人教版高中物理必修二课时作业12
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高中物理学习材料
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1.下列说法正确的是()
A.功是矢量,正、负表示方向
B.功是标量,正、负表示外力对物体做功、还是物体克服外力做功
C.力对物体做正功还是负功,取决于力和位移的方向关系
D.力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量
【解析】功是标量,功的正负表示力对物体做正功还是负功,功是力在一段位移上的积累效果,故功是过程量,故正确选项为B、C、D.
【答案】BCD
2.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是()
A.滑动摩擦力总是做负功
B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功
C.静摩擦力对物体一定做负功
D.静摩擦力对物体总是做正功
【解析】滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功,还可能不做功,B对,A、C、D错.
【答案】 B
3.如图所示,力F大小相等,物体运动的位移l也相同,哪种情况F做功最小()
【解析】 选项A 中,力F 做的功W 1=Fl ;选项B 中,力F 做的功W 2=
Fl cos 30°=32Fl ;选项C 中,力F 做的功W 3=Fl cos 30°=32Fl ;选项D 中,力
F 做的功W 4=Fl cos 60°=12Fl .
【答案】 D
4.以一定的速度竖直向上抛出一小球,小球上升的最大高度为h ,空气的阻力大小恒为F ,则从抛出至落回出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为
( )
A .0
B .-Fh
C .-2Fh
D .-4Fh
【解析】 从全过程看,空气的阻力为变力,但将整个过程分为两个阶段:上升阶段和下落阶段,小球在每个阶段上受到的阻力都是恒力,且总是跟小球运动的方向相反,空气阻力对小球总是做负功.全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做的功的代数和,即W =W 上+W 下=(-Fh )+(-Fh )=-2Fh .
【答案】 C
5.(2013·汕头高一期末)如图7-1-10所示,B 物体在拉力F 的作用下向左运动,在运动的过程中,A 、B 间有相互作用的摩擦力,则摩擦力做功的情况是
( )
图7-1-10
A .A 、
B 都克服摩擦力做功
B .摩擦力对A 不做功,因为A 未运动;但B 克服摩擦力做功
C .摩擦力对A 做功,B 克服摩擦力做功
D .摩擦力对A 、B 都不做功
【解析】 A 物体静止不动,不发生位移,因此摩擦力对A 不做功,B 受到
的摩擦力与其运动方向相反,因此摩擦力对B做负功,即B克服摩擦力做功.【答案】 B
6.如图7-1-11所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由下滑,然后在水平面上前进至B点后停止.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中,摩擦力做的功()
图7-1-11
A.大于μmgL
B.小于μmgL
C.等于μmgL
D.以上三种情况都有可能
【解析】设水平部分的长度为x1,斜坡的长度为x2,斜坡与水平面的夹角为θ,则下滑的过程中摩擦力做功为W=μmgx1+μmg cos θ·x2=μmg(x1+x2cos θ)=μmgL.
【答案】 C
7.(2013·广州高一检测)如图7-1-12所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是()
图7-1-12
A.始终不做功
B.先做负功后做正功
C.先做正功后不做功
D.先做负功后不做功
【解析】当物体刚滑上传送带时若与传送带的速度相同,则传送带对物体
只有支持力作用,传送带对物体不做功.若物体滑上传送带时的速度小于传送带的速度,传送带先对物体做正功.若物体滑上传送带时的速度大于传送带的速度,传送带先对物体做负功.无论物体以多大速度滑上传送带,物体最终与传送带相对静止,传送带最后都不会再对物体做功.故A、C、D对,B错.【答案】ACD
8.(2013·包头高一检测)关于力对物体做功,以下说法正确的是()
A.一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功
B.若物体所受合外力不为零,则合外力一定对物体做功
C.静摩擦力可以对物体做正功
D.滑动摩擦力可以对物体做正功
【解析】作用力做正功时,反作用力可能做正功,也可能做负功,甚至不做功,A错;若合外力始终与运动方向垂直(如匀速圆周运动),合外力不做功,B错;无论是静摩擦力,还是滑动摩擦力,都是既可以做正功,也可以做负功,甚至不做功,C、D对.
【答案】CD
9.在同一高度处让三个质量相同的小球a、b、c分别自由下落、竖直上抛、竖直下抛.设三球运动过程中所受空气阻力大小恒定,则当三球落到同一水平面上时,重力做功分别为W a、W b、W c,小球克服空气阻力做功为Wf a、Wf b、Wf c,则()
A.W a=W c<W b,Wf a=Wf c<Wf b
B.W a=W c=W b,Wf a=Wf c=Wf b
C.W a=W c=W b,Wf a=Wf c<Wf b
D.W a<W c<W b,Wf a<Wf c<Wf b
【解析】因三球所受重力均为恒力,又从抛出到落到同一水平面,三球发生的位移相同,故由W=Fl知W a=W c=W b.对a、c两球,下落时所受空气阻力相同且为恒力,下落过程中发生的位移也相同,故Wf a=Wf c.但对b上升过程受阻力向下,下降过程受阻力向上,全程阻力非恒力,其阻力做功等于阻力大小乘
以路程,即Wf b=f(h
上+h
下
)>fh a=fh c,所以Wf b>Wf a=Wf c,答案C正确.
【答案】 C
10.如图7-1-13所示,某人用300 N的水平推力,把一个质量为50 kg
的木箱沿水平路面加速推动10 m,后来又把它匀速举高2 m,这个人对木箱共做功多少?
图7-1-13
【解析】整个做功过程分为两个阶段:在水平路面上用力F1=300 N,位移l1=10 m;在竖直方向上用力F2,位移l2=2 m,全过程中做功为这两个阶段中做功之和.
沿水平路面推行时,人对木箱做功为
W1=F1l1=300×10 J=3×103 J.
匀速举高时,人对木箱的作用力F2=mg,人对木箱做功为
W2=F2l2=50×10×2 J=1×103 J.
所以全过程中人对木箱做的功为
W=W1+W2=4×103 J.
【答案】4×103 J
11.如图7-1-14所示,在光滑水平面上,物体受两个相互垂直的大小分别为F1=3 N和F2=4 N的恒力,其合力在水平方向上,从静止开始运动10 m,求:
图7-1-14
(1)F1和F2分别对物体做的功是多少?代数和为多大?
(2)F1和F2合力为多大?合力做功是多少?
【解析】(1)力F1做的功
W1=F1l cos θ1=3×10×
3
32+42
J=18 J
力F2做的功
W2=F2l cos θ2=4×10×
4
32+42
J=32 J
W1与W2的代数和
W=W1+W2=18 J+32 J=50 J.
(2)F1与F2的合力F=F21+F22=32+42N=5 N
合力F做的功W′=Fl=5×10 J=50 J.
【答案】(1)18 J32 J50 J(2)5 N50 J
12.如图7-1-15所示,车间内的天车(有的地区叫行车)将一重104 N的物体沿着与水平方向成30°角的方向匀速吊起,使物体向斜上方移动了x1=6 m,则天车钢绳对物体的拉力做了多少功?如果又使物体水平移动了x2=8 m,这个过程中天车钢绳的拉力又做了多少功?
图7-1-15
【解析】因物体的运动为匀速运动,所以整个吊运过程中,钢绳对物体的拉力F的方向竖直向上,大小等于物体的重力,即F=mg.
当物体沿着与水平方向成30°角的直线上升时,拉力F与位移x1的夹角α=60°,
所以W=Fx1cos α=104×6×cos 60° J=3×104 J.
当物体又沿水平方向移动时,钢绳拉力F与位移x2的夹角α′=90°,所以W′=Fx2cos α′=0.
【答案】3×104 J0。