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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 [時間：60分鐘] 題組一　對機械功原理的理解 1．關(guān)于功的原理，下列說法中正確的是(　　) A．如果考慮摩擦和機械自身的重力，功的原理就不適用了 B．如果一個機械省力，另一個機械省距離，把這兩個機械組合起來的裝置可以既省力又省距離 C．實際中，利用機械所做的功，一定大于不用機械直接用手做的功 D．有的機械既能省力同時又省距離 2．同一個物體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 7．一個物體在光滑的水平面上勻速滑行，則(　　) A．這個物體沒有能 B．這個物體的能量不發(fā)生變化 C．這個物體沒有對外做功 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一輛相同的小車，都使它移動相同的距離，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．運動員將質(zhì)量為150 kg的杠鈴舉高2 m．則(g取10m/s2)： (1)運動員做了多少功？ (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，若加在杠桿上的動力是200 N，杠桿在動力方向上移動的距離是50 cm，則： (1)動力做的功是多少？ (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動，將一個質(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動，經(jīng)過的時間是0.8 s，滑行距離是1.2 m，(取g＝10 m/s2)求： (1)貨物與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ的值； (2)這個過程中，動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＝3 m，不計滑輪的質(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　[功的原理是一個普遍原理，不僅適用于理想機械，也適用于非理想機械，如果考慮摩擦和機械自身的重力，功的原理仍是適用的，故A錯誤．既省力又省距離的機械是不存在的，故B、D錯誤．實際中，利用機械所做的功，由于要克服摩擦和機械自身重力做功，因此利用機械所做的功一定大于不用機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. 因為推力做的功W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項正確．] 4．B　[題圖乙中要克服動滑輪重力做功，故兩種情況下乙做功多．] 5．A　[如果不計摩擦和滑輪組的重力，根據(jù)機械功的原理，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C正確．] 7．BC　[不同形式的能之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(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，因為功是能量轉(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)化為物體的動能，另一部分轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，所以E1＞E2.選項C正確．] 9．(1)3103 J　(2)3103 J 解析　(1)運動員克服重力做的功： W＝mgh＝150102 J＝3103 J. (2)因為杠鈴的重力勢能是由于人做功將體內(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＝2000.5 J＝100 J. (2)W阻＝W動＝100 J. 11．(1)0.375　(2)180 J 解析　(1)貨物剛放到傳送帶上時滑動摩擦力產(chǎn)生加速度，做勻加速運動，即μmg＝ma① 貨物做勻加速運動經(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動，設(shè)它的速度為v， 則v＝at③ 對傳送帶來說它受的動力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　不計滑輪質(zhì)量及摩擦?xí)rF＝mg，F(xiàn)作用點的位移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，使用機械與直接用手所做的功是相等的．但是使用機械可以省力但費位移． 13．(1)950 J　(2)950 J　(3)750 J　(4)200 J 解析　(1)由于木箱是勻速運動，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.