高中物理 第一章 功和功率 1.1 機(jī)械功同步測(cè)試 魯科版必修2.doc

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1.1機(jī)械功 一、單選題（共9題；共18分） 1.關(guān)于功的概念，下列說法中正確的是（　　） A.力對(duì)物體做功多，說明物體的位移一定大B.力對(duì)物體做功少，說明物體的受力一定小 C.力對(duì)物體不做功，說明物體一定無位移D.功的多少是由力的大小和物體在力的方向上的位移的大小確定的 2.如圖所示，小球位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，從地面上看，在小球沿斜下滑的過程中，斜面對(duì)小球的作用力（ ） A.垂直于接觸面，做功為零B.垂直于接觸面，做負(fù)功 C.不垂直于接觸面，做功為零D.不垂直于接觸面，做功不為零 3.在水平面上，有一彎曲的槽道AB，槽道有半徑分別為 和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將以光滑小球從A點(diǎn)沿槽道拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向時(shí)時(shí)刻刻均與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過程中拉力所做的功為（ ） A.0B.FRC.FRD.2πFR 4.質(zhì)量為m的小物塊在傾角為α的斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．若斜面體和小物塊一起以速度v沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過一段位移x．斜面體對(duì)物塊的摩擦力和支持力的做功情況是（ ） A.摩擦力做正功，支持力做正功B.摩擦力做正功，支持力做負(fù)功 C.摩擦力做負(fù)功，支持力做正功D.摩擦力做負(fù)功，支持力做負(fù)功 5.如圖所示，木塊A放在木塊B的左上端，用恒力F將A拉至B的右端．第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做的功為W1；第二次讓B可以在光滑的地面上自由滑動(dòng)，F(xiàn)做的功為W2 ． 比較兩次做功，應(yīng)有（ ） A.W1＜W2B.W1=W2C.W1＞W(wǎng)2D.無法比較 6.如圖所示，同一物體在大小相同、方向不同的F力的作用下，在光滑水平面上移動(dòng)了一段相同的位移s，兩種情況下力所做的功分別為Wa、Wb ， 下列表述正確的是（ ） A.Wa=WbB.Wa=﹣WbC.Wa＞W(wǎng)bD.Wa＜Wb 7.如圖所示，在勻速下降的電梯壁上，懸掛一個(gè)小球，則在此過程中（ ） A.懸繩對(duì)球的拉力做正功B.電梯壁對(duì)球的彈力做正功 C.球的重力做負(fù)功D.懸繩的拉力和球的重力做的總功為零 8.如圖所示，坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m，在與水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移動(dòng)了一段距離l.已知雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，雪橇受到的（ ） A.支持力做功為mglB.重力做功為mglC.拉力做功為Flcos θD.滑動(dòng)摩擦力做功為－μmgl 9.一物體由靜止開始從粗糙的斜面上的某點(diǎn)加速下滑到另一點(diǎn)，在此過程中重力對(duì)物體做的功等于（ ） A.物體動(dòng)能的增加量 B.物體重力勢(shì)能的減少量和物體克服摩擦力做的功之和 C.物體重力勢(shì)能的減少量和物體動(dòng)能的增加量以及物體克服摩擦力做的功之和 D.物體動(dòng)能的增加量與物體克服摩擦力做的功之和 二、多選題（共3題；共9分） 10.質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，當(dāng)斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)距離s時(shí)，如圖所示，物體m相對(duì)斜面靜止，則下列說法中正確的是（ ） A.摩擦力對(duì)物體m做功為零B.合力對(duì)物體m做功為零 C.摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功D.彈力對(duì)物體m做正功 11.如圖所示，一個(gè)小物體A放在斜面B上，B放于光滑的水平地面上，現(xiàn)用水平恒力F推B使A和B相對(duì)靜止一起通過一段路程，在這個(gè)過程中，以下哪些力有可能作正功（ ） A.A受的重力B.B受的摩擦力C.A受的支持力D.B受的壓力 12.在下列情況中，做功為零的是（ ） A.物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力對(duì)物體做的功 B.重力對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的物體做的功 C.物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，水平面對(duì)物體的支持力所做的功 D.物體在固定斜面上沿斜面下滑時(shí)，斜面對(duì)物體的支持力做的功 三、填空題（共3題；共6分） 13.質(zhì)量為m=3kg的物體，受到與斜面平行向下的拉力F=10N作用，沿固定斜面下滑距離l=2m．斜面傾角θ=30，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= ，則拉力對(duì)物體所做的功為________J，支持力對(duì)物體所做的功為________J，摩擦力對(duì)物體所做的功為________J，合力對(duì)物體所做的功為________J．（g取10m/s2） 14.某人用F＝100 N 的恒力，通過滑輪把物體M拉上斜面，如圖所示，力F方向恒與斜面成60角，若物體沿斜面運(yùn)動(dòng)1 m，人的拉力所做的功是________J（g取10 m/s2）. 15.某人以20N的水平恒力推著小車在粗糙的水平面上前進(jìn)了5.0m，人放手后，小車又前進(jìn)了2.0m才停下來，則小車在運(yùn)動(dòng)過程中，人的推力所做的功為________J。 四、解答題（共1題；共5分） 16.如圖所示，一質(zhì)量m＝4.0 kg的物體，由高h(yuǎn)＝2.0 m，傾角θ＝53的固定斜面的頂端滑到底端.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，求物體所受各個(gè)力所做的功及合外力所做的功？（g＝10 m/s2） 五、綜合題（共1題；共15分） 17.一個(gè)大小為5N，與水平方向夾角是37的拉力F作用在小車上．小車沿水平面向右運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)過程中小車受到的阻力大小為3N，方向水平向左．小車向右運(yùn)動(dòng)的距離S為2m的過程中，小車受到的各個(gè)力都沒有發(fā)生變化．求：在此過程中 （1）拉力F對(duì)小車做的功（取sin37=0.6；cos37=0.8）； （2）小車克服阻力做的功． （3）小車動(dòng)能的增加量．  答案解析部分 一、單選題 1.【答案】D 【解析】【解答】解：A、力對(duì)物體做功W多，根據(jù)W=FScosθ，可能是力大，也可能是力的方向的位移大，也有可能兩者都大，故A錯(cuò)誤； B、力對(duì)物體做功W少，根據(jù)W=FScosθ，可能是力小，也可能是力的方向的位移小，也有可能兩者都小，故B錯(cuò)誤； C、力對(duì)物體不做功，即W=0，可能是F=0，也可能是S=0，也可能是cosθ=0，故C錯(cuò)誤； D、根據(jù)恒力做功的表達(dá)式W=FScosθ判斷，功的大小取決與力的大小、力的方向的位移大小，故D正確； 故選D． 【分析】本題主要考查功的基本概念，本題難度較小，功的大小由力F和物體在力的方向上發(fā)生的位移有關(guān)。 2.【答案】B 【解析】【解答】解：對(duì)整體進(jìn)行受力分析可知，小球和楔形物塊不受外力作用，動(dòng)量守恒，在物塊下滑的過程中，楔形物塊向右運(yùn)動(dòng)，所以小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，支持力方向和位移方向的夾角大于90，由于斜面是光滑的，沒有摩擦力的作用，所以斜面對(duì)小球只有一個(gè)支持力的作用，方向是垂直斜面向上的，物塊的運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向不垂直，支持力做負(fù)功，故B正確． 故選：B． 【分析】對(duì)整體進(jìn)行受力分析可知，小球和楔形物塊不受外力作用，動(dòng)量守恒，在小球下滑的過程中，楔形物塊向左運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球受力分析，根據(jù)小球的受力情況和功的公式可以分析各個(gè)力對(duì)物塊做功的情況． 3.【答案】C 【解析】【解答】解：拉力F的方向時(shí)時(shí)刻刻均與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則 W=Fs=F（ ）= 故選C 【分析】因?yàn)榱Φ姆较蚴冀K與速度方向一致，根據(jù)恒力做功公式W=Fs即可求解． 4.【答案】B 【解析】【解答】解：物塊向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，物體受重力（方向豎直向下）、支持力（垂直斜面向上）、摩擦力（沿斜面向上），位移方向水平向右，所以摩擦力做正功，支持力做負(fù)功 故選B 【分析】物塊向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)恒力做功公式分析即可． 5.【答案】A 【解析】【解答】解：木板不固定時(shí)木塊相對(duì)于地的位移要比固定時(shí)長，而恒力F相同，由功的計(jì)算公式W=Fs得知，W1＜W2 ． 故選：A． 【分析】根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs，通過比較A相對(duì)于地的位移大小，比較恒力做功的大?。? 6.【答案】A 【解析】【解答】解：這兩種情形下力F和位移x的大小都是一樣的，將力沿著水平和豎直方向正交分解，水平分力大小相同，只有水平分力做功，豎直分力不做功，故兩種情況下力F的功的大小是相同的；并且均做正功； 故選：A． 【分析】恒力做功表達(dá)式為：W=FScosα，功的正負(fù)表示對(duì)應(yīng)的力是動(dòng)力還是阻力，功的大小看絕對(duì)值． 7.【答案】D 【解析】【解答】解：導(dǎo)體勻速下降，小球處于平衡狀態(tài)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖： A、繩子的拉力與運(yùn)動(dòng)的方向之間的夾角是鈍角，所以繩子的拉力做負(fù)功．故A錯(cuò)誤； B、電梯壁對(duì)球的彈力沿水平方向，與電梯運(yùn)動(dòng)的方向垂直，所以不能對(duì)小球做功．故B錯(cuò)誤； C、球受到的重力的方向向下，與運(yùn)動(dòng)的方向相同，所以重力做正功．故C錯(cuò)誤； D、球的速度不變，所以懸繩的拉力和球的重力做的總功為零．故D正確． 故選：D 【分析】對(duì)小球進(jìn)行受力分析，結(jié)合力做正功或做負(fù)功的條件即可進(jìn)行判定． 8.【答案】C 【解析】【解答】支持力和重力與位移垂直，不做功，A、B不符合題意；拉力和摩擦力分別做功為W＝Flcos θ，W＝－μ（mg－Fsin θ）l，C符合題意，D不符合題意. 故答案為：C?！痉治觥看祟}較為基礎(chǔ)，考查做功公式，力乘以在力的方向上發(fā)生的位移，因?yàn)橹С至蛪毫橄嗷プ饔昧?，得出支持力的大小就可得出壓力大小，力的方向和位移方向的夾角為銳角時(shí)力對(duì)物體做正功，力的方向和位移方向的夾角為鈍角時(shí)力對(duì)物體做負(fù)功。 9.【答案】D 【解析】【解答】解：一物體由靜止開始從粗糙的斜面上的某點(diǎn)加速下滑到另一點(diǎn)，在此過程中， 物體受重力、支持力、摩擦力，其中重力做正功，支持力不做功，摩擦力做負(fù)功． 設(shè)重力做功為wG ， 物體克服摩擦力做的功為wf ， 物體動(dòng)能的增加量為△Ek 根據(jù)動(dòng)能定理知道：w合=△Ek wG+（﹣wf）=△Ek wG=wf+△Ek 此過程中重力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增加量與物體克服摩擦力做的功之和． 根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系得： wG=﹣△Ep ， 在此過程中重力對(duì)物體做的功也等于重力勢(shì)能的減小量． 故選D． 【分析】知道重力做功量度重力勢(shì)能的變化． 知道合力做功量度動(dòng)能的變化． 建立功能關(guān)系的表達(dá)式，找出此過程中重力對(duì)物體做的功． 二、多選題 10.【答案】B,C,D 【解析】【解答】解：分析物體的受力情況：重力mg、彈力N和摩擦力f， A、摩擦力f與位移的夾角為鈍角，所以摩擦力對(duì)物體m做功不為零，做負(fù)功．故A錯(cuò)誤，C正確． B、物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，合力對(duì)物體m做功為零．故B正確． D、彈力N與位移s的夾角小于90，則彈力對(duì)物體m做正功．故D正確． 故選BCD 【分析】分析物體的受力情況，根據(jù)力與位移的夾角，判斷力做功的正負(fù)．物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，合力對(duì)物體m做功為零．根據(jù)功的公式W=FLcosα求出摩擦力和重力做功． 11.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、物體A受的重力與位移垂直，則A的重力不做功，故A錯(cuò)誤． B、B放于光滑的水平地面上，A、B整體一起向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，B對(duì)A可能有沿斜面向下的摩擦力，可能沒有摩擦力，也可能有沿斜面向上的摩擦力，則A對(duì)B的摩擦力可能沿斜面向下，與位移的夾角為銳角，對(duì)B做正功，故B正確． C、A受的支持力垂直于斜面，與位移的夾角為銳角，對(duì)A做正功，故C正確． D、B受的壓力垂直于斜面向下，與位移成鈍角，對(duì)B做負(fù)功，故D錯(cuò)誤． 故選：BC 【分析】對(duì)物體受力分析及運(yùn)動(dòng)過程分析，根據(jù)力和位移的夾角，分析各力做功情況． 12.【答案】A,C,D 【解析】【解答】解：A、物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體受到的合外力為零，所以合外力做功為零，故A正確； B、自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，重力方向向下，位移向下，所以重力做正功，不為零，故B錯(cuò)誤； C、物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，水平面對(duì)物體的支持力與運(yùn)動(dòng)方向相互垂直；故支持力不做功，故C正確； D、人提著水桶在水平的路上行走，拉力方向與位移方向垂直，故拉力不做功，故D正確． 故選：ACD． 【分析】本題要抓住做功的兩個(gè)必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離；二者缺一不可． 三、填空題 13.【答案】20；0；﹣30；20 【解析】【解答】解：物體受力如圖所示， 支持力FN與位移垂直，支持力不做功，WFN=0； 拉力的功WF=Fl=102=20J； 重力的功：WG=mgh=mglsin30=31020.5=30J； 摩擦力的功：Wf=﹣μmglcos30=﹣ 3102 =﹣30J； 合力的功W=WFN+WF+WG+Wf=0+20+30+（﹣30）=20J； 故答案為：20，0，﹣30，20 【分析】求出各力，然后由功的計(jì)算公式W=Flcosα求出各力做功，最后求出合力對(duì)物體做功 14.【答案】150 【解析】【解答】如圖所示，設(shè)拉力的作用點(diǎn)為A，則該作用點(diǎn)的位移為 s＝2s物cos 30＝21cos 30m＝ m，所以人的拉力所做的功為W＝Fscos 30＝100 cos 30 J＝150 J. 【分析】此題屬于典型題型，需引起重視，答題時(shí)需要注意的是力的作用下的位移并不是物體的位移而是力的作用點(diǎn)發(fā)生的位移，所以需先找準(zhǔn)作用點(diǎn)，再分析位移。 15.【答案】100 【解析】【解答】小車在粗糙的水平面上前進(jìn)了5.0m過程中，推力做功為W=Fs=20N5m =100J，撤去推力，小車由于慣性繼續(xù)向前動(dòng)，推力不做功，所以在上述小車前進(jìn)7m的過程中，做的總功為100J. 【分析】功等于力乘以力的方向上發(fā)生的位移，而位移指的是力存在的過程中在力的方向上發(fā)生的位移，需引起注意。 四、解答題 16.【答案】解：方法一：以物體為研究對(duì)象受力分析如圖. 物體受重力mg、摩擦力Ff、支持力FN ， FN＝mgcos θ， Ff＝μmgcos θ. 物體的位移l＝ ， 根據(jù)功的公式可求得 WG＝mglcos（90－θ）＝mgh＝4.0102.0 J＝80 J， WFN＝0， WFf＝－Ffl＝－μmgcos θ ＝－0.24.0102.0 J＝－12 J. W合＝WG＋WFN＋WFf＝80 J＋0－12 J＝68 J. 方法二：求合外力做的功也可以先求合外力，再求合力的功. F合＝mgsin θ－Ff ， W合＝F合l＝（mgsin θ－μmgcos θ）l ＝（4.0100.8－0.24.0100.6） J ＝68 J. 【解析】【分析】此題較為簡(jiǎn)單，考查對(duì)做功公式的使用，功等于力乘以在力的方向上發(fā)生的位移，當(dāng)力的方向與位移的方向垂直時(shí)，力不對(duì)物體做功；物體所受合外力做的總功等于物體所受各個(gè)力做功之和。 五、綜合題 17.【答案】（1）解：拉力F對(duì)小車做的功：W=FScosα=5N2mcos37=8J （2）解：阻力做的功為Wf=﹣f?s=﹣3N2m=﹣6J． 故小車克服阻力做功為6J （3）解：根據(jù)動(dòng)能定理，小車的動(dòng)能增加了△Ek=W+Wf=8﹣6=2J 【解析】【分析】由于拉力和摩擦力的大小方向都不變，所以可根據(jù)恒力做功公式W=FScosθ求解拉力做的功，根據(jù)W=fx求出阻力做的功；由動(dòng)能定理求出小車動(dòng)能的增加量．