鲁科版高一物理必修第二册(2019版)_《机械功》精品练习1

1.1机械功
一、单选题
1．用40N 的水平力，在水平地面上拉车行走5m ，那么，拉力对车做的功是(
)
A ．2000J
B ．100J
C ．1000J
D ．200J
【答案】D
【解析】力对车做的功405J 200J W FS ==⨯=，选项D 正确，ABC 错误。

故选D 。

2．图甲为一女士站立在台阶式(台阶水平)自动扶梯上正在匀速上楼，图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼.下列关于两人受到的力做功判断正确的是( )
A ．甲图中支持力对人不做功
B ．甲图中摩擦力对人做负功
C ．乙图中支持力对人不做功
D ．乙图中摩擦力对人做负功 【答案】C
【解析】甲图中，人匀速上楼，支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，人不受静摩擦力，摩擦力不做功，故AB 错误．乙图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故C 正确，D 错误．故选C.
3.如图所示，货物放在自动扶梯的水平台阶上，随扶梯一起向斜上方做匀速直线运动，下列说法正确的是（）
A ．重力对货物做正功
B．摩擦力对货物做正功
C．支持力对货物做正功
D．合外力对货物做正功
【答案】C
【解析】对货物受力分析，受到重力和水平台阶对货物竖直向上的支持力，由于随扶梯一起向斜上方做匀速直线运动，根据平衡条件可得水平台阶对货物没有摩擦力，合外力为零，所以重力对货物做负功，支持力对货物做正功，合外力对货物做不做功，故选项C正确，A、B、D错误。

4.如图所示，一个物体由静止开始，从A点出发分别经三个粗糙斜面下滑到同一
水平面上的C
1、C
2
、C
3
处。

则下列说法正确的是（）
A．物体到达C
3
处重力做功最多
B．物体到达C
2
处重力做功最多
C．物体到达C
1
处重力做功最多
D．物体到达C
1、C
2
、C
3
处重力做功相等
【答案】D
【解析】重力做功与路径无关，只与初末两态的高度差有关，由于三个斜面上对应的高度差相同，因此下滑过程中重力做功相同，故ABC错误，D正确。

故选D。

5.关于摩擦力做功问题，下列叙述中正确的是( )
A．摩擦力总是阻力，故只能做负功
B．摩擦力可能做正功也可能做负功
C．静摩擦力出现的地方物体间无相对位移，故肯定不做功
D．滑动摩擦力对两个相互作用的物体大小相等，方向相反，故对两个物体所做的功大小相同，正负相反
【答案】B
【解析】恒力做功的表达式W=FScosα，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故A错误，B正确；恒力做
功的表达式W=FScosα，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故C错误；滑动摩擦力是作用在两个物体上的力，但两物体的位移不可能相同；故滑动摩擦力对两个物体所做的功不一定大小相等，方向相反；故D错误；故选B。

6.如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向上的拉力F
的作用下沿水平面移动了距离s，若物体的质量为m，物体与水平面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中（）
A．摩擦力做的功为fsB．力F做的功为Fscosθ
C．力F做的功为FssinθD．重力做的功为mgs
【答案】C
【解析】试题分析：摩擦力方向水平向左，位移水平向右，故W f=−fs，A错误；力F所做的功为W F=Fsinθ⋅s=Fssinθ，B错误C正确；因为在竖直方向上没有发生位移，所以重力做功为零，D错误
7.如图所示，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止。

关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功的情况正确的是（）
A．摩擦力对重物不做功
B．摩擦力对重物做负功
C．支持力对重物不做功
D．重力对重物做正功
【答案】A
【解析】物块受到重力、支持力和摩擦力的作用，处于平衡状态，在缓慢上升的过程中，位移方向向上，重力对物块做了负功，物块在上升的过程中，物块相对于木板并没有滑动，所以物块受到的摩擦力对物块做的功为零，由于重力对物块
做了负功，摩擦力对物块不做功，根据动能定理可以知道，支持力对物块做正功.故选A.
二、多选题
8.如图所示，物体放在粗糙的水平桌面上，当对它施加如图甲所示的拉力F，使它由静止发生位移s，对它施加如图乙所示的拉力F，使它由静止发生位移s，F 与水平方向夹角均为α，则关于做功的下述说法中正确的是( )
A．图乙中F做功多
B．两图中F做功一样多
C．图乙中克服摩擦力做功多
D．甲、乙中克服摩擦力做功相同
【答案】BC
【解析】根据功的公式，可以知道拉力F对物体做功的情况，对物体进行受力分析，判断两者摩擦力的大小，进而判断克服摩擦力做功多少．
由W=Fxcosα知，恒力F对两种情况下做功一样多，即W A=W B，故A错误，B 正确；根据题意可知，物体B对地面的压力大于物体A对地面的压力，所以B 受到的滑动摩擦力比A受到的摩擦力大，则图B中克服摩擦力做功多，故C正确，D错误。

故选BC。

9.如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（）
A．一直不做功
B．一直做正功
C ．一定指向大圆环圆心
D ．可能背离大圆环圆心 【答案】AD
【解析】大圆环光滑，则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向，与速度方向垂直，故大圆环对小环的作用力一直不做功，选项A 正确，B 错误；开始时大圆环对小环的作用力背离圆心，最后指向圆心，故C 错误，D 正确；故选AD ． 10.如图甲，质量为2kg 的物体在水平恒力F 作用下沿粗糙的水平面运动，1s 后撤掉恒力F ，其运动的v －t 图象如图乙，g ＝10m/s 2，下列说法正确的是
A ．在0～2s 内，合外力一直做正功
B ．在0～1s 内，恒力F 做的功为150J
C ．在0～1s 内，合外力做的功为200J
D ．在0～3s 内，摩擦力做功为-150J 【答案】BD
【解析】0-1s 内，速度增加，根据动能定理知，合力做正功，1-3s 内，速度减小，根据动能定理知，合力做负功，故A 错误。

根据速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小a 1＝10m/s 2，匀减速运动的加速度大小a 2＝5m/s 2，根据牛顿第二定律得，阻力f=ma 2=2×5N=10N；F-f=ma 1；解得恒力F=f+ma 1=10+2×10N=30N，在0～1s 内的位移：x 1=1
2×1×10m =5m ，恒力F 做的功为W F =Fx 1=150J ，选项B 正确；0-1s 内，合外力做功W 合＝1
2mv 2−0＝1
2×2×100−0＝100J ，选项C 错误；在0～3s 内，物体的位移x 2=1
2×3×10m =15m ，摩擦力做功为W f =-fx 2=-150J ，故D 正确。

故选BD 。

三、填空题
11、质量10m kg 的行李箱放在水平地面上，行李箱与地面的动摩擦因数为
0.4μ=，用与水平成37θ=、斜向上的大小为50F N =的拉力拉动行李箱，使行李箱由静止开始沿水平地面运动，5s 后撤去拉
力．()2
10/,sin370.6,cos370.8g m s ===求：
()1撤去拉力瞬间行李箱的速度v ()2拉力做的功F W
()3全程摩擦力对行李箱所做的功．
【答案】16/2600m s J （），（），（3）-600J 【解析】()1对行李箱受力分析如图所示
设物体受摩擦力为f ，支持力为N ，则f N μ= 根据牛顿第二定律有： 水平方向有cos F f ma θ-= 竖直方向有sin N F mg θ+= 解得：21.2/a m s =
撤去拉力瞬间行李箱的速度 1.256/v at m s ==⨯=
()25s 内行李箱的位移65152
2
v x t m m ==⨯=
拉力做的功cos 50150.8600F W Fx J θ==⨯⨯=
()3设全程摩擦力对行李箱所做的功为f W ．
根据动能定理得0F f W W += 解得600f W J =-
12、一物体在水平面上沿直线运动，所受的水平拉力F 及速度v 随时间变化的关系如图中的甲和乙所示，求0～14s 内：
(1)拉力F 对物体所做的功； (2)摩擦力对物体所做的功． 【答案】(1)256J(2)－256J
【解析】（1）虽然F 是随时间变化的，但是在一段时间内是恒定的，所以可以用分段法求拉力F 对物体做的功．由v-t 图象可以看出，0～4s 内，s 1=0，故0～4s 内F 做的功W 1=0； 4～6s 内的位移s 2=
1
2
×8×2m=8m，拉力做的功W 2=F 2s 2=64J ； 6～12s 内物体的位移s 3=8×6m=48m，拉力做的功W 3=F 3s 3=192J ； 12～14s 内，F 4=0，W 4=0；
故拉力F 做的功W=W 1＋W 2＋W 3＋W 4=256J.
（2）6～12s 内，物体的加速度为零，此时受力平衡，即f=－F 3=－4N ；0～14s 内物体的位移：s′=
610
2
+×8m=64m，故摩擦力对物体做的功W′=fs′=－256J.。