人教版2019必修第二冊高一物理同步練習(xí)8.1.1功與功率-功(原卷版+解析)

功一、單選題1.如圖所示，物體乙以一定的初速度在物體甲的水平表面上滑行，物體甲受到一個向左的水平力作用，甲、乙兩物體之間存在滑動摩擦力，滑動摩擦力對乙做了負(fù)功，則滑動摩擦力對甲A.可能做正功、負(fù)功或不做功 B.可能做正功、負(fù)功，但不可能不做功

C.可能做正功或不做功，但不可能做負(fù)功 D.可能做負(fù)功或不做功，但不可能做正功2.袋鼠跳是一項(xiàng)很有趣的運(yùn)動。如圖所示，一位質(zhì)量m=60?kg的老師參加袋鼠跳游戲，全程10?m，假設(shè)該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度為?=0.2?A.該老師起跳時，地面對該老師做正功

B.該老師每跳躍一次克服重力做功的功率約為300?W

C.該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時間可能是7?s3.張璽同學(xué)研究滑輪問題。如圖甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2kg的物體在F作用由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動，其速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知(g=10m/sA.物體加速度大小為1m/s2 B.F的大小為21N

C.4s末F的功率大小為21W D.4s內(nèi)F4.拔河是我國傳統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)競技項(xiàng)目。某次比賽，在中間位置上方繩子上系一鈴鐺，左右各2?m處劃出標(biāo)志線，率先將鈴鐺拉過本方標(biāo)志線的一方獲勝，甲隊(duì)隊(duì)員的總質(zhì)量為500?kg，鞋子與地面的動摩擦因數(shù)μ1=0.8；乙隊(duì)隊(duì)員的總質(zhì)量為520?kg，鞋子與地面的動摩擦因數(shù)μ2=0.75。比賽開始后甲隊(duì)以共計(jì)3500?NA.甲隊(duì)拉力做功7000?J B.僅改變拉力值，最終獲勝的是乙隊(duì)

C.甲對繩的拉力總是等于乙對繩的拉力 D.獲勝隊(duì)拉力做的功至少為8000?J二、多選題5.如圖所示，A、B質(zhì)量分別為m和M，B系在固定于墻上的水平輕彈簧的另一端，并置于光滑的水平面上，彈簧的勁度系數(shù)為k，將B向右拉離平衡位置x后，無初速度釋放，在以后的運(yùn)動中A、B保持相對靜止，則在彈簧恢復(fù)原長的過程中(

)A.A受到的摩擦力最大值為mkxMB.A受到的摩擦力最大值為mkxM+m

C.摩擦力對A做功為mkx22M D.6.如圖所示，輕繩通過光滑定滑輪的一端與質(zhì)量為m、可看成質(zhì)點(diǎn)的小物體相連，另一端受到大小為F的恒力作用，開始時繩與水平方向夾角為θ.當(dāng)小物體從水平面上的A點(diǎn)被拖動到水平面上的B點(diǎn)時，發(fā)生的位移為L，隨后從B點(diǎn)沿斜面被拖動到滑輪O處，B、O間距離也為L.小物體與水平面及斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ，若小物體從A運(yùn)動到O的過程中，輕繩對小物體的拉力做的功為W，小物體在BO段運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功為Wf，則以下結(jié)果正確的是

(

)A.W=FL(cosθ+1) B.W=2FLcosθ

C.W三、計(jì)算題7.如圖所示，質(zhì)量M=4kg、長L=2m的木板A靜止在光滑水平面上，質(zhì)量m=1kg的小滑塊B置于A的左端．B在F=3N的水平恒力作用下由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)B運(yùn)動至A的中點(diǎn)時撤去力F.A、B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，g(1)撤去F之前A、B的加速度大小a1、a(2)F對B做的功W；

8.如圖所示，質(zhì)量M=10kg、長為L=1.1m的長木板放在光滑的水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=4kg的滑塊放在長木板的最左側(cè)，t=0時刻在滑塊上施加水平向右的恒力20N，經(jīng)過一段時間滑塊到達(dá)長木板的最右側(cè)，已知滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.(1)摩擦力對長木板做功為多少?(2)合力對滑塊做功為多少?

9.如下圖所示，一豎直輕彈簧上有兩個物體A和B，質(zhì)量均為m，其中A與彈簧上端固定連接，彈簧下端固定在水平地面上，B疊放在A上面，輕彈簧的勁度系數(shù)為k，系統(tǒng)開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，O點(diǎn)為彈簧的原長位置?，F(xiàn)對B施加一個豎直向上的力使其向上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，兩個物體可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，求：(1)在B脫離A之前拉力F與B位移關(guān)系式。(2)從B開始運(yùn)動到AB分開的時間。(3)若B做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小可以變化，則當(dāng)加速度a為多少時，從B開始運(yùn)動到AB分開的過程中拉力對B做功有最大值，并計(jì)算這個功(用m，g，k表示)。

10.如圖甲所示，在光滑水平面上放置一木板A，在A上放置物塊B，兩物體的質(zhì)量均為2?kg，A與B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。t=0時刻起，對A施加一水平方向的力，A與B由靜止開始運(yùn)動。取水平向右為正方向，B相對于A的速度用vBA=vB?vA表示，其中vA和vB分別為A和B相對水平面的速度。在0～4?s的時間內(nèi)，相對速度v(1)0～4?s內(nèi)，B在水平面上運(yùn)動的位移(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；(2)0～2?s內(nèi)，水平外力對A做的功功一、單選題1.如圖所示，物體乙以一定的初速度在物體甲的水平表面上滑行，物體甲受到一個向左的水平力作用，甲、乙兩物體之間存在滑動摩擦力，滑動摩擦力對乙做了負(fù)功，則滑動摩擦力對甲A.可能做正功、負(fù)功或不做功 B.可能做正功、負(fù)功，但不可能不做功

C.可能做正功或不做功，但不可能做負(fù)功 D.可能做負(fù)功或不做功，但不可能做正功【答案】A

【解析】若甲保持靜止，乙在甲表面滑動，則滑動摩擦力對甲不做功；若乙向右運(yùn)動的同時甲向左運(yùn)動，則滑動摩擦力對甲做負(fù)功；若乙向右運(yùn)動的同時甲也向右運(yùn)動，則滑動摩擦力對甲做正功，故BCD錯誤，A正確。

故選A。2.袋鼠跳是一項(xiàng)很有趣的運(yùn)動。如圖所示，一位質(zhì)量m=60?kg的老師參加袋鼠跳游戲，全程10?m，假設(shè)該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度為?=0.A.該老師起跳時，地面對該老師做正功

B.該老師每跳躍一次克服重力做功的功率約為300?W

C.該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時間可能是7?s【答案】C

【解析】解：A.老師起跳時，地面雖然對老師有彈力作用，但在彈力的方向上沒有位移，所以地面對老師沒有做功，故A錯誤；

B.因重心上升的最大高度?=0.2m，根據(jù)自由落體公式?=12gt2，將數(shù)據(jù)代入得t=2?g=0.2s，老師每跳躍一次克服重力做的功W=mg?=120J，考慮人屈膝跳起的時間，則該老師每跳躍一次的時間t′>2t，所以每跳躍一次克服重力做功的功率P<W2t，即P<300W，故B錯誤；

CD.因老師上升時間等于下降時間，且上升時間t=0.2s，則人在空中運(yùn)動的時間t13.張璽同學(xué)研究滑輪問題。如圖甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2kg的物體在F作用由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動，其速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知(g=10m/A.物體加速度大小為1m/s2 B.F的大小為21N

C.4s末F的功率大小為21W D.4s內(nèi)F【答案】D

【解析】解：A.速度時間圖線的斜率表示加速度，則物體的加速度a=ΔvΔt=24m/s2=0.5m/s2，故A錯誤；

B.根據(jù)牛頓第二定律得，2F?mg=ma，則F=mg+ma2=20+2×0.52N=10.5N，故B錯誤；

C.4s末物體的速度為2m/s，則拉力作用點(diǎn)的速度為4m/s，則拉力的功率P=Fv=10.5×4W=42W，故C錯誤；4.拔河是我國傳統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)競技項(xiàng)目。某次比賽，在中間位置上方繩子上系一鈴鐺，左右各2?m處劃出標(biāo)志線，率先將鈴鐺拉過本方標(biāo)志線的一方獲勝，甲隊(duì)隊(duì)員的總質(zhì)量為500?kg，鞋子與地面的動摩擦因數(shù)μ1=0.8；乙隊(duì)隊(duì)員的總質(zhì)量為520?kg，鞋子與地面的動摩擦因數(shù)μ2=0.75A.甲隊(duì)拉力做功7000?J B.僅改變拉力值，最終獲勝的是乙隊(duì)

C.甲對繩的拉力總是等于乙對繩的拉力 D.獲勝隊(duì)拉力做的功至少為8000?J【答案】C

【解析】

甲隊(duì)與地面之間的最大靜摩擦力為fm甲=μ1m1g=0.8×5000N=4000N，

乙隊(duì)與地面之間的最大靜摩擦力為fm乙=μ2m2g=0.75×5200N=3900N。

A.因甲隊(duì)以共計(jì)3500?N的拉力拉繩子，可知兩隊(duì)都處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩子不動，則甲隊(duì)拉力做功為零，選項(xiàng)A錯誤；

B.僅改變拉力值，當(dāng)拉力增加時，乙隊(duì)先達(dá)到最大靜摩擦力而被甲隊(duì)拉動，則最終獲勝的是甲隊(duì)，選項(xiàng)B錯誤；

C.根據(jù)牛頓第三定律可知，甲對繩的拉力總是等于乙對繩的拉力，選項(xiàng)C正確；二、多選題5.如圖所示，A、B質(zhì)量分別為m和M，B系在固定于墻上的水平輕彈簧的另一端，并置于光滑的水平面上，彈簧的勁度系數(shù)為k，將B向右拉離平衡位置x后，無初速度釋放，在以后的運(yùn)動中A、B保持相對靜止，則在彈簧恢復(fù)原長的過程中(

)A.A受到的摩擦力最大值為mkxMB.A受到的摩擦力最大值為mkxM+m

C.摩擦力對A做功為mkx22M D.【答案】BD

【解析】

AB.剛釋放時，A、B加速度最大，以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得kx=(M+m)am，解得am=kxM+m，此時A受到的摩擦力最大，對A根據(jù)牛頓第二定律得Ffm=mam=mkxM+m，故A錯誤，B正確；6.如圖所示，輕繩通過光滑定滑輪的一端與質(zhì)量為m、可看成質(zhì)點(diǎn)的小物體相連，另一端受到大小為F的恒力作用，開始時繩與水平方向夾角為θ.當(dāng)小物體從水平面上的A點(diǎn)被拖動到水平面上的B點(diǎn)時，發(fā)生的位移為L，隨后從B點(diǎn)沿斜面被拖動到滑輪O處，B、O間距離也為L.小物體與水平面及斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ，若小物體從A運(yùn)動到O的過程中，輕繩對小物體的拉力做的功為W，小物體在BO段運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功為Wf，則以下結(jié)果正確的是

(

)A.W=FL(cosθ+1) B.W=2FLcosθ

C.W【答案】BC

【解析】本題在計(jì)算輕繩對小物體的拉力做的功時，拉力是變力，故不能用W=Fscos

α直接求拉力做的功．但人對繩的拉力所做的功和繩對小物體的拉力所做的功是相等的，小物體從A運(yùn)動到O的過程中，人對繩做的功為W=Fs，s為F的作用點(diǎn)的位移，利用幾何關(guān)系得s=2Lcos

θ，所以W=2FLcos

θ，故A錯誤，B正確．根據(jù)幾何關(guān)系得斜面傾角為2θ，小物體在BO段運(yùn)動過程中摩擦力f=μmgcos?2θ，小物體在BO段運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功為W三、計(jì)算題7.如圖所示，質(zhì)量M=4kg、長L=2m的木板A靜止在光滑水平面上，質(zhì)量m=1kg的小滑塊B置于A的左端．B在F=3N的水平恒力作用下由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)B運(yùn)動至A的中點(diǎn)時撤去力F.A、B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，(1)撤去F之前A、B的加速度大小a1、a(2)F對B做的功W；

【答案】解：(1)根據(jù)牛頓第二定律得：

對A：μmg=Ma1，代入數(shù)據(jù)得：a1=0.5m/s2

對B：F?μmg=ma2，代入數(shù)據(jù)得：a2=1m/s2；

即：撤去F之前A、B的加速度大小a1、a2分別為0.5m/s2、1m/s2；

(2)設(shè)F作用時間為t，由位移公式得：

對B：xB=12a2t2；對A：xA=【解析】本題考查了恒力做功、牛頓第二定律。本題是復(fù)雜的力學(xué)綜合題，要邊計(jì)算邊分析物體的運(yùn)動情況，要抓住各個過程之間的聯(lián)系，如速度關(guān)系、位移關(guān)系，運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合研究。

(1)根據(jù)牛頓第二定律求A、B的加速度大小a1、a2；

(2)當(dāng)B運(yùn)動至A的中點(diǎn)時B與A對地位移之差等于L2，根據(jù)位移時間公式和位移關(guān)系求出F作用的時間t，再求得B的位移，即可由W=Fx求解F對8.如圖所示，質(zhì)量M=10kg、長為L=1.1m的長木板放在光滑的水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=4kg的滑塊放在長木板的最左側(cè)，t=0時刻在滑塊上施加水平向右的恒力20N，經(jīng)過一段時間滑塊到達(dá)長木板的最右側(cè)，已知滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0(1)摩擦力對長木板做功為多少?(2)合力對滑塊做功為多少?

【答案】解：(1)分別對滑塊、長木板受力分析，

滑塊與長木板之間的摩擦力f=f′=μmg=0.2×4×10?N=8N，

由牛頓第二定律得對滑塊：F?f=ma1，解得a1=F?fm=20?84m/s2=3m/s2，

對長木板：f′=Ma2，解得a2=fM=810m/s2=0.8m/s2，

設(shè)F作用時間t后滑塊到達(dá)長木板的最右側(cè)，【解析】(1)分別對滑塊和木板受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出兩者的加速度，然后根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式分析出長木板的位移，根據(jù)恒力做功公式求出摩擦力對長木板做功。

(2)滑塊m受到拉力和滑動摩擦力，求出這兩個力做的功的代數(shù)和即為合力做功。9.如下圖所示，一豎直輕彈簧上有兩個物體A和B，質(zhì)量均為m，其中A與彈簧上端固定連接，彈簧下端固定在水平地面上，B疊放在A上面，輕彈簧的勁度系數(shù)為k，系統(tǒng)開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，O點(diǎn)為彈簧的原長位置?，F(xiàn)對B施加一個豎直向上的力使其向上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，兩個物體可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，求：(1)在B脫離A之前拉力F與B位移關(guān)系式。(2)從B開始運(yùn)動到AB分開的時間。(3)若B做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小可以變化，則當(dāng)加速度a為多少時，從B開始運(yùn)動到AB分開的過程中拉力對B做功有最大值，并計(jì)算這個功(用m，g，k表示)?！敬鸢浮拷猓?1)由于兩個物塊開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)彈簧的壓縮量為x0，則由胡克定律得：2mg=kx0?

設(shè)某一時間內(nèi)A的位移為x，豎直拉力為F，把A和B作為一整體，

由牛頓第二定律得：F+k(x0?x)?2mg=2ma

聯(lián)立可得F=kx+2ma

(2)設(shè)兩個物體恰好分開時，A的位移為xm，則有A與B之間的相互作用力為零，

對于A物體，由牛頓第二定律得：k(x0?xm)?mg=ma聯(lián)立得xm=m(g?a)k

設(shè)運(yùn)動時間為t，則有xm=12at2，聯(lián)立得t=2m(g?a)ka

(3)由于拉力【解析】本題考查了牛頓第二定律、功的計(jì)算、彈力的大小、胡克定律；

在分析兩物體分離問題時，要注意兩物體分離的臨界條件：兩物體的速度加速度相等，且兩物體間無相互作用力。

(1)把AB看成一整體，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合胡克定律列式求解；

(2)要明確A與B分離的時刻，它們間的彈力為零、加速度相等這一條件，結(jié)合牛