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2019-2020年高中物理 4.1 功 每課一練 粵教版必修2 1.關(guān)于功的概念，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.力對(duì)物體做功多，說(shuō)明物體的位移一定大 B.力對(duì)物體做功少，說(shuō)明物體的受力一定小 C.力對(duì)物體不做功，說(shuō)明物體一定無(wú)位移 D.功的多少是由力的大小和物體在力的方向上的位移的大小確定的 思路解析：做功有兩個(gè)不可缺少的因素，即由力的大小、位移的大小及力和位移方向夾角的余弦值的大小決定，即由力的大小和在力的方向上的位移的大小決定. 答案:D 2.質(zhì)量為m的物體，受到水平拉力F作用，在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的是（ ） A.如果物體做加速運(yùn)動(dòng)，則拉力F一定對(duì)物體做正功 B.如果物體做減速運(yùn)動(dòng)，則拉力F一定對(duì)物體做正功 C.如果物體做減速運(yùn)動(dòng)，則拉力F可能對(duì)物體做正功 D.如果物體做勻速運(yùn)動(dòng)，則拉力F一定對(duì)物體做正功 思路解析：判斷一個(gè)力對(duì)物體做正功還是負(fù)功，看F與s之間的夾角.物體做加速、勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)與s同方向，一定做正功；物體做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)可能與s同向，也可能與s反向，可能做正功或負(fù)功. 答案:ACD 3.物體受到兩個(gè)互相垂直的作用力而運(yùn)動(dòng)，已知力F1做功6 J，物體克服力F2做功8 J，則力F1、F2的合力對(duì)物體做功（ ） A.14 J B.10 J C.2 J D.-2 J 思路解析：合力的功等于各個(gè)力做功的代數(shù)和，即 WF合=WF1+WF2=(6-8) J=-2 J. 答案:D 4.關(guān)于摩擦力和功，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.靜摩擦力總是做正功，滑動(dòng)摩擦力總是做負(fù)功 B.靜摩擦力對(duì)物體不一定做功，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做功 C.靜摩擦力對(duì)物體一定做功，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體可能不做功 D.靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力都可能對(duì)物體不做功 思路解析：力對(duì)物體做功，必須具備兩個(gè)條件：力和在力的方向上的位移.判斷摩擦力是否做功及做什么功，要具體分析受力物體在摩擦力方向上是否有位移及位移的方向與摩擦力的方向是相同還是相反. 答案:D 5.分別對(duì)放在粗糙水平面上的同一物體施加水平恒定拉力或斜向上的恒定拉力，使物體在兩種情況下的加速度相同,路面動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同.當(dāng)物體在兩種情況下通過(guò)相同位移時(shí)，拉力的功和合力的功說(shuō)法正確的是（ ） A.拉力的功相等，水平拉力的功大 B.拉力的功和合力的功中，合力的功小 C.合力的功相等，斜向上拉時(shí)拉力的功大 D.合力的功相等，斜向上拉時(shí)拉力的功小 思路解析：兩種情況下加速度相同，合力相同，而且位移相同，故合外力做功相同，第一種情況下拉力的功W1=F1s， 第二種情況下拉力的功W2=F2scosθ，由牛頓第二定律得： F1-f=ma，F(xiàn)2cosθ-f2=ma 而f1＞f2，所以F1＞F2cosθ，有W1＞W(wǎng)2. 答案:D 6.如圖4-1-12所示，A、B疊放著，A用繩系在固定的墻上，用力F拉著B右移.用F′、FAB和FBA分別表示繩對(duì)A的拉力、A對(duì)B的摩擦力和B對(duì)A的摩擦力，則（ ） 圖4-1-12 A.F做正功，F(xiàn)AB做負(fù)功，F(xiàn)BA做正功，F(xiàn)′不做功 B.F和FBA做正功，F(xiàn)AB和F′做負(fù)功 C.F做正功，其他力都不做功 D.F做正功，F(xiàn)AB做負(fù)功，F(xiàn)BA和F′不做功 思路解析：B向右移動(dòng)，F(xiàn)與位移方向相同，所以F做正功；FAB與B的位移方向相反，所以FAB做負(fù)功；由于A靜止，所以F′和FBA均不做功，選項(xiàng)D正確. 答案:D 7.以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為Ff，則從拋出至落回到原出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為（ ） A.0 B.-Ff h C.-2Ff h D.-4Ff h 思路解析：物體在上升過(guò)程和下落過(guò)程，空氣阻力都阻礙物體運(yùn)動(dòng)，都做負(fù)功，所以全過(guò)程空氣阻力對(duì)物體做功為： Wf =Wf上+Wf下=-Ff h+（-Ff h）=-2Ff h. 正確選項(xiàng)是C.很多同學(xué)容易錯(cuò)選A，原因是：他們認(rèn)為整個(gè)過(guò)程的位移為零，由W=Flcosα可得Wf =0.造成這一錯(cuò)誤的原因是沒(méi)有掌握公式W=Flcosα中的F必須為恒力. 答案:C 8.一個(gè)人從深4 m的水井中勻速提取50 N的水桶至地面，在水平道路上又勻速行走了12 m，再勻速走下6 m深的地下室.則整個(gè)過(guò)程中此人用來(lái)提水桶的力所做的功為_(kāi)___________J. 思路解析：人從4 m深的水井中勻速向上提水桶做的功為 W1=Fh1=504 J=200 J 人在水平道路上行走12 m的過(guò)程中，由于豎直向上的拉力與水平位移垂直，故人對(duì)水桶不做功，即W2=0.人勻速走下6 m深的地下室的過(guò)程中，對(duì)水桶做的功為： W3=-Fh2=-506 J=-300 J 所以，在全過(guò)程中人對(duì)水桶做的功為 W=W1+W2+W3=200 J+0-300 J=-100 J. 答案:-100 9.如圖4-1-13所示，質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為α的粗糙斜面體上，當(dāng)兩者一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)水平位移為s的過(guò)程中，斜面對(duì)物體m做多少功? 圖4-1-13 思路解析：正確進(jìn)行受力分析，明確各力方向和位移方向之間的關(guān)系，用功的定義求解. 解法一：物體m受力如上圖所示，由平衡條件得FN=mgcosα， Ff=mgsinα 則Ff 與s夾角為α，F(xiàn)N與s夾角為（90+α） 由W=Fscosα得： 彈力FN對(duì)m做功 W1=mgscosαcos（90+α）=-mgscosαsinα 摩擦力Ff 對(duì)m做功，W2=mgssinαcosα 斜面對(duì)物體做的功W=W1+W2=0. 解法二：斜面對(duì)m的作用力即FN與Ff的合力，由平衡條件知其方向豎直向上,大小為mg,做功為W=F合scos90=0. 答案:0 我綜合 我發(fā)展 10.靜止在光滑水平面上的物體質(zhì)量為25 kg，在與水平方向成60角斜向上的力F作用下運(yùn)動(dòng)了10 s.已知F=10 N，求在這10 s內(nèi)力F所做的功. 思路解析：力F在豎直方向上的分力F1=Fsin60=100.87 N=8.7 N，而重力G=250 N，顯然 F1＜G，故物體受力情況右圖所示，N為水平面對(duì)物體的支持力 由牛頓第二定律得物體的加速度為 a== m/s2=0.2 m/s2 10 s內(nèi)物體的位移為 s=at2=0.2102 m=10 m 10 s內(nèi)力F所做的功為 W=Fscosα=10100.5 J=50 J. 答案:50 J 11.質(zhì)量為10 kg的物體在拉力作用下運(yùn)動(dòng)，求下列各種情況下拉力做的功（g取10 m/s2）： （1）拉力沿水平方向，物體在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25的水平地面上勻速移動(dòng)4 m; （2）拉力沿水平方向，物體在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25的水平地面上以2 m/s2的加速度勻加速移動(dòng)4 m; （3）用大小為50 N、與水平方向成37角的斜向上的拉力拉物體，使物體沿水平地面移動(dòng)4 m，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25. （4）物體在豎直向上的拉力作用下，以2 m/s2的加速度勻加速上升4 m. 思路解析：（1）水平拉力大小為F=μmg=0.251010 N=25 N,則拉力做的功為 W=Fs=254 J=100 J. (2)由牛頓第二定律得:F-μmg=ma,水平拉力的大小為 F=m(μg+a)=10(0.2510+2) N=45 N 拉力做的功為W=Fs=454 J=180 J. (3)拉力做的功為W=Fscos37=5040.8 J=160 J. (4)由牛頓第二定律得F-mg=ma 豎直向上的拉力大小為 F=m(g+a)=10(10+2) N=120 N 拉力做的功為W=Fs=1204 J=480 J. 答案:(1)100 J (2)180 J (3)160 J (4)480 J 12.如圖4-1-14所示，水平傳送帶以2 m/s的速度勻速運(yùn)行，將一質(zhì)量為2 kg的工件沿豎直向下的方向輕輕放在傳送帶上（設(shè)傳送帶的速度不變）.如工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則放手后工件在5 s內(nèi)的位移是多少？摩擦力對(duì)工件做功為多少？（g取10 m/s2） 圖4-1-14 思路解析：工件放在傳送帶上的瞬間，工件所受合外力為工件所受到的摩擦力，所以工件的加速度為：a=μg=0.210 m/s2=2 m/s2，經(jīng)過(guò)t==1 s工件的速度與傳送帶速度相同，以后工件就隨皮帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以工件在5 s內(nèi)的位移是：l=（212+24）m=（1+8）m=9 m，Wf =μmgl=0.22109 J=36 J. 答案:9 m 36 J