高中物理人教版第七章機械能守恒定律功 第2節(jié)功備課資料素材庫

第2節(jié)功人教版教參補充題目圖7-2-421.如圖7-2-圖7-2-42A.若斜面向左勻速移動距離x,斜面對物塊的作用力沒有做功B.若斜面向上勻速移動距離x,斜面對物塊的作用力做功mgxC.若斜面向左以加速度a移動距離x,斜面對物塊的作用力做功maxD.若斜面向下以加速度a移動距離x，斜面對物塊的作用力做功m（g+a)x甲乙圖7-2-43解析：因為物塊勻速移動，所以斜面對物塊的作用力與物塊的重力平衡，也就是說，斜面對物塊的摩擦力與支持力的合力與物塊的重力平衡，方向豎直向上，與位移方向垂直，故斜面對物塊的作用力做功W=0，選項A正確；斜面對物塊的作用力與物塊的重力平衡，方向豎直向上，與位移方向一致，故斜面對物塊的作用力做功W=Gx=mgx，選項B正確；因為物塊的加速度向左，根據(jù)牛頓第二定律，所以物塊所受合力水平向左，大小為F=ma，合力的功甲乙圖7-2-43答案：ABC2.一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t=0時其速度為1m/s。從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力F，力F和滑塊的速度v隨時間的變化規(guī)律分別如圖7-2-43甲、乙所示。設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3A.W1=W2=C.W1＜W3＜W2解析：由v-t圖象可知第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的力和位移均為正方向，x1=v02t=QUOTE12m，x2=v02t=QUOTE12m，x3=v0t=1m，F(xiàn)1=1N，F(xiàn)2=3N，F(xiàn)3=2N，則W1=F1x1=QUOTE12J，W2=F答案：B3.如圖7-2-44所示，用恒力F通過定滑輪把靜止于水平面上的物體從位置A拉到位置B，不計滑輪和物體的大小，滑輪距水平面高為h，物體在位置A、B時，細(xì)繩與水平面的夾角分別為θ1和θ2，則拉力F在這一過程中對物體所做的功為圖7-2-44解析：設(shè)物體在位置A時，滑輪左側(cè)繩長為l1，當(dāng)物體被繩拉至位置B時，繩長變?yōu)閘2，因此物體由A到B，繩長的變化量Δl=l1-l2，而l1=hsinθ1，l圖7-2-44答案：Fh&圖7-2-454.如圖7-2-圖7-2-45 B.μmgxC.μmgxcosθ解析：對物體進(jìn)行受力分析，并對拉力F進(jìn)行分解如圖7-2-46所示。圖7-圖7-2-46F2又F2得FN再根據(jù)滑動摩擦力公式F解得Ff又因為物體做勻速運動，所以F1=Fcos所以，由Fcosθ=μ（mg-Fsinθ）解得F=μ根據(jù)功的公式，拉力F對物體所做的功為：WF=Fxcosθ,則有WF=μmg答案：D圖7-2-47、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1，它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運動，直到停止，其速度圖象如圖7-2-47所示。那么，A、B兩物體所受摩擦阻力之比FA∶F圖7-2-47∶1,2∶1 ∶1,4∶1∶4,1∶2 ∶2,1∶4解析:由v-t圖象可知：aA∶aB=2∶1，而F=ma，mA∶mB=2∶1，可得：FA∶FB=4∶1；又由圖象中面積關(guān)系可知A、B位移之比xA答案：A其他版本的題目廣東教育版1.計算力F在下列各種情況下做了多少功。（1）用水平推力F推質(zhì)量為m的物體沿光滑水平面前進(jìn)s的距離。（2）用水平推力F推質(zhì)量為2m的物體沿動摩擦因數(shù)為μ的水平面前進(jìn)s的距離。（3）斜面傾角為α，與斜面平行的推力F，推一個質(zhì)量為2m的物體沿光滑斜面前進(jìn)s的距離。解析：根據(jù)功的公式W=Flcosα得，各情況下推力F做的功分別為：1W1=Fs；2W答案：FsFsFs圖7-2-482.如圖7-圖7-2-48（1)試求作用在雪橇上的各個力所做的功。（2）外力對雪橇做的總功是多少？解析：（1)首先對雪橇受力分析，雪橇受重力、支持力、拉力、摩擦力，由于重力和支持力垂直于位移方向，所以重力和支持力做功為0，即WG=0，WN=0，拉力做功WF（2)外力對雪橇做的總功W總答案：（1)重力、支持力、拉力、摩擦力做的功分別為0、0、Fscosα、-Fscosα（2)03.用起重機將質(zhì)量為m的物體勻速吊起一段距離，那么作用在物體上的各力做功情況應(yīng)是下列說法中的哪一種（）A.重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做功為零B.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功C.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做功為零D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功解析：起重機將質(zhì)量為m的物體勻速吊起一段距離的過程中，位移方向豎直向上，物體受到的重力豎直向下，物體受到的拉力豎直向上，合力為零，所以重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做功為零，選項C正確。答案：C4.起重機的吊鉤下掛著質(zhì)量為100kg的木箱，如果木箱以加速度2m/s2勻減速下降了4m，求鋼索拉力所做的功。（g取10解析：對于木箱，根據(jù)牛頓第二定律得，mg-F=ma，所以拉力F=mg-ma=800N，方向豎直向上，根據(jù)功的公式W=Flcosα得，拉力的功W=Flcos180°=800×4×（-1）J=-3200J。答案：-3200J山東科技版1.雪橇和雪橇上的小孩總質(zhì)量是60kg,沿傾斜角為10°的雪坡下滑時所受阻力是重力的，雪橇在10s內(nèi)滑下了50m。求下滑時重力和阻力所做的功各是多少。（sin10°≈，cos10°≈）圖7-2-49解析：根據(jù)題意，設(shè)阻力為f，則f=kG,其中k=，g取m/s2時，G=mg=60×N=588N，f=N，根據(jù)功的公式W=Flcosα有，重力做功W圖7-2-49答案：4998J-1176J2.如圖7-2-49所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，當(dāng)斜面沿水平方向向右勻速移動了距離s時，物體相對斜面靜止，則下列說法中正確的是（）A.摩擦力對物體做功為零B.合力對物體做功為零C.摩擦力對物體做負(fù)功D.支持力對物體做正功解析：質(zhì)量為m的物體靜止在斜面上沿水平方向向右勻速移動，受到豎直向下的重力、沿斜面向上的摩擦力和垂直于斜面向上的支持力，物體的位移水平向右，所以摩擦力與位移的夾角為（180°-θ）＞90°，所以摩擦力對物體做負(fù)功，支持力與位移的夾角為（90°-θ）＜90°，所以支持力對物體做正功，因物體處于平衡狀態(tài)，合力為零，所以合力對物體做功為零。故選項B、C、D正確，選項A錯誤。答案：BCD3.質(zhì)量為100g的物體，做下列運動：（1）物體勻速上升m，動力對物體做的功為J。（2）物體以m/s2的加速度上升m，動力對物體做的功為J。（取g=10解析：（1）物體勻速上升時，根據(jù)平衡條件得動力F1=mg=1N，故動力對物體做的功W（2）根據(jù)牛頓第二定律，物體加速上升，F(xiàn)2-mg=ma，所以動力F2=mg+ma=N,動力對物體做的功為W答案：（1）5（2）教育科學(xué)版圖7-2-50甲、乙兩人在河的兩岸同時用繩拉船，使船在河的中間沿直線路徑行駛，甲、乙的拉力分別為F1和F2圖7-2-50（1）先求出合力，再求合力所做的功；（2）先求出兩個分力所做的功，再求兩個功的代數(shù)和。比較兩種方法計算的結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？解析：（1）使船在河的中間沿直線路徑行駛，故合力方向沿河的中間直線，根據(jù)正交分解法，船受到的合力F合=F1cos60°+F2（2）根據(jù)功的公式W=Flcosα得，力F1做的功W1=F1lcos60°=100×80×QUOTE12J=4000J，力F2做的功W2=F2lcos30°=100計算結(jié)果說明，求合力的功可先求出各力的功，再求各力功的代數(shù)和。答案：（1）16000J（2）16000J計算結(jié)果說明，求合力的功可先求出各力的功，再求各力功的代數(shù)和。補充材料1.關(guān)于作用力與反作用力的功作用力和反作用力大小相等、方向相反，但作用力和反作用力的功的絕對值不一定相等，符號相反。這是因為作用力和反作用力作用在兩個物體上，這兩個物體在相同時間內(nèi)運動的情況是由這兩個物體所受的合力、物體的質(zhì)量以及物體的初始條件這三個因素共同決定的。所以兩個物體在相互作用力方向上的位移也沒有必然聯(lián)系，因此作用力和反作用力所做功的數(shù)值也沒有一定的聯(lián)系。上述情況可用下面的實例來分析。圖7-2-51如圖7-圖7-2-51綜上所述，一對作用力和反作用力，可以兩個力均不做功；可以一個力做功，另一個力不做功；也可以一個力做正功，另一個力做負(fù)功；還可以兩個力均做正功或均做負(fù)功。例1質(zhì)量為M的長木板放在光滑的水平面上,一個質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點滑至B點,在木板上前進(jìn)了L,而木板前進(jìn)l。若滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ,問:（1)摩擦力對滑塊所做功多大?（2)摩擦力對木板所做功多大？解析：滑塊m在長木板M上滑動的過程中，m和M受到的摩擦力大小皆為F=μmg，所以摩擦力對滑塊所做功W1=F（L+l）cos180°=-μmg（L+l），摩擦力對木板所做功W答案：（1）-μmg（L+l)（2)μmgl2.求變力功的幾種方法（1）微元法：當(dāng)物體在變力作用下做曲線運動時，若力的方向與物體運動的切線方向之間的夾角不變，且力與位移的方向同步變化時，可用微元法將曲線分成無限個小段，每一個小段可認(rèn)為是恒力做功，總功即為各個小段做功的代數(shù)和。（2）平均力法：如果參與做功的變力，其方向不變，而大小隨位移線性變化，則可求出平均力，代入公式W=Flcosα求解。（3）圖象法：如果參與做功的變力方向與位移方向始終一致，而大小隨位移變化，我們可作出該力隨位移變化的圖象。那么圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積，即為變力做的功。圖7-2-52例2如圖7-2-圖7-2-52J πJ J J解析：把圓周分成無限個小元段，每個小元段可認(rèn)為與力在同一直線上，故ΔW=FΔs，則轉(zhuǎn)一周中各個小元段做功的代數(shù)和為W=F×2πR=10×2πJ=20πJ，故選項B正確。答案：B圖7-2-53例3如圖7-圖7-2-53解析：解法一（平均力法）：鐵錘每次擊打都用來克服鐵釘?shù)淖?/p>