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2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第1講 機(jī)械功題組訓(xùn)練 魯科版必修2 [時(shí)間：60分鐘] 題組一　功的概念及正、負(fù)功的判斷 1．下列說法正確的是(　　) A．－10 J的功大于＋5 J的功 B．功是標(biāo)量，正、負(fù)表示外力對(duì)物體做功還是物體克服外力做功 C．一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功，則說明這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng) D．功是矢量，正、負(fù)表示方向 2．一同學(xué)穿著旱冰鞋處于靜止?fàn)顟B(tài)，推一下豎直墻壁后有了向后的速度．關(guān)于該同學(xué)推墻的過程中，下列說法正確的是(　　) A．墻壁對(duì)該同學(xué)做正功 B．墻壁對(duì)該同學(xué)沒有做功 C．該同學(xué)對(duì)墻壁做正功 D．該同學(xué)對(duì)墻壁沒有做功 3．質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為θ的斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離L，如圖1所示．物體相對(duì)斜面靜止，則下列說法正確的是(　　) 圖1 A．重力對(duì)物體m做正功 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．支持力對(duì)物體m做正功 4.有一根輕繩拴了一個(gè)物體，如圖2所示，若整體以加速度a向下做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用在物體上的各力做功的情況是(　　) 圖2 A．重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做負(fù)功 B．重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做正功 C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 D．重力做負(fù)功，拉力做負(fù)功，合外力做正功 題組二　功的計(jì)算 5．如圖3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(　　) 圖3 A．支持力做功為mgl B．重力做功為mgl C．拉力做功為Flcos θ D．滑動(dòng)摩擦力做功為－μmgl 6．如圖4所示，一小孩和一大人都以水平的力勻速推動(dòng)相同的木箱在相同的路面走同樣的位移(推箱的速度大小如圖中所注)，比較此過程中兩人分別對(duì)木箱做功的多少(　　) 圖4 A．大人做的功多 B．小孩做的功多 C．大人和小孩做的功一樣多 D．條件不足，無法判斷 7．如圖所示，力F大小相等，物體沿水平面運(yùn)動(dòng)的位移l也相同，下列哪種情況F做功最少(　　) 8．兩個(gè)相互垂直的力F1和F2作用在同一物體上，使物體運(yùn)動(dòng)，如圖5所示，物體通過一段位移時(shí)，力F1對(duì)物體做功4 J，力F2對(duì)物體做功3 J，則力F1與F2的合力對(duì)物體做的功為(　　) 圖5 A．7 J B．2 J C．5 J D．3.5 J 9．如圖6所示，用恒定的拉力F拉置于光滑水平面上的質(zhì)量為m的物體，由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，拉力F斜向上與水平面夾角為θ＝60.如果要使拉力做的功變?yōu)樵瓉淼?倍，在其他條件不變的情況下，可以將(　　) 圖6 A．拉力變?yōu)?F B．時(shí)間變?yōu)?t C．物體質(zhì)量變?yōu)? D．拉力大小不變，但方向改為與水平面平行 10．如圖7所示，質(zhì)量為m的物體A靜止在傾角為θ的斜面體B上，斜面體B的質(zhì)量為M.現(xiàn)對(duì)該斜面體施加一個(gè)水平向左的推力F，使物體隨斜面體一起沿水平方向向左勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)的距離為l時(shí)，斜面體B對(duì)物體A所做的功為(　　) 圖7 A．Fl B．mglsin θcos θ C．mglsin θ D．0 題組三　綜合應(yīng)用 11．如圖8所示，一質(zhì)量m＝4 kg的物體，由高h(yuǎn)＝2 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，sin 53＝0.8，cos 53＝0.6) 圖8 12．(1)用起重機(jī)把質(zhì)量為200 kg的物體勻速提高了5 m，鋼繩的拉力做了多少功？重力做了多少功？克服重力做了多少功？這些力的總功是多少？(g＝10 m/s2) (2)若物體勻加速上升，加速度a＝2 m/s2，繩的拉力做了多少功？物體所受各力的總功是多少？ 答案精析 第1章　功和功率 第1講　機(jī)械功 1．ABC　[功是標(biāo)量，功的正負(fù)既不表示方向也不表示大小，而是表示力對(duì)物體起動(dòng)力作用(即力對(duì)物體做功)還是力對(duì)物體起阻力作用(即物體克服外力做功)．選項(xiàng)A、B、C正確．] 2．BD　[(1)先分析墻壁的受力及做功情況： (2)再分析人的受力及做功情況： ] 3．BCD　[物體的受力和位移如圖所示．支持力N與位移L的夾角α<90，故支持力做正功，D選項(xiàng)正確；重力與位移垂直，故重力不做功，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；摩擦力f與位移L的夾角大于90，故摩擦力做負(fù)功，C選項(xiàng)正確；物體做勻速運(yùn)動(dòng)，所受合力為零，合力不做功，故B選項(xiàng)正確．] 4．A　[重力與位移同向，做正功，拉力與位移反向做負(fù)功，由于做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以物體所受合力向上，與位移反向，做負(fù)功．] 5．C　[支持力和重力與位移垂直，不做功，A、B錯(cuò)誤；拉力和摩擦力分別做功為W＝Flcos θ，W＝－μ(mg－Fsin θ)l，C正確，D錯(cuò)誤．] 6．C　[因?yàn)槟鞠鋭蛩龠\(yùn)動(dòng)，小孩和大人所用的推力大小相等，又因?yàn)樗叩奈灰葡嗤宰龉σ粯佣?，C選項(xiàng)正確．] 7．D　[四種情況下，F(xiàn)、l都相同，由公式W＝Flcos α可知，cos α越小，力F做的功越少，D中cos α最小，故選D.] 8．A　[W1＝3 J，W2＝4 J，故合力的功為：W＝W1＋W2＝3 J＋4 J＝7 J，故選A.] 9．ABD　[本題要討論的是恒力做功的問題，所以選擇功的公式，要討論影響做功大小的因素的變化，比較快捷的思路是先寫出功的通式，再討論變化關(guān)系．位移 s＝at2＝t2，W＝Fscos 60＝t2， 當(dāng)F′＝2F時(shí)，W′＝4W， 當(dāng)時(shí)間變?yōu)?t時(shí)，W′＝4W； 當(dāng)m′＝m時(shí)，W′＝2W； 當(dāng)θ＝0時(shí)，W′＝4W，由此可知，C錯(cuò)，A、B、D對(duì)．] 10．D　[對(duì)物體A進(jìn)行受力分析，其受到重力mg、支持力N、靜摩擦力f，如圖所示，由于物體A做勻速運(yùn)動(dòng)，所以支持力N與靜摩擦力的合力即斜面體B對(duì)物體A的作用力豎直向上，而位移水平向左，所以斜面體B對(duì)物體A的作用力的方向與位移方向垂直，斜面體B對(duì)物體A所做的功為0，D正確．] 11．見解析 解析　以物體為研究對(duì)象受力分析如圖． 物體受重力mg、摩擦力f、支持力N， N＝mgcos θ， f＝μmgcos θ. 物體的位移l＝， 根據(jù)功的公式可求得 WG＝mgh＝4102 J＝80 J， WN＝0， Wf＝－fl＝－μmgcos θ＝－0.24102 J＝－12 J. W合＝WG＋WN＋Wf＝80 J＋0－12 J＝68 J. 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－f， W合＝F合s＝(mgsin θ－μmgcos θ)s ＝(4100.8－0.24100.6) J ＝68 J. 12．(1)1.0104 J?。?.0104 J　1.0104 J　0 (2)1.2104 J　2103 J 解析　(1)物體勻速提升，由平衡條件： F＝G＝2.0103 N 鋼繩的拉力做功： WF＝Fh＝2.01035 J＝1.0104 J 重力做功：WG＝－mgh＝－2.01035 J ＝－1.0104 J 物體克服重力做功1.0104 J 這些力所做的總功是：W總＝WF＋WG＝0 即：這些力所做的總功是0. (2)根據(jù)牛頓第二定律F－mg＝ma 所以F＝mg＋ma＝2 400 N WF＝Fh＝2 4005 J＝1.2104 J 各力做的總功也等于合外力做的功 W總＝mah＝2.0103 J.