专题11 摩擦力做功问题 变力做功的计算 跟踪练习-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

专题11 摩擦力做功问题 变力做功的计算 跟踪练习 基础强化练 一、选择题: 1．关于摩擦力做功，以下说法正确的是(　　) A．静摩擦力一定不做功 B．滑动摩擦力一定做负功 C．滑动摩擦力不可能做正功 D．无论是滑动摩擦力还是静摩擦力，都有可能不做功 2．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为(　　) A．0 B．－Fh C．－2Fh D．Fh 3.在机械化生产水平较低时，人们经常通过“拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用．如图所示，一个人推磨，其推磨杆的力的大小始终为F，方向与磨杆始终垂直，作用点到轴心O的距离为r，磨盘绕轴缓慢转动，则在转动一周的过程中推力F做的功为(　　) A．0 B．2πrF C．2Fr D．－2πrF 4.如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速传送至底端，在此过程中，下述说法正确的是(　　) A．摩擦力对物体做正功 B．支持力对物体做正功 C．重力对物体做负功 D．重力做功与摩擦力做功之和为零 5.一个物体所受的力F随位移l变化的图像如图所示，在这一过程中，力F对物体做的功为(　　) A．3 J B．6 J C．7 J D．8 J 6.如图所示，A、B两物体叠放在一起，A被不可伸长的水平细绳系于左墙上，B在拉力F作用下，向右匀速运动，在此过程中，A、B间的摩擦力做功情况是(　　) A． 对A、B都做负功 B．对A、B都不做功 C．对A不做功，对B做负功 D．对A做正功，对B做负功 7.如图所示，质量为m的滑块(可视为质点)，从半径为R的半球面的上端A点处以初速度v0滑下，B为最低点，O为球心，A、O、C三点等高，从A到C滑动过程中滑块所受的摩擦力大小恒为Ff.则滑块(　　) A．从A到B过程，重力做功为零 B．从A到B过程，弹力做功不为零 C．从A到B过程，摩擦力做功为－πRFf D．从A到C过程，摩擦力做功为－πRFf 8.如图所示，一物体(可视为质点)以一定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功W1；若该物体从A′沿两斜面滑到B′(此过程物体始终不会离开斜面)，摩擦力做的总功为W2，若物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则(　　) A．W1＝W2 B．W1>W2 C．W1<W2 D. 不能确定W1、W2的大小关系 9.如图甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F的作用下，沿x轴正方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时拉力F做的功为(　　) A．0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.x02 能力综合练 一、选择题: 10.在水平面上有一弯曲的槽道AB，由半径分别为和R的两个半圆构成．如图所示，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点拉至B点，若拉力F的方向时刻与小球运动方向相同，则此过程中拉力所做的功为(　　) A．0 B．FR C.πFR D．2πFR 11.如图所示，一根绳子绕过滑轮(大小、摩擦均不计)，绳的一端拴一质量为m＝10 kg的物体，另一侧沿竖直方向的绳被人拉住．若人的手到滑轮最高点的距离为4 m，拉住绳子前进3 m，使物体匀速上升，g取10 m/s2.则人拉绳所做的功为(　　) A．500 J B．300 J C．100 J D．50 J 12．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水平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内物体的位移大小为20 m B．0～6 s内拉力做功为100 J C．滑动摩擦力的大小为5 N D．0～6 s内滑动摩擦力做功为－50 J 13．质量为2 kg的物体置于水平面上，在运动方向上受拉力作用而沿水平方向做匀变速运动，拉力作用2 s以后停止，物体运动的速度－时间的图像如图所示，取g＝10 m/s2，则下列说法中正确的是(　　) A．拉力F做功250 J B．拉力F做功500 J C．物体克服摩擦力做功100 J D．物体克服摩擦力做功175 J 参考答案： 1.答案　D 2.答案　C解析　把运动的全过程分成两段，上升过程中空气阻力对小球做的功W1＝Fhcos 180°＝－Fh；下降过程中空气阻力对小球做的功W2＝Fhcos 180°＝－Fh，所以全过程中空气阻力对小球做的功为W＝W1＋W2＝－2Fh，故C正确． 3.答案　B解析　由题可知，推磨杆的力的大小始终为F，方向与磨杆始终垂直，即其方向与瞬时速度方向相同，为圆周切线方向，根据微元法可知，推力对磨盘所做的功等于推力的大小与推力作用点沿圆周运动弧长的乘积，所以推力所做的功W＝FL＝2πrF，故选项B正确． 4.答案　D解析　摩擦力方向平行皮带向上，与物体运动方向相反，故摩擦力对物体做负功，A错误；支持力始终垂直于速度方向，不做功，B错误；重力对物体做正功，C错误；因物体匀速运动，则合外力为零，故重力和摩擦力的合力与支持力等大反向，因支持力做功为零，故重力做功与摩擦力做功之和为零，故D正确． 5.答案　B解析　力F对物体做的功等于l轴上方梯形“面积”所表示的正功与l轴下方三角形“面积”所表示的负功的代数和．W1＝×(3＋4)×2 J＝7 J，W2＝－×(5－4)×2 J＝－1 J，所以力F对物体做的功为W＝7 J－1 J＝6 J，选项B正确． 6.答案　C 7.答案　D解析　滑块从A到B过程，重力做功不为零，选项A错误；弹力始终与位移方向垂直，弹力做功为零，选项B错误；滑块从A到B过程，摩擦力方向始终与速度方向相反，摩擦力做功为W1＝－FfsAB＝－Ff(×2πR)＝－πRFf，选项C错误；同理，滑块从A到C过程，摩擦力做功W2＝－Ff(×2πR)＝－πRFf，选项D正确． 8.答案　A解析　设AB间距离为L，则由A滑到B点，摩擦力做的功为W1＝－μmgL，由A′滑到B′摩擦力做的功为W2＝－μmgcos α·x上－μmgcos β·x下＝－μmgL，故W1＝W2，故选A. 9.答案　C解析　由于水平面光滑，所以拉力F即为合外力，F随物块所在位置坐标x的变化图像中图线与横轴包围的面积即为F做的功，即W＝Fm2＝x02＝Fmx0，C正确． 10.答案　C解析　小球受到的拉力F在整个过程中大小不变，方向时刻变化，是变力．但是，如果把圆周分成无数微小的弧段，每一小段可近似看成直线，拉力F在每一小段上方向不变，每一小段上可用恒力做功的公式计算，然后将各段做功累加起来．设每一小段的长度分别为l1、l2、…、ln，拉力在每一段上做的功W1＝Fl1、W2＝Fl2、…、Wn＝Fln，拉力在整个过程中所做的功W＝W1＋W2＋…＋Wn＝F(l1＋l2＋…＋ln)＝F＝πFR. 11.答案　C解析　物体上升的位移h＝ m－4 m＝1 m，重力做的功W＝－mgh＝－10×10×1 J＝－100 J，所以人拉绳所做的功W′＝－W＝100 J，故选项C正确． 12.答案　D解析　由题图甲可知，在0～6 s内物体的位移大小为x＝×(4＋6)×6 m＝30 m，故A错误；P－t图像中图线与时间轴围成的面积表示拉力做的功，则由题图乙可知，0～6 s内拉力做功WF＝×2×30 J＋10×4 J＝70 J，故B错误；在2～6 s内，v＝6 m/s，P＝10 W，物体做匀速运动，滑动摩擦力大小Ff＝F＝＝ N，故C错误；在0～6 s内物体的位移大小为30 m，滑动摩擦力做负功，即Wf＝－×30 J＝－50 J，D正确． 13答案　D解析　速度－时间图像的斜率表示物体的加速度，则0～2 s的加速度大小为：a1＝ m/s2＝2.5 m/s2.2～6 s的加速度大小为：a2＝ m/s2＝2.5 m/s2.对于两段运动过程，由牛顿第二定律得：F－Ff＝ma1，Ff＝ma2，解得：F＝10 N，Ff＝5 N．0～2 s内位移为：x1＝×(5＋10)×2 m＝15 m,2～6 s内位移为：x2＝×10×4 m＝20 m，拉力做功为：WF＝Fx1＝150 J，整个过程中摩擦力做功为：Wf＝－Ff(x1＋x2)＝－175 J，即物体克服摩擦力做功175 J，故A、B、C错误，D正确． 学科网（北京）股份有限公司 $