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1、2022年高中物理人教版必修2習(xí)題:第七章 機械能守恒定律 第2節(jié) 功3 Word版含答案
一、選擇題:本大題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,至少有一個選項正確,選對的得6分,對而不全得3分。選錯或不選的得0分。
1.如圖1所示,小物塊位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上。從地面上看,在小物塊沿斜面下滑的過程中,斜面對小物塊的作用力 ( ?。?
圖1
A.垂直于接觸面,做功為零
B.垂直于接觸面,做功不為零
C.不垂直于接觸面,做功為零
D.不垂直于接觸面,做功不為零
2.質(zhì)量為m的物體,受到水平拉力F作用,在粗糙水平面上運動,下列
2、說法正確的是( )
A.如果物體做加速運動,則拉力F一定對物體做正功
B.如果物體做減速運動,則拉力F一定對物體做正功
C.如果物體做減速運動,則拉力F可能對物體做正功
D.如果物體做勻速運動,則拉力F一定對物體做正功
3.物體受到兩個互相垂直的作用力而運動。已知力F1做功6 J,物體克服力F2做功8 J,則力F1、F2的合力對物體做功 ( )
A.14 J B.10 J
C.2 J D.-2 J
4.質(zhì)量為M的物體從高處由靜止下落,若不計空氣阻力,在第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)重力做的功之比為 ( )
A.2∶3 B.1∶1
3、
C.1∶3 D.3∶5
5.質(zhì)量為2 kg的物體位于水平面上,在運動方向上受拉力作用F沿水平面做勻變速運動,物體運動的速度圖象如圖2所示,若物體受摩擦力為10 N,則下列說法中正確的是( )
圖2
A.拉力做功150 J B.拉力做功100 J
C.摩擦力做功250 J D.物體克服摩擦力做功250 J
6.如圖3所示,站在汽車上的人用手推車的力為F,腳對車向后的靜摩擦力為F′,下列說法正確的是 ( )
圖3
A.當(dāng)車勻速運動時,F(xiàn)和F′所做的總功為零
B.當(dāng)車加速運動時,F(xiàn)和F′的總功為負(fù)功
C.當(dāng)車減速運動時,F(xiàn)和F′的總功為
4、正功
D.不管車做何種運動,F(xiàn)和F′的總功都為零
7. 下列有關(guān)功的一些說法中,正確的是 ( )
A.F越大,做的功越多
B.位移越大,力對物體做的功越多
C.摩擦力一定對物體做負(fù)功
D.功的兩個必要因素的乘積越大,力對物體做的功越多
8. 如圖4所示,某力F大小等于10 N保持不變,作用在半徑r=1 m的轉(zhuǎn)盤的邊緣上,方向任何時刻均沿過作用點的切線方向,則在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動一周的過程中,力F所做的功為( )
圖4
A.0 J B.10 J
C.20π J D.無法確定
第Ⅱ卷(非選擇題,共52分)
二、填空、實驗題:本大題共5小題,每小題5分
5、,共25分。把正確答案填寫在題中橫線上或按要求作答。
9.一輛汽車的質(zhì)量為1000 kg。當(dāng)汽油全部用完時,距加油站還有125m的距離,不得不用人力把汽車沿直線推到加油站去加油。如果兩人沿水平方向的推力均為980 N,方向一致,把車子推到加油站,人對汽車所做的功總共是____________J。
10.放在水平面上的一只木箱重400 N,木箱與地面間滑動摩擦因數(shù)μ=0.2,在水平推力作用下勻速移動10 m,則推力對木箱做功________J,物體克服摩擦力做功________J,地面對木箱的支持力做功________J,摩擦力對木箱做功________J。
F
A
圖5
11.如圖
6、5所示,物體A的質(zhì)量為2kg,置于光滑平面上,水平拉力為2 N,不計繩和滑輪間的摩擦力和滑輪的質(zhì)量,物體A獲得的加速度為________m/s2,在A移動0.4 m的過程中,拉力F做的功為________J。
12.一個質(zhì)量m=2 kg的物體,在一個豎直向上的拉力作用下,從靜止起向上做勻加速運動,2 s末的速度為5 m/s,則這2 s內(nèi)拉力F對物體做功________;重力對物體做功________。(g=10 m/s2)
13.火車頭用F=5×104N的力拉著車廂向東行駛s=30m,又倒回來以同樣的力拉著車廂向西行駛30m,在整個過程中,火車頭對車廂所做的功是___________J。
7、
三、計算題:本大題共2小題,計27分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
14.(12分)在建筑工地上,一起重機將質(zhì)量m=100 kg的重物以a=2m/s2的加速度從靜止開始豎直向上勻加速提升h=10m的高度,求重物受到的拉力、重力以及合力做的功。(不計阻力,g=10 m/s2)
15.(15分)質(zhì)量為m=10 kg的物體在拉力作用下運動,求下列各種情況下拉力做的功(g取10m/s2):
(1)拉力沿水平方向,物體在動摩擦因數(shù)為μ=0.25的水平地面上勻速移動
8、s=4 m。
(2)拉力沿水平方向,物體在動摩擦因數(shù)為μ=0.25的水平地面上以a=2 m/s2的加速度勻加速移動s=4 m。
(3)用大小為F=50 N的、與水平方向成θ=37°角的斜向上的拉力拉物體,使物體沿水平地面移動s=4 m,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25。
(4)物體在豎直向上的拉力F作用下,以a=2 m/s2的加速度勻加速上升h=4 m。
參考答案
一、選擇題:
1.【答案】B
【點撥】小物塊位于光滑的斜面上,斜面對小物塊的作用力只有支持力,方向垂直于接觸面;在小物塊沿斜面下滑的過程中,位于光滑的水平地面上的斜面將向右運
9、動,斜面對小物塊的作用力與小物塊的運動方向不垂直,斜面對小物塊做功不為零。
2.【答案】ACD
【點撥】判斷一個力對物體做正功還是負(fù)功,看F與s之間的夾角.物體做加速、勻速運動時,F(xiàn)與s同方向,一定做正功.物體做減速運動時,F(xiàn)可能與s同向,也可能與s反向,可能做正功或負(fù)功.
3.【答案】D
【點撥】已知力F1做功6 J,即W1=6 J;物體克服力F2做功8 J,即W2=-8 J;所以力F1、F2的合力對物體做功W=W1+W2=-2 J。
4.【答案】D
【點撥】自由落體運動第2 s與第3 s內(nèi)的位移之比為3∶5,由W=Mgh知重力做功之比為3∶5。
5.【答案】AD
【點撥】由
10、圖象可知,物體在5 s內(nèi)走過的位移s=25 m,加速度為-2 m/s2,由F-f=ma,得F=f+ma=6 N,拉力F的功WF=Fs=150 J,摩擦力f的功Wf=-fs=-250 J。
6.【答案】ABC
【點撥】根據(jù)牛頓第三定律,車對人向后的推力大小也為F,車對人向前的靜摩擦力大小也為F′。以人為研究對象,取車前進的方向為正方向,由牛頓第二定律得F′-F=ma。當(dāng)車勻速運動時,a=0,則F=F′。由于人對車的推力F做正功,人對車的摩擦力F′對車做的負(fù)功,而兩力做功的絕對值相等,所以,F(xiàn)和F′的總功為零;當(dāng)車加速運動時,a>0,F(xiàn)′>F,則F′對車做的負(fù)功多,F(xiàn)對車做的正功少,故F和F′
11、的總功為負(fù)功;當(dāng)車減速運動時,a<0,F(xiàn)′<F,則F′對車做的負(fù)功少,F(xiàn)對車做的正功多,故F和F′的總功為正功。選項A、B、C正確。
7.【答案】D
【點撥】功W=Fscosθ是三者的乘積,不一定F大,W就大;也不一定s大,W就大;只有乘積大,W才大.所以A、B錯,D正確。摩擦力不一定是阻力,很多情況下摩擦力是動力,所以摩擦力不一定做負(fù)功,故C錯。
8.【答案】C
【點撥】由于力F的方向總與該時刻的速度方向一致,因此做功不為零,為求力F所做的功,可把作用點所在的圓周分成無限多很短的小段如Δs1、Δs2、Δs3……來研究,對每一足夠小的小段來說,力F的方向與該小段的位移方向一致,可用公式
12、W=Fs求功,則在力F作用下圓盤轉(zhuǎn)動一周的過程中,力F所做的功為:W=FΔs1+FΔs2+FΔs3+……=F(Δs1+Δs2+Δs3+……)=F·2πr=20π J。選項C正確。
二、填空、實驗題:
9.【答案】2.45×105 J
【點撥】W=2Fs=245000 J=2.45×105 J。
10.【答案】800;800;0;-800
【點撥】物體做勻速直線運動,處于平衡狀態(tài),推力F1等于滑動摩擦力F2:F1=F2=μFN=μ G=0.2×400=80 N;則推力F1做功為:W1=F1s=800J;滑動摩擦力做功為:W2=F2scos180°=-800 J;支持力做功為:W3=F3
13、scos90°=0 J。
11.【答案】2;1.6
【點撥】根據(jù)滑輪的知識可知,物體受到的水平拉力為2F=4 N,所以產(chǎn)生的加速度為a==2 m/s2。拉力F做的功為WF =Fs′=F×2s=1.6 J。
12.【答案】125 J;-100 J
【點撥】物體2 s內(nèi)的位移為m =5 m,重力做負(fù)功為WG =-mgs=-100 J。再根據(jù)F-mg =ma,a==2.5 m/s2,可求得F=25 N,所以F做功為WF=Fs=125 J。
13.【答案】3×106J
【點撥】兩個階段中車頭對車廂的拉力都與位移方向相同,故車頭對車廂做的功為W=2Fs=3×106J。
三、計算題:
14
14、.【答案】拉力做功1.2×104 J;重力做功-1×104 J;合力做功2×103 J
【解析】設(shè)重物受到的拉力為F,根據(jù)牛頓第二定律有
F-mg=ma
得F=m(a+g)=1.2×103N。
所以拉力對物體做的功為:WF=Fh=1.2×104 J。
重力對物體做的功為:WG=-mgh=-1×104 J。
合力對物體做的功為:W=(F-mg)h=mah=2×103 J。
15.【答案】(1)100 J;(2)180 J;(3)160 J;(4)480 J
【解析】(1)水平拉力大小為:
F=μmg=25 N
則拉力做的功為
W=Fs=25×4 J=100 J
(2)由牛頓第二定律得:
F-μmg=ma
水平拉力的大小為:F=m(μg+a)=45 N
拉力做的功為:
W=Fs=180 J
(3)拉力恒定,拉力的功與受其它力及物體的運動情況無關(guān)。拉力做的功為:
W=Fscos37°=160 J
(4)由牛頓第二定律得:
F-mg=ma
解得:F=m(g+a)=120 N
拉力做的功為:
W=Fs=480 J。