高中物理第四章机械能和能源第一节功练习粤教版必修.doc

第一节功
[A级抓基础]
1．关于力对物体做功，下列说法错误的是( )
A．木块在水平桌面上滑动，支持力对木块不做功
B．起重机向上吊起货物时，吊绳的拉力对货物做正功
C．把一个小球向上竖直抛出，在小球上升的过程中，重力对小球做负功
D．摩擦力总是对物体做负功
解析：木块在水平桌面上滑动时，力与位移之间的夹角为90°，故支持力不做功，选项A正确；起重机向上吊起货物时，吊绳的拉力与货物的位移方向相同，故吊绳的拉力对货物做正功，选项B正确；竖直上抛的小球上升时，重力与位移之间的夹角为180°，故重力对小球做负功，选项C正确；摩擦力可能对物体做正功，也可能做负功，还可能不做功，故选项D错误．
答案：D
2．大小相等的水平拉力分别作用于原来静止、质量分别为M1和M2的物体上，使A沿光滑水平面运动了L，使B沿粗糙水平面运动了相同的位移，则拉力F对A、B做的功W1和W2相比较( )
A．W1>W2B．W1<W2
C．W1＝W2D．无法比较
解析：两种情况下拉力相同，位移相同，拉力与位移同向，所以做功一样多，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
3．以一定速度竖直上抛一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F f，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为( )
A．0 B．－F f h
C．－2F f h D．4F f h
解析：上升阶段，空气阻力做功W1＝－F f h.下落阶段空气阻力做功W2＝－F f h，整个过程中空气阻力做功W＝W1＋W2＝－2 F f h，故C选项正确．
答案：C
4.如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果某受训练者拖着轮胎在水平直道前行，那么下列说法正确的是( )
A．轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功
B．轮胎受到的重力对轮胎做了正功
C．轮胎受到的拉力对轮胎不做功
D．轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功
解析：根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C错误．
答案：A
5.如图所示，扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上匀速运动，下列说法中不正确的是( )
A．重力对人做负功
B．支持力对人做正功
C．摩擦力对人做正功
D．合外力对人做功为零
解析：因为人站在扶梯上匀速上升，而重力的方向是向下的，所以重力对人做负功，选项A正确；支持力的方向是向上的，故支持力对人做正功，选项B正确；而因为人做匀速直线运动，故他不受摩擦力的作用，所以摩擦力对人不做功，选项C错误，所以C符合题意；因为人的合外力为零，所以合外力对人做功为零，选项D正确．
答案：C
[B级提能力]
6.如图所示，某个力F＝10 N作用于半径为R＝1 m的转盘边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终与作用点的切线方向保持一致，则转动一周的过程中这个力F所做的功应为( )
A．0 B．20π J
C．10 J D．20 J
解析：这是一个变力做功问题，不能把物体的位移l 直接代入W ＝Fl cos θ进行计算，正确的做法是将运动过程分割成极短的小段来考虑问题，本题中每一瞬间大小恒定的力F 与每一瞬间的位移方向相同，故累积的位移值应为周长2πR ，所以力F 在一周时间内所做的功W ＝F ·2πR ＝10×2π×1 J ＝20π J.
答案：B
7.如图所示，质量为m 的物体P 放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F 向右推劈，使P 与劈保持相对静止，在前进了水平位移为s 的过程中，直角劈对P 做的功为( )
A ．F ·s
B ．mg sin θ·s 2
C ．mg cos θ·s
D ．mg tan θ·s 解析：物体P 与直角劈相对静止，二者必定都向右加速运动，即物体P 的合外力方向水平向右，对物体P 进行受力分析，可知直角劈对P 的支持力F N ＝
mg cos θ
，所以支持力做的功为W ＝F N sin θ＝mgs tan θ，D 正确．
答案：D
8.(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 ，物体的位移的大小为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 sin θ，故F 做的功为Fs ·sin θ，所以选项B 错误；物体所受合力F 合＝F sin θ－F f ，故合力做的功W 合＝(F sin θ－F f )s ＝Fs sin θ－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
9.如图所示，平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L、倾角为α的斜面的一端向上运动到另一端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，分别求作用在物体上各力对物体所做的功．
解析：选物体为研究对象，其受力如图所示：
(1)拉力F对物体所做的功为W F＝FL，由于物体做匀速运动，故
F＝mg sin α＋F f＝mg sin α＋μmg cos α，
所以W F＝mgL(sin α＋μcos α)，
拉力F对物体做正功．
(2)重力mg对物体所做的功为：W G＝mgL cos(90°＋α)＝－mgL sin α，物体克服重力所做的功为mgL sin α.
(3)摩擦力对物体所做的功为WF f＝F f L cos 180°＝－F f L＝－μmgL cos α，
物体克服摩擦力做功μmgL cos α.
(4)弹力F1对物体所做的功为：W1＝F1L cos 90°＝0，
弹力对物体不做功．
答案：拉力做功mgL(sin α＋μcos α)，重力做功－mgL sin α，摩擦力做功－μmgL cos α，斜面弹力对物体不做功
10.质量m＝50 kg的滑雪运动员从高度h＝30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：
(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？
(2)各力对运动员做的总功是多少？(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，装备质量不计)
解析：(1)重力做的功
W G＝mgh＝－50×10×30 J＝1.5×104 J.
(2)运动员所受合力
F合＝mg sin 37°－μmg cos 37°＝260 N，
方向沿斜坡向下，沿合力方向位移s＝
h
sin 37°
＝50 m，
合力做的功W合＝F合·s＝260×50 J＝1.3×104 J. 答案：(1)1.5×104 J (2)1.3×104 J。