内容正文:
第1节 功与功率 同步检测
第1课时 功
基础对点练
一、选择题:
考点一 对功的理解
1.下列选项所示的四幅图是小华提包回家的情景,其中小华提包的力不做功的是( )
2.以下关于做功的判断,正确的是( )
A.大小相等的力,在相同的时间内对物体所做的功一定相等
B.大小相等的力,在相同的位移上对物体所做的功一定相等
C.大小相等、方向相同的力,在相同的位移上对物体所做的功一定相等
D.相同的力作用在不同的物体上,发生相同的位移做的功不一定相等
3.一辆正在路面上行驶的汽车,遇到前方有人横穿马路时,司机紧急刹车制动后经过x的距离停下来才避免了一起车祸的发生,若汽车与地面间的摩擦力大小为F,则关于刹车过程中汽车与地面间摩擦力做的功,以下说法中正确的是( )
A.摩擦力对汽车、地面均不做功
B.摩擦力对汽车做-Fx的功,对地面做Fx的功
C.摩擦力对汽车、地面均做-Fx的功
D.摩擦力对汽车做-Fx的功,对地面不做功
考点二 正、负功的理解及判断
4.一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,再匀速,最后减速的运动过程,则电梯对人的支持力做功的情况是( )
A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速时做正功,减速时做负功
D.始终做正功
5.如图所示,小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾,尽情玩耍,在小朋友接触床面向下运动的过程中,床面对小朋友的弹力做功情况是( )
A.先做负功,再做正功
B.先做正功,再做负功
C.一直做正功
D.一直做负功
6.(多选)下列说法正确的是( )
A.-10 J的功大于+5 J的功
B.功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功
C.一个力对物体做负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动
D.功是矢量,正、负表示方向
考点三 恒力做功的计算
7.用水平恒力F作用于质量为m的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l,恒力F做功为W1;再用该恒力作用在质量为2m的物体上,使之在粗糙的水平面上沿力的方向移动同样的距离l,恒力F做功为W2,则恒力两次做功的关系是( )
A.W1>W2 B.W1<W2
C.W1=W2 D.无法判断
8.物体受到两个互相垂直的作用力而运动,已知力F1做功6 J,力F2做功8 J,则力F1、F2的合力对物体做功为( )
A.10 J B.14 J C.2 J D.-2 J
9.如图所示,质量为m的小物体,从高为h、倾角为α的固定粗糙斜面顶端由静止开始沿斜面下滑,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,在物体从斜面顶端滑至斜面底端的过程中,摩擦力所做的功为( )
A.μmghtan α B.μmghsin α
C.- D.-
能力综合练
1、 选择题:
10.关于力对物体做的功,以下说法中正确的是( )
A.滑动摩擦力对物体做的功与路径有关
B.合力不做功,物体必定做匀速直线运动
C.在相同的时间内一对作用力与反作用力做的功一定是绝对值相等,一正一负
D.一对作用力与反作用力不可能其中一个做功,而另一个不做功
11.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面体上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面体水平向左匀速运动距离l,物体始终与斜面体保持相对静止.则在斜面体水平向左匀速运动距离l的过程中( )
A.摩擦力对物体做的功为-μmglcos θ
B.斜面体对物体的支持力做的功为mglsin θcos2θ
C.重力对物体做的功为mgl
D.斜面体对物体做的功为零
12.一女士站立在图甲台阶式(台阶水平)自动扶梯上匀速上楼,一男士站立在图乙履带式自动人行道上匀速上楼,下列关于两人受到的力对其做功的判断正确的是( )
A.甲图中支持力对女士不做功
B.甲图中摩擦力对女士做负功
C.乙图中支持力对男士不做功
D.乙图中摩擦力对男士做负功
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
13.一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示.求:
(1)0~6 s时间内物体的位移大小;
(2)0~10 s时间内物体克服摩擦力所做的功.
14.如图所示,用沿斜面向上、大小为800 N的力F,将质量为100 kg的物体沿倾角为θ=37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长L=5 m,物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.求这一过程中:(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)物体的重力所做的功;
(2)摩擦力所做的功;
(3)物体所受各力的合力所做的功.
拓展提升
15.如图所示,小物块位于斜面光滑的斜面体上,斜面体位于光滑水平地面上,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面体对小物块的作用力( )
A.垂直于接触面,做功为零
B.垂直于接触面,做负功
C.不垂直于接触面,做功为零
D.不垂直于接触面,做正功
参考答案:
1.答案 B
2.答案 C
3.答案 D解析 地面的位移为零,摩擦力对地面不做功,汽车位移为x,摩擦力对汽车做功W=-Fx,选项D正确,A、B、C错误.
4.答案 D解析 在加速、匀速、减速的过程中,支持力与人的位移方向始终相同,所以支持力始终对人做正功,故D正确.
5.答案 D
6.答案 ABC解析 功的正负不代表大小,则-10 J的功大于+5 J的功,A正确;功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功,B正确,D错误;一个力对物体做负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动,C正确.
7.答案 C解析 物体沿力的方向运动,根据W=Flcos α,恒力两次做功过程中F、l、α均相同,所以两次F做功相同,即W1=W2,C正确.
8.答案 B
9.答案 C解析 根据功的公式,摩擦力所做的功
W=-μmgcos α·=-μmg,故C正确.
10.答案 A解析 滑动摩擦力做功与物体运动的路径有关,故A正确;做匀速圆周运动的物体,合力不做功,但物体做曲线运动,故B错误;一对作用力和反作用力的作用点的位移可能同向,也可能反向,大小可以相等,也可以不等,故一对作用力和反作用力做功不一定相等,故相互作用力做功之和不一定为零,故C错误;一对作用力和反作用力,可能作用力做功,而反作用力不做功,故D错误.
11.答案 D解析 物体与斜面体相对静止,对物体受力分析,如图所示,
竖直方向有mg=FNcos θ+Ffsin θ,水平方向有FNsin θ=Ffcos θ,
可得FN=mgcos θ,Ff=mgsin θ.
摩擦力做功Wf=-Ffcos θ·l=-mglsin θcos θ,故A错误;
支持力做功WN=FNsin θ·l=mglsin θcos θ,故B错误;
重力做功为零,故C错误;
斜面体对物体作用力的合力方向竖直向上,与运动方向垂直,则斜面体对物体做的总功为零,故D正确.
12.答案 C解析 题图甲中,女士匀速上楼,支持力方向向上,与速度方向的夹角为锐角,则支持力做正功,女士不受摩擦力,摩擦力不做功,故A、B错误;题图乙中,支持力方向与速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向与速度方向相同,做正功,故C正确,D错误.
13.答案 (1)6 m (2)30 J
解析 (1)由题图丙可知0~6 s时间内物体的位移大小为:x=×3 m=6 m.
(2)由题图丙可知,在6~8 s时间内,物体做匀速运动,此时摩擦力等于拉力,故摩擦力Ff=-2 N
0~10 s时间内物体的总位移大小为:x′=×3 m=15 m
物体克服摩擦力所做的功:W=|Ffx′|=30 J.
14.答案 (1)-3 000 J (2)-1 000 J (3)0
解析 对物体受力分析如图所示
(1)WG=-mgLsin θ=-3 000 J
(2)Ff=μFN=μmgcos θ
Wf=-FfL=-μmgcos θ·L=-1 000 J
(3)解法一 WF=FL=4 000 J W=WF+WG+Wf=0
解法二 物体做匀速运动,F合=0 故W=0.
15.答案 B解析 根据功的定义,为了求斜面体对小物块的支持力所做的功,应找到小物块的位移.小物块对斜面体的压力垂直于斜面斜向下,由于地面光滑,该力使斜面体水平向右运动.小物块所受支持力与位移方向如图所示,支持力与物块位移间的夹角大于90°,则斜面体对物块做负功.应选B.
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