《功》同步练习5

功功 同步练习同步练习 知识点一 功的概念 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 则力一定对物体做功 解析 做功有两个要素 第一要有力 第二在力的方向上物体要发生位移 A 项错 物体可能没有发生位移 B项错 物体可能没受力 C项错 位移和力可 能垂直 D项正确 答案 D 2 关于功的概念 以下说法正确的是 A 力是矢量 位移是矢量 但功是标量 B 功有正 负之分 所以功也有方向性 C 若某一个力对物体不做功 说明该物体一定没有位移 D 一个力对物体做的功等于这个力的大小 物体位移大小及力和位移间夹角 的余弦三者的乘积 解析 功的正负表示的是动力做的功还是阻力做的功 功没有方向 B错 若 某一个力对物体不做功 可能是因为力的方向与位移的方向垂直 C错 本题 选A D 答案 AD 3 如图4 1 14所示 在加速向左运动的车厢中 一个人 用力沿车前进的方向推车厢 已知人与车厢始终保持相 对静止 那么人对车厢做功的情况是 A 做正功 B 做负功 C 不做功 D 无法确定 解析 先分析水平方向车厢对人的作用力的合力的方向 人随车厢加速运动 车厢对人的作用力的合力方向向左 则人对车厢的作用力方向向右 故人对车 厢做负功 正确选项为B 图 4 1 14 答案 B 知识点二 功的正负 4 起重机吊钩下挂一质量为m的水泥袋 如果水泥袋以加速度a匀减速下降了距离 h 则水泥袋克服钢索拉力做的功为 A mgh B m g a h C m g a h D m a g h 解析 取水泥袋为研究对象 在匀减速下降过程中 加速度方向向上 由牛顿 第二定律知 钢索拉力F m g a 钢索拉力做负功 也就是水泥袋克服钢索 拉力做功 大小为W m g a h 答案 C 5 如图4 1 15所示 物块B与水平地面接触 物块A置于物块B之上 两物体相 对静止 一起向右运动 图中a为加速度 力F沿水平方向向右 则 图4 1 15 A 甲图中 A B间摩擦力对A做负功 B 乙图中 A B间摩擦力对B做负功 C 丙图中 A B间摩擦力对B做正功 D 丁图中 A B间摩擦力对A做负功 解析 对确定的研究对象 分析其所受静摩擦力方向与运动方向间的关系 根 据功的定义判断做不做功 做正功还是负功 如图甲中 两物体a 0 即匀速 向右运动 A B间必无摩擦力 若B对A有摩擦力 则A水平方向合力不为零 必 加速运动 而不会a 0 与B物体相对静止 也就谈不上做功了 又如图乙中 A B两物体相对静止 以同一加速度a向右运动 则A必受到B的静摩擦力 水 平向右 与a方向一致 以产生a 由牛顿第三定律知 A必对B施加向左的静摩 擦力 与运动方向相反 对B做负功 同理C D正确 本例说明 静摩擦力可 以对物体做正功 也可以对物体做负功 答案 BCD 知识点三 合力的功 6 如图4 1 16所示 两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体 上 使物体运动 物体通过一段位移时 力F1对物体做功4 J 力F2对物体做功3 J 则力F1和F2的合力对物体做功为 A 7 J B 1 J C 5 J D 3 5 J 解析 求解合力对物体做的功 一般有两种方法 1 先求合力 再用公式W F合xcos 求解 本题中因F1 F2的大小未知 故不能直接使用公式计算 2 由于功是标量 合力对物体做的功等于各力对物体做功的代数和 即W W1 W2 4 J 3 J 7 J 答案 A 7 如图4 1 17所示 质量为m的物体P放在光滑的倾角为 的 直角劈上 同时用力F向右推劈 使P与劈保持相对静止 当 前进的水平位移为x时 劈对P做的功为 A FxB mgsin 2 x 2 C mgcos x D mgtan x 解析 由于物体P和劈相对静止 故P和劈均在水平方向发生 位移 位移大小为x P受力情况如右图所示 根据牛顿第二 定律 在竖直方向 FNcos mg在水平方向 FNsin ma所以 FN mg cos 劈对P所做的功即为劈对P的支持力FN所做的功 力FN对P所做的功为W FN x cos 90 x sin mgxtan mg cos 答案 D 图 4 1 16 图 4 1 17 8 有一根轻绳拴了一个物体 如图4 1 18所示 在悬点O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 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 答案 A 9 如图4 1 19所示 在光滑水平面上 物体受两个 相互垂直的大小分别为F1 3 N和F2 4 N的恒力 其合力在水平方向上 从静止开始运动10 m 求 1 F1和F2分别对物体做的功是多少 代数和为多大 2 F1和F2合力为多大 合力做功是多少 解析 1 力F1做的功 W1 F1xcos 1 3 10 cos 53 J 18 J 力F2做的功W2 F2xcos 2 4 10 cos 37 J 32 J W1与W2的代数和 W W1 W2 18 J 32 J 50 J 2 F1与F2的合力 F N 5 N 32 42 合力F做的功W Fx 5 10 J 50 J 答案 1 18 J 32 J 50 J 2 5 N 50 J 10 质量为2 kg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直线运动 2 s 图 4 1 18 图 4 1 19 后撤去F 其运动的速度图像如图4 1 20所示 g取10 m s2 则下列说法中正 确的是 A 拉力F对物体做功150 J B 拉力F对物体做功500 J C 物体克服摩擦力做功100 J D 物体克服摩擦力做功175 J 解析 设摩擦力大小为f 在0 2 s内 a1 2 5 m s2 F f ma1 位移x1 m 15 m 在2 6 s内 a2 2 5 m s2 x2 m 20 5 10 2 2 10 4 2 m 只受摩擦力f作用 故f ma2 5 N 代入上式得F 10 N 则拉力F做功 为WF F x1 150 J 摩擦力做功Wf f x1 x2 5 15 20 J 175 J 即物体克服摩擦力做功175 J 答案 AD 11 两块相同材料的物块A和B放在光滑的水平地面上 在水 平力F的作用下一同前进 如图4 1 21所示 其质量之 比为mA mB 1 2 在运动过程中 力F一共对物体做功3 00 J 则A对B的弹力对B所做的功为多少 解析 对A B整体 由牛顿第二定律 F mA mB a 对B有 FAB mBa 联立得FAB F 2 3 设AB移动距离为x 则F做功W Fx A对B做功WAB FABx 联立得WAB W 200 J 2 3 答案 200 J 12 如图4 1 22所示的水平传送装置 AB间距为s 传送 带以速度v匀速运转 把一质量为m的零件无初速地放在 传送带的A处 已知零件与传送带之间的动摩擦因数为 图 4 1 20 图 4 1 21 图 4 1 22 试求从A到B的过程中 摩擦力对零件所做的功 解析 要求摩擦力对零件做的功 关键是要弄清零件在摩擦力方向上的位移是 多少 由于题中没有给出各物理量之间的定量关系 故存在两种可能 当零件与传送带之间存在摩擦力时 摩擦力的大小为 F mg 分两种情况进行讨论 1 零件在到达B处时的速度小于或刚好等于传送带的速度v 零件在从A到B的过