高中物理 第七章 2 功练习2高一2物理试题

点囤市安抚阳光实验学校2.功
基础巩固
1.关于功的概念,下列说法正确的是()
A.力对物体做功多,说明物体的位移一大
B.力对物体做功少,说明物体的受力一小
C.力对物体不做功,说明物体一无位移
D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确的
解析:功的大小是由力的大小及物体在力的方向上的位移大小共同决的,故选项A、B、C错误,D正确。

答案:D
2.物体受到两个互相垂直的作用力而运动。

已知力F1做功6 J,力F2做功8 J,则力F1、F2的合力对物体做功()
A.10 J
B.14 J
C.2 J
D.-2 J
解析:功是标量,合力对物体做的功于每个力对物体做功的代数和,故选项B正确。

答案:B
3.以一的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功
为()
A.0
B.-Fh
C.-2Fh
D.-4Fh
解析:物体在上升和下降过程中,空气阻力大小不变、方向改变,但都是阻碍物体运动,亦即上升过程和下降过程空气阻力都是做负功,所以全过程空气阻力
对物体做功为W F=W
W上
+W W
下
=−WW+(−WW)=−2WW。

答案:C
4.关于作用力与反作用力做功的关系,下列说法正确的是()
A.当作用力做正功时,反作用力一做负功
B.当作用力不做功时,反作用力也不做功
C.作用力和反作用力做的功一大小相,且两者的代数和为零
D.作用力做正功时,反作用力也可以做正功
解析:由功的公式W=Fl cosα可知W大小、正负取决于F、l、α,作用力、反作用力虽然大小相,方向相反,但两物体对地的位移大小、方向关系不确,故作用力、反作用力做功的关系不确,选项A、B、C错误,D正确。

答案:D
5.某人以20 N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上了5.0 m,放手后,小车又了2.0 m才停下来,则小车在运动过程中,人的推力所做的功为()
A.100 J
B.140 J
C.60 J
D.无法确
解析:计算功的公式为W=Fl,其中F是做功的力,l是F作用下物体发生的位移。

在人的推力作用下小车的位移为5m,后2m运动中推力已不再作用,所以人的
推力所做的功为100J。

答案:A
6.(多选)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
下的推力F的作用下沿平面向右移动了距离s,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为F f,则在此过程中()
A.摩擦力做的功为-F f s
B.力F做的功为Fs cos θ
C.合力F做的功为Fs sin θ-F f s
D.重力做的功为mgs
解析:物体与地面之间的摩擦力大小为F f,物体的位移大小为s,由功的公式可
得W=-F f s,所以选项A正确;力F与竖直方向成θ角,所以在水平方向的分力
为F sinθ,故F做的功为Fs·sinθ,所以选项B错误;物体所受合力F合
=F sinθ-F f,故合力做的功W合=(F sinθ-F f)s=Fs sinθ-F f s,选项C正确;重力
在竖直方向上,物体在竖直方向的位移是零,所以重力的功为零,选项D错误。

答案:AC
7.一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经
过一段时间后其速度变为v。

若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经
过同样的时间后速度变为2v。

对于上述两个过程,用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功,W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则()
A.W F2>4W F1,W f2>2W f1
B.W F2>4W F1,W f2=2W f1
C.W F2<4W F1,W f2=2W f1
D.W F2<4W F1,W f2<2W f1
解析:由v=at可知a2=2a1;由x=1
2
WW2可知x2=2x1;根据题意,物体受的摩擦力F f
不变,由W f=F f x可知W f2=2W f1;由a=W-W f
W
可知F2<2F1。

由W F=Fx可知W F2<4W F1,选项
C正确。

答案:C
8.如图所示,A、B叠放着,A用绳系在固的墙上,用力F将B拉着右移,用F T、
F AB和F BA分别表示绳子中的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力。

则
()
A.F做正功,F AB做负功,F BA做正功,F T不做功
B.F和F BA做正功,F AB和F T做负功
C.F做正功,其他力都不做功
D.F做正功,F AB做负功,F BA和F T都不做功
解析:因为A物体没有运动,作用在A上的力都不做功,绳子中拉力F T、B对A 的摩擦力F BA不做功;因B物体向右运动,所以F和运动方向相同,做正功,F AB和运动方向相反,做负功,可见,选项D正确。

答案:D
9.在北方,小朋友们经常玩拉雪橇的游戏。

如图所示,假设坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m=50 kg,在与水平面成θ=37°角的恒拉力F=250 N作用下,由静止开始沿水平地面向右移动2 s。

已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,g取10 m/s2。

求:
(1)2 s内力F所做的功;
(2)2 s内摩擦力做的功;
(3)2 s内合力做的功。

解析:(1)由牛顿第二律得:F cosθ-μ(mg-F sinθ)=ma
解得:a=2.6m/s2
2s内的位移:s =1
2
WW2=5.2m
2s内力F所做的功W F=Fs cosθ=1040J。

(2)2s内摩擦力做的功W f=-F f s=-364J。

(3)2s内合力做的功W F合=W F+W f=676J。

答案:(1)1 040 J (2)-364 J (3)676 J
能力提升
1.如图所示,三个固的斜面底边长度都相,斜面倾角分别为30°、45°、60°,斜面的表面情况都一样。

完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三个斜面的顶部滑到底部的过程中()
A.物体A克服摩擦力做的功最多
B.物体B克服摩擦力做的功最多
C.物体C克服摩擦力做的功最多
D.三物体克服摩擦力做的功一样多
解析:设底边长度为b,则摩擦力做的功W=-μmg cosθ·W
cos W
=−WWWW,
即克服摩擦力做功为定值W'=μmgb,只有D正确。

答案:D
2.如图所示,某个力F=10 N作用在半径为R=1 m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致,则转动一周这个力F做的总功为()
A.0
B.20π J
C.10 J
D.10π J
解析:转动一周过程中,力F做的功为W=F×2πR=10×2πJ=20πJ,故选B。

答案:B
3.一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时,其速度为1 m/s。

从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F,力F和滑块的速度v随时间的变化
规律分别如图甲和图乙所示。

设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系式正确的是()
A.W1=W2=W3
B.W1<W2<W3
C.W1<W3<W2
D.W1=W2<W3
解析:由于v-t图像与坐标轴所围面积大小于滑块某时间段的位移,由题图乙可计算第1s内、第2s内、第3s内滑块的位移分别是x1=0.5m、x2=0.5m、x3=1m,所以W1=F1x1=0.5J,W2=F2x2=1.5J,W3=F3x3=2J,所以W1<W2<W3,B项正确。

答案:B
4.两块相同材料的物块A、B放在水平粗糙的地面上,在水平力F作用下一同,如图所示。

其质量之比m A∶m B=2∶1。

在运动过程中,力F一共对物体做功300 J,则A对B的弹力对B所做的功为()
A.100 J
B.150 J
C.300 J
D.条件不足,无法求出
答案:A
5.静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F的作用下,沿x 轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线为半圆。

则小物块运动到x0处时拉力F做的功为()
A.0
B.1
2W max W0
C.π
4
W max W0
D.
π
4
W02
解析:由于水平面光滑,所以拉力F即为合外力,F随位移x的变化图像包围的
面积即为F做的功,即W=π
2
W max2=π
8
W02=π
4
W max W0。

答案:C
6.★(多选)如图所示,半径为R的孔径均匀的圆形弯管水平放置,小球在管
内以足够大的初速度v0在水平面内做圆周运动,小球与管壁间的动摩擦因数
为μ。

设从开始运动的一周内,小球从A运动到B和从B运动到A摩擦力对
小球做的功分别为W1和W2,在这一周内摩擦力做的总功为W3,则下列关系式正
确的是()
A.W1>W2
B.W1=W2
C.W3=0
D.W3=W1+W2
解析:小球在水平弯管内运动,滑动摩擦力始终与速度方向相反,做负功,而小
球在水平面内做圆周运动的向心力是由外管壁对小球的弹力F N提供的,由于
半径R始终不变,摩擦力对小球做负功,小球运动的速率逐渐减小,向心力逐渐
减小,即F N逐渐减小,又F f=μF N,故滑动摩擦力F f也逐渐减小,由W=F f s可知
W1>W2,又W1、W2都为负功,所以W3=W1+W2。

故选项A、D正确。

答案:AD
7.质量为1.5 kg的玩具在平直的导轨上运动,其v-t图像如图所示。

求:
(1)0到10 s内合外力做的功;
(2)10 s到15 s内合外力做的功;
(3)15 s到25 s内合外力做的功。

解析:(1)0到10s合外力做的功为
W=Fl=mal=1.5×20-0
10×1
2
×10×20J=300J。

(2)10s到15s合外力为零,做的功也为零。

(3)15s到25s合外力做的功为
W'=F'l'=ma'l'=1.5×30-20
25-15×1
2
×(20+30)×10J=375J。

答案:(1)300 J(2)0(3)375 J
8.★如图所示,质量为m的物体静止于倾角为α的斜面体上。

当斜面受力后,物体随斜面一起沿水平面匀速移动距离l,在这一过程中物体所受各力对物体做的功分别是多少?物体所受斜面的力做功是多少?合外力做的功是多少?解析:物体做匀速直线运动,在重力G、支持力F N和摩擦力F f这三个力的作用下处于平衡状态,各力均为恒力,由物体受力分析图可得各力的大小分别为
G=mg,F N=mg cosα,F f=mg sinα。

物体的位移方向水平向右,与重力G的夹角为π
2
;与支持力F N的夹角为π2+W;
与摩擦力F f的夹角为α。

根据公式W=Fl cosα可得W G=G·l cosπ
2
=0。

W F N=F N·l co s(π
2+W)=WW cosα·l·(-sinα)=-mgl sinαcosα=−WWW sin2W
2。

W F f=F f·l cosα=mg sinα·l cosα=WWW sin2W
2。

W F N+W F f=0或F N与F f的合力与G大反向,做功为零,即斜面对物体做功为0。

因物体平衡,F合=0,故W总=0。

或W总=W G+W F N+W F f=0+(-WWW sin2W
2
)+WWW sin2W
2
=0,即合力对物体做功为0。

答案:W G=0W F N=−WWW sin2W
2
WW f=WWW sin2W
2
斜面对物体做功为0W总=0
9.★如图所示,水平的传送带以速度v=6 m/s顺时针运转,两传动轮M、N
之间的距离为l0=10 m,若在M轮的正上方,将一质量为m=3 kg的物体轻放在
传送带上,已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3,在物体由M处传送到
N处的过程中,传送带对物体做了多少功?(g取10 m/s2)
解析:物体放在传送带上后的加速度
a=W
W
=WWW
W
=WW=3m/s2。

设一段时间后物体的速度增大到v=6m/s,此后物体与传送带速度相同,二者之
间不再相对滑动,滑动摩擦力随之消失,可见滑动摩擦力的作用时间为t=W
W
=
6
3
s=2s。

在这2s内物体水平向右运动的位移为
l=1
2
WW2=1
2
×3×22m=6m<l0=10m。

故滑动摩擦力对物体所做的功为
W=Fl=μmgl=0.3×3×10×6J=54J。

答案:54 J。