2020-2021学年高一物理(人教版必修2)第七章习题课当堂检测训练-含答案.docx

1.如图所示，某力F＝10 N作用于半径R＝1 m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向全都，则转动一周这个力F做的总功应为(　　)
A．0 J　　　　　　　　　 B．20π J
C．10 J D．20 J
解析：选B.把圆周分成无限个小元段，每个小元段可认为与力在同始终线上，故ΔW＝FΔl，则转一周中各个小元段做功的代数和为W＝F×2πR＝10×2π J＝20π J，故B正确．
2.在水平面上，有一弯曲的槽道AB，槽道由半径分别为R/2和R的两个半圆构成，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点，若拉力F的方向时刻与小球运动方向全都，则此过程中拉力所做的功为(　　)
A．零 B．FR
C.πFR D．2πFR
解析：选C.虽然拉力方向时刻转变，为变力，但力与运动方向始终全都，用微元法，在很小的一段位移内可以将F看成恒力，小球的路程为πR＋π，则拉力做的功为πFR.
3．静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F的作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时拉力F做的功为(　　)

甲　　　　　　　　　乙　　　
A．0 B.Fmx0
C.Fmx0 D.x
解析：选C.由于水平面光滑，所以拉力F即为合外力，F随位移x的变化图象包围的面积即为F做的功，即W＝F＝x＝Fmx0.
4．以确定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为Ff，则从抛出点至落回到原动身点的过程中，空气阻力对小球做的功为(　　)
A．0 B．－Ffh
C．－2Ffh D．－4Ffh
解析：选C.上升阶段，空气阻力做功W1＝－Ffh
下落阶段，空气阻力做功W2＝－Ffh
故整个过程中，空气阻力做功W＝W1＋W2＝－2Ffh.
5.如图所示，放在固定斜面上的物体，右端与劲度系数为k的轻质弹簧相连．手以沿斜面对上的力拉弹簧的右端，作用点移动10 cm时物体开头滑动，连续缓慢拉弹簧，求当物体位移为0.4 m时手的拉力所做的功．(k＝400 N/m)
解析：整个过程分两段来分析．第一段，力随位移按线性变化，物体刚被拉动时F＝kx1，按平均力求功；其次段拉力恒为F，可直接用功的定义式求解．
依据题意可得
W＝x1＋Fx2＝kx21＋kx1x2
＝ J＝18 J.
答案：18 J
6．用质量为5 kg的质地均匀的铁索从10 m深的井中吊起一质量为20 kg的物体，在这个过程中至少要做多少功？(g取10 m/s2)
解析：作用在物体和铁索上的力至少应等于物体和铁索的重力，但在拉吊过程中，铁索长度渐渐缩短，因此，拉力也在渐渐减小，即拉力是一个随距离变化而变化的量，以物体在井底开头算起，我们可以写出拉力随物体上升距离h变化的关系：F＝(M＋m)g－＝250－5h(0≤h≤10)．
由此可知，拉力的F­h图象如图所示：

拉力做功可用图中的梯形面积表示，即：
W＝×10 J＝2 250 J.
答案：2 250 J
7．如图所示，摆球质量为m，悬线的长为l，把悬线拉到水平位置后放手，设在摆球运动过程中空气阻力Ff的大小不变，求摆球从A运动到竖直位置B时，重力mg、绳的拉力FT、空气阻力Ff各做了多少功？
解析：由于拉力FT在运动过程中，始终与运动方向垂直， 故不做功，即WFT＝0.
重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影OB，且OB＝l，所以WG＝mgl.空气阻力虽然大小不变，但方向不断转变，且任意时刻都与运动方向相反，即沿圆弧的切线方向，因此属于变力做功问题，假如将
分成很多小弧段，使每一小段弧小到可以看成直线，在每一小段弧上Ff的大小、方向可以认为不变(即为恒力)，如图所示．因此Ff所做的总功等于每一小段弧上Ff所做功的代数和．
即WFf＝－(FfΔl1＋FfΔl2＋…)＝－Ffπl.
故重力mg做的功为mgl，绳子拉力FT做的功为零，空气阻力Ff做的功为－Ffπl.
答案：mgl　0　－Ffπl

8．(2022·温州高一检测)如图所示，一辆拖车通过定滑轮将一重物G匀速提升，当拖车从A点水平移动到B点时，位移为s，绳子由竖直变为与竖直方向成θ的角度，求此过程中拖车对绳子所做的功．
解析：拖车对绳子做的功等于绳子对重物做的功．
以重物为争辩对象，由于整个过程中重物匀速运动．
所以绳子的拉力：FT＝G.
重物上升的距离等于滑轮右侧后来的绳长OB减去开头时的绳长OA
l＝－＝
所以绳子对重物做功：
W＝Gl＝G
拖车对绳子做功等于绳子对重物做功，等于G.
答案：G