12功和能試題

1、1.2功和能i如圖所示，質(zhì)量為皿的物體，受水平力尸的作用，在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是 （）A. 如果物體做加速直線運(yùn)動(dòng)B. 如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)C. 如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)D. 如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)F定對(duì)物體做正功F ?定對(duì)物體做負(fù)功F也可能對(duì)物體做正功F定對(duì)物體做正功分析：水平面粗糙，物體除受尸外，還受摩擦力耳作用,$的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反當(dāng)尸的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，且尸時(shí)，物體作加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體的位移與廠方向一致，尸作正功，故選 A.當(dāng)尸的方向與物體運(yùn)動(dòng)速度方向相同，且尸時(shí)，物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)， 此時(shí)物 體的位移方向也和尸方向一致，尸作正功，故選D.物體作減

2、速直線運(yùn)動(dòng)的情況有兩種，其一、尸和卩方向一致，但PP*，此種情況物 體做正功；其二、F和r方向相反，即與厲方向相同，此種情況尸做負(fù)功故選C.解：本題正確選項(xiàng)是 ACD.點(diǎn)評(píng)：尸做正功還是負(fù)功，要看尸的方向與位移方向是相同還是相反，當(dāng)物體做加速或 勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，尸的方向一定與位移方向相同；當(dāng)物體做減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)包括兩種情況，一種是力尸方向與位移方向相反，即物體向左運(yùn)動(dòng)，這樣力尸做負(fù)功，另一種情況是力F方向與位移方向相同（此時(shí)尸小于摩擦力），F(xiàn)做正功.2用水平恒力尸作用在質(zhì)量為的物體上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動(dòng)距離S,恒力做功為再用該恒力作用于質(zhì)量為（曲“）的物體上，使之在粗糙的水平面

3、上移動(dòng)同樣距離S,恒力做功為略，則兩次恒力做功的關(guān)系是（）A.略跖B.腐略C.場(chǎng)=略D.無(wú)法判斷分析：在粗糙水平面上移動(dòng)一段距離，跟在光滑水平面上移動(dòng)的相同距離，對(duì)力尸做功來(lái)說(shuō)，脖？用是相同的，即略=賂。解：正確選項(xiàng)為 C.點(diǎn)評(píng)：求功時(shí)，必須要明確哪個(gè)力在哪個(gè)過(guò)程中的功.根據(jù)功的定義，力尸所做的功與 尸的大小及在尸的方向上發(fā)生的位移大小的乘積有關(guān)，與物體是否受其它力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等其它因素均無(wú)關(guān).即力做功具有獨(dú)立性.3如圖所示，拉力尸使質(zhì)量為的物體勻速地沿著長(zhǎng)為面的一端向上滑到另一端，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為產(chǎn)，分別求 物休上各力對(duì)物體所作的功.Z傾角為*的斜作用在分析：選物體為研究對(duì)象，

4、其受力為拉力尸,重力mg,彈力活，摩擦力兀。解：拉力尸對(duì)物體所做的功為畛/由于物體作勻速運(yùn)動(dòng)，故F-MgMt a + /Mtgcota即拉力尸對(duì)物體做正功此拉力尸，一般稱為動(dòng)力或牽引力(2) 重力驅(qū)對(duì)物體所做的功為：% +a)M(f rin a即重力對(duì)物體做負(fù)功，即亦物體克服重力所做的功為2皿。(3) 摩擦力對(duì)物體所做的功為聘-)址0? 180* - -FJ. - -futtgLcAta.即摩擦力對(duì)物體做負(fù)功.也可以說(shuō)是物體克服摩擦力做了功“ *1*(4) 彈力心對(duì)物體所做的功為即彈力對(duì)物體不做功.點(diǎn)評(píng)：講功必須分清是哪個(gè)力做的功，在解題時(shí)一定要注意題目中是求哪個(gè)力做的功，正確找岀力只位移 S

5、和夾角G的關(guān)系。4如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為加的木塊，放在傾角為土的斜面體上，當(dāng)斜面與木塊保持相對(duì)靜止沿水平方向向右勻速移動(dòng)距離 s的過(guò)程中，作用在木塊上的各個(gè)力分別做功多少？合 力的功是多 少？分析：木塊發(fā)生水平位移的過(guò)程中，作用在木塊上共有三個(gè)力， 重力mg,支持力二， 靜摩擦 力 禹，根據(jù)木塊的平衡條件，由這三個(gè)力的大小，物體的位移及力與位移的夾角 .即 可由功的計(jì) 算公式算岀它們的功.解：沿斜面建立直角坐標(biāo)將重力正交分解，由于物體相對(duì)斜面靜止而在水平面上做勻 速運(yùn) 動(dòng)，根據(jù)力的平衡條件可得斜面對(duì)木塊的支持力場(chǎng)為斜面對(duì)木塊的靜摩擦力二為支持力M與位移S間的夾角為9+ 0，則支持力做的功航-A-

6、s cos(90*a) - -Mtgscosas nzx摩擦力-%與位移S的夾角為=,則摩擦力 巴做功略a cota重力與位移的夾角為90 ,則重力做的功光-0合力做的功等于各個(gè)力做功的代數(shù)和，即孵疇？略+%-jqAcMam a -t-NAgsm a*cosa + 0 ? 0點(diǎn)評(píng)：可以看岀，斜面對(duì)物體的彈力有的做功、有的不做功，關(guān)鍵在于物體在這個(gè)彈力的方向上是否有位移.不能簡(jiǎn)單的說(shuō)斜面的彈力對(duì)物體不做功。本題合力做的功也可以先計(jì)算岀合力，再求岀合力的功痔.-F* -? *cosa -0固定在地面上，尸做的功為 較兩次做功，應(yīng)有略；第二次讓B可以在光滑的地面上自由滑動(dòng)，尸做的功為略.比5如圖所示

7、，木塊蟲(chóng)放在木塊D的左上端，用恒力尸將力拉至B的右端.第一次將DA.鴨肌B.航略C. *B Had.無(wú)法比較.分析：根據(jù)功的定義，力尸做的功只與力的大小及力的方向上發(fā)生的位移大小的乘積有關(guān)，位移的大小與參考系的選擇無(wú)關(guān)，在沒(méi)有指定參考系時(shí)，一般是以地球?yàn)閰⒖枷?，A物相對(duì)于B的位移在兩種情況下是一樣的，但在第一種情況中，B相對(duì)于地面是靜止的，故第二次A對(duì)地的位移大于第一次 A對(duì)地的位移，即第二次做功多一些解：正確選項(xiàng)為 D.例題：火車在運(yùn)行中保持額定功率2500RW,火車的總質(zhì)量是lOOOt,所受阻力恒定為l.56xKA N=求：（1）火車的加速度是皿時(shí)，速度是多大？（2）火車的速度是12m/s

8、時(shí)，加速度是多少？（3）火車的最大速度是多少？分析：本題是關(guān)于火車以恒定功率起動(dòng)的問(wèn)題。在此過(guò)程中，火車作加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，直到加速度為零（即牽引力等于阻力）時(shí)，速度達(dá)到最大。解：（1）根據(jù)牛頓第二定律，得又因P P2500x12、 “亠v - - ；:- 2. LSatfx所以 F f+ma IKxltfAQOOx|Axl（2）根據(jù)牛頓第二定律，得又因P?用（3）根據(jù)牛頓第二定律，得2500x10*12 1000x10 s當(dāng)時(shí)，火車速度最大V P-2500 週 3所以 /156? 105點(diǎn)評(píng)：此類問(wèn)題關(guān)鍵是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率，若在額定功率下啟動(dòng)，則一定是變加速度運(yùn)動(dòng)。因?yàn)?/p>

9、牽引力隨速度的增大而減小。求解時(shí)不能用勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解。扶梯例*如闍所示左自動(dòng)扶梯以恆定的速度卩運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí).第一次有一個(gè)人 站到扶梯上后相対扶悌靜止不動(dòng).扶拂載他上樓過(guò)程中對(duì)犧做功為略.做功功率為昇第.次這人在運(yùn)動(dòng)的扶梯上又以相對(duì)扶梯的速度X同時(shí)B.B. 略-聘用呂 D.略-略尼妗分析：在扶梯上，人相對(duì)扶梯靜止不動(dòng)和人相對(duì)于扶梯勻速向上運(yùn)動(dòng)，相對(duì)地面來(lái)說(shuō)，人都是作勻速直線運(yùn)動(dòng).兩次人均處于平衡狀態(tài)，兩次人受到的力情況相同.即扶梯對(duì)人向上的支持力等于重力而兩次扶梯載人運(yùn)動(dòng)的距離不同，所以可用帶-忌cxa來(lái)判定功 的大小.兩次扶梯運(yùn)動(dòng)的速率卩不變，所以可用來(lái)判定功率的大小解：由功的計(jì)算公式，得扶梯

10、對(duì)人做功為9A - FsctMa式中u是扶梯對(duì)人的支持力（等于人的重力）和扶梯所在斜面的夾角.由于第二次人 沿扶梯向上走了一段距離，所以第一次扶梯載人運(yùn)動(dòng)的距離要比第二次扶梯載人運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng)，即噸?1,故略 略.兩次扶梯運(yùn)動(dòng)的速率卩不變，對(duì)人作用力不變.根據(jù)PFvcosa知故本題正確選項(xiàng)為B。點(diǎn)評(píng)：本題也可先判斷扶梯對(duì)人做功的功率，再根據(jù)兩次人通過(guò)相同位移所用時(shí)間不同，據(jù) 妙刊來(lái)判斷扶梯對(duì)人做功 .由題知人兩次對(duì)地的速度關(guān)系為叫 吟，則人上樓 時(shí)間， 耳，而A ?蚌，故由畀知，*1略。功率比較：例如圖所示，一個(gè)小孩站在船頭，用同樣大小的力拉繩，在甲、乙兩種情況中，經(jīng)過(guò) 相同的時(shí)間t （船未碰撞

11、），小孩所做的功分別為磅及在時(shí)間t內(nèi)小孩拉繩的功率 分別為吊直的關(guān)系為()A.略略妗B.略-斷尼c.航略叢Ad.略斷？人-分析：小孩做的功，在甲情況下是指對(duì)自身（包括所站的船）做的功，在乙情況下除對(duì)自身小船在兩種（包括所站的船）做的功外，還對(duì)另一小船做了功，小孩在兩種情況下由于力相同,括對(duì)所站的船）所做的功相等，但在乙情況下小孩還對(duì)另外一小船多做了一部分功，因此疇5,又由功率的定義式得：恥妗。解：本題選項(xiàng)C正確.點(diǎn)評(píng)：在計(jì)算乙情況中功的時(shí)候，要注意把兩只小船看成一個(gè)整體，兩只小船所發(fā)生的位移都是由于人做功而產(chǎn)生的 .瞬時(shí)功率:例：質(zhì)量為皿的物體沿傾角為二的固定斜面滑到底端時(shí)的 度大小為F,此時(shí)重力的瞬時(shí)功率為（）A. E B. FNQC mgvcMcc mgvtan a分