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1、2022年高一物理 第6單元:達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(1、功)(有解析) 大綱人教版
基礎(chǔ)·鞏固
1.下列有關(guān)功的一些說(shuō)法中,正確的是( ?。?
A.F越大,做的功越多
B.位移越大,力對(duì)物體做的功越多
C.摩擦力一定對(duì)物體做負(fù)功
D.功的兩個(gè)必要因素的乘積越大,力對(duì)物體做的功越多
解析:功W=Fscosα是三者的乘積,不一定F大,W就大;也不一定s大,W就大;只有乘積大,W才大.所以A、B錯(cuò),D正確.摩擦力不一定是阻力,很多情況下摩擦力均是動(dòng)力,所以摩擦力不一定做負(fù)功,故C錯(cuò).
答案:D
2.一人從深4 m的水井中勻速提起50 N的水桶至地面,在水平道路上行走12 m,再勻速走下6 m深
2、的地下室,則此人用來(lái)提水桶的力所做的功為( ?。?
A.500 J
B.1 100 J
C.100 J
D.-100 J
解析:依據(jù)功的概念及公式計(jì)算,力方向與位移方向垂直時(shí),力不做功.
分三階段計(jì)算做功,再求各力功的代數(shù)和:W=W1+W2+W3=50×4 J+50×12×cos90°J+50×6×cos180°J=-100 J.
答案:D
3.下列敘述中正確的是( ?。?
圖7-1-12
A.人造衛(wèi)星進(jìn)入軌道后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對(duì)衛(wèi)星做功
B.如圖7-1-12所示,物塊m1、m2放在水平地面上,其間夾一壓縮的彈簧,m1緊靠固定擋板P,將線燒斷后彈簧彈力對(duì)m1、m2做功
3、,擋板P的彈力對(duì)m1做功
C.汽車加速行駛時(shí),靜止在車上面的物體所受的靜摩擦力對(duì)物體做功
D.放在電唱機(jī)轉(zhuǎn)盤上的物體隨轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)盤的靜摩擦力對(duì)物體做功
解析:人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),所受地球的萬(wàn)有引力(即重力)充當(dāng)向心力;放在電唱機(jī)轉(zhuǎn)盤上的物體隨轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng),所受轉(zhuǎn)盤的靜摩擦力充當(dāng)向心力,向心力總與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直,由功的定義知,向心力永遠(yuǎn)不做功,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤.汽車加速行駛時(shí),靜止在車上的物體所受車的靜摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向(位移方向)一致,對(duì)物體做正功,選項(xiàng)C正確.將題圖所示的細(xì)線燒斷,物塊m2受彈力作用而發(fā)生了位移,彈力對(duì)物塊m2做功;彈簧開(kāi)始雖對(duì)物塊m1施以向左的彈力,但
4、無(wú)位移發(fā)生,故彈力不對(duì)m1做功.同理,擋板P雖對(duì)物塊m1有彈力作用,但m1并無(wú)位移,故擋板P的彈力也不對(duì)m1做功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.
答案:C
4.如圖7-1-13所示,某力F大小等于10 N保持不變,作用在半徑R=1 m的轉(zhuǎn)盤的邊緣上,方向任何時(shí)刻均沿過(guò)作用點(diǎn)的切線方向,則在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,力F所做的功為( ?。?
圖7-1-13
A.0 J B.10 J
C.20πJ D.無(wú)法確定
解析:采用無(wú)限分割再求其和的思維方法求特殊情況下變力的功(本題中易犯毛病是認(rèn)為位移為零,力F做功為零),功是一個(gè)過(guò)程量,研究功不能只簡(jiǎn)單地看初、末狀態(tài),而應(yīng)該研究整個(gè)過(guò)程
5、.
由于力F的方向總與該時(shí)刻的速度方向一致,因此做功不為零,為求力F所做的功,可把作用點(diǎn)所在的圓周分成無(wú)限多很短的小段如Δs1、Δs2、Δs3……來(lái)研究,對(duì)每一足夠小的小段來(lái)說(shuō),力F的方向與該小段的位移方向一致,可用公式W=Fs求功,則在力F作用下圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,力F所做的功為:
W=F·Δs1+F·Δs2+F·Δs3+…=F(Δs1+Δs2+Δs3+…)=F·2πr=10×2π×1J=20πJ.
選項(xiàng)C正確.
答案:C
5.如圖7-1-14所示,一小車沿水平路面加速前進(jìn),一個(gè)人在車廂內(nèi)用力向前推車廂,人相對(duì)車廂靜止,則下列說(shuō)法正確的是 …( ?。?
圖7-1-14
A
6、.人對(duì)車不做功
B.人對(duì)車做負(fù)功
C.推力對(duì)車做正功D.車對(duì)人做正功
解析:依據(jù)做功的兩個(gè)因素分析即可(切記:位移是指相對(duì)地面參考系的位移).因人對(duì)車的推力的方向與車運(yùn)動(dòng)方向相同,故由功的定義式知人的推力對(duì)車做正功,選項(xiàng)C正確.因人相對(duì)車靜止,隨車加速前進(jìn),所受合力即車對(duì)人的水平作用力(重力與支持力平衡),與運(yùn)動(dòng)方向相同,故該力對(duì)人做正功,選項(xiàng)D正確.由牛頓第二定律知,人對(duì)車的水平作用力(是推力及靜摩擦力的合力)方向與車運(yùn)動(dòng)方向相反,對(duì)車做負(fù)功,選項(xiàng)B正確.
答案:BCD
6.小明同學(xué)用最大的力去推一堵墻,墻未動(dòng),請(qǐng)問(wèn)小明所做的功大約是多少?
解析:做功有兩個(gè)必要因素:一是作用在物
7、體上的力,二是物體在力方向上移動(dòng)的距離.小明用力推墻壁,而墻沒(méi)有在力的方向上移動(dòng)距離,故小明沒(méi)有對(duì)墻壁做功,這是一種“勞而無(wú)功”的現(xiàn)象答案:小明沒(méi)有對(duì)墻壁做功.
綜合·應(yīng)用
7.以一定的初速度豎直向上拋出一小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力的大小恒為F.則從拋出到落回到拋出點(diǎn)的過(guò)程中,空氣阻力對(duì)小球做的功為( )
A.0 B.-FhC.Fh D.-2Fh
解析:小球從拋出到落回到拋出點(diǎn)的過(guò)程中,雖然物體的位移為零,但空氣阻力做的功并不為零.因?yàn)樾∏蛏仙拖侣溥^(guò)程中空氣阻力雖然大小不變,但其方向發(fā)生了變化,不是恒力,不能直接用W=Fscosα計(jì)算.如果把運(yùn)動(dòng)的全
8、過(guò)程分成兩段,上升過(guò)程中空氣阻力大小、方向均不變,可求出阻力做的功W1=Fhcos180°=-Fh;下降過(guò)程做功W2=Fhcos180°=-Fh,所以全過(guò)程中空氣阻力做功W=W1+W2=-2Fh.
答案:D
8.(江蘇)如圖7-1-15所示,固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊,用輕繩系著滑塊繞過(guò)光滑的定滑輪,以大小恒定的拉力F拉繩,使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開(kāi)始上升.若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過(guò)程中拉力F做的功分別為W1、W2,滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EkB、EkC,圖中AB=BC,則一定有……( ?。?
圖7-1-15
A.W1>W2 B.W1
9、>EkC D.EkBW2;由于重力做的功和力F做的功大小關(guān)系不確定,所以無(wú)法判斷,所以滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大小也無(wú)法確定,所以只有A選項(xiàng)正確.
答案:A
9.如圖7-1-16所示,物塊B與水平地面接觸,物塊A置于物塊B之上,兩物體相對(duì)靜止,一起向右運(yùn)動(dòng)(圖中A為加速度,力F沿水平方向向右),則( ?。?
圖7-1-16
A.圖甲中,A、B間摩擦力對(duì)A做正功
B.圖乙中,A、B間摩擦力對(duì)B做負(fù)功
C.圖丙中,A、B間摩擦力對(duì)B做正功
D.圖丁
10、中,A、B間摩擦力對(duì)A做負(fù)功
解析:先確定摩擦力方向,再結(jié)合物體相對(duì)地面位移方向進(jìn)行分析判斷.
對(duì)確定的研究對(duì)象,分析其所受靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向間的關(guān)系,根據(jù)功的定義判斷做不做功,做正功還是負(fù)功.如圖甲中,兩物體a=0,即勻速向右運(yùn)動(dòng),A、B間必?zé)o摩擦力(若B對(duì)A有摩擦力,則A水平方向合力不為零,必加速運(yùn)動(dòng),而不會(huì)a=0,與B物體相對(duì)靜止),也就談不上做功了.又如圖乙中,A、B兩物體相對(duì)靜止,以同一加速度a向右運(yùn)動(dòng),則A必受到B的靜摩擦力(水平向右,與a方向一致,以產(chǎn)生a),由牛頓第三定律知,A必對(duì)B施加向左的靜摩擦力,與運(yùn)動(dòng)方向相反,對(duì)B做負(fù)功.(本例說(shuō)明:靜摩擦力可以對(duì)物體做正功,也
11、可以對(duì)物體做負(fù)功)
答案:BCD[
10.一個(gè)勁度系數(shù)為k的彈簧,用力拉它,當(dāng)它伸長(zhǎng)x時(shí),所用的拉力為F,求此力所做的功.
解析:由于力F的大小與位移成正比,所以變力F可以用平均力來(lái)代替,也就是說(shuō),變力F做的功等于F的平均力F做的功.
.
本題也可以用Fs示功圖來(lái)得出正確結(jié)果.
11.質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板放在光滑的水平地面上,如圖7-1-17所示,一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A端滑到B點(diǎn),在木板上前進(jìn)了L,而木板前進(jìn)s,若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.求:
圖7-1-17
(1)摩擦力對(duì)滑塊所做的功為多大?
(2)摩擦力對(duì)木板所做的功為多大?
解析:依據(jù)功的公式W=Fscosθ代入求解.同時(shí),注意位移應(yīng)為相對(duì)于地面的位移值.
當(dāng)木板發(fā)生水平位移s時(shí),滑塊發(fā)生的水平位移為s+L,對(duì)兩物體分別進(jìn)行受力分析,即可求出摩擦力做的功.
m與M之間的滑動(dòng)摩擦力FF=μmg,則由公式W=Fscosθ可得摩擦力對(duì)滑塊所做的功為:
Wm=μmgsmcos180°=-μmg(s+L)
摩擦力對(duì)木板所做的功為:Wm=μmgsm=μmgs