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1、2020版高三物理一輪復習 功 1.如圖所示,粗糙的斜面與光滑的水平面相連接,滑塊沿水平面以速度v0運動.設滑動運動到A點的時刻為t=0,跟A點的水平距離為x,水平速度為vx,由于v0不同,從A點到B點的幾種可能的運動圖象如下列選項所示,其中表示摩擦力做功最大的是( ) 解析:A圖象表示物體從A點做平拋一直到落在x軸上.(水平方向勻速運動)不受摩擦力作用;B圖象表示物體從A點做平拋運動落在斜面上又彈起后再落在x軸上(水平方向兩種勻速運動),也不是受摩擦力作用;C圖象表示平拋運動(水平方向速度不變)不受摩擦力作用;D圖象表示物體沿斜面加速運動mgsinθ>f,受到摩擦力的

2、作用,所以摩擦力做功最多的是D項. 答案:D 2.如圖所示,劈a放在光滑的水平桌面上,斜面光滑,把b物體放在a斜面頂端由靜止滑下,則在下滑過程中,a對b的彈力對b做的功為W1,b對a的彈力對a做的功為W2,對下列關系正確的是( ) A.W1=0,W2=0 B.W1>0,W2=0 C.W1=0,W2>0 D.W1<0,W2>0 解析:當b下滑時,因桌面光滑,a在b的壓力下將向右加速運動,則物體b實際位移如圖中的s,由于彈力FN恒垂直于斜面,因而FN與s的夾角大于90°,所以a對b的彈力對b做負功,即W1<0.而b對a的彈力F′N與劈a的水平

3、位移的夾角小于90°,因而F′N對劈做正功,即W2>0,所以正確的選項為D. 答案:D 3.一個人乘電梯從1樓到20樓,在此過程中經歷了先加速,后勻速,再減速的運動過程,則電梯支持力對人做功情況是( ) A.加速時做正功,勻速時不做功,減速時做負功 B.加速時做正功,勻速和減速時做負功 C.加速和勻速時做正功,減速時做負功 D.始終做正功 解析:因為在整個過程中電梯對人的支持力始終豎直向上,則支持力始終對人做正功,故D正確. 答案:D 4.如圖所示,分別用恒力F1?F2先后將質量為m的物體由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端,兩次所用的時間相同,第一次力F1

4、沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向.則兩個過程( ) A.合外力做的功相同 B.物體機械能變化量相同 C.F1做的功與F2做的功相同 D.F1做的功比F2做的功多 解析:由題意知,物塊在F1和F2的作用下沿同一斜面上升所用時間一樣,則物塊到達頂端時的速度一樣,由動能定理可知合外力做的功相同.而物體機械能的改變量為故B正確.而在第二種情況下物體克服阻力做功較多,故有F2做功較多,故正確選項為A?B. 答案:AB 5.一輛汽車在平直的公路上以速度v0開始加速行駛,經過一段時間t,前進了距離x,此時恰好達到其最大速度vmax.設此過程中汽車發(fā)動機始終以額定功率P工作,汽車所受

5、的阻力恒定為F,則在這段時間里,發(fā)動機所做的功為( ) A.Fvmaxt B.Pt C. D. 解析:汽車在恒定功率作用下做變牽引力的加速運動,所以發(fā)動機做功為變力做功. 根據(jù)P=W/t,可求出W=Pt, 而P=Fvmax,所以W=Fvmax·t 根據(jù)能量守恒: 所以 答案:ABC 6.小物塊位于光滑的斜面Q上,斜面位于光滑的水平地面上(如圖所示),從地面上看,在小物塊沿斜面下滑的過程中,斜面對小物塊的作用力( ) A.垂直于接觸面,做功為零 B.垂直于接觸面,做功不為零 C.不垂直于接觸面,做功為零 D.不垂直于接觸面,做功不為零 解析:小物塊

6、P在下滑過程中和斜面之間有一對相互作用力F和F′,如圖所示.如果把斜面Q固定在水平桌面上,物體P的位移方向和彈力方向垂直,這時斜面對物塊P不做功.但此題告訴的條件是斜面放在光滑的水平面上,可以自由滑動.此時彈力方向仍然垂直于斜面,但是物塊P的位移方向卻是從初位置指向末位置.如圖所示,彈力和位移方向不再垂直而是成一鈍角,所以彈力對小物塊P做負功.B選項正確. 答案:B 7.在水平面上,有一彎曲的槽道槽道由半徑分別為和R的兩個半圓構成.如圖所示,現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點沿槽道拉至B點,若拉力F的方向時時刻刻均與小球運動方向一致,則此過程中拉力所做的功為( ) A.

7、0 B.FR C.πFR D.2πFR 解析:把圓軌道分成x1、x2、x3、……、xn微小段,拉力在每一段上為恒力,則在每一段上做的功W1=Fx1,W2=Fx2,W3=Fx3,……,Wn=Fxn.拉力在整個過程中所做的功W=W1+W2+……+Wn=F(x1+x2+……+xn)=F(π+πR)=πFR. 答案:C 8.物體沿直線運動的v-t關系如圖所示,已知在第1秒內合外力對物體做功為W,則( ) A.從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W B.從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2W C.從第5秒末到第7秒末合外力做功為W D.從

8、第3秒末到第4秒末合外力做功為-0.75W 解析:設0~1秒加速度為a,合外力F=ma,位移.1~3秒末加速度a13=0,F合13=0,W13=0,故A錯;3~5秒末加速度,F合=,s35=|a35| =a,W35=-W,故B錯.5~7秒末a57=,s57=-a.W57=F57·s57cos0°=W,故C正確.3~4秒末,S34=S35(F34=F35),W34=F34·s34=-0.75W,故D正確. 答案:CD 9.人的心臟每跳動一次大約輸送8×10-5 m3血液,人的收縮壓為90 mm汞柱~130 mm汞柱,計算他的心臟每收縮一次所做的功大約是________ J(汞的密度是13.

9、6×103 kg/m3,g取10 m/s2). 解析:人的收縮壓為90 mm汞柱~130 mm汞柱,取120 mm汞柱代入,心臟收縮一次所做的功為W=Fl=plS=pV=ρghV=13.6×103×10×120×10-3×8×10-5 J=1.3 J. 答案:1.3 10.如圖所示,在長為L的細線下掛一質量為m的小球,用水平恒力F拉小球直到細線偏離豎直方向60°角.求該過程中F所做的功和重力所做的功. 解析:拉力和重力都是恒力,可直接應用功的公式計算. F方向的位移xF=Lsin60°=, 可得F的功WF=F·xF=, 重力方向的位移xG=-L(1-cos60°)= 可得重

10、力的功WG=mgxG=. 答案:WF= WG= 11.如圖所示,滑輪和繩的質量及摩擦不計,用力F開始提升原來靜止的質量為m=10 kg的物體,以大小為a=2 m/s2的加速度勻加速上升,求頭3 s內力F做的功.(取g=10 m/s2) 解析:利用W=Flcosα求力F的功時,要注意其中的l必須是力F作用的質點的位移. 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關系. 物體受到兩個力的作用,拉力F′-mg=ma,所以 F′=m(g+a)=10×(10+2) N=120 N 則力F′=60 N 物體從靜止開始運動,3 s內的位移為 ×2×32 m=9 m.

11、 解法一:力F作用的質點為繩子的端點,而在物體發(fā)生9 m的位移的過程中,繩的端點的位移為2l=18 m,所以,力F的功為 W=F·2l=60×18 J=1080 J. 解法二:本題還可以用等效法求力F的功. 由于滑輪和繩的質量及摩擦力不計,所以拉力F做的功和拉力F′對物體做的功相等. 即WF=WF′=F′l=120×9 J=1080 J. 答案:1080 J 12.質量為M的長板放在光滑水平面上,一個質量為m的滑塊以速度v沿木板表面從A點滑到B點,在木板上前進了L,而木板在水平面上前進了s,如圖,設滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ,求:摩擦力做的總功和轉化為內能的大小. 解析:分別對滑塊和木塊進行受力分析, f=-μmg,f′=-f 摩擦力對滑塊做的功為 Wm=f(s+L)=-μmg(s+L), 摩擦力對木板做的功為 WM=f′s=μmgs, 摩擦力做的總功為 W=Wm+WM=-μmgL, 轉化為內能的大小為 Q=-W=μmgL. 答案:-μmgL μmgL