動，再做勻減速運(yùn)動B．撤去F后，物體剛運(yùn)動時的加速度大小為eq\f(kx0,m)－μgC．物體做勻減速運(yùn)動的時間為2eq\r(\f(x0,μg))D．物體起先向左運(yùn)動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0－\f(μmg,k)))解析：選BD.物體脫離彈簧前，依據(jù)牛頓其次定律可得kx－μmg＝ma，解得a＝eq\f(kx－μmg,m)，當(dāng)kx>μmg時，隨著形變量x的減小，加速度a將減??；當(dāng)kx<μmg時，隨著形變量x的減小，加速度a將增大，則撤去F后，物體剛起先運(yùn)動時的加速度為a＝eq\f(kx0,m)－μg，物體先做加速度漸漸減小的加速直線運(yùn)動，當(dāng)kx＝μmg(a＝0)時，物體的速度最大，然后做加速度漸漸增大的減速直線運(yùn)動，當(dāng)物體與彈簧脫離后做加速度為a＝μg的勻減速直線運(yùn)動，選項A錯誤，B正確；物體脫離彈簧后做加速度為a＝μg的勻減速直線運(yùn)動，依據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律可得3x0＝eq\f(1,2)μgt2，解得t＝eq\r(\f(6x0,μg))，選項C錯誤；物體起先向左運(yùn)動到速度最大時kx＝μmg，依據(jù)恒力做功的計算公式可得，此過程中滑動摩擦力做的功為W＝－μmgx′，又x′＝x0－eq\f(μmg,k)，解得W＝－μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0－\f(μmg,k)))，即物體起先向左運(yùn)動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0－\f(μmg,k)))，選項D正確．三、非選擇題11．如圖所示，一個人用與水平方向成53°的力F＝50N拉一重為60N的木箱，在粗糙水平地面上沿直線加速前進(jìn)8m，已知水平面摩擦因數(shù)為μ＝0．5，cos53°＝0．6，sin53°＝0．8，求：(1)拉力F對木箱所做的功；(2)摩擦力對木箱所做的功；(3)外力對木箱所做的總功．解析：(1)拉力F對木箱所做的功為：W＝Fxcosθ＝50×8×0.6J＝240J.(2)木箱受到的摩擦力大小f＝μ(mg－Fsin53°)＝0．5×(60－50×0．8)N＝10N．摩擦力所做的功Wf＝－fx＝－10×8J＝－80J．(3)外力對木箱所做的功W總＝W＋Wf＝(240－80)J＝160J．答案：(1)240J(2)－80J(3)160J12．某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖，皮帶在電動機(jī)的帶動下保持v＝1m/s的恒定速度向右運(yùn)動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝2kg的郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0．5．設(shè)皮帶足夠長，取g＝10m/s2，在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，求：(1)郵件滑動的時間t；(2)郵件對