吉林省松原市扶余县第一中学高一物理 72功练习题.doc

吉林省松原市扶余县第一中学高一物理 72功知 识 导 读1.功(1)定义：物体在力的作用下_发生了变化，这个力一定对物体做了功(2)做功的两个因素_；物体在_发生的位移(3)功的计算：WFlcos力对物体所做的功，等于力的_、_、_夹角的余弦这三者的乘积注意：公式WFlcos中，lcos是指在力的方向上发生的位移(4)功的单位国际单位制中，功的单位是_，简称_，符号是_2正功和负功根据WFlcos可知：(1)当_时，W0.即当力F和位移l_时，力对物体不做功这种情况，物体在力F的方向上没有发生位移(2)当_0.即当力F跟位移l的夹角为_(锐、钝)角时，力F对物体做正功，这时力F是_(动、阻)力，所以_(动、阻)力对物体做正功(3)当_时，W90D这个力与物体运动方向的夹角90答案：AC3.有一根轻绳系一个物体，如图所示，在悬点O以加速度a向下做匀减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是()A重力做正功，拉力做负功，合外力做负功B重力做正功，拉力做负功，合外力做正功C重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D重力做负功，拉力做负功，合外力做正功解析：物体向下运动，重力方向与速度方向相同，重力做正功，拉力方向向上、做负功，重力与拉力的合力方向向上，合外力做负功，故A正确答案：A4下列说法中正确的是()A功是矢量，正、负表示方向B功是标量，正号表示外力对物体做功，负号表示物体克服外力做功C力对物体做正功还是做负功，取决于力和位移的方向关系D力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量解析：功是标量，只有大小，没有方向，故A错功有正负，正功表示外力对物体做功，负功表示物体克服外力做功，功的正负取决于力和位移的夹角，即力和位移的方向关系，故B、C正确功总与一段位移相对应，因此是过程量，故D正确答案：BCD课 堂 学 案【疑难精讲】一、功1物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，就叫做力对物体做了功2计算功的一般公式WFlcos.其中F在位移l上应为恒力，是F与位移l的夹角力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素3功是标量4功的单位在国际单位制中，功的单位是焦耳符号是J.二、正功和负功1当时，cos0，W0.这表示力F的方向跟位移l的方向垂直时，力F不做功例如，物体在水平桌面上运动时，重力G和支持力F都跟位移方向垂直，这两个力都不做功(如图所示)2当0，W0.这表示力F对物体做正功例如，人用力推车前进时，人的推力F对车做正功(如图所示)3.时，cos0，W0.这表示力对物体做负功例如，人用力阻碍车前进时，人的推力F对车做负功(如图所示)4正负功的意义功是标量，功的正负不表示方向，正功表示是动力对物体做功，负功表示是阻力对物体做功一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功(取绝对值)，这两种说法意义等同三、总功与合外力的功1总功等于各个力对物体做功的代数和，WW1W2W32总功等于合外力所做的功，WF合lcos.四、几点说明1功是力在空间上的积累效应2功是属于力的，说“功”必须说是哪个力做的功3功是标量，它的正负仅表示力对物体做功还是物体克服该力做功4摩擦力对物体既可以做正功，也可以做负功，也可以不做功5公式WF合lcos只适用于求恒力所做的功，不能用于求变力所做的功.互 动 探 究题型1做功条件的判断例1如图所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力()A垂直于接触面，做功为0B垂直于接触面，做功不为0C不垂直于接触面，做功为0D不垂直于接触面，做功不为0解析：小物块在下滑过程中受到斜面的支持力，由于支持力属于弹力，其方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，所以此时斜面对小物块的作用力应垂直于接触面小物块下滑过程中斜面向右运动，小物块相对地面的位移与斜面不平行，所以小物块所受支持力与物块位移方向不垂直，支持力做功不为0.答案：B方法归纳：斜面静止时，小物块的位移方向平行于斜面，支持力与位移方向垂直，故支持力不做功本题指明“斜面位于光滑的水平地面上”，所以小物块下滑时实际参与了两种运动，一是相对于斜面的滑动，二是跟随斜面向右的运动，使得支持力与小物块的对地位移不垂直斜面向右运动的这一因素并不影响支持力的方向，但影响支持力是否做功要学会具体问题具体分析，不能套用斜面静止这一特殊情景中的结论【变式训练】1下列关于做功的说法中正确的是()A凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功B凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功C只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功D只要物体受力，又在力的方向上发生位移，则一定有力对物体做功解析：做功的两个必要条件是：力和在力的方向上的位移，也就是说，只有力或只有位移，是不符合做功条件的，故A、B错误；若物体发生位移的同时也受力的作用，当力与位移垂直时，此力并不做功，故C错、D对答案：D题型2功的计算例2 如图所示，质量为m的物体沿着倾角为的斜面下滑了长为L的距离若物体与斜面间的动摩擦因数为，求这一过程：(1)重力做的功；(2)弹力做的功；(3)滑动摩擦力做的功；(4)力对物体做的总功解析：对物体受力分析，结合牛顿运动定律求出物体受到的各个力以及各力与位移的夹角，代入功的计算公式WFlcos，求出各分力的功，然后再求总功答案：(1)mgLsin(2)0(3)mgLcos(4)mgLsinmgLcos方法归纳：一个力做的功只和力的大小、位移的大小、力与位移方向的夹角有关，与运动状态、接触面的光滑程度以及是否受到其他力无关计算某力所做功的方法：(1)分析物体经历的某一过程所受力的大小和方向；(2)弄清这一过程物体发生的位移的大小和方向；(3)找出力与位移的夹角；(4)代入功的计算公式WFlcos进行计算【变式训练】2有下列几种运动情况a用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移sb用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移sc用与水平方向成60角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2sd用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移s关于上述四种情况下拉力F做功多少的判断正确的是()Ab情况做功最多Ba情况做功最多Cd情况做功最少 D四种情况做功一样多解析：根据功的计算公式找出每一具体的物理情景中计算功的各个量，然后代入WFscos计算，可得到正确的判断这就是运用基本概念进行推理判断答案：D题型3摩擦力的力例3如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块对子弹的摩擦力大小为F.则木块对子弹的摩擦力做的功为_，子弹对木块的摩擦力做的功为_解析：对子弹受力分析可知，子弹受到木块对它的作用力F是阻力，与子弹发生的位移方向相反，子弹发生的位移大小是ld，方向与木块(子弹)运动方向相同对子弹而言，力与位移夹角180，所以木块对子弹的摩擦力做的功是：WF(ld)cos180F(ld)由牛顿第三定律知，子弹对木块的反作用力大小也是F，其方向与木块发生的位移l方向相同，故子弹对木块的摩擦力做的功是：WFscos0Fl.答案：F(ld)Fl方法归纳：本题旨在考查对功的概念的深入理解以及如何熟练地计算力对物体做功在功的计算公式中并未特别指出位移的大小、方向是相对的，在具体计算时应当选什么样的参考系来确定位移的大小例如，子弹相对于地的位移是ld，而以木块为参考系，子弹相对于木块的位移是d，摩擦力对子弹做的功是F(ld)还是Fd呢？这是有待于初学者继续思考的问题【变式训练】3如下图所示，水平的传送带以速度v6 m/s顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为L10 m，若在M轮的正上方，将一质量为m3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)解析：物体放在传送带上后的加速度ag3 m/s2设一段时间后物体的速度增大到v6 m/s，此后物体与传送带速度相同，二者之间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，可见滑动摩擦力的作用时间为t s2 s在这2 s内物体水平向右运动的位移为lat2322 m6 mW2CW1W2D不能确定W1和W2的大小关系解析：若物体沿水平面从A滑到B，摩擦力所做的功为W1，W1Fxmgx若沿两斜面由A滑到B，摩擦力做功W2，则W2mgcosl1mgcosl2而l1cosl2coss所以W2mgxW1，A正确答案：A随 堂 小 结功随 堂 练 案【见学生练案91页】一、选择题1关于功的概念，下列说法中正确的是()A力对物体做功多，说明物体的位移一定大B力对物体做功少，说明物体受的力一定小C力对物体不做功，说明物体一定没有位移D功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移大小确定的解析：由功的公式WFlcos可知，力F对物体做功的多少取决于三个因素：力的大小、位移的大小、力和位移的夹角(或说成是两个因素：力的大小和物体在力的方向上的位移大小)，比功的多少时，要看这几个因素力对物体做功多，是F、l、cos三者的乘积大；力对物体做功少，可能是l和cos较小；力对物体不做功，可能是90.所以题给的四个选项中，只有D是正确的答案：D2一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是()A加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B加速时做正功，匀速和减速时做负功C加速和匀速时做正功，减速时做负功D始终做正功解析：在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功答案：D3下列哪些情况中力做的功为零()A向上抛出一物体，上升过程中，重力对物体做的功B卫星做匀速圆周运动时，卫星受到的引力对卫星所做的功C汽车匀速上坡时，车厢底部对货物的支持力对货物所做的功D汽车匀速上坡时，车厢底部摩擦力对货物所做的功解析：A、D项在力的方向上位移均不为零，所以做功不为零；而B、C项位移方向始终与力的方向垂直所以力做的功为零答案：BC4关于作用力和反作用力做功的问题，下列说法错误的有()A如果作用力不做功，则反作用力也不做功B作用力做正功时，反作用力一定做负功C作用力和反作用做的功大小肯定相等D作用力和反作用力可能都做正功，也可能都做负功解析：虽然作用力与反作用力大小相等、方向相反，但是作用力和反作用力的功是一对不相关的量，因为相互作用的两个物体的位移没有确定关系，所以只有选项D符合题目要求答案：ABC5一物体在相互垂直的两个共点力F1、F2作用下运动，运动过程中F1对物体做功3 J，F2对物体做功4 J，则F1与F2的合力对物体做功()A1 JB5 JC7 J D无法计算解析：本题不能求出F1、F2的合力，所以不能直接用合力计算功但可用WW1W2来计算总功W3 J4 J7 J.答案：C6如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是()A始终不做功B先做负功后做正功C先做正功后不做功D先做负功后不做功解析：设传送带速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2，当v1v2时，物体与皮带间无摩擦力，始终不做功；当v1v2时，物体先匀加速直到增为v1才匀速，故先做正功后不做功答案：ACD7关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是()A滑动摩擦力总是做负功B滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功C静摩擦力对物体一定做负功D静摩擦力对物体总是做正功解析：力对物体做功的两个要素是：力和物体在力的方向上的位移而力对物体做功的正负取决于力与物体位移的夹角，即力充当的是物体运动的动力还是阻力滑动摩擦力与静摩擦力均是既可以提供物体运动的力，又可以做为物体运动的阻力，还可以与物体的运动方向垂直，即滑动摩擦力与静摩擦力即可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以做零功答案：B8如下图所示，站在小车上的人用20 N拉力慢慢地拉动一端固定在墙上的绳子，使自己前进了2 m，则墙通过绳子对人和车做功为()A10 J B20 JC40 J D0 J解析：墙对绳子有拉力作用，但与之接触的绳头并不发生位移，所以我们很明确地判断出墙对绳子不做功答案：D9大小相等的水平拉力分别作用于原来静止、质量分别为m1、m2的物体A和B上，使A沿光滑水平面移动了位移s，使B沿粗糙水平面运动了同样的位移，则拉力F对A、B做的功W1和W2相比较()AW1W2 BW1W2CW1W2 D无法比较解析：分析本题的关键是理解功的定义：力对物体做的功等于物体受到的力与物体在力的方向上发生的位移，与物体受到的其他力以及物体的运动状态无关答案：C10(2010临沂月考)如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面匀加速上升，在这个过程中人脚所受的静摩擦力()A等于零，对人不做功B水平向左，对人不做功C水平向右，对人做正功D沿斜面向上，对人做正功解析：人受水平向右的静摩擦力，该力与人的水平位移方向相同，故该力对人做正功答案：C二、填空题11如图所示，一个人用与水平方向成60角的力F40 N拉一木箱，在水平地面上沿直线匀速前进8 m，则(1)拉力F对木箱所做的功是_J.(2)摩擦力对木箱所做的功是_J.(3)外力对木箱所做的总功是_J.解析：木箱受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，其中重力和支持力的方向与位移方向垂直，所以不做功，只有拉力和摩擦力对木箱做功由于木箱做匀速直线运动，所以摩擦力与拉力在水平方向的分力大小相等，方向相反，摩擦力做负功，拉力做正功根据功的公式WFlcos，可得(1)拉力F对木箱所做的功为W1Flcos60408J1.6102J(2)摩擦力f对木箱所做的功为W2flcos180408(1)J1.6102J.(3)外力对木箱做的总功为WW1W21.6102J(1.6102J)0.或者：F合0(因为匀速直线运动)，WF合l0.答案：(1)1.6102(2)1.6102(3)012近几年报上多次报导大型楼房整体移位的消息，这种整体移位大致是这样进行的：施工人员将楼房与地面脱离后，在楼房与地面之间铺上石英砂，用4个液压机水平顶推(如图所示)，已知楼房质量为4105kg，假设楼房与地面的动摩擦因数为0.2，楼房做匀速直线运动每台液压机对楼房的推力是_N，若顶推的位移是14 cm，则每台液压机对楼房做的功是_J(g10 m/s2). 解析：Fmg0.2410510N2105 NWFs21050.14 J2.8104J.答案：21052.8104三、计算题13一个人从4 m深的水井中匀速提取50 N的水桶到地面，在水平道路上匀速行走了12 m，再匀速走下6 m深的地下室，求整体过程中人用来提水桶的力对水桶做的功？解析：分析本题时，可以把题目中叙述的过程分成三个小过程第一个过程：人从井里提水桶的过程，对水桶分析，由于水桶匀速上升，人对水桶的拉力大小等于50 N，方向竖直向上，人对水桶做的功为W1FH1200 J第二个过程；人提着水桶沿水平路面匀速前进的过程，对水桶分析，人对水桶的作用力竖直向上大小等于50 N，但是水桶的位移却是水平的，故人对水桶不做功，即W20 J第三个过程：人提着水桶向地下室匀速行进的过程，对水桶分析得，人对水桶的作用力大小仍为50 N，方向竖直向上，故人对水桶做的功为W3FH2300 J所以全过程中，人对水桶做的功为WW1W2W3100 J.答案：100 J14利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m20 kg，斜面倾斜角37，斜面的长度L0.5 m，货物与斜面间的动摩擦因数0.2，求货物从斜面顶端滑到底部的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功(取g10 m/s2)解析：斜面上的货物受到重力G、斜面支持力FN和摩擦力Ff三个力的作用货物位移的方向是沿斜面向下，可用正交分解法，将货物所受