13年物理精品练习(人教版必修2)：7.1追寻守恒量——能量 功

第七章机械能守恒定律
1.追寻守恒量——能量
2.功
课时训练14追寻守恒量——能量功
1.在伽利略的斜面实验的过程中,小球停下来的高度h2与它出发时的高度h1相同,我们把这一事实说成是“有某一量守恒”,下列说法中正确的是()。

A.小球运动过程中速度是守恒的
B.小球运动过程中高度是守恒的
C.小球运动过程中动能是守恒的
D.小球运动过程中能量是守恒的
答案:D
解析:伽利略的斜面实验中高度、速度、动能都随时间变化,唯一不变的是能量。

2.足球运动员用20N的力把质量为1kg的足球踢出10 m 远,则运动员对足球做的功为()。

A.200J
B.100J
C.98J
D.无法确定
答案:D
解析:运动员在踢足球的一瞬间对足球做功,当足球踢出之后,足球不再受人对它的作用力,人不再对它做功。

故人对足球做的功在所给定的条件下无法计算。

3.
如图,物体受到的两相互垂直的力F1、F2对物体做功大小分别为6J和8J,则合外力对物体所做的功的大小为()。

A.6J
B.8J
C.10J
D.14J
答案:D
解析:功是标量,求总功应将各个力的功求代数和,即6J+8 J=14J,选D。

4.(2012·济南高一质检)关于一对作用力和反作用力的功,下列说法中正确的是()。

A.如果其中一个力做正功,另一个力必做负功
B.一对作用力与反作用力做功可能都为零
C.这两个力一定同时都做正功或都做负功
D.一对作用力与反作用力做功的代数和必为零
答案:B
解析:一对作用力和反作用力虽然大小相等、方向相反,但它们的位移关系不确定,故这对力做功的关系也不确定。

B 项正确,A 、C 、D 项错误。

5.一个物体做匀加速直线运动,速度由0增加到v ,再从v 增加到3v ,外力做功分别为W 1和W 2,则W 1和W 2关系正确的是( )。

A.W 1=W 2
B.W 1=2W 2
C.W 2=4W 1
D.W 2=8W 1
答案:D
解析:设物体的加速度为a ,合外力为F ,则x 1=22v a ,x 2=222(3)822v v v a a
-=,所以x 1∶x 2=1∶8 而合力的功W=F ·x
因此W 1∶W 2=x 1∶x 2=1∶8,D 项正确。

6.如图所示,恒力F 通过定滑轮将质量为m 的物体P 提升,P 物体向上的加速度为a ,在P 上升h 的过程中,力F 做功为( )。

A .mgh
B .Fh
C .(F+ma )h
D .m (g+a )h
答案:BD
解析:根据牛顿第二定律有F-mg=ma ,所以F=m (g+a ),则恒力F 做功为W=Fh=m (g+a )h 。

7.
如图所示,在粗糙水平地面上,有一质量为25 kg 的木箱,在一个大小为200 N 与水平方向成37°角斜向上的拉力F 作用下,向右前进了30 m ,求作用在木箱上的每个力所做的功及合外力做的功。

(木箱与地面间的动摩擦因数为0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取10 N/kg )
答案:W F =4 800 J f
F W =-780 J W N =0 W
G =0 W 合=4 020 J 解析:拉力F 做功W F =Fl cos37°=200×30×0.8 J =4 800 J
重力G 做功W G =0
支持力N 做功W N =0
滑动摩擦力F f 做功
f F W =-F f l=-μ(mg-F sin37°
)l =-0.2×(250-200×0.6)×30 J =-780 J
合外力做功W 合=W F +W G +W N +f
F W =(4 800-780)J =4 020 J 。

8.(2012·湖北黄冈高一检测)如图所示,水平的传送带以速度v 顺时针运转,两传动轮M 、N 之间的距离为l=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,在以下两种情况下物体由M 处传送到N 处的过程中,传送带对物体的摩擦力做了多少功?(g 取10 m/s 2)
(1)传送带速度v 1=6 m/s ;
(2)传送带速度v 2=9 m/s 。

答案:(1)54 J (2)90 J
解析:物体在传送带上加速运动时
a=μg=3 m/s 2。

刚好加速运动10 m 时速度为:
v 0m/s =m/s 。

(1)由于v 1=6 m/s <v 0=m/s ,所以物体是加速至6 m/s 再匀速,加速过程位移为: l'=2
1
36
223v a =⨯ m =6 m
传送带摩擦力做功为:
W=F f l'=μmgl'=9×6 J =54 J 。

(2)由于v 2=9 m/s >v 0=m/s ,所以物体从M 至N 的过程中一直加速,摩擦力做功为:
W=F f l=μmgl=9×10 J =90 J 。