高一物理下册课时达标演练检测12.doc

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课时提升作业(十二)
追寻守恒量——能量　功

一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)
1.(多选)(2014·济南高一检测)以下关于功和能的说法正确的是(　　)
A.功是矢量,能是标量
B.功和能都是标量
C.功是能量转化的量度
D.因为功和能的单位都是焦耳,所以功就是能
【解析】选B、C。功和能都没有方向,都是标量,A错,B对。功与能只是单位相同,两者是不同的概念。做功必然伴随着能量的改变,能量改变的多少可以由做功多少来量度,C对,D错。
2.如图小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力(　　)

A.垂直于接触面,做功为零
B.垂直于接触面,做功不为零
C.不垂直于接触面,做功为零
D.不垂直于接触面,做功不为零
【解析】选B。小物块下滑的过程中,斜面向右运动,所以小物块沿斜面向下运动的同时会向右运动,它的位移如图中虚线所示。小物块受支持力的作用,方向是垂直斜面向上的,小物块的运动方向与力的方向不垂直,支持力做功,故B正确。
【总结提升】三种不做功的情况
(1)物体运动发生了位移,但没有受到力的作用。例如,物体在光滑水平面上做匀速运动,摩擦力(为零)不做功。
(2)物体受到力的作用,物体运动但沿力的方向没有位移。例如,将物体竖直上抛,物体上升又落回到抛出点的整个过程,重力不做功。
(3)物体受到了力的作用,也发生了位移,但物体受到的力始终与物体的位移方向垂直。例如,物体在光滑水平面上做匀速运动,支持力、重力不做功。
3.人以20 N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m,人放手后,小车又前进了2.0 m才停下来,则小车在运动过程中,人的推力所做的功为(　　)
A.100 J B.140 J C.60 J D.无法确定
【解析】选A。在力作用的这段时间内,小车的位移为5.0 m,所以W=Fl=20×5J=100J,选项A正确。
4.(2014·盐城高一检测)如图,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100m,那么下列说法正确的是(　　)
A.摩擦力对轮胎做了负功　 B.重力对轮胎做了正功
C.拉力对轮胎不做功 D.支持力对轮胎做了正功
【解析】选A。摩擦力方向与轮胎位移方向相反,摩擦力做负功,A项正确。重力和支持力的方向与轮胎位移方向垂直,不做功,B、D项错误。拉力方向与轮胎位移方向成锐角,做正功,C错误。
【变式训练】(2013·台州高一检测)如图,光滑的斜劈放在水平面上,斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球,当斜劈沿水平面向左匀加速运动(球与挡板间仍有弹力)的过程中,以下说法中正确的是(　　)
A.小球的重力做负功
B.斜面对球的弹力不做功
C.挡板对球的弹力做正功
D.小球受到的合力做正功
【解析】选D。小球的重力竖直向下,与位移方向垂直,故重力不做功,A错。斜面对小球的弹力垂直斜面向上,挡板对小球的弹力水平向右,而小球位移方向水平向左,所以斜面对小球的弹力做正功,挡板对小球的弹力做负功,B、C错。小球加速度方向向左,所以合外力方向向左,位移也向左,所以合外力做正功,故D正确。
5.(多选)(2013·宜春高一检测)如图所示,一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块,手持木板的另一端,使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转,则在物块相对于木板滑动前的过程中(　　)
A.重力做正功 B.摩擦力做负功
C.摩擦力不做功 D.支持力不做功
【解析】选A、C。重力与速度方向成锐角,重力做正功;摩擦力与速度方向垂直,摩擦力不做功;支持力与速度方向成钝角,支持力做负功。综上所述,A、C项正确。
二、非选择题(15分)
6.如图所示,在光滑水平面上,物体受两个相互垂直的大小分别为F1=3N和F2=4N的恒力,其合力在水平方向上,从静止开始运动10m,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=F1lcosθ1=3×10×J=18J
力F2做的功
W2=F2lcosθ2=4×10×J=32J
W1与W2的代数和
W=W1+W2=18J+32J=50J。
(2)F1与F2的合力F==N=5N
合力F做的功W′=Fl=5×10J=50J。
答案:(1)18J　32J　50J　(2)5N　50J

一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。多选题已在题号后标出)
1.(多选)(2013·琼海高一检测)质量为m的物体,在水平力F的作用下,在粗糙的水平面上运动,下列说法中正确的是(　　)
A.如果物体做匀速直线运动,F一定对物体做正功
B.如果物体做减速直线运动,F一定对物体做负功
C.如果物体做减速直线运动,F可能对物体做正功
D.如果物体做加速直线运动,F一定对物体做正功
【解析】选A、C、D。物体做匀速直线运动或加速直线运动时,F与位移的方向相同,F一定做正功,A、D正确;物体做减速直线运动时,F与速度的方向可能相同,也可能相反,故可能做正功或负功,故B错误,C正确。
【总结提升】正功与负功及不做功的判定:
(1)根据力和位移方向间的夹角判定(多用于恒力做功)。
①当F、l夹角为锐角时,F做正功。
②当F、l夹角为钝角时,F做负功。
③当F、l夹角为直角时,F不做功。
(2)根据力和速度方向间的夹角判定(多用于曲线运动)。
①当F、v夹角为锐角时,F做正功。
②当F、v夹角为钝角时,F做负功。
③当F、v夹角为直角时,F不做功。
2.起重机竖直吊起质量为m的重物加速上升,加速度是a,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功为(　　)
A.mgh　　B.mah　　C.m(g+a)h　　D.m(g-a)h
【解析】选C。根据牛顿第二定律得:F合=F-mg=ma,故起重机的拉力F=m(a+g)。上升h高度,起重机对货物拉力做功W=Fh=m(a+g)h,故选C。
【变式训练】如图所示,绳的一端通过滑轮沿与水平方向成θ角施一恒力F,使木块水平向右移动s距离,在此过程中,恒力F做功为(　　)
A.Fscosθ B.Fs(1+cosθ)
C.2Fs D.2Fscosθ
【解析】选B。绳子在F方向上运动的位移为x=s(1+cosθ),根据恒力做功公式得:W=Fx=Fs(1+cosθ),B正确。
3.英国的银石赛道是全世界汽车赛事最频繁的赛道之一,更是英国赛车工业的发源地。若赛道的单圈长度为l,质量为m的赛车在赛道上跑n圈,路面对汽车的阻力是车重的k倍,则汽车克服阻力做功等于(　　)
A.0　　　B.kmgl　　　C.kmgnl　　　D.-kmgnl
【解析】选C。汽车运动时,所受阻力始终与运动方向相反,所以汽车克服阻力做功等于阻力与汽车所跑路程的乘积,选项C正确。
4.在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动。当速度达到vm后,立即关闭发动机而滑行直到停止。v-t图线如图所示,汽车的牵引力大小为F1,摩擦力大小为F2。全过程中,牵引力做的功为W1,克服摩擦阻力做功为W2。以下有关F1、F2及W1、W2间关系的说法正确的是(　　)
①F1∶F2=1∶3 ②F1∶F2=4∶3
③W1∶W2=1∶1 ④W1∶W2=1∶3
A.②③　　　B.②④　　　C.①③　　　D.①④
【解析】选A。由v-t图线知,汽车在前后两阶段的加速度大小之比为a1∶a2=
1∶3。由于F1-F2=ma1,F2=ma2,所以F1∶F2=4∶3,②正确;汽车存在牵引力时前进的位移为x1,牵引力做的功W1=F1·x1,汽车整个过程前进的位移为x2,整个过程汽车克服摩擦力做功W2=F2·x2。又由v-t图线知x1∶x2=3∶4,故W1∶W2=1∶1,③正确。故选项A正确。
二、非选择题(本题共2小题,共22分)
5.(10分)放在倾角为37°的斜面上的物体,在水平恒力F=15N的作用下,沿斜面向上移动l=2m,恒力F对物体所做的功是多少?
【解析】由题意知恒力F对物体所做的功
W=Flcos37°=15×2×0.8J=24J
答案:24J
6.(12分)如图所示,一质量m=4.0kg的物体,由高h=2.0m,倾角θ=53°的固定斜面顶端滑到底端。物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2。(g取10m/s2)求:
(1)物体的重力做的功。
(2)物体所受外力对它做的总功。
【解题指南】外力对物体做的总功等于合外力做的功,也等于物体所有外力做功的代数和。
【解析】(1)物体从斜面顶端滑到底端的过程中,位移为:l==m=2.5m,
位移l与重力方向的夹角为90°-θ,
故重力做功:W1=mglcos(90°-θ)=80J

(2)物体受力如图所示,摩擦力为:
Ff=μmgcosθ=0.2×4.0×10×cos53°N=4.8N
故物体所受摩擦力做的功为:
W2=-Ffl=-4.8×2.5J=-12J
由于支持力与位移l垂直,故支持力不做功。
所以物体所受外力对它做的总功:W=W1+W2=68J。
答案:(1)80J　 (2)68 J
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