2019-2020学年高中物理 第四章 机械能和能源 第1节 功练习（含解析）教科版必修2

功如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是( )a轮胎受到地面的摩擦力做了负功 b轮胎受到的重力做了正功c轮胎受到的拉力不做功d轮胎受到地面的支持力做了正功解析：选a根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，b、d错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，a正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90，做正功，c错误2一物体静止在粗糙水平地面上现用一大小为f1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v若将水平拉力的大小改为f2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v对于上述两个过程，用wf1、wf2分别表示拉力f1、f2所做的功，wf1、wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( )awf24wf1 ，wf22wf1bwf24wf1 ，wf22wf1cwf24wf1，wf22wf1dwf24wf1，wf2根据功的计算公式wfx，可知wf1wf2，wf1wf2，故选项c正确，选项a、b、d错误如图所示，物块a、b在外力f的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，关于a与地面间的滑动摩擦力和a、b间的静摩擦力做功的说法，正确的是( )a静摩擦力都做正功，滑动摩擦力都做负功b静摩擦力都不做功，滑动摩擦力都做负功c有静摩擦力做正功，有滑动摩擦力不做功d有静摩擦力做负功，有滑动摩擦力做正功解析：选c物块a、b在外力f的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动，根据平衡条件得知，a对b的静摩擦力与拉力f平衡，地面对a的滑动摩擦力与b对a的静摩擦力平衡，则地面对a的滑动摩擦力方向向左，对a做负功，物块a对地面的滑动摩擦力不做功，a对b的静摩擦力做负功，b对a的静摩擦力做正功，因此，选项c正确，其他选项均错如图所示，在与水平面成角的皮带传送装置中，皮带把质量为m的物体p匀速带至高为h处，在此过程中，关于物体受力及做功情况，下列说法正确的是( ) a物体受4个力作用b摩擦力对物体做负功c支持力对物体不做功d合外力对物体做的功为mgh解析：选c物体受重力、支持力、摩擦力3个力作用，a错误；物体p匀速上升过程中，合外力为零，合外力对物体做功为零，d错误；支持力垂直于运动方向，故支持力做功为零，c正确；摩擦力沿传送带方向向上，与物体运动方向相同，故摩擦力做正功，b错误如图所示，在平行于斜面向上的f50 n的拉力作用下，使质量为m2 kg的物体沿着长为l2 m，倾角为30的斜面从底端向上滑到顶端，物体与斜面间的动摩擦因数为02，分别求作用在物体上的各力对物体所做的功(g取10 m/s2)解析：物体受力如图，则有拉力f对物体所做的功为wfflcos 05021 j100 j拉力f对物体做正功重力mg对物体所做的功为wgmglcos(90)mglsin 2102 j20 j“负号”表示重力对物体做负功摩擦力f对物体做的功为wfflcos 180mglcos 022102 j4 j“负号”表示摩擦力对物体做负功，摩擦力是阻力弹力n对物体做的功为wnnlcos 900 表示弹力对物体不做功答案：拉力做功100 j重力做功20 j摩擦力做功4 j支持力不做功课时作业学生用书p111(单独成册)一、单项选择题如图所示，均匀长直木板长l40 cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m2 kg，与桌面间的动摩擦因数02，今用水平推力f将其推下桌子，则水平推力至少做功为(g取10 m/s2)( )a08 j b16 jc8 j d4 j解析：选a将木板推下桌子即木板的重心要通过桌子边缘，水平推力做的功至少等于克服滑动摩擦力做的功，wfxmg0220 j08 j故a是正确的2如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度v0运动，设滑块运动到a点的时刻为t0，距b点的水平距离为x，水平速度为vx由于v0不同，从a点到b点的运动图像有如下几种可能，其中表示摩擦力做功最大的是( )解析：选da、c图表示滑块水平方向速度不变，说明从a点做平抛运动b图说明先平抛一段再落在斜面上，相碰后又脱离斜面运动d图说明滑块沿斜面下滑，所以d表示摩擦力做功最大如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，角缓慢增大，在货物相对车厢仍然静止的过程中，下列说法正确的是( )a货物受到的支持力变小b货物受到的摩擦力变小c货物受到的支持力对货物做负功d货物受到的摩擦力对货物做负功解析：选a货物受重力、支持力、摩擦力的作用，根据平衡条件得nmgcos ，fmgsin ，角缓慢增大的过程中，支持力变小，摩擦力增大，所以a正确，b错误；根据做功的公式知，支持力做正功，故c错误；摩擦力不做功，所以d错误自动扶梯与水平地面成角，一人站在扶梯上，扶梯从静止开始匀加速上升，达到一定速度再匀速上升若以n表示水平梯板对人的支持力，g表示人所受的重力，f表示梯板对人的静摩擦力，则( )a匀速过程中，f0，n、g都不做功b加速过程中，f0，n、g都做功c加速过程中，f0，f、n、g都做功d加速过程中，f0，n不做功解析：选c扶梯匀速上升时，由平衡条件知f0，ng0由功的公式可知wf0，wn0，wgg0，由功的公式可知， wf0，wn0，wgg时，w1w2；当ag时，w1w2；当ag时，w1w2故d选项正确如图所示，一个质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于o点，小球在水平恒力f作用下，从平衡位置p点移到q点，则水平力f所做的功为( )amglcos bflsin cmgl(1cos ) dflcos 解析：选bf为恒力，故可以用功的定义式进行求解，关键是力f与位移的夹角的确定设小球的位移大小为s，力f与位移的夹角为，由功的公式得：wfscos ，由几何知识得scos lsin ，所以wflsin ，只有b正确二、多项选择题一辆正在路面上行驶的汽车，遇到前方有人横穿马路时，司机紧急制动后又经过x米的距离停下来才避免了一场车祸的发生，若汽车与地面的摩擦力大小为f，则关于汽车与地面间摩擦力做功的以下说法中不正确的是( )a摩擦力对汽车、地面均不做功b摩擦力对汽车做fx的功，对地面做fx的功c摩擦力对汽车、地面均做fx的功d摩擦力对汽车做fx的功，对地面不做功解析：选abc根据做功的条件：力和在力的方向上发生一段位移8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acd若物体滑上传送带时速度与传送带速度相等，物体将做匀速运动，所受摩擦力为零，做功为零若物体滑上传送带时的速度小于传送带的速度，物体将受到向右的摩擦力并向右做加速运动，速度与传送带速度相等时做匀速运动，加速时摩擦力对物体做正功，匀速时没有摩擦力，传送带对物体不做功若物体滑上传送带时的速度大于传送带的速度，物体将受到向左的摩擦力并向右做减速运动，速度与传送带速度相等时做匀速运动，减速时摩擦力对物体做负功，匀速时没有摩擦力，传送带对物体不做功综上，选项a、c、d正确如图甲所示，一物块在t0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图像如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端由此可以确定( )a物块返回底端时的速度b物块所受摩擦力大小c斜面倾角d3t0时间内物块克服摩擦力所做的功解析：选ac物块沿斜面向上运动时，有gsin gcos ；向下运动时，有gsin gcos 而向上滑行与向下滑行时路程相同，即st02t0由以上三式可求斜面倾角及物块返回底端时的速度，a、c正确由于物体质量未知，所以不能确定物块所受摩擦力大小，不能求3t0时间内物块克服摩擦力所做的功，b、d错误三、非选择题如图所示，某人用300 n的水平推力，把一个质量为50 kg的木箱沿水平路面加速推动10 m，后来又把它匀速举高2 m，这个人对木箱共做功多少？(g取10 m/s2)解析：整个做功过程分为两个阶段：在水平路面上用力f1300 n，位移x110 m；在竖直方向上用力f2，位移x22 m，全过程中做功为这两个阶段做功之和沿水平路面推动时，人对木箱做功为w1f1x130010 j3103 j匀速举高时，人对木箱的力f2mg，人对木箱做功为w2f2x250102 j1103 j所以全过程中人对木箱做的总功为ww1w24103 j答案：4103 j如图所示，一个质量为m2 kg的物体受到与水平面成37角的斜向下方的推力f10 n的作用，在水平地面上移动了距离x12 m后撤去推力，此物体又滑行了x216 m的距离后停止运动，动摩擦因数为02，g取10 m/s2求：(1)推力f对物体做的功；(2)全过程中摩擦力对物体所做的功解析：(1)推力做功由wfxcos 得wffx1cos 3710208 j16 j(2)受力分析如图，可知竖直方向n1mgfsin 3726 n所以摩擦力做功wf1n1x1cos 18002262(1) j104 j，撤去外力后n2mg20 nwf2n2x2cos 180022016(1) j64 j故wfwf1wf2168 j答案：(1)16 j(2)168 j如图所示，传送带与地面倾角30，ab长度为l165 m，传送带以v011 m/s的速率逆时针转动在传送带上端a无初速度地放上一个质量为m05 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为，取g10 m/s2，则(1)从物体开始运动至物体刚与传递带达到共同速度这一过程中，传送带的摩擦力对物体做了多少功？(2)物体从与传送带达到共同速度的瞬间至滑到b端的过程中，传送带的摩擦力对物体又做了多少功？解析：(1)物体放上传送带后，受到传送带的沿斜面向下的滑动摩擦力f1，以a1做匀加速直线运动，直至与传送带速度相等设这一过程所需的时间为t1，物体下滑的位移为x1，则由牛顿第二定律，有mgs