内容正文:
课时作业(16) 功
[对应学生用书P138]
1.关于力对物体做功,下列说法正确的是( )
A.静摩擦力对物体一定不做功
B.滑动摩擦力对物体一定做功
C.一对平衡力对物体做功的代数和一定为零
D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态
C [如果静摩擦力是动力或者阻力,就会对物体做正功或者负功,A错误;如果滑动摩擦力既不是动力也不是阻力,就对物体不做功,B错误;一对平衡力要么对物体都不做功,要么一个正功一个负功且代数和为零,C正确;合外力对物体不做功,合外力不一定为零,物体不一定处于平衡状态,故D错误.]
2.(多选)如图所示,光滑斜面放在水平面上,斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的小球.在整个装置沿水平面向左匀速运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.重力不做功
B.斜面对球的弹力不做功
C.合力对球做正功
D.挡板对球的弹力做负功
AD [根据功的公式可知,重力与运动方向相互垂直,故重力不做功,故A正确;斜面对球的弹力与运动方向夹角为锐角,故斜面对球的弹力做正功,故B错误;小球匀速运动,受到的合力为零,故合力对球不做功,C错误;挡板对球的弹力向右,与运动方向相反,挡板对球的弹力做负功,故D正确.]
3.下面四幅图是小新提包回家的情景,小新对提包的拉力没有做功的是( )
B [根据功的概念及做功的两个因素可知,只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时,力对物体才做功,A、C、D做功,B没有做功.]
4.质量为1 kg的物体做匀变速直线运动,其位移随时间变化的规律为x=2t+t2(m),则2 s内合力对该物体做的功为( )
A.6 J B.8 J
C.10 J D.16 J
D [根据x=v0t+at2=2t+t2知物体的加速度a=2 m/s2,根据牛顿第二定律可知物体所受合力F=ma=2 N,2 s内物体运动的位移x=8 m,合力对该物体做的功W=Fx=16 J,D正确,A、B、C错误.]
5.如图所示,同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑,该物体与两斜面间的动摩擦因数相同,在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB,则( )
A.WA>WB B.WA=WB
C.WA<WB D.无法确定
B [设斜面AD、BD与水平面CD的夹角分别为α、β,根据功的公式得WA=μmg cos α·lAD=μmglCD,WB=μmg cos β·lBD=μmglCD,故WA=WB,B正确.]
6.一个物体在粗糙的水平面上运动,先使物体向右滑动距离l,再使物体向左滑动距离l,正好回到起点,来回所受摩擦力大小都为Ff,则整个过程中摩擦力做功为( )
A.0 B.-2Ffl
C.-Ffl D.无法确定
B [由题意可知,物体运动过程可分两段,两段内摩擦力均做负功,即W=-Ffl ,则全程摩擦力所做的功W总=-2Ffl,B正确.]
7.用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比,已知铁锤第一次将钉子钉进d,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么第二次钉子进入木板的深度是( )
A.(-1)d B.(-1)d
C. D.d
B [在将钉子钉入木板的过程中,随着深度的增加,阻力成正比地增加,这属于变力做功问题,由于力与深度成正比,可将变力等效为恒力来处理.根据题意可得第一次做功W=F1d=d.第二次做功W=F2d′=kd′,联立解得d′=(-1)d,选项B正确.]
8.如图所示,摆球质量为m,悬线的长为l,把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球运动过程中空气阻力Ff的大小不变,求摆球从A运动到竖直位置B时,绳的拉力FT、空气阻力Ff各做了多少功?
解析 因为拉力FT在运动过程中,始终与运动方向垂直,故不做功,即WFT=0.
空气阻力虽然大小不变,但方向不断改变,且任何时刻都与运动方向相反,即沿圆弧的切线方向,因此属于变力做功问题.如果将AB弧分成许多小弧段,使每一小弧段小到可以看成直线,在每一小弧段上Ff的大小、方向可以认为不变(即恒力),这样就把变力做功的问题转化为恒力做功的问题.因此Ff所做的总功等于每一小弧段上Ff所做功的代数和.即WFf=-(FfΔl1+FfΔl1+…)=-Ffπl
答案 0 -Ffπl
9.如图所示,是一个物体受到的力F与位移l的关系图像,由图像求力F在6 m内对物体所做的功为( )
A.60 J B.20 J
C.-20 J D.100 J
C [fl图线与横轴所围图形的“面积”表示F做的功.0~2 m:W1=20 J;2~5 m:W2=-60 J;5~6 m:W3=20 J;故整个过程W=W1+W2+W3=-20 J,C正确.]
10.如图所示,一辆正沿平直路面行驶的车厢