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2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第2講 功和能題組訓(xùn)練 魯科版必修2 [時(shí)間：60分鐘] 題組一　對機(jī)械功原理的理解 1．關(guān)于功的原理，下列說法中正確的是(　　) A．如果考慮摩擦和機(jī)械自身的重力，功的原理就不適用了 B．如果一個(gè)機(jī)械省力，另一個(gè)機(jī)械省距離，把這兩個(gè)機(jī)械組合起來的裝置可以既省力又省距離 C．實(shí)際中，利用機(jī)械所做的功，一定大于不用機(jī)械直接用手做的功 D．有的機(jī)械既能省力同時(shí)又省距離 2．同一個(gè)物體G，分別沿光滑斜面BA、CA勻速提升，如圖1所示．若沿斜面拉動(dòng)的力分別為FB、FC.各過程中拉力做功分別為WB、WC，則它們的大小關(guān)系正確的是(　　) 圖1 A．WB＞W(wǎng)C，F(xiàn)B＜FC B．WB＝WC，F(xiàn)B＜FC C．WB＞W(wǎng)C，F(xiàn)B＝FC D．WB＝WC，F(xiàn)B＝FC 3．在第2題情景中，若斜面不光滑，將同一物體分別沿粗糙斜面BA、CA勻速推上，如圖1所示，則兩過程中推力做的功WB′、WC′，克服摩擦力做的功WfB、WfC的大小關(guān)系為(　　) A．WB′＝WC′　WfB＝WfC B．WB′＞W(wǎng)C′　WfB＞W(wǎng)fC C．WB′＝WC′　WfB＞W(wǎng)fC D．WB′＞W(wǎng)C′　WfB＝WfC 4．用如圖2所示的甲、乙兩種裝置，將同一物體提升1 m，如果不計(jì)摩擦，那么拉力F所做的總功相比較(　　) 圖2 A．甲多 B．乙多 C．一樣多 D．不能比較 5．在不計(jì)摩擦和滑輪組重力的情況下，如果把一重物沿斜面推上卡車做的功為W1，用滑輪組做的功為W2，人用力直接搬上卡車做的功為W3，則(　　) A．W1＝W2＝W3 B．W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3 C．W1＜W2＜W3 D．W3＞W(wǎng)1＞W(wǎng)2 題組二　對做功和能的轉(zhuǎn)化的理解 6．關(guān)于功和能的聯(lián)系與區(qū)別，下列說法中正確的是(　　) A．功就是能，所以它們具有相同的單位 B．功是能量的量度 C．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，所以它們具有相同的單位 D．能量是功的量度 7．一個(gè)物體在光滑的水平面上勻速滑行，則(　　) A．這個(gè)物體沒有能 B．這個(gè)物體的能量不發(fā)生變化 C．這個(gè)物體沒有對外做功 D．以上說法均不對 8．某人用同樣的水平力沿光滑水平面和粗糙水平面推動(dòng)一輛相同的小車，都使它移動(dòng)相同的距離，兩種情況下推力做功分別為W1和W2，小車最終獲得的能量分別為E1、E2，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．W1＝W2，E1＝E2 B．W1≠W2，E1≠E2 C．W1＝W2，E1≠E2 D．W1≠W2，E1＝E2 題組三　綜合應(yīng)用 9．運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為150 kg的杠鈴舉高2 m．則(g取10m/s2)： (1)運(yùn)動(dòng)員做了多少功？ (2)有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的重力勢能？ 10．用杠桿撬石頭，若加在杠桿上的動(dòng)力是200 N，杠桿在動(dòng)力方向上移動(dòng)的距離是50 cm，則： (1)動(dòng)力做的功是多少？ (2)杠桿克服阻力做的功是多少？ 11．一條水平傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng)，將一個(gè)質(zhì)量為m＝20 kg的貨物無初速度地放在傳送帶上，貨物從放上到跟傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過的時(shí)間是0.8 s，滑行距離是1.2 m，(取g＝10 m/s2)求： (1)貨物與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的值； (2)這個(gè)過程中，動(dòng)力對傳送帶做的功是多少？ 12.如圖3所示，用滑輪組提升一質(zhì)量為m＝20 kg的物體，若勻速升高h(yuǎn)＝3 m，不計(jì)滑輪的質(zhì)量和一切摩擦，則力F做多少功？若直接用手把物體勻速提高3 m，人做功為多少？比較以上兩種情況得到什么結(jié)論？(g＝10 m/s2) 圖3 13．如圖4所示，斜面長5 m，高3 m，傾角θ為37，一工人現(xiàn)借用這一斜面用力F把質(zhì)量為25 kg的木箱勻速推到斜面頂端，木箱與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，(g＝10 m/s2)求： 圖4 (1)這一過程中人所做的總功； (2)克服阻力所做的功； (3)克服阻力所做的有用功； (4)克服額外阻力所做的額外功． 答案精析 第2講　功和能 1．C　[功的原理是一個(gè)普遍原理，不僅適用于理想機(jī)械，也適用于非理想機(jī)械，如果考慮摩擦和機(jī)械自身的重力，功的原理仍是適用的，故A錯(cuò)誤．既省力又省距離的機(jī)械是不存在的，故B、D錯(cuò)誤．實(shí)際中，利用機(jī)械所做的功，由于要克服摩擦和機(jī)械自身重力做功，因此利用機(jī)械所做的功一定大于不用機(jī)械而直接用手做的功，故C正確．] 2．B　[根據(jù)功的原理知任何機(jī)械都不省功，則WB＝WC，又由FL＝Gh，得F＝G，故FB＜FC，B正確．] 3．B　[Wf＝μmgcos θL＝μmgs，s為斜面底邊長，所以WfB＞W(wǎng)fC. 因?yàn)橥屏ψ龅墓等于克服重力做的功和克服摩擦力做的功之和，故WB′＞W(wǎng)C′，所以B項(xiàng)正確．] 4．B　[題圖乙中要克服動(dòng)滑輪重力做功，故兩種情況下乙做功多．] 5．A　[如果不計(jì)摩擦和滑輪組的重力，根據(jù)機(jī)械功的原理，W1和W2等于不用斜面或滑輪組而由人直接搬上卡車做的功W3.] 6．C　[功和能的單位相同，都是焦耳，但不能說功就是能，功和能是兩個(gè)不同的概念．功是過程量，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，因此功是能量轉(zhuǎn)化的量度，但不能說功是能量的量度，所以選項(xiàng)C正確．] 7．BC　[不同形式的能之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的，物體不做功，并不能說明物體沒有能．] 8．C　[因W＝Fscos α，由題意可知F、s、α均相同，所以W1＝W2，因?yàn)楣κ悄芰哭D(zhuǎn)化的量度，在光滑水平面上，W1＝E1，在粗糙水平面上，W2＝E2＋Q，人的化學(xué)能一部分轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，另一部分轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，所以E1＞E2.選項(xiàng)C正確．] 9．(1)3103 J　(2)3103 J 解析　(1)運(yùn)動(dòng)員克服重力做的功： W＝mgh＝150102 J＝3103 J. (2)因?yàn)楦茆彽闹亓菽苁怯捎谌俗龉Ⅲw內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化而來，由功能關(guān)系可得，有3103 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的重力勢能． 10．(1)100 J　(2)100 J 解析　(1)W動(dòng)＝2000.5 J＝100 J. (2)W阻＝W動(dòng)＝100 J. 11．(1)0.375　(2)180 J 解析　(1)貨物剛放到傳送帶上時(shí)滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生加速度，做勻加速運(yùn)動(dòng)，即μmg＝ma① 貨物做勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的位移s1＝at2② 由①②式代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.375. (2)上述過程中，因傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)它的速度為v， 則v＝at③ 對傳送帶來說它受的動(dòng)力F和摩擦力f是平衡的，即 F＝f＝μmg＝75 N④ 此過程中傳送帶的位移為s2＝vt⑤ 由①③⑤并代入數(shù)據(jù)解得s2＝2.4 m. 則動(dòng)力對傳送帶做的功是W＝Fs2＝180 J. 12．600 J　600 J　結(jié)論見解析 解析　不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦?xí)rF＝mg，F(xiàn)作用點(diǎn)的位移s＝3h，則力F做功 W＝Fs＝mg3h＝mgh＝20103 J＝600 J W人＝WG＝mgh＝20103 J＝600 J 由此可以看出，使用機(jī)械與直接用手所做的功是相等的．但是使用機(jī)械可以省力但費(fèi)位移． 13．(1)950 J　(2)950 J　(3)750 J　(4)200 J 解析　(1)由于木箱是勻速運(yùn)動(dòng)，推力F大小即等于斜面對木箱的摩擦力和重力沿斜面向下分力之和，即 F＝mgsin θ＋μmgcos θ＝mg(sin θ＋μcos θ)＝190 N W總＝Fs＝1905 J＝950 J. (2)由功的原理 WF＝W阻＝W總＝950 J. (3)W有用＝mgh＝2503 J＝750 J. (4)W額外＝μmgcos θs＝0.22505 J＝200 J.