高中物理 1.1 機(jī)械功 33每課一練 魯科版必修2.doc

1.1機(jī)械功每課一練1.如圖1-1-1所示，質(zhì)量相同的兩物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，分別用與水平面夾角相同的力f1和f2作用在物體上，使物體均能在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，甲圖中f1為拉力，乙圖中f2為推力，當(dāng)兩物體經(jīng)相同位移時(shí)，f1和f2對(duì)物體做的功分別為w1和w2，則（ ）圖1-1-1a.w1w2 b.w1w2c.w1w2 d.無法判斷解析：物體在f1和f2的作用下均做勻速運(yùn)動(dòng)，物體在水平方向的合力均為零，但兩物體所受的摩擦力不同，甲中物體所受的摩擦力ff1=(mg-f1sin)，乙中物體所受的摩擦力為ff2=(mg+f2sin),f f1f f2，根據(jù)w=flcos知w1w2，故應(yīng)選c.答案：c2.如圖1-1-2所示，某個(gè)力f=10 n作用于半徑r=1 m轉(zhuǎn)盤的邊緣上，力f的大小保持不變，但方向保持任何時(shí)刻均與作用點(diǎn)的切線致，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，力f做的功為（ ）圖1-1-2a.0 j b.20 j c.10 j d.無法確定解析：功的計(jì)算公式w=flcos的適用條件是求恒力對(duì)物體所做的功，在本題中的力f的方向不斷變化，屬于變力.為求力f所做的功，可把作用點(diǎn)所在的圓周分成很多小段，每一小段都足夠小，可認(rèn)為是直線；物體通過每小段的時(shí)間足夠短，在這樣短的時(shí)間內(nèi)，力的方向變化很小，可認(rèn)為方向不變，可用公式w=fs來計(jì)算功，則在力f作用下圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，力f所做的功為w=fs1+fs2+fs3+fsn=f(s1+s2+s3+sn)=f2r=2rf=2110 j=20 j正確的選項(xiàng)為b.答案：b3.以下關(guān)于功的說法中正確的是（ ）a.力是矢量，功也是矢量b.力和位移是矢量，功也一定是矢量c.因?yàn)楣τ姓拓?fù)功的區(qū)別，所以功是矢量d.因?yàn)楣]有方向性，所以功是標(biāo)量答案：d4.如圖1-1-3所示，物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入足夠長(zhǎng)的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，則傳送帶對(duì)物體做功情況可能是（ ）a.始終不做功b.先做負(fù)功后做正功c.先做正功后不做功d.先做負(fù)功后不做功圖1-1-3解析：物體滑到軌道底端剛滑上傳送帶時(shí)，其速度和傳送帶的速度之間會(huì)有多種可能的關(guān)系，而在不同情形下傳送帶做的功是不同的，因?yàn)樗鼈冎g的位移不同，所以本題要分情況討論.注意題中水平傳送帶足夠長(zhǎng)，意味著最終物體的速度總可以達(dá)到與傳送帶的速度相等.設(shè)傳送帶速度大小為v1，物體剛滑上傳送帶時(shí)的速度大小為v2. (1)當(dāng)v1=v2時(shí)，物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，則傳送帶與物體之間不存在摩擦力，傳送帶對(duì)物體始終不做功.(2)當(dāng)v1v2時(shí)，物體滑上傳送帶后相對(duì)于傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，物體受到的滑動(dòng)摩擦力方向向右，則物體做勻加速度運(yùn)動(dòng)，直到速度增為v1為止，此后物體不受摩擦力，做勻速運(yùn)動(dòng)，所以傳送帶對(duì)物體先做正功后不做功.故正確選項(xiàng)為acd答案：acd5.如圖1-1-4所示，物體a、b疊放著，a用繩系在固定的墻上，用力f將b拉著右移，用t表示繩的拉力，用fab和fba分別表示物體a對(duì)b的摩擦力和b對(duì)a的摩擦力，則下面正確的敘述是（ ）圖1-1-4a.f做正功，fab做負(fù)功，fba做正功，t不做功b.f和fba做正功，fab和t做負(fù)功c.f做正功，fab做負(fù)功，fba和t不做功d.f做正功，其他力都不做功解析：此題是判斷各力是否對(duì)物體做功，而力對(duì)物體做功最主要的條件就是在力的方向上有位移，這里fab和fba是一對(duì)作用力和反作用力，它們分別作用于b和a兩個(gè)不同的物體上，而作用在b上的力有位移發(fā)生，a物體始終靜止，沒有位移，故本題應(yīng)選c.本題也考查了一對(duì)作用力與反作用力做功的特點(diǎn).答案：c6.如圖1-1-5，小物塊位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平面上.從地面上看，在小物塊從靜止開始沿斜面下滑的過程中，斜面對(duì)小物塊的作用力（ ）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，做功不為零圖1-1-5解析：本題考查對(duì)功的概念的理解，做功的兩個(gè)必要因素是力和在力的方向上發(fā)生的位移的乘積.物體在下滑過程中，斜面要向右運(yùn)動(dòng).在斜面的運(yùn)動(dòng)過程中，斜面對(duì)物體的作用力垂直于斜面，但作用力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的位移方向不垂直，因此做功不為零.答案：b7.如圖1-1-6所示，一物體以一定的初速度沿水平面由a點(diǎn)滑到b點(diǎn)，摩擦力做功為w1；若該物體從a點(diǎn)沿兩斜面滑到b點(diǎn)，摩擦力做的總功為w2.已知物體與各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同，則（ ）圖1-1-6a.w1=w2 b.w1w2c.w1w2 d.不能確定解析：本題的創(chuàng)新之處在于同一個(gè)物體沿著兩個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)路徑發(fā)生相同的位移，因?yàn)槟Σ亮ψ龉εc路徑有關(guān).所以對(duì)第二種情況下摩擦力對(duì)物體所做的功，應(yīng)該分析其在兩個(gè)不同的斜面上的受力情況，然后再根據(jù)功的計(jì)算公式求出摩擦力所做的功.若物體沿水平面從a滑到b，摩擦力所做的功w1=fl=mgl若沿兩斜面由a滑到b，摩擦力做功w1=mgcosl1+mgcosl2而cosl1+cosl2=l，得w2=mgl，所以w1=w2.答案：a8.靜止在光滑水平面上的物體質(zhì)量為2.5 kg，在與水平方向成60角斜向上的力f作用下運(yùn)動(dòng)了10 s，已知f10 n，求10 s內(nèi)力f所做的功.（g取10 m/s2） 解析：根據(jù)題中所給條件可以判斷出物體的運(yùn)動(dòng)情況，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，要求10 s內(nèi)力f對(duì)物體做了多少功，還應(yīng)該求出物體在10 s內(nèi)發(fā)生的位移.物體受力情況分析，如圖所示.力f在豎直方向分力很顯然小于重力，物體沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律fcos60=ma.10 s內(nèi)物體位移 at2，10 s內(nèi)力f做的功w=flcos60，解得w=500 j.答案：500 j9.如圖1-1-7所示，用大小不變的力f通過定滑輪拉著物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)與物體相連接的繩和水平面間的夾角是.當(dāng)拉力f作用一段時(shí)間后，繩與水平面間的夾角為.已知圖中的高度是h，求繩的拉力t對(duì)物體所做的功.(假設(shè)繩的質(zhì)量、滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦不計(jì))圖1-1-7解析：設(shè)繩的拉力t對(duì)物體做的功為wt，人的拉力f對(duì)繩做的功為wf，由題圖可知，在繩與水平面的夾角由變到的過程中，拉力f作用的繩端的位移的大小為：s=s1-s2=h().由w=fs可知wt=wf=fs=fh().答案：fh()10.質(zhì)量為m的長(zhǎng)木板放在光滑的水平地面上，如圖1-1-8所示，一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從a端滑到b點(diǎn)，在木板上前進(jìn)了l（m），而木板前進(jìn)了s（m），若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：（1）摩擦力對(duì)滑塊所做功是多大？（2）摩擦力對(duì)木板所做功是多大？圖1-1-8.解析：由圖可知，木板發(fā)生水平位移s時(shí)，滑塊發(fā)生的水平位移為s+l，對(duì)兩物體分別進(jìn)行受力分析.則m與m之間的滑動(dòng)摩擦力f=mg.由公式w=flcos可得：摩擦力對(duì)滑塊所做的功為：wm=mgsmcos180=-mg(s+l)，負(fù)號(hào)表示這個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功.摩擦力對(duì)木塊所做的功為： wm=mgsm=mgs.從本題的解答結(jié)果可以知道摩擦力做功和一對(duì)作用力與反作用力做功的特點(diǎn)，摩擦力既可做正功，也可作負(fù)功，還可以不做功.一對(duì)作用力與反作用力做功的大小不一定相等，符號(hào)也不一定相反.答案：（1）-mg(s+l) （2）mgs11.質(zhì)量為m的物體放在水平面上，在水平推力f的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，f的大小隨位移變化的情況如圖1-1-9所示，fs圖象為f橢圓曲線，則力f做的功為多少？（橢圓面積為s=ab） 圖1-1-9解析：本題介紹了一種計(jì)算變力做功的方法圖象法.在物體做直線運(yùn)動(dòng)，求物體運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)，常常用vt圖象中的面積表示位移的大小，受此方法