高考物理双基突破专题24功精练.docx

专题二十四 功（精练）1如图所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是A支持力一定做正功 B摩擦力一定做正功C摩擦力可能不做功 D摩擦力可能做负功【答案】2（多选）如图甲所示，质量m0.5 kg、初速度v010 m/s的物体，受到一个与初速方向相反的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑动，经3 s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的vt图象如图乙所示，g取10 m/s2，则A物体与地面的动摩擦因数为0.1 B02 s内F做的功为8 JC07 s内物体由于摩擦产生的热量为25 JD07 s内物体滑行的总位移为29 m【答案】AB3在光滑水平面上物体沿直线从A点运动到B点的过程中，位移为x，如图所示，F1和F2是作用在物体上的两个互相垂直的水平恒力，AB连线与F2间的夹角为，则以下说法正确的是A物体一定做匀加速直线运动 B物体的加速度一定为CF1与F2的合力对物体做的功为（）xcos DF1与F2的合力对物体做的功为F1xsin F2xcos 【答案】D【解析】物体沿直线从A点到B点，说明物体受到的合力与轨迹要么共线，要么合力为零，由图示可知：F1、F2的合力与直线AB不共线，说明在水平面上还受到其他力的作用。由条件知物体可能做匀速直线运动，也可能做匀加速直线运动，选项A错误；因为在水平面上还受到其他力的作用，故不是物体受到的合力，选项B错误；因为F1、F2都为恒力，满足功的定义式，F1、F2的合力对物体做的功等于两个力对物体做功的代数和，即F1xsin F2xcos ，选项D正确，C错误。4（多选）一物体在粗糙的水平面上滑行，从某时刻起，对该物体再施加一水平恒力F，运动了一段时间，则A如果物体改做匀速运动，则力F一定对物体做正功B如果物体改做匀加速直线运动，则力F一定对物体做正功C如果物体仍做匀减速运动，则力F一定对物体做负功D如果物体改做曲线运动，则力F一定对物体不做功【答案】AB【解析】物体在粗糙的水平面上做匀减速直线运动，施加一水平恒力F后，如果物体改做匀速运动，则力F一定与摩擦力等大、反向，与物体运动方向相同，对物体做正功，A正确；如果物体改做匀加速直线运动，则力F一定与物体运动方向相同，且大于摩擦力，力F对物体做正功，B正确；如果物体仍做匀减速运动，则力F可能与物体运动方向相同，但大小小于摩擦力，对物体做正功；也可能与物体运动方向相反，对物体做负功，C错误；只要物体受力F与物体运动方向不共线，物体就做曲线运动，力F与速度的夹角既可以是锐角也可以是钝角，还可以是直角，各种做功情况都有可能，D错误。5（多选）如图所示，质量为m的木块放在倾角为的斜面上，并与斜面一起水平向左匀速运动，木块A对斜面的压力大小为mgcos B所受的支持力对木块不做功C所受的摩擦力对木块做负功 D所受的摩擦力方向可能沿斜面向下【答案】AC6如图所示，三个固定的斜面，底边长度都相等，斜面倾角分别为30、45、60，斜面的表面情况都一样完全相同的物体（可视为质点）A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中A.物体A克服摩擦力做的功最多B物体B克服摩擦力做的功最多C物体C克服摩擦力做的功最多D三个物体克服摩擦力做的功一样多【答案】D7质量为m的小物块在倾角为的斜面上处于静止状态，如图所示。若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移s。斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是A摩擦力做正功，支持力做正功 B摩擦力做正功，支持力做负功C摩擦力做负功，支持力做正功 D摩擦力做负功，支持力不做功【答案】B【解析】物体受力情况如图所示，物体受到重力mg、摩擦力Ff和支持力FN的作用。物体相对斜面静止，物体相对地面水平向右匀速移动距离s，这些力均是恒力，故可用WFlcos计算各力的功。WFfFfscos0 WFNFNscos（90）4WF1，Wf22Wf1 BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1 DWF24WF1，Wf2.根据功的计算公式WFl，可知Wf1Wf2，WF1WF2，故选项C正确，选项A、B、D错误。15（多选）如图所示，n个完全相同，边长足够小且互不粘连的小方块依次排列，总长度为l，总质量为M，它们一起以速度v在光滑水平面上滑动，某时刻开始滑上粗糙水平面。小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为，若小方块恰能完全进入粗糙水平面，则摩擦力对所有小方块所做功的数值为AMv2BMv2CMglDMgl【答案】AC【解析】小方块恰能完全进入粗糙水平面，说明小方块进入粗糙水平面后速度为零。以所有小方块为研究对象，由动能定理可知，所有小方块克服摩擦力做功WfMv2，A项正确；将所有小方块等效为质量集中在重心的质点，恰能完全进入粗糙水平面，重心位移为l，摩擦力做功为Mgl，做功数值大小为Mgl，C项正确。16一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0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、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AW1W2W3 BW1W2W3CW1W3W2 DW1W2W3【答案】B17如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B之间有相互作用的力，则对力做功的情况的下列说法中正确的是AA、B都克服摩擦力做功 B摩擦力对A做正功，对B做负功C摩擦力对B做负功，对A不做功 D弹力对A不做功，对B做正功【答案】C【解析】判断AB间是否有摩擦力时是看AB间有无相对滑动（或运动趋势），计算功的大小时涉及到的位移，都是相对地面的位移。A、B间相互作用力为Ff1与Ff2、FAB与FBA，如图所示。A没有位移，Ff2、FBA对A不做功，B有位移，Ff1做负功，FAB与位移成90，不做功，C对，A、B、D错。18（多选）如图所示，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦。则在各小球运动过程中，下列说法正确的是A球1的机械能守恒 B球6在OA段机械能增大C球6的水平射程最小 D六个球落地点各不相同【答案】BC19有一固定轨道ABCD如图所示，AB段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平光滑轨道，CD段是光滑斜面轨道，BC和斜面CD间用一小段光滑圆弧连接。有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球（小球不能视为质点，其半径rR），紧挨在一起从圆弧轨道上某处由静止释放，经平面BC到斜面CD上，忽略一切阻力，则下列说法正确的是A四个小球在整个运动过程中始终不分离B当四个小球在圆弧轨道上运动时，2号球对3号球不做功C当四个小球在圆弧轨道上运动时，2号球对3号球做正功D当四个小球在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做正功【答案】AC【解析】圆弧轨道越低的位置切线的倾角越小，加速度越小，故相邻小球之间有挤压力，小球在水平面上速度相同，无挤压不分离，在斜面上加速度相同，无挤压也不分离，故B、D错误，A、C正确。20新中国成立前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，假设驴拉磨的平均用力大小为500N，运动的半径为1m，则驴拉磨转动一周所做的功为A0 B500JC500JD1000J【答案】D21（多选）一辆质量为m的汽车在发动机牵引力F的作用下，沿水平方向运动。在t0时刻关闭发动机，其运动的vt图像如图所示。已知汽车行驶过程中所受的阻力是汽车重力的k倍，则A加速过程与减速过程的平均速度之比为12B加速过程与减速过程的位移大小之比为12C汽车牵引力F与所受阻力大小之比为31D汽车牵引力F做的功为【答案】BCD【解析】由题图可知，加速过程FFfma1，a1，位移x1v0t0；减速过程Ffma2，a2，位移x2v02t0，又Ffkmg，由以上各式解得加速过程与减速过程的位移大小之比为12，平均速度之比为11，汽车牵引力F与所受阻力大小之比为31，汽车牵引力F做的功为WFx1，故选项A错误，B、C、D正确。22如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为AmgR BmgR CmgR DmgR【答案】C【解析】在Q点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有FNmgm，FN2mg，联立解得v，下落过程中重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得mgRWfmv2，解得WfmgR，所以克服摩擦力做功mgR，C正确。23有一种太阳能驱动的小车，当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为x，且速度达到最大值vm。设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为Ff，那么这段时间内A小车做匀加速运动 B小车受到的牵引力逐渐增大C小车受到的合外力所做的功为Pt D小车受到的牵引力做的功为Ffxmvm2【答案】D24（多选）质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2s后撤去，物体运动的速度图象如图所示，则下列说法正确的是（取g10m/s2）A拉力F做功150J B拉力F做功350JC物体克服摩擦力做功100J D物体克服摩擦力做功175J【答案】AD25如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100kg的料车沿30角的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长是4m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取10N/kg，求这一过程中：（1）人拉绳子的力做的功；（2）物体的重力做的功；（3）物体受到的各力对物体做的总功。【答案】（1）2000J（2）2000J（3）0【解析】（1）工人拉绳子的力：Fmgsin工人将料车拉到斜面顶端时，拉绳子的长度：l2L，根据公式WFlcos，得W1mgsin2L2000J（2）重力做功：W2mghmgLsin2000J（3）由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0，故W合026如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，求摆球从A运动到竖直位置B时，重力mg、绳的拉力FT、空气阻力F阻各做了多少功？【答案】F阻L【解析】因为拉力FT在运动过程中，始终与运动方向垂直，故不做功，即WFT0。重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影L，所以WGmgL。如右图所示，F阻所做的总功就等于每个小弧段上F阻所做功的代数和。即WF阻（F阻s1F阻s2）F阻L。故重力mg做的功为mgL，绳子拉力做功为零，空气阻力所做的功为F阻L。14如图所示，水平的传送带以速度v6m/s顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为L10m，若在M轮的正上方，将一质量为m3kg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10m/s2） 【答案】54J在这2s内物体水平向右运动的位移为lat2322m6mL10m故滑动摩擦力对物体所做的功为WFlmgl0.33106J54J。15解放军某部队用直升飞机抢救一个峡谷中的伤员，直升飞机在空中悬停，其上有一起重机通过悬绳将伤员从距飞机102m的谷底由静止开始起吊到机舱里。已知伤员的质量为80kg，其伤情允许最大加速度为2m/s2，起重机的最大输出功率为9.6kW。为安全地把伤员尽快吊起，操作人员采取的办法是：先让起重机以伤员允许向上的最大加速度工作一段时间，接着让起重机以最大功率工作，达最大速度后立即以最大加速度减速，使伤员到达机舱时速度恰好为零，g取10m/s2。求：（1）吊起过程中伤员的最大速度；（2）伤员向上做匀加速运动的时间；（3）把伤员从谷底吊到机舱所用的时间。【答案】