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课时跟踪检测(十一) 功
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1.下列关于做功的说法正确的是 ( )
A.凡是受力作用的物体,一定有力对物体做功
B.凡是发生了位移的物体,一定有力对物体做功
C.只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功
D.只要物体受力,又在力的方向上发生位移,则力一定对物体做功
2.如图所示,一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面上运动同样的位移(推箱的速度大小如图中所标示)。下列对比较此过程中两人对木箱做功的多少的说法正确的是 ( )
A.大人做的功多
B.小孩做的功多
C.大人和小孩做的功一样多
D.条件不足,无法判断
3.(2025·乐山高一期中)如图所示,木块A、B叠放在光滑水平面上,A、B之间不光滑,用水平力F拉B,使A、B一起沿光滑水平面加速向右运动,设A、B间的摩擦力为f。则以下说法正确的是 ( )
A.F对B做正功,对A也做正功
B.F对B做正功,对A不做功
C.f对B不做功,对A做负功
D.f对B做负功,对A也做负功
4.质量为m的物体沿底面长度均为L、倾角不同的a、b、c三个斜面从顶端滑下,如图所示,物体和斜面间的动摩擦因数相同,a、b、c三个斜面与水平面的夹角的关系是θ1 >θ2>θ3,物体从a、b、c三个斜面顶端运动到底端过程中,摩擦力做功分别是W1、W2和W3,下列关系式正确的是 ( )
A.W1>W2>W3 B.W1=W3>W2
C.W1>W2=W3 D.W1=W2=W3
5.(多选)关于作用力与反作用力做功,下列说法正确的是 ( )
A.作用力做正功时,若反作用力做功,则一定做负功
B.若作用力和反作用力都做功,则所做的功大小不一定相等
C.滑动摩擦力一定对物体做负功
D.静摩擦力可以对物体做正功
6.如图所示,物块放在斜面上一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动,在通过一段位移的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.斜面对物块不做功 B.支持力对物块不做功
C.摩擦力对物块做负功 D.重力对物块做负功
7.(2025·南充高一阶段练习)如图所示,一质量为m的硬币(可视为质点)置于水平圆盘上,硬币与竖直转轴OO'的距离为r,硬币与转轴间用一长为r的轻绳连接,已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕OO'轴匀速转动,当圆盘转动的角速度为时, ( )
A.硬币受到的绳子拉力大小为μmg
B.硬币受到的绳子拉力大小为2 μmg
C.硬币受到的摩擦力大小为μmg
D.圆盘转动一周摩擦力对硬币做功为2πμmgr
8.(多选)如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始沿粗糙水平面向右运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.1,由此可知(g取10 m/s2) ( )
A.物体加速度大小为2 m/s2
B.拉力F的大小为3 N
C.在4 s内拉力F做的功为12 J
D.在4 s内滑动摩擦力做的功为-8 J
9.(多选)一质量为m=50 kg的滑雪运动员由某一高度无初速度沿直线下滑,经测量可知出发点距离底端的高度差为h=30 m,斜坡的倾角大小为θ=30°,该运动员在下滑的过程中所受的摩擦力大小为f=200 N,重力加速度取g=10 m/s2。则 ( )
A.合外力对运动员所做的功为3 000 J
B.摩擦力对运动员所做的功为12 000 J
C.重力对运动员所做的功为15 000 J
D.支持力对运动员所做的功为15 000 J
10.(12分)(2025·雅安高一阶段练习)在北方小朋友们经常玩拉雪橇的游戏如图所示,假设坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m=50 kg,在与水平面成θ=37°角的恒定拉力F=200 N作用下,沿水平面由静止开始做匀加速直线运动,经过t=2 s撤去拉力,继续运动一段时间后停止。已知雪橇与雪地间的动摩擦因数μ=0.1,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:
(1)2 s末雪橇的速度;(6分)
(2)2 s内拉力F对雪橇做的功。(6分)
11.(16分)飞机场运送行李的装置可以简化为如图所示的示意图,行李传送带沿水平方向,传送带在电动机的带动下以v=2.4 m/s的恒定速率运动。今在传送带左端轻轻地放上质量m=2.5 kg的行李,经时间t=1.2 s行李传送到右端,传送距离x=2.4 m。求行李与传送带之间的动摩擦因数和传送带对行李所做的功。(g取10 m/s2)
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课时跟踪检测(十一)
1.选D 做功有两个要素,第一要有力,第二在力的方向上物体要发生位移。A项错在物体可能没有发生位移,B项错在物体可能没受力,C项错在位移的方向和力的方向可能垂直,D项正确。
2.选C 因为木箱匀速运动,小孩和大人所用的推力相等,又所走的位移相同,所以做功一样多,C选项正确。
3.选B A、B一起沿光滑水平面加速向右运动,以A为研究对象,可知B对A的摩擦力方向向右,与运动方向相同,则A对B的摩擦力方向向左,与运动方向相反,所以摩擦力f对A做正功,对B做负功;力F作用在B上,所以力F对B做正功,力F没有作用在A上,对A不做功。
4.选D 设斜面的倾角为θ,则任一斜面的长度为x=,物体沿斜面下滑时受到的摩擦力大小为f=μmgcos θ。摩擦力做功为W=-fx=-μmgcos θ·=-μmgL,与倾角无关,故W1=W2=W3。D正确。
5.选BD 作用力做正功时,反作用力可能做正功、负功或者不做功,A错误;一对作用力和反作用力大小相等,但作用在两个物体上,两物体发生的位移大小不一定相等,因此作用力和反作用力做的功大小不一定相等,B正确;滑动摩擦力和静摩擦力对物体可能做正功、负功,也可能不做功,C错误,D正确。
6.选A 因整体做匀速运动,则斜面对物块的作用力是支持力与摩擦力的合力,与重力等大,方向竖直向上,不做功,故A正确;支持力与水平位移方向夹角大于90°,所以支持力对物块做负功,故B错误;因为物块受力平衡,所以摩擦力沿斜面向上,与水平位移方向夹角小于90°,做正功,故C错误;因为物块与斜面一起水平运动,位移方向与重力方向垂直,所以重力对物块不做功,故D错误。
7.选A 假设此时达到最大静摩擦力,绳子拉力与摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律可得F+μmg=mrω2,解得F=μmg,则硬币受到的绳子拉力大小为μmg,故A正确,B、C错误;由于摩擦力始终与速度垂直,所以摩擦力对硬币不做功,故D错误。
8.选CD 由题意可知v-t图像的斜率表示加速度的大小,由题图乙可知物体加速度大小a=0.5 m/s2,选项A错误;分析物体受力,由牛顿第二定律得2F -μmg=ma,可得F=1.5 N,选项B错误;根据图像知,在4 s内物体向右运动的位移为x=4 m,拉力F的作用点的位移x'=2x=8 m,则拉力所做的功为WF=Fx'=1.5×8 J=12 J,选项C正确;滑动摩擦力做的功Wf=-fx=-μmgx=-0.1×2×10×4 J=-8 J,选项D正确。
9.选AC 由于滑雪运动员的高度下降了30 m,则重力对滑雪运动员所做的功为WG=mgh=50×10×30 J=15 000 J,C正确;摩擦力对运动员所做的功为Wf=-f·=-200× J=-12 000 J,B错误;由于支持力的方向与运动员的运动方向始终垂直,则支持力对运动员所做的功为0,D错误;合外力对运动员所做的功为W=WG+WN+Wf=15 000 J+0-12 000 J=3 000 J,A正确。
10.解析:(1)对坐在雪橇上的人与雪橇整体受力分析,如图所示。
根据牛顿第二定律可知Fcos θ-f=ma,
FN+Fsin θ=mg
又f=μFN
联立解得a=2.44 m/s2
2 s末雪橇的速度v=at=4.88 m/s。
(2)2 s内雪橇的位移x=at2=4.88 m
2 s内拉力F对雪橇做的功W=Fxcos θ=780.8 J。
答案:(1)4.88 m/s (2)780.8 J
11.解析:传送带以恒定速率运动,行李在摩擦力作用下做初速度为零的匀加速直线运动,若行李一直做匀加速运动,则到达最右端时有x=t,得vmax==4 m/s>2.4 m/s,
因此行李先做匀加速直线运动,当加速至与传送带速度相同时,摩擦
力消失,两者相对静止,其v-t图像如图所示。
图线与t轴所围的面积表示行李的总位移大小,即x=vt'+v(1.2 s-t')
代入数据得t'=0.4 s,又v=at',所以a=6 m/s2
由f=μmg=ma,得μ===0.6,f=15 N
在0~t'时间内行李受到摩擦力作用,其位移
x'=vt'=0.48 m
传送带对行李做的功W=fx'=15×0.48 J=7.2 J。
答案:0.6 7.2 J
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