1.1 机械功 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

1.1机械功 一.选择题 1．关于功，下列说法正确的是(　　) A．因为功有正、负，所以功是矢量 B．因为力是矢量，所以功也是矢量 C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移 D．一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦这三者的乘积 2．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 3．滑板运动是青少年喜爱的一项运动，一块滑板由板面、滑板支架和四个轮子等部分组成。一位练习者踩着滑板在水平地面上向右减速滑行，忽略空气阻力，若练习者的脚受到的摩擦力为Ff1，脚对滑板的摩擦力为Ff2，下列说法正确的是(　　) A．Ff1做正功，Ff2做负功 B．Ff1做负功，Ff2做正功 C．Ff1、Ff2均做正功 D．因为是静摩擦力，Ff1、Ff2都不做功 4．如图所示，起重机将货物竖直吊起来的过程中，关于钢索对货物的拉力F做功的情况，下列说法正确的是(　　) A．加速吊起时，拉力做正功 B．减速吊起时，拉力做负功 C．匀速吊起时，拉力不做功 D．合外力做正功 5．一个重量为10 N的物体，在15 N的水平拉力作用下，第一次在光滑水平面上移动2 m，第二次在动摩擦因数为0.2的粗糙水平面上移动2 m，g取10 m/s2，则以下说法正确的是(　　) A．第一次地面支持力做功20 J B．第二次水平拉力做功为30 J C．第一次重力和拉力的合力做功为10 J D．第二次各力对物体做的总功为0 6．某同学将一本高中物理教科书从教室的地面捡起放到课桌上，该同学对物理教科书做功的大小最接近于(　　) A．0.1 J B．2.0 J C．50 J D．1 000 J 7．在足球比赛中，某足球运动员用20 N的力，把重为5 N的足球踢出10 m远，在这一过程中运动员对足球做的功为(　　) A．200 J B．50 J C．98 J D．无法确定 8．(双选)如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，在与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F作用下，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦力大小恒为f ，则在此过程中(　　) A．摩擦力做的功为－f s B．力F做的功为Fs cos θ C．重力做的功为mgs D．力F做的功为Fs sin θ 9．(双选)一质量为4 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做匀速直线运动。当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像。g取10 m/s2，则据此可以求得(　　) A．拉力做功为12 J B．整个过程摩擦力对物体所做的功为Wf ＝－8 J C．整个过程合外力对物体所做的功为W＝4 J D．滑动摩擦力大小为4 N 10．每年春节前浙江农村都有打年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。如图所示，打年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20 kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90 cm，则人挥动“石杵”1分钟做的功约为 (　　) A．60 J 　　B．180 J　　C．3 600 J　　D．10 800 J 二．非选择题 11．如图所示，用F＝5.0 N的水平拉力，使质量m＝5.0 kg 的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求： (1)物体开始运动后t＝2.0 s内通过的距离x； (2)这段时间内，力F对物体做的功W。 12．质量为M的长木板放在光滑的水平面上(如图所示)，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板上表面从A点滑至B点，在木板上前进了L，而木板前进了s，若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求： (1)摩擦力对滑块所做的功； (2)摩擦力对木板所做的功； (3)这一对摩擦力做功的代数和。 13．如图(a)所示，一名质量为60 kg的消防员从一根固定的竖直金属杆上由静止滑下，经2.5 s落地。该消防员下滑过程中的速度随时间的变化如图(b)所示。取g＝10 m/s2，求： (1)该消防员在加速下滑和减速下滑时受到的摩擦力f 1和f 2的大小； (2)该消防员下滑的高度H； (3)该消防员克服摩擦力做的总功W。 (a)　　　　　　　　(b)　　　 答案 1．D　[功是标量，故A、B选项错误；根据W＝Fs cos α可判断C错误，D正确。] 2．D　[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方向竖直向上，力的方向与小朋友运动方向相反，床面对小朋友的弹力一直做负功，故D项正确，A、B、C三项错误。] 3．B　[由题意可知练习者和滑板一起向右减速滑行，即加速度方向向左，由牛顿第二定律可知，练习者的脚受到的摩擦力Ff1方向向左，由牛顿第三定律可知，滑板受到脚的摩擦力Ff2方向向右，人和滑板一起向右运动，根据力与位移的方向关系以及功的概念可知，练习者的脚受到的摩擦力Ff1做负功，脚对滑板的摩擦力Ff2做正功，A、C、D错误，B正确。故选B。] 4．A　[拉力向上、货物向上运动了一段位移，故拉力做正功，B、C错误，A正确；不知合外力的方向，无法判断合外力做的功，D错误。故选A。] 5．B　[地面对物体的支持力与物体运动方向垂直，做功为0，故A错误；水平拉力做功为W＝Fs＝15×2 J＝30 J，故B正确；重力不做功，所以重力和拉力的合力做功为W＝Fs＝15×2 J＝30 J，故C错误；重力、支持力不做功，拉力及滑动摩擦力做功，所以各力对物体做的总功为W总＝WF＋Wf ＝15×2 J－0.2×10×2 J＝26 J，故D错误。故选B。] 6．B　[课桌的高度约为0.7 m，物理教科书的质量约为m＝0.3 kg，该同学对物理教科书所做的功的大小为：W＝mgh＝0.3×10×0.7 J＝2.1 J，故B正确，A、C、D错误。故选B。] 7．D　[足球运动员用20 N的力作用在足球上，一瞬间就能把足球踢出去，足球在这个力的作用下的位移不知道，所以无法计算运动员对足球所做的功，则D正确，A、B、C错误。] 8．AD　[摩擦力大小为f ，且摩擦力方向与位移方向相反，则摩擦力所做的功Wf ＝－f s，A正确；由题意可知，拉力的方向与位移方向的夹角为90°－θ，则根据功的公式可得WF＝Fs cos (90°－θ)＝Fs sin θ，B错误，D正确；由于飞机在竖直方向上没有位移，故重力不做功，C错误。] 9．AD　[从图像可知，0～2 m内，物体做匀速直线运动，摩擦力和拉力相等，即Ff ＝F＝4 N，2～4 m内拉力逐渐减小，物体做减速运动，速度减小到零。整个过程中拉力做的功对应图像围成的面积，即WF＝×4×(2＋4) J＝12 J，整个过程中摩擦力做功Wf ＝－f x＝－4×4 J＝－16 J，则整个过程合外力对物体所做的功为W合＝WF＋Wf ＝(12－16) J＝－4 J，故B、C错误，A、D正确。故选AD。] 10．C　[挥动“石杵”一次所做的功W＝mgh＝20×10×0.9 J＝180 J；1 min内做的总功W总＝nW＝20×180 J＝3 600 J，故C正确。] 11．解析：(1)由牛顿第二定律F＝ma得 物体的加速度a＝＝ m/s2＝1 m/s2 2．0 s内通过的距离 x＝at2＝×1×22m＝2 m。 (2)力F对物体做的功 W＝Fx＝5.0×2 J＝10 J。 答案：(1)2 m　(2)10 J 12．解析：(1)滑块受力情况如图甲所示，摩擦力对滑块所做的功为Wm＝f (s＋L)cos 180°＝－μN1(s＋L)＝－μmg(s＋L)。 甲　　　　乙 (2)木板受力情况如图乙所示，摩擦力对木板所做的功为WM＝f ′s＝f s＝μmgs。 (3)W＝Wm＋WM＝－μmgL。 答案：(1)－μmg(s＋L)　(2)μmgs (3)－μmgL 13．解析：(1)根据题图(b)可知，该消防员加速下滑时的加速度大小a1＝4 m/s2，减速下滑时加速度大小a2＝2 m/s2 设消防员加速下滑时受到的摩擦力大小为f 1，减速下滑时受到的摩擦力为大小f 2 根据牛顿第二定律有ma1＝mg－f 1，－ma2＝mg－f 2 解得f 1＝360 N，f 2＝720 N。 (2)设消防员加速下滑的高度为h1，减速下滑的高度为h2，根据匀变速运动规律有 h1＝＝×4×12m＝2 m h2＝＝m＝3.75 m 所以消防员下滑的高度H＝h1＋h2＝5.75 m。 (3)消防员加速下滑过程中，克服摩擦力做功 W1＝f 1h1＝360×2 J＝720 J 减速下滑过程中，克服摩擦力做功W2＝f 2h2＝720×3.75 J＝2 700 J 在整个下滑过程中消防员克服摩擦力做的总功 W＝W1＋W2＝3 420 J。 答案：(1)360 N　720 N　(2)5.75 m (3)3 420 J 学科网（北京）股份有限公司 $