经典课时作业 功

经典课时作业功
（含标准答案及解析）
时间：45分钟分值：100分
1.如图所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面以速度v0运动.设滑动运动到A点的时刻为t=0,跟A点的水平距离为x,水平速度为v x,由于v0不同,从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示,其中表示摩擦力做功最大的是( )
2.如图所示,劈a放在光滑的水平桌面上,斜面光滑,把b物体放在a斜面顶端由静止滑下,则在下滑过程中,a对b的弹力对b做的功为W1,b对a的弹力对a做的功为W2,对下列关系正确的是( )
A.W1=0,W2=0
B.W1>0,W2=0
C.W1=0,W2>0
D.W1<0,W2>0
3.一个人乘电梯从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
4.如图所示,分别用恒力F1､F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,两次所用的时间相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向.则两个过程( )
A.合外力做的功相同
B.物体机械能变化量相同
C.F1做的功与F2做的功相同
D.F1做的功比F2做的功多
5.一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶,经过一段时间t,前进了距离x,此时恰好达到其最大速度v max.设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作,汽车所受的阻力恒定为F,则在这段时间里,发动机所做的功为( )
A. Fv max t
B. Pt
C.
22
1122max mv Fx mv +- D.02
max
v v Ft +
6.小物块位于光滑的斜面Q 上,斜面位于光滑的水平地面上(如图所示),从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( )
A.垂直于接触面,做功为零
B.垂直于接触面,做功不为零
C.不垂直于接触面,做功为零
D.不垂直于接触面,做功不为零
7.在水平面上,有一弯曲的槽道 AB 槽道由半径分别为
2
R
和R 的两个半圆构成.如图所示,现用大小恒为F 的拉力将一光滑小球从A 点沿槽道拉至B 点,若拉力F 的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为( )
A.0
B.FR
C.
3
2
πFR D.2πFR 8.物体沿直线运动的v-t 关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做功为W,则( )
A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W
B.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2W
C.从第5秒末到第7秒末合外力做功为W
D.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W 9.人的心脏每跳动一次大约输送8×10-5 m 3血液,人的收缩压为90 mm 汞柱~130 mm 汞柱,计算他的心脏每收缩一次所做的功大约是________ J(汞的密度是13.6×103 kg/m 3,g 取10
m/s2).
10.如图所示,在长为L的细线下挂一质量为m的小球,用水平恒力F拉小球直到细线偏离竖直方向60°角.求该过程中F所做的功和重力所做的功.
11.如图所示,滑轮和绳的质量及摩擦不计,用力F开始提升原来静止的质量为m=10 kg的物体,以大小为a=2 m/s2的加速度匀加速上升,求头3 s内力F做的功.(取g=10 m/s2)
12.质量为M的长板放在光滑水平面上,一个质量为m的滑块以速度v沿木板表面从A 点滑到B点,在木板上前进了L,而木板在水平面上前进了s,如图,设滑块与木板间的动摩擦因数为μ,求:摩擦力做的总功和转化为内能的大小.
标准答案及解析： 1.
解析:A 图象表示物体从A 点做平抛一直到落在x 轴上.(水平方向匀速运动)不受摩擦力作用;B 图象表示物体从A 点做平抛运动落在斜面上又弹起后再落在x 轴上(水平方向两种匀速运动),也不是受摩擦力作用;C 图象表示平抛运动(水平方向速度不变)不受摩擦力作用;D 图象表示物体沿斜面加速运动mgsinθ>f,受到摩擦力的作用,所以摩擦力做功最多的是D 项.
答案:D 2.
解析:当b 下滑时,因桌面光滑,a 在b 的压力下将向右加速运动,则物体b 实际位移如图中的s,由于弹力F N 恒垂直于斜面,因而F N 与s 的夹角大于90°,所以a 对b 的弹力对b 做负功,即W 1<0.而b 对a 的弹力F′N 与劈a 的水平位移的夹角小于90°,因而F′N 对劈做正功,即W 2>0,所以正确的选项为D.
答案:D 3.
解析:因为在整个过程中电梯对人的支持力始终竖直向上,则支持力始终对人做正功,故D 正确.
答案:D 4.
解析:由题意知,物块在F 1和F 2的作用下沿同一斜面上升所用时间一样,则物块到达顶端时的速度一样,由动能定理可知合外力做的功相同.而物体机械能的改变量为21,2
mgh mv +
故B 正确.而在第二种情况下物体克服阻力做功较多,故有F 2做功较多,故正确选项为A ､B.
答案:AB 5.
解析:汽车在恒定功率作用下做变牵引力的加速运动,所以发动机做功为变力做功. 根据P=W/t,可求出W=Pt, 而P=Fv max ,所以W=Fv max ·t
根据能量守恒:22
011,22
max W mv mv F x +
=+ 所以22
011.22
max W mv Fx mv =+-
答案:ABC
6.
解析:小物块P 在下滑过程中和斜面之间有一对相互作用力F 和F′,如图所示.如果把斜面Q 固定在水平桌面上,物体P 的位移方向和弹力方向垂直,这时斜面对物块P 不做功.但此题告诉的条件是斜面放在光滑的水平面上,可以自由滑动.此时弹力方向仍然垂直于斜面,但是物块P 的位移方向却是从初位置指向末位置.如图所示,弹力和位移方向不再垂直而是成一钝角,
所以弹力对小物块P 做负功.B 选项正确.
答案:B 7.
解析:把圆轨道分成x 1、x 2、x 3、……、x n 微小段,拉力在每一段上为恒力,则在每一段上做的功W 1=Fx 1,W 2=Fx 2,W 3=Fx 3,……,W n =Fx n .拉力在整个过程中所做的功W=W 1+W 2+……+W n =F(x 1+x 2+……+x n )=F(π
2
R
+πR)=32πFR.
答案:C 8.
解析:设0~1秒加速度为a,合外力F=ma,位移2122
a
s at =
=.1~3秒末加速度a 13=0,F 合13=0,W 13=0,故A 错;3~5秒末加速度35
2a a =-,F 合=22a F m -=-,s 35=12
|a 35|2
35t =a,W 35=-W,故B 错.5~7秒末a 57=2
a
-,s 57=-a.W 57=F 57·s 57cos0°=W,故C 正确.3~4秒
末,S 34=3
4
S 35(F 34=F 35),W 34=F 34·s 34=-0.75W,故D 正确.
答案:CD 9.
解析:人的收缩压为90 mm 汞柱~130 mm 汞柱,取120 mm 汞柱代入,心脏收缩一次所做的功为W=Fl=plS=pV=ρghV=13.6×103×10×120×10-3×8×10-5 J=1.3 J.
答案:1.3 10.
解析:拉力和重力都是恒力,可直接应用功的公式计算.
F 方向的位移x F =Lsin60°=
3
2
L , 可得F 的功W F =F·x F =
3
2
FL , 重力方向的位移x G =-L(1-cos60°)=1
,2
L - 可得重力的功W G =mgx G =1
2
mgL -
. 答案:W F =32FL W G =1
2
mgL - 11.
解析:利用W=Flcosα求力F 的功时,要注意其中的l 必须是力F 作用的质点的位移. 可以利用等效方法求功,要分析清楚哪些力所做的功具有等效关系. 物体受到两个力的作用,拉力F′-mg=ma,所以 F′=m(g+a)=10×(10+2) N=120 N 则力1
2
F =
F′=60 N 物体从静止开始运动,3 s 内的位移为
211
22
l at ==×2×32 m=9 m.
解法一:力F 作用的质点为绳子的端点,而在物体发生9 m 的位移的过程中,绳的端点的位
移为2l=18 m,所以,力F 的功为
W=F·2l=60×18 J=1080 J.
解法二:本题还可以用等效法求力F 的功.
由于滑轮和绳的质量及摩擦力不计,所以拉力F 做的功和拉力F′对物体做的功相等. 即W F =W F′=F′l=120×9 J=1080 J. 答案:1080 J 12.
解析:分别对滑块和木块进行受力分析, f=-μmg,f′=-f
摩擦力对滑块做的功为 W m =f(s+L)=-μmg(s+L), 摩擦力对木板做的功为 W M =f′s=μmgs, 摩擦力做的总功为 W=W m +W M =-μmgL, 转化为内能的大小为 Q=-W=μmgL.
答案:-μmgL μmgL。