必考点08 功和功率-【对点变式题】2021-2022学年高一物理下学期期中期末必考题精准练（人教版2019）

必考点08 功和功率 题型一 功的基本概念 1．关于力对物体做功，如下说法正确的是（　　） A．静摩擦力对物体一定不做功 B．滑动摩擦力对物体可能做正功 C．作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零 D．合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态 【答案】B 【解析】 AB．静摩擦力和滑动摩擦力都可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以对物体不做功，A错误，B正确； C．一对作用力和反作用力分别作用在两个物体上，可能同时对物体做正功，其做功的代数和可以不为0，C正确； D．合外力对物体不做功，物体不一定处于平衡状态，如匀速圆周运动，D错误。 故选B。 2．如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向左运动一段距离L，车与地面之间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（　　） A．拉力对小车做功FL B．拉力对小车做功为FLsinα C．摩擦力对小车做功为-μmgL D．重力对小车做功为mgL 【答案】B 【解析】 AB．拉力对小车做功为 A错误，B正确； C．摩擦力对小车做功为 C错误； D．在重力方向小车没有位移，则重力对小车做功为零，D错误。 故选B。 【解题技巧提炼】 1．功的定义 我们把恒力作用下，物体所受的力F和它在力的方向上的位移l的乘积，叫做这个力对物体做的功．用W表示功，若F和l的夹角是α，则上述定义可表示为： 2．功的说明 (1)做功的两个必要因素：一是力，二是在这个力方向上的位移． (2)式中的F一定是恒力(大小、方向都不变)，即此式是求恒力做功的公式．若是变力，则无法直接使用此式，需要借助微积分或者图像计算． (3)功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J．1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生1 m的位移时所做的功． (4)功是过程量，反映力对位移的累积效果． (5)功是标量，虽有正负之分，但却无方向． 3．正功和负功 继续对公式讨论有： (1)当0≤α<时，，，表示力对物体做正功； (2)当时，，，表示力对物体不做功； (3)当<α≤π时，，，表示力对物体做负功． 可见，一个力作用于物体，可以对物体做正功，做负功，也可能不做功． 4．恒力做功的计算 当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功通常可以用下述两种方法求解： (1)根据公式，先分别求出各个力F1、F2 、… 对物体所做的功W1、W2、…，再求各力所做的功的代数和，即=W1+W2+…(注意代入时应注意功正负问题，即带入W时的正负号)． (2)由力的矢量合成方法先求出这几个力的合力，再根据功的公式，其中α是合力方向与位移方向之间的夹角． 题型二 变力做功 3．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0~6 s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A．0~6 s内拉力做功为100 J B．0~6 s内物体的位移大小为20 m C．0~6 s内滑动摩擦力做功为-50 J D．滑动摩擦力的大小为5 N 【答案】C 【解析】 B．v-t图线下方的面积表示位移，由甲图可得，0~6 s内物体的位移大小为 B错误； A．P-t图线下方的面积表示拉力所做的功，由乙图可得 A错误； D．2~6s内物体做匀速直线运动，拉力等于阻力，满足 解得 D错误； C．摩擦力所做的功为 C正确。 故选C。 4．如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力的作用下，沿轴方向运动，拉力随物块所在位置坐标的变化关系如图乙所示，已知纵、横坐标轴单位长度代表的数值相等，图线为半圆，则小物块运动到处时做的总功为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【解析】 F为变力，但F－x图像与x轴包围的面积在数值上表示拉力做的总功。由于图线为半圆，则 故 故C正确。 故选C。 5．质量为2kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，则在全过程中外力做的功为(       )． A．20 J B．14 J C．26 J D．12 J 【答案】B 【解析】 根据W=Fx可知，外力与位移图象与坐标轴围成的面积表示外力所做的功，由图可知：W=2×2J+4×4J-2×3J=14J，故选B. 6．用一个大小恒定、方向始终与运动方向相同的水平力F推小车沿半径为R的圆周运动一周，则人做的功为（　　） A．0 B．2RF C．2RF D．无法确定 【答案】B 【解析】 将整个圆周分成无数微小的位移∆x，则力F的元功为 W1=F∆x1 则整个元功累加可得 W=F∆x1+ F∆x2+ F∆x3…….=F×2πR=2πRF 故选B。 【解题技巧提炼】 变力做功的计算 （1）平均值法 基本依据：当力F的大小发生变化，且F、l成线性关系时，F