高中物理必修二 功和功率(有答案)

第一讲机械功

一、选择题

1．关于功的概念，下列说法正确的是()

A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大

B．力对物体做功少，说明物体的受力一定小

C．力对物体不做功，说明物体一定无位移

D．力对物体做的功等于力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的余弦三者的乘积2．下列说法中错误的是()

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做负功取决于力和位移的方向关系

D．力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量

3．在光滑水平面上和粗糙水平面上推车，如果所用的推力相等、位移也相等，则推力对小车做的功是()

A．在粗糙水平面上的较大B．在光滑水平面上的较大

C．两种情况下推力做的功相等D．做功的大小决定于两车通过该位移的时间

4．如图所示，一物体分别沿AO、BO轨道由静止滑到底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同，物体克服摩擦力做功分别为W1和W2，则()

A．W1＞W2B．W1＝W2

C．W1＜W2D．无法比较

5．下列关于做功的说法正确的是()

A．凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功

B．凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功

C．只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功

D．只要物体受力，又在力的方向上发生了位移，则一定有力对物体做功

6．2010年土耳其举重世界锦标赛的比赛中，运动员从地面举起杠铃，举过头顶并坚持3 s，不动则算成功．下列说法中错误的是()

A．举起杠铃的过程中，运动员的支持力对杠铃做了功

B．举着杠铃3 s不动，运动员的支持力对杠铃也做了功

C．举起杠铃的过程中，杠铃的重力对杠铃也做了功

D．举着杠铃3 s不动，杠铃的重力对杠铃不做功

7．关于摩擦力做功，以下说法正确的是()

A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功

B．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动，但不做功

C．静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功

D．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功

8．如图所示，稳站在商店自动扶梯的水平踏板上的人，随扶梯斜向上

做加速运动，则在此过程中( )

A．人只受到重力和踏板的支持力作用

B．人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反

C．支持力对人做正功D．支持力对人做功为零

9．一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是()

A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功

B．加速时做正功，匀速和减速时做负功

C．加速和匀速时做正功，减速时做负功D．始终做正功

10．以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为

F.则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为()

A．0 B．－Fh

C．Fh D．－2Fh

11．关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法中正确的是()

A．当作用力做正功时，反作用力一定做负功

B．当作用力不做功时，反作用力也不做功

C．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的

D．作用力做正功时，反作用力也可能做正功

12．如图所示，A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F将B拉着右移，用T、f AB和f BA 分别表示绳子的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则下面正确的叙述是() A．F做正功，f AB做负功，f BA做正功，T不做功

B．F和f BA做正功，f AB和T做负功

C．F做正功，f AB做负功，f BA和T不做功

D．F做正功，其他力都不做功

13．如图所示，用力拉一质量为m的物体，使它沿水平地面匀速移动距离s.若物体和地面间的动摩擦因数为μ，则此力对物体做的功为()

A．μmgs B.μmgs

cosα＋μsinα

C.μmgs

cosα－μsinαD.

μmgs cosαcosα＋μs inα

14．一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(a)、(b)所示．设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力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

二、非选择题

15．如图所示，水平地面上的物体质量为2 kg，在方向与水平面成37°角、大小为10 N的拉力F作用下移动2 m，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为

0.2.在这一过程中，物体所受的各力做功多少？合力做功多

少？(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

16．一个质量m＝150 kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝37°角斜向左上方500 N的拉力F 作用，在水平地面上移动的距离l＝5 m如图所示体与地面间的滑动摩擦力F阻＝100 N，求合外力对物体所做的总功．

17．如图1－1－16所示，一辆拖车通过光滑的定滑轮将一重物G匀速

提升，当拖车从A点水

平移动到B点时，位移为s，绳子由竖直变为与竖直成θ的角度，

求拖车对重物所做的功．

第一讲 机械功 答案

一、选择题

1．解析：选D.力对物体做的功W ＝Fs cos α，功的大小由力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的余弦三者共同决定，做功的多少并不是由其中一者来决定的，故A 、B 、C 均错．

2．解析：选A.功是标量，功的正负不代表功的大小，也不表示功的方向，而是说明力是动力还是阻力，故选项A 错误，B 正确．由公式W ＝Fs cos α知，C 、D 正确．

3．解析：选C.因为力对物体做的功，其大小即等于力的大小和物体在力的方向上发生位移大小的乘积，而与其他因素无关．在光滑水平面上和在粗糙水平面上的两种情况下，作用力、物体位移的大小均相等，故力所做的功也必相等，故C 选项正确．

4．解析：选B.设轨道水平部分的长度为x ，对于倾角为θ的轨道，斜面长L ＝x /cos θ，物体所

受摩擦力大小f ＝μmg ·cos θ，物体克服摩擦力所做的功W ＝f ·L ＝μmg cos θ·x cos θ＝μmgx .由于两轨道水平部分相等，所以W 1＝W 2.

5．解析：选D.力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素．

6．解析：选B.运动员在举起杠铃的过程中，运动员的支持力及杠铃的重力方向都有位移，所以此过程支持力、重力都做功；举着杠铃3 s 不动，力没有了位移，此时运动员的支持力、重力不做功．

7．解析：选C.摩擦力可以是动力，故摩擦力可做正功；一对作用力，可以都做正功，也可以都做负功，故A 、B 、D 都是错误的．

8．解析：选C.人随扶梯向上加速运动时，受踏板支持力、静摩擦力(水平向右)和重力作用，人处于超重状态，支持力大于重力，故A 、B 错误；支持力与位移方向夹角小于90°，支持力对人做正功，C 正确，D 错误．

9．解析：选D.电梯对人的支持力的方向始终向上，人的位移的方向也始终向上，两者之间方向相同，由力对物体做功的表达式W ＝Fs cos α可知，支持力始终对人做正功，故D 正确．

10．解析：选D.小球从抛出到落回到抛出点的过程中，虽然物体的位移为零，但空气阻力做的功并不为零．因为小球上升和下落过程中空气阻力虽然大小不变，但其方向发生了变化，不是恒力，不能直接用W ＝Fs cos α计算．如果把运动的全过程分成两段，上升过程中空气阻力大小、方向均不变，可求出阻力做的功W 1＝Fh cos180°＝－Fh ；下降过程做功W 2＝Fh cos180°＝－Fh ，所以全过程中空气阻力做功W ＝W 1＋W 2＝－2Fh .

11．解析：选D.功的正负决定于力与位移方向间的夹角大小．作用力与反作用力的大小相等、方向相反，遵循牛顿第三定律，但力与位移的夹角与牛顿第三定律是无关的，也就是说：作用力与反作用力各自做不做功或做什么样的功并没有必然的关系．作用力与反作用力做的功可以相等也可以不相等，做功的正负可以相同也可以不相同．故A 、B 、C 错误，D 正确．

12．解析：选C.据W ＝Fs cos α可知，在拉力F 的作用下，物体B 右移，F 对物体B 做正功．A 对B 的摩擦力的方向与物体B 移动的方向相反，故f AB 对物体B 做负功．物体A 在T 的方向上没有发生位移，因此，T 对物体A 并不做功．同样，B 对A 的摩擦力对物体A 也不做功．只有选项C 正确．

13．解析：选D.物体受力分析如图所示，由平衡条件得

水平方向上：F cos α＝f

竖直方向上：N ＋F sin α＝G ＝mg

又因为f ＝μN

以上三式联立解得F ＝μmg cos α ＋μsin α

故W ＝Fs cos α＝μmgs cos αcos α＋μsin α

. 14. 解析：选B.根据W ＝Fs 得：第1 s 内，W 1＝F 1·12s ＝1×12s ＝12s ；第2 s 内，W 2＝F 2×12s ＝3×12

s ＝32

s ；第3 s 内，W 3＝F 3s ＝2×s ＝2s .故W 1＜W 2＜W 3，B 正确．