2018_2019学年高中物理第七章机械能守恒定律课时提升作业十四7.1_7.2追寻守恒量功新人教版.docx

课时提升作业 十四 追寻守恒量能量功(40分钟100分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.下列说法不正确的是()A.-10 J的功大于+5 J的功B.功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C.一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动D.功是矢量,正、负表示方向【解析】选D。功是标量,功的正负既不表示方向也不表示功的大小,而是表示力对物体起动力作用(即力对物体做功)还是力对物体起阻力作用(即物体克服外力做功),选项A、B、C正确,D错误。2.根据力对物体做功的条件,下列说法中正确的是()A.工人扛着行李在水平路面上匀速前进时,工人对行李做正功B.工人扛着行李从一楼走到三楼,工人对行李做正功C.作用力与反作用力做的功大小相等,并且其代数和为0D.在水平地面上拉着一物体运动一圈后又回到出发点,则由于物体位移为0,所以摩擦力不做功【解析】选B。工人对行李的作用力竖直向上,与行李的运动方向始终垂直,故对行李不做功,选项A错误;工人对行李的作用力与行李的运动方向的夹角为锐角,故对行李做正功,选项B正确;根据牛顿第三定律,作用力与反作用力大小相等、方向相反,但二者是对不同的物体做功,两个受力物体的位移大小不一定相等,所以选项C错误;摩擦力是变力,且总与物体相对地面的运动方向相反,因此当物体回到出发点后,虽然物体位移为0,但摩擦力仍对物体做了负功,故选项D错误。3.有一根轻绳拴了一个物体,如图所示,若整体以加速度a向下做减速运动时,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】选A。重力与位移同向,做正功;拉力与位移反向,做负功;由于做减速运动,所以物体所受合外力向上,与位移反向,做负功。4.如图所示,两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等,它们的质量也相等。在甲图用力F1拉物体,在乙图用力F2推物体,夹角均为,两个物体都做匀速直线运动,通过相同的位移。设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2,物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4,下列判断正确的是()A.F1=F2B.W1=W2C.W3=W4D.W1-W3=W2-W4【解析】选D。由共点力的平衡可知:F1cos =(mg-F1sin ),F2cos =(mg+F2sin ),则F1F2,A错;由W=Fxcos ,位移大小相等,夹角相等,则有W1W2,B错;由Ff=FN,可知Ff1=(mg-F1sin ),Ff2=(mg+F2sin ),则有W3W4,C错;两物体都做匀速直线运动,合外力做功之和为零,则有W1-W3=W2-W4,D对。5. (2018石家庄高一检测)静止在水平地面上的物体,同时受到水平面内两个互相垂直的力F1、F2的作用,由静止开始运动了2 m,已知F1=6 N,F2=8 N,则A.F1做功12 JB.F2做功16 JC.F1、F2的合力做功28 JD.F1、F2做的总功为20 J【解析】选D。物体由静止沿F1、F2的合力方向运动,位移为2 m,因为位移的方向应与合力的方向一致,所以WF1=F1lcos53=7.2 J,WF2=F2lcos37=12.8 J,故A、B错误;F1、F2的合力F合=10 N,W总=F合l=20 J,故C错误、D正确。6.关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功情况,下列说法正确的是()A.作用力做功,反作用力一定做功B.作用力做正功,反作用力一定做负功C.作用力和反作用力可能都做负功D.作用力和反作用力做的功一定大小相等【解析】选C。作用力和反作用力大小一定相等,但它们的做功情况却不一定相同。因为作用力和反作用力是作用在不同的物体上,所产生的作用效果不一定相同。作用力做正功,反作用力可能做负功;作用力不做功,反作用力可能做正功、负功或不做功。例如:如图甲,B向左运动时,A对B的摩擦力做负功,而B对A的摩擦力不做功,所以A、B、D均错;如图乙,分别用力F1和F2作用在A、B两物体上,结果A相对B发生滑动,此过程中,A、B间的一对滑动摩擦力均做负功,所以C对。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(10分)如图所示,质量为m=2 kg 的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为=37、大小F=10 N的拉力作用,物体移动了l=2 m,物体与地面间的动摩擦因数=0.3,g取10 m/s2。求导学号38026161(1)拉力F所做的功W1。(2)摩擦力Ff所做的功W2。(3)重力G所做的功W3。(4)弹力FN所做的功W4。(5)合力F合所做的功W。【解析】(1)对物体进行受力分析,如图所示。W1=Flcos =1020.8 J=16 J(2)FN=mg-Fsin =20 N-100.6 N=14 NFf=FN=0.314 N=4.2 NW2=Ff lcos 180=-4.22 J=-8.4 J(3)W3=mglcos 90=0(4)W4=FNlcos 90=0(5)W=W1+W2+W3+W4=7.6 J也可由合力求总功F合=Fcos -Ff=100.8 N-4.2 N=3.8 NF合与l方向相同,所以W=F合l=3.82 J=7.6 J答案:(1)16 J(2)-8.4 J(3)0(4)0(5)7.6 J8.(14分)(1)用起重机把质量为200 kg的物体匀速提高了5 m,钢绳的拉力做了多少功?重力做了多少功?克服重力做了多少功?这些力的总功是多少?(2)若该物体匀加速上升5 m,加速度a=2 m/s2,绳的拉力做了多少功?物体所受各力的总功是多少?(g取10 m/s2)【解析】(1)物体匀速提升,由平衡条件:F=G=2103 N钢绳的拉力做功:WF=Fh=21035 J=1104 J重力做功:WG=-mgh=-21035 J=-1104 J物体克服重力做功1104 J这些力所做的总功是:W总=WF+WG=0。(2)根据牛顿第二定律F-mg=ma所以F=mg+ma=2 400 NWF=Fh=2 4005 J=1.2104 J各力做的总功也等于合外力做的功W总= mah=2103 J。 答案:(1)1104 J-1104 J1104 J0(2)1.2104 J2103 J1.(8分)(多选)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】选A、C、D。当物体刚滑上传送带时若与传送带的速度相同,则传送带对物体只有支持力作用,传送带对物体不做功。若物体滑上传送带时的速度小于传送带的速度,传送带先对物体做正功。若物体滑上传送带时的速度大于传送带的速度,传送带先对物体做负功。无论物体以多大速度滑上传送带,物体最终与传送带相对静止,传送带最后都不会再对物体做功。故A、C、D正确,B错误。2.(8分)(2018武汉高一检测)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s,从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F,力F和滑块的速率v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示,设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系正确的是() 导学号38026163A.W1=W2=W3B.W1W2W3C.W1W3W2D.W1=W2W3【解析】选B。力F做的功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移数值的乘积,滑块的位移即v -t图象中图象与坐标轴围成的面积,第1 s内,位移大小为一个小三角形面积S;第2 s内,位移大小也为一个小三角形面积S;第3 s内,位移大小为两个小三角形面积2S,故W1=S,W2=3S,W3=4S,所以W1W2W3,B正确。3.(8分)(多选)(2018西安高一检测)质量为m=2 kg的物体沿水平面向右做直线运动,t=0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示,此后物体的v -t图象如图乙所示,取水平向右为正方向,g取10 m/s2,则下列说法中正确的是()A.物体与水平面间的动摩擦因数为=0.5B.10 s内恒力F的功为3 JC.10 s末物体在计时起点左侧2 m处D.10 s内物体克服摩擦力做功34 J【解析】选C、D。由题图乙知前后两段时间内物体加速度的大小分别为a1=2 m/s2、a2=1 m/s2,由牛顿第二定律知F+mg=ma1,F-mg=ma2,联立得F=3 N、=0.05,A错误;由速度-时间图象中图线与坐标轴所围面积的物理意义知,10 s内物体的位移x=-2 m,即在计时起点左侧2 m处,C正确;10 s内物体的位移为-2 m,与恒为F的方向相同,则恒力F做的功为W=Fx=6 J,B错误;10 s内物体的路程为s= 34 m,即10 s内物体克服摩擦力所做的功W=mgs=0.0521034 J=34 J,D正确。4. (16分)用铁锤将一铁钉击入墙壁,设墙壁对铁钉的阻力与铁钉进入墙壁内的深度成正比。在铁锤击打铁钉第一次时,能把铁钉击入墙壁内1 cm。问铁锤击打铁钉第二次时,能将铁钉击入的深度为多少?(设铁锤每次做功相等)【解析】解法一:平均力法铁锤每次做的功都用来克服摩擦阻力,但摩擦阻力不是恒力,其大小与铁钉的击入深度成正比,即F=kx,而摩擦阻力可用平均阻力来代替。如图甲所示,第一次铁钉击入深度为x1,平均阻力=kx1,做功为W1=x1=k第二次铁钉击入深度为x1到x2,平均阻力=k(x2+x1),位移为x2-x1,做功为W2=(x2-x1)=