沪科版上海必修第二册高一物理下学期课后培优分级练专题12功(原卷版+解析)

2022年9月23日高中物理作业学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，三个质量相同的物体静止于同一光滑水平面上，分别施三个不同方向的外力，使它们以相同的加速度运动了相同的时间，则三个力对物体做功的大小关系是（）A． B．C． D．【答案】A【详解】依题意，三个质量相同的物体在水平方向运动时加速度相同，且水平面光滑，假定物体质量为m、加速度为a，则有则根据功的定义，三个力分别对物体所做的功为假定运动时间为t，依题意有则有故BCD错误，A正确。故选A。2．（2022春·上海黄浦·高一期末）如图，细线一端跨过定滑轮与水平地面上的物体相连，另一端在大小为F的恒力作用下移动距离h，物体沿地面移动的距离为s，绳与水平地面的夹角由变为。在此过程中，该恒力做功为（）A．Fs B．Fh C． D．【答案】B【详解】由功的定义可知此过程中，该恒力做功为故选B。3．（2021春·上海浦东新·高一期末）关于功，下列说法不正确的是（）A．的功小于的功B．功是标量，其正、负不表示方向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．功是能量转化的量度【答案】A【详解】AB．功是标量，功的正负不表示方向，也不表示大小，而是表示该力对物体运动起动力作用还是阻力作用，比较功的大小，比较的是绝对值，故A错误，B正确；C．一个力对物体做了负功，说明这个力一定阻碍物体的运动，故C正确；D．功是能量转化的量度，做了多少功就对应有多少能量发生转化，故D正确。由于本题选择错误的，故选A。4．（2022·上海金山·统考一模）光滑圆弧固定，小球在图示恒力F作用下从最高点下滑的过程中，F（）A．一直做正功 B．先做正功后做负功C．一直做负功 D．先做负功后做正功【答案】B【详解】小球速度方向与力F方向的夹角由锐角逐渐变为钝角，力F对小球先做正功后做负功。故选B。5．（2022秋·上海普陀·高三曹杨二中阶段练习）如图，半径为R的光滑半圆轨道放在光滑水平面上，质量为m的物体从轨道上A点由静止下滑，在m下滑过程中，设半圆轨道对物体支持力为N，物体对半圆轨道的压力为，则（）A．不做功 B．做正功 C．N不做功 D．N做正功【答案】B【详解】AB．在m下滑过程中，光滑半圆轨道受到向左下方的压力，其位移水平向左，因此做正功，故B正确A错误；CD．小球m受到向右上方的支持力，其位移与方向夹角大于，N对m做负功，故CD错误。故选B。6．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，人站在自动扶梯上一起斜向上匀速运动，则下列说法中不正确的是（）A．重力对人做负功 B．摩擦力对人做负功C．支持力对人做正功 D．合外力对人做功为零【答案】B【详解】A．由于人受到的重力方向是竖直向下的，而人的运动方向是斜向右上方，重力方向与人的运动方向的夹角大于，故重力对人做负功，故A正确，不符合题意；B．人站在扶梯上，只受重力和支持力，人没有在水平方向的运动趋势，故他不受摩擦力的作用，所以也就谈不上摩擦力对人的做功问题，故B错误，符合题意；C．支持力是向上的，该力方向与人的运动方向的夹角小于，故支持力对人做正功，故C正确，不符合题意；D．由于人做的是匀速直线运动，故人受到的力是平衡力，其合力为0，故合力对人做的功也为0，故D正确，不符合题意。故选B。7．（2021春·上海闵行·高一期中）质量为的物体静止在倾角为的斜面上，现在使斜面体向右匀速移动距离，物体相对斜面静止，则下列物体所受各力对物体做功的说法中正确的是（）A．重力做正功 B．支持力不做功C．摩擦力不做功 D．支持力做正功【答案】D【详解】对物体受力分析可知物体受重力、弹力和摩擦力，受力分析图如图所示由于物体在水平方向移动，重力的方向与物体位移方向垂直，所以重力对物体不做功，支持力的方向与位移方向的夹角小于90°，则支持力对物体做正功，摩擦力的方向与位移方向的夹角大于90°，所以摩擦力对物体做负功。故选D。8．（2021春·上海闵行·高一期中）在加速向左运动的车厢中，一个人用力向前推车厢，如图所示。人相对车厢未移动，则下列说法正确的是（）A．人对车厢不做功 B．人对车厢做正功C．人对车厢做负功 D．车厢对人做负功【答案】C【详解】对人进行受力分析如图所示由于人车向左加速运动，则加速度方向向左，则则车厢底部对人的静摩擦力大于车厢竖直面对人的作用力，即车厢对人的作用力为f与F0的合力方向水平向左，车厢向左运动，位移方向向左，根据可知，车厢对人做正功，根据牛顿第三定律，可知，人对车厢的作用力为f与F0的反作用力的合力，方向水平向右，车厢向左运动，位移方向向左，根据可知，人对车厢做负功，ABD错误，C正确。故选C。9．（2022春·上海杨浦·高一校考期中）如图所示，重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中（）A．弹力对物体做功为Gxcosα B．静摩擦力对物体做功为GxsinαC．重力对物体做功为Gx D．合力对物体做功为0【答案】D【详解】ABC．分析物体的受力情况为重力mg、弹力N和摩擦力f，根据平衡条件，有重力与位移垂直，做功为零；摩擦力f与位移的夹角为α，所以摩擦力对物体m做功为斜面对物体的弹力做功为ABC错误；D．因物体做匀速运动，根据动能定理可知，合外力做功为零，D正确。故选D。10．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，一恒力通过一固定在物体上的滑轮拉物体沿光滑水平面前进了位移，在运动过程中，与水平方向保持角，则拉力对物体所做的功为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】绳上的拉力大小等于F，定滑轮受到两侧绳的拉力作用，其做的总功等于拉力F对物体所做的功，即故选C。11．（2022春·上海长宁·高一上海市延安中学期中）关于各类恒力做功问题，下列说法正确的是（）A．滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功，但不可能不做功B．静摩擦力发生在相对静止的物体之间，所以静摩擦力对物体一定不做功C．一对作用力与反作用力所做的功一定大小相等，正负相反D．一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值【答案】D【详解】A．滑动摩擦力的方向与物体相对接触面的运动方向相反，但与物体相对地面的位移可能同向，也可能反向，物体相对地面也可能没有位移，故滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功，也可能不做功，A错误；B．静摩擦力发生在相对静止的物体之间，静摩擦力可以对物体做正功，如物体相对倾斜传送带静止被送到顶端的过程，B错误；C．一对作用力与反作用力所做的功可能大小相等，正负相同，如冰面上的两人相互推一下之后朝相反的方向加速运动，相互作用的推力均做正功，C错误；D．两个物体间存在相互作用的滑动摩擦力，由发生相对运动，一定有内能的产生，据功能关系可知，这对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值，D正确。12．（2022春·上海宝山·高一上海市行知中学期中）在水平推力F作用下，光滑斜面与物块相对静止且沿水平面向左做匀加速直线运动，斜面倾角为α，物块质量为m，当斜面的位移为s时，斜面对物体的做功为（）A．0 B．C． D．Fs【答案】B【详解】由题意可知，斜面对物块只存在支持力FN，且物块在竖直方向上合力为零，即解得当斜面的位移为s时，斜面对物体的做功为故选B。二、填空题13．（2022春·上海闵行·高一上海市七宝中学期中）如图，长为L的细线拴一个质量为m的小球悬挂于O点，重力加速度为g，现将小球拉至与O点等高的位置使细线呈水平状态，从释放小球到细线和小球摆至竖直位置的过程中，重力对小球做的功为__________，细线的拉力对小球做的功为__________。【答案】

mgL

0【详解】[1]竖直方向分位移为L，则重力做功为[2]绳线拉力与小球瞬时速度方向总是垂直，则细线的拉力对小球做的功为0。14．（2022春·上海黄浦·高一格致中学期中）如图所示，手持一根长为的轻绳的一端在水平的粗糙桌面上做半径为、角速度为的匀速圆周运动，绳始终保持与该圆周相切，绳的另一端系一质量为的木块，木块也在桌面上做匀速圆周运动，不计空气阻力，绳的拉力大小为________；木块运动一周，阻力做功为________。【答案】

【详解】[1]木块做匀速圆周运动，角速度为，绳的拉力T沿半径方向上的分力提供向心力，有解得[2]如图所示，切线的合力为零，因为绳子在切线方向的分力不为零，则木块受到的摩擦力不为零，与绳子拉力切线方向的分力相等，所以木块受到的阻力为木块运动一周，阻力做功为解得15．（2023·上海·高三专题练习）用v-t图像推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，可近似认为在每一小段内物体做___________运动。然后将所有微元累加即v-t图像与t轴围成的面积表示整个过程中的位移大小。同理，F-s图与s轴围成的面积表示___________。【答案】

匀速直线

整个过程中力F做功的大小【详解】[1]把整个运动过程划分成很多小段，每小段的时间极短，可近似认为在每一小段内物体做匀速直线运动。[2]已知位移x=vt，微元累加可得v-t图像与t轴围成的面积表示整个过程中的位移大小，同理，因为W=Fs，则F-s图像与s轴围成的面积表示整个过程中力F做功的大小。16．（2022春·上海浦东新·高一期中）如图物体在力F的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的：F＝10N，l＝m，角θ的大小如图所示。=_____J，=_____J，=_____J。【答案】

15

15

15【详解】[1]当力的方向与位移方向成角时，甲图中，则功的大小为[2]乙图力的方向与位移方向夹角，则功的大小为[3]丙图力的方向与位移方向夹角，则功的大小为17．（2022春·上海奉贤·高一上海市奉贤中学期中）质量为m的物体从倾角为的固定长直斜面顶端由静止开始下滑，已知斜面与物体间的动摩擦因数μ与物体离开斜面顶端距离x之间满足（k为已知量），则物体下滑到最大速度时的位移为___________，达到最大速度这一过程中摩擦力做功为___________。【答案】

【详解】[1]设物体下滑到最大速度时的位移为s，此时物体所受合外力恰好为零，即解得[2]物体所受摩擦力f与x的关系为f-x关系图线也为过原点的直线，图线与坐标轴所围面积表示摩擦力做功的绝对值，所以x从0到过程中，摩擦力做功为18．（2022秋·上海金山·高三期中）如图，水平传送带顺时针匀速运转，速度大小为2m/s。质量为1.5kg的货箱无初速度放上传送带，经过0.5s时间，货箱与传送带恰好相对静止。取重力加速度，则货箱与传送带之间的动摩擦因数为____________，因摩擦产生的热量为__________J。【答案】

0.4

3【详解】[1]货箱在摩擦力的作用下加速运动，根据牛顿第二定律可得又代入数据，解得[2]根据摩擦力产生热量的公式，即又代入数据，解得故可得因摩擦产生的热量为三、解答题19．（2022秋·上海奉贤·高三校考阶段练习）如图（a）所示，质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙长直水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图（b）所示，g取10m/s2.求：（1）物块在0—4s内的加速度a1的大小和4—8s内的加速度a2的大小；（2）恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ。（3）8s内F所做的功。有同学认为：由于F是恒力，先求出8s内总位移，根据恒力做功的公式W=FScosα，就可以求出8s内F所做的功。你认为他的说法正确吗，如果正确请依照这个思路求8s内F所做的功。如果认为他的说法错误，请说明理由，并求出8s内F所做的功。【答案】（1）5m/s2；2m/s2（2）7N；0.15；（3）正确；-168J【详解】（1）物块在0—4s内的加速度a1的大小4—8s内的加速度a2的大小（2）根据牛顿第二定律解得F=7Nμ=0.15（3）该同学的说法正确；8s内物体的位移方向向右；8s内F所做的功20．（2022春·上海长宁·高一上海市复旦中学期中）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块的速度v与时间t的关系分别如图所示。利用两图线计算：（1）物块的质量；（2）物块与地面间的动摩擦因数；（3）力F在内做的功。【答案】（1）1kg；（2）0.4；（3）126J【详解】（1）设3~6s推力为F1，6~9s推力为F2，根据图像可知6~9s过程中，物体做匀速运动，水平方向受力平衡，则根据图像可知，在3~6s运动过程中，物体做匀加速运动根据牛顿第二定律，可得代入数据，得到（2）在水平地面上运动，摩擦力有代入数据，可得（3）根据v-t图像，可知0~3s的位移为0，3~6s的位移x1和6s~9s的位移x2为，所以力F在9s内做的功为一、单选题1．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，三个质量相同的物体静止于同一光滑水平面上，分别施三个不同方向的外力，使它们以相同的加速度运动了相同的时间，则三个力对物体做功的大小关系是（）A． B．C． D．2．（2022春·上海黄浦·高一期末）如图，细线一端跨过定滑轮与水平地面上的物体相连，另一端在大小为F的恒力作用下移动距离h，物体沿地面移动的距离为s，绳与水平地面的夹角由变为。在此过程中，该恒力做功为（）A．Fs B．Fh C． D．3．（2021春·上海浦东新·高一期末）关于功，下列说法不正确的是（）A．的功小于的功B．功是标量，其正、负不表示方向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．功是能量转化的量度4．（2022·上海金山·统考一模）光滑圆弧固定，小球在图示恒力F作用下从最高点下滑的过程中，F（）A．一直做正功 B．先做正功后做负功C．一直做负功 D．先做负功后做正功5．（2022秋·上海普陀·高三曹杨二中阶段练习）如图，半径为R的光滑半圆轨道放在光滑水平面上，质量为m的物体从轨道上A点由静止下滑，在m下滑过程中，设半圆轨道对物体支持力为N，物体对半圆轨道的压力为，则（）A．不做功 B．做正功 C．N不做功 D．N做正功6．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，人站在自动扶梯上一起斜向上匀速运动，则下列说法中不正确的是（）A．重力对人做负功 B．摩擦力对人做负功C．支持力对人做正功 D．合外力对人做功为零7．（2021春·上海闵行·高一期中）质量为的物体静止在倾角为的斜面上，现在使斜面体向右匀速移动距离，物体相对斜面静止，则下列物体所受各力对物体做功的说法中正确的是（）A．重力做正功 B．支持力不做功C．摩擦力不做功 D．支持力做正功8．（2021春·上海闵行·高一期中）在加速向左运动的车厢中，一个人用力向前推车厢，如图所示。人相对车厢未移动，则下列说法正确的是（）A．人对车厢不做功 B．人对车厢做正功C．人对车厢做负功 D．车厢对人做负功9．（2022春·上海杨浦·高一校考期中）如图所示，重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中（）A．弹力对物体做功为Gxcosα B．静摩擦力对物体做功为GxsinαC．重力对物体做功为Gx D．合力对物体做功为010．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，一恒力通过一固定在物体上的滑轮拉物体沿光滑水平面前进了位移，在运动过程中，与水平方向保持角，则拉力对物体所做的功为（）A． B． C． D．11．（2022春·上海长宁·高一上海市延安中学期中）关于各类恒力做功问题，下列说法正确的是（）A．滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功，但不可能不做功B．静摩擦力发生在相对静止的物体之间，所以静摩擦力对物体一定不做功C．一对作用力与反作用力所做的功一定大小相等，正负相反D．一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值12．（2022春·上海宝山·高一上海市行知中学期中）在水平推力F作用下，光滑斜面与物块相对静止且沿水平面向左做匀加速直线运动，斜面倾角为α，物块质量为m，当斜面的位移为s时，斜面对物体的做功为（）A．0 B．C． D．Fs二、填空题13．（2022春·上海闵行·高一上海市七宝中学期中）如图，长为L的细线拴一个质量为m的小球悬挂于O点，重力加速度为g，现将小球拉至与O点等高的位置使细线呈水平状态，从释放小球到细线和小球摆至竖直位置的过程中，重力对小球做的功为__________，细线的拉力对小球做的功为__________。14．（2022春·上海黄浦·高一格致中学期中）如图所示，手持一根长为的轻绳的一端在水平的粗糙桌面上做半径为、角速度为的匀速圆周运动，绳始终保持与该圆周相切，绳的另一端系一质量为的木块，木块也在桌面上做匀速圆周运动，不计空气阻力，绳的拉力大小为________；木块运动一周，阻力做功为________。15．（2023·上海·高三专题练习）用v-t图像推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，可近似认为在每一小段内物体做___________运动。然后将所有微元累加即v-t图像与t轴围成的面积表示整个过程中的位移大小。同理，F-s图与s轴围成的面积表示___________。16．（2022春·上海浦东新·高一期中）如图物体在力F的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对