2020年高中物理课时训练(新人教必修二)7.2《功》4.docx

第1节　追寻守恒量——能量
第2节　功

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学问点
题号
1.能量
1
2.功的理解
2、7
3.恒力做功的计算
3、4、6
4.变力做功的计算
5
5.总功的计算
9、10
6.摩擦力做功
8、11

巩固基础
1.在伽利略的斜面试验的过程中,小球停下来的高度h2与它动身时的高度h1相同,我们把这一事实说成是“有某一量守恒”,下列说法中正确的是(　D　)
A.小球运动过程中速度是守恒的
B.小球运动过程中高度是守恒的
C.小球运动过程中动能是守恒的
D.小球运动过程中能量是守恒的
解析:伽利略的斜面试验中高度、速度、动能都随时间变化,唯一不变的是能量.
2.如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新对提包的拉力没有做功的是(　B　)

解析:依据功的概念及功的两个因素可知,只有同时满足有力及在力的方向上有位移两个条件时,力对物体才做功,选项A、C、D做功,选项B没有做功,选B.
3.争辩力F在下列几种状况下做功的多少(　C　)
①用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s
②用水平推力F推质量是2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s
③斜面倾角为θ,用与斜面平行的推力F,推一个质量为2m的物体沿光滑斜面对上推动了s
A.③做功最多 B.②做功最多
C.做功相等 D.不能确定
解析:依据功的公式W=Flcos α可知,在α=0°的状况下,功W只与力F和位移l有关,比较①、②、③三种状况可知,力F做的功W三种状况相等,故答案为C.
4.一物块置于水平地面上,在10 N的水平拉力作用下向前移动了5 m,撤去外力后又向前滑行了3 m.在此过程中,拉力所做的功为(　C　)
A.20 J B.30 J C.50 J D.80 J
解析:公式W=Flcos α中的l·cos α为物体在力F方向上发生的位移,此题中α=0°,l=5 m,将其代入公式得W=10×5×cos 0° J=50 J,答案为C.
功是一个过程量,分析功时肯定要明确是哪个力在哪个物理过程中做的功.
5.以肯定的速度竖直向上抛出一小球,小球上升的最大高度为h,空气的阻力大小恒为F,则从抛出至落回动身点的过程中,空气阻力对小球做的功为(　C　)
A.0 B.-Fh
C.-2Fh D.-4Fh
解析:从全过程看,空气的阻力为变力,但将整个过程分为两个阶段:上升阶段和下落阶段,小球在每个阶段受到的阻力都是恒力,且总是跟小球运动的方向相反,空气阻力对小球总是做负功.全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做的功的代数和,即W=W上+W下=(-Fh)+(-Fh)=-2Fh.
在利用功的公式求解变力做功时,应设法将变力做功转化为恒力做功来处理.
6.(2022年郑州高一检测)一个质量是5 kg的物体被人用手匀加速向上托高1 m,g=10 m/s2,下列说法中正确的是(　CD　)
A.手对物体做功50 J
B.合力对物体做功0 J
C.物体克服重力做功50 J
D.手对物体做正功,且大于50 J
解析:物体向上做匀加速运动,手对物体的作用力F>mg=50 N且为恒力,故手对物体做的功W1=F×h>mg×h=50 J.选项A、B错误,选项D正确;重力做功W2=-mgh=-50 J,选项C正确.
7.关于一对作用力和反作用力做的功,下列说法中正确的是(　B　)
A.假如其中一个力做正功,则另一个力必做负功
B.一对作用力与反作用力做功可能都为零
C.这两个力肯定同时都做正功或同时都做负功
D.一对作用力与反作用力做功的代数和必为零
解析:一对作用力和反作用力虽然大小相等,方向相反,但它们的位移关系不确定,故这对力做的功的关系也不确定.选项B正确,选项A、C、D错误.
8.关于摩擦力对物体做功,下列说法中正确的是(　BC　)
A.滑动摩擦力总是做负功
B.滑动摩擦力可能做负功,可能做正功,也可能不做功
C.静摩擦力对物体可能做负功
D.静摩擦力对物体总是做正功或不做功
解析:力对物体做正功还是做负功不是由力的性质打算的,而是由力的方向与物体相对于地面的位移的方向之间的夹角打算的.滑动摩擦力和静摩擦力的方向既可以与物体相对于地面的运动方向相反,也可以相同,还可以是垂直的.因此,滑动摩擦力和静摩擦力都可能做负功,也可能做正功,还可能不做功.故选项A、D均错误,选项B、C均正确.
9.物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图所示,下列表述中正确的是(　A　)

A.在0~1 s内,合外力做正功
B.在0~2 s内,合外力总是做负功
C.在1~2 s内,合外力不做功
D.在0~3 s内,合外力总是做正功
解析:依据vt图象,0~1 s内,物体做匀加速运动,所以合外力方向与运动方向相同,合外力做正功;1 s~3 s内,物体做匀减速运动,所以合外力方向与运动方向相反,合外力做负功,因此0~3 s内合外力先做正功后做负功,故只有选项A正确.
提升力量

10.如图所示,一个质量m=2 kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上的拉力F=10 N的作用,在水平地面上移动的距离x=2 m,物体与地面间的动摩擦因数为0.5.求:
(1)拉力F对物体所做的功;
(2)摩擦力Ff对物体所做的功;
(3)外力对物体所做的总功.
解析:(1)拉力对物体所做的功为
W1=Fxcos 37°=10×2×0.8 J=16 J
(2)摩擦力大小为
Ff=μFN=μ(mg-Fsin 37°)
=0.5×(2×10-10×0.6)N=7N
摩擦力对物体所做的功为
W2=Ffxcos 180°=7×2×(-1)J=-14 J
(3)外力对物体所做的总功为
W=W1+W2=16 J-14 J=2 J
也可先求出合力,再求合力做的总功.
F合=F·cos 37°-μ(mg-F·sin 37°)=1 N
W=F合xcos α=1×2×1 J=2 J.
答案:(1)16 J　(2)-14 J　(3)2 J
可见合力对物体做的功等于各个外力对物体做功的代数和,因此,求总功可以有两种计算方法,所得结果是相同的.
11.(2022年兰州高一检测)质量为M的长木板放在光滑的水平面上(如图所示),一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点,在木板上前进了L,而木板前进了x.若滑块与木板间的动摩擦因数为μ,问:

(1)摩擦力对滑块所做的功为多少?
(2)摩擦力对木板所做的功为多少?
解析:(1)滑块的受力状况如图(1)所示,摩擦力对滑块所做的功为:Wm=-μmg(x+L).
(2)木板的受力状况如图(2)所示,摩擦力对木板所做的功为:WM=μmgx.

答案:(1)-μmg(x+L)　(2)μmgx
(1)一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零,而一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和不肯定为零.
(2)要留意滑块的位移是对地的位移.