《第1節(jié) 機(jī)械功》（同步訓(xùn)練）高中物理必修2-魯科版-2024-2025學(xué)年

《第1節(jié)機(jī)械功》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、下列關(guān)于功的說(shuō)法中，正確的是：A.只有當(dāng)力作用在物體上，物體在力的方向上移動(dòng)一段距離，才做功。B.功的大小與力的大小和物體移動(dòng)的距離成正比。C.功的單位是牛頓，簡(jiǎn)稱N。D.功是力在物體上產(chǎn)生的位移的乘積。2、一個(gè)物體受到一個(gè)恒力F，沿著力的方向移動(dòng)了一段距離s，如果該物體在移動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何形變，那么以下哪個(gè)選項(xiàng)描述了該物體所做的功？A.W=FsB.W=Fs^2C.W=Fv（v是物體的速度）D.W=Fs*v3、一個(gè)物體受到一個(gè)恒力F，沿力的方向移動(dòng)了s的距離，物體所做的功是：A.FsB.Fs2C.Fs/sD.Fs×s4、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個(gè)大小為F的水平推力，物體在推力方向上移動(dòng)了s的距離，若物體受到的摩擦力為f，則物體克服摩擦力所做的功是：A.Fs-fsB.Fs+fsC.fs-FsD.Fs2-fs25、一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)大小為F的恒力作用，沿力的方向移動(dòng)了s的距離，物體所受的摩擦力大小為f，則物體在此過(guò)程中所做的功為（）A.FsB.Fs-fsC.Fs+fsD.Fs/f6、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從靜止開(kāi)始在水平面上受到一個(gè)大小為F的恒力作用，物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為f，物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度為v的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均速度為v/2B.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為F/(m+f)C.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移為mv^2/2fD.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦力做功為-fv7、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個(gè)水平推力F的作用，物體在力的方向上移動(dòng)了s的距離，且物體受到的摩擦力為f。若不計(jì)空氣阻力和其他阻力，則下列關(guān)于物體所受機(jī)械功的說(shuō)法中，正確的是（）A.機(jī)械功為FsB.機(jī)械功為Fs-fsC.機(jī)械功為Fs+fsD.機(jī)械功為0二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于機(jī)械功，以下說(shuō)法正確的是：A.機(jī)械功是力與力的作用點(diǎn)的位移的乘積B.機(jī)械功總是正值，表示能量從力傳遞到物體C.如果力的方向與位移方向相反，機(jī)械功為負(fù)值D.機(jī)械功的單位是焦耳（J）2、一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)向右的推力，同時(shí)受到一個(gè)向左的摩擦力，物體在推力的作用下向右移動(dòng)了一段距離。關(guān)于這段過(guò)程中機(jī)械功的情況，以下說(shuō)法正確的是：A.推力對(duì)物體做的功是正值B.摩擦力對(duì)物體做的功是負(fù)值C.物體的動(dòng)能增加D.物體的重力對(duì)物體做的功為零3、一個(gè)物體從靜止開(kāi)始，沿水平面滑行一段距離，受到的摩擦力為f，物體的質(zhì)量為m，加速度為a。以下說(shuō)法正確的是（）A.物體受到的合外力等于摩擦力B.物體的動(dòng)能增加量為零C.物體的速度隨時(shí)間均勻增加D.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能逐漸減少三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：一物體以2m/s2的加速度在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體受到的合外力為10N。請(qǐng)計(jì)算：（1）物體在2秒內(nèi)所做的功；（2）物體在2秒內(nèi)移動(dòng)的距離。第二題：已知質(zhì)量為2kg的物體，在水平方向上受到一個(gè)大小為10N的恒力作用，物體在力的作用下沿水平方向移動(dòng)了5m。求：（1）物體在力的作用下所做的功；（2）若物體在移動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力，摩擦力大小為2N，求物體克服摩擦力所做的功。第三題：一物體從靜止開(kāi)始沿水平面滑行，已知物體所受的摩擦力大小為10N，物體在水平面上滑行的距離為5米。求：（1）物體在滑行過(guò)程中所做的功；（2）如果物體的質(zhì)量為2kg，求物體在滑行過(guò)程中所受到的平均阻力。第四題：一質(zhì)量為5kg的物體，在水平面上受到一個(gè)沿水平方向作用的力F，使其在2秒內(nèi)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，最終速度達(dá)到4m/s。已知物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g取10m/s2。（1）求物體受到的合外力F；（2）求物體克服摩擦力所做的功W_f；（3）求物體在2秒內(nèi)所做的功W。第五題：一物體質(zhì)量為2kg，在水平面上受到一個(gè)大小為10N的拉力作用，物體在拉力的方向上移動(dòng)了5m。假設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力大小為5N，不計(jì)空氣阻力。（1）求物體在拉力作用下所做的功；（2）求物體在摩擦力作用下所做的功；（3）求物體在拉力和摩擦力共同作用下所受到的總功；（4）求物體在拉力和摩擦力共同作用下所受到的凈功?！兜?節(jié)機(jī)械功》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、下列關(guān)于功的說(shuō)法中，正確的是：A.只有當(dāng)力作用在物體上，物體在力的方向上移動(dòng)一段距離，才做功。B.功的大小與力的大小和物體移動(dòng)的距離成正比。C.功的單位是牛頓，簡(jiǎn)稱N。D.功是力在物體上產(chǎn)生的位移的乘積。答案：A解析：選項(xiàng)A正確，因?yàn)楣Φ亩x是力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積，即W=F*s*cosθ（θ是力與位移方向之間的夾角）。如果物體沒(méi)有在力的方向上移動(dòng)，或者力與位移方向垂直（cosθ=0），則功為零。選項(xiàng)B錯(cuò)誤，因?yàn)楣Φ拇笮〔粌H與力的大小和物體移動(dòng)的距離有關(guān)，還與力與位移之間的夾角有關(guān)。選項(xiàng)C錯(cuò)誤，功的單位是焦耳（J）。選項(xiàng)D錯(cuò)誤，因?yàn)楣κ橇臀灰频某朔e，而不是位移的乘積。2、一個(gè)物體受到一個(gè)恒力F，沿著力的方向移動(dòng)了一段距離s，如果該物體在移動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何形變，那么以下哪個(gè)選項(xiàng)描述了該物體所做的功？A.W=FsB.W=Fs^2C.W=Fv（v是物體的速度）D.W=Fs*v答案：A解析：選項(xiàng)A正確，根據(jù)功的定義，功是力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積，即W=F*s。這個(gè)公式假設(shè)力是恒定的，并且物體在力的方向上移動(dòng)了距離s。選項(xiàng)B錯(cuò)誤，因?yàn)楣Σ皇橇εc距離的平方的乘積。選項(xiàng)C錯(cuò)誤，因?yàn)楣Σ皇橇εc速度的乘積。選項(xiàng)D錯(cuò)誤，因?yàn)楣Σ皇橇εc速度的乘積，盡管功與力和速度有關(guān)，但必須考慮物體在力的方向上移動(dòng)的距離。3、一個(gè)物體受到一個(gè)恒力F，沿力的方向移動(dòng)了s的距離，物體所做的功是：A.FsB.Fs2C.Fs/sD.Fs×s答案：A解析：根據(jù)機(jī)械功的定義，功是力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積，即W=F×s。所以正確答案是A。4、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個(gè)大小為F的水平推力，物體在推力方向上移動(dòng)了s的距離，若物體受到的摩擦力為f，則物體克服摩擦力所做的功是：A.Fs-fsB.Fs+fsC.fs-FsD.Fs2-fs2答案：A解析：克服摩擦力所做的功等于摩擦力與物體在摩擦力方向上移動(dòng)的距離的乘積。摩擦力與推力方向相反，因此克服摩擦力所做的功為摩擦力f乘以物體移動(dòng)的距離s，即fs。所以正確答案是A。5、一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)大小為F的恒力作用，沿力的方向移動(dòng)了s的距離，物體所受的摩擦力大小為f，則物體在此過(guò)程中所做的功為（）A.FsB.Fs-fsC.Fs+fsD.Fs/f答案：B解析：物體在力的方向上移動(dòng)的距離為s，所做的功W=Fs。由于物體還受到摩擦力f，摩擦力做負(fù)功，其大小為-fs。因此，物體在此過(guò)程中所做的總功為Fs-fs。所以正確答案是B。6、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從靜止開(kāi)始在水平面上受到一個(gè)大小為F的恒力作用，物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為f，物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度為v的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均速度為v/2B.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為F/(m+f)C.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移為mv^2/2fD.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦力做功為-fv答案：B解析：物體在水平面上受到的合外力為F-f，根據(jù)牛頓第二定律，合外力等于質(zhì)量乘以加速度，即(F-f)=ma，因此加速度a=(F-f)/m。物體從靜止開(kāi)始，其初速度為0，末速度為v，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的公式v^2=u^2+2as（其中u為初速度，s為位移），代入a=(F-f)/m，得到s=mv^2/2a。由于摩擦力做負(fù)功，其大小為-fv。因此，正確答案是B。7、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個(gè)水平推力F的作用，物體在力的方向上移動(dòng)了s的距離，且物體受到的摩擦力為f。若不計(jì)空氣阻力和其他阻力，則下列關(guān)于物體所受機(jī)械功的說(shuō)法中，正確的是（）A.機(jī)械功為FsB.機(jī)械功為Fs-fsC.機(jī)械功為Fs+fsD.機(jī)械功為0答案：A解析：機(jī)械功的定義是力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。根據(jù)題目描述，物體受到的推力F與物體移動(dòng)的方向相同，因此機(jī)械功等于推力F乘以物體在推力方向上移動(dòng)的距離s，即機(jī)械功為Fs。選項(xiàng)A正確。選項(xiàng)B和C分別錯(cuò)誤地考慮了摩擦力的功，而摩擦力與物體移動(dòng)方向相反，其功應(yīng)該是負(fù)值。選項(xiàng)D錯(cuò)誤，因?yàn)槲矬w確實(shí)受到了推力并移動(dòng)了距離，所以機(jī)械功不為0。二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于機(jī)械功，以下說(shuō)法正確的是：A.機(jī)械功是力與力的作用點(diǎn)的位移的乘積B.機(jī)械功總是正值，表示能量從力傳遞到物體C.如果力的方向與位移方向相反，機(jī)械功為負(fù)值D.機(jī)械功的單位是焦耳（J）答案：ACD解析：機(jī)械功的定義是力與力的作用點(diǎn)在力的方向上的位移的乘積，因此A選項(xiàng)正確。機(jī)械功可以是正值、零或負(fù)值，取決于力的方向與位移方向的關(guān)系，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)力的方向與位移方向相反時(shí)，機(jī)械功為負(fù)值，因此C選項(xiàng)正確。機(jī)械功的單位確實(shí)是焦耳，所以D選項(xiàng)正確。2、一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)向右的推力，同時(shí)受到一個(gè)向左的摩擦力，物體在推力的作用下向右移動(dòng)了一段距離。關(guān)于這段過(guò)程中機(jī)械功的情況，以下說(shuō)法正確的是：A.推力對(duì)物體做的功是正值B.摩擦力對(duì)物體做的功是負(fù)值C.物體的動(dòng)能增加D.物體的重力對(duì)物體做的功為零答案：ABD解析：由于推力與物體的位移方向相同，推力對(duì)物體做的功是正值，所以A選項(xiàng)正確。摩擦力的方向與物體的位移方向相反，因此摩擦力對(duì)物體做的功是負(fù)值，所以B選項(xiàng)正確。由于物體在推力作用下移動(dòng)，且推力對(duì)物體做正功，物體的動(dòng)能會(huì)增加，所以C選項(xiàng)正確。物體的重力方向垂直于水平位移方向，因此重力對(duì)物體做的功為零，所以D選項(xiàng)正確。3、一個(gè)物體從靜止開(kāi)始，沿水平面滑行一段距離，受到的摩擦力為f，物體的質(zhì)量為m，加速度為a。以下說(shuō)法正確的是（）A.物體受到的合外力等于摩擦力B.物體的動(dòng)能增加量為零C.物體的速度隨時(shí)間均勻增加D.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能逐漸減少答案：C解析：A選項(xiàng)：物體受到的合外力等于摩擦力，這個(gè)說(shuō)法是錯(cuò)誤的。因?yàn)槲矬w在水平面上滑行時(shí)，除了摩擦力，沒(méi)有其他外力作用，所以合外力應(yīng)該為零。B選項(xiàng)：物體的動(dòng)能增加量為零，這個(gè)說(shuō)法也是錯(cuò)誤的。因?yàn)槲矬w從靜止開(kāi)始，受到摩擦力作用，速度會(huì)逐漸增加，動(dòng)能也會(huì)逐漸增加。C選項(xiàng)：物體的速度隨時(shí)間均勻增加，這個(gè)說(shuō)法是正確的。根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的合外力F=ma，其中m為物體質(zhì)量，a為加速度。由于摩擦力是恒定的，所以加速度a也是恒定的，因此物體的速度隨時(shí)間均勻增加。D選項(xiàng)：物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能逐漸減少，這個(gè)說(shuō)法是正確的。由于摩擦力做功，物體的機(jī)械能會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能逐漸減少。綜上所述，正確答案是C。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：一物體以2m/s2的加速度在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體受到的合外力為10N。請(qǐng)計(jì)算：（1）物體在2秒內(nèi)所做的功；（2）物體在2秒內(nèi)移動(dòng)的距離。答案：（1）物體在2秒內(nèi)所做的功W=F*s，其中F為合外力，s為物體在2秒內(nèi)移動(dòng)的距離。首先，我們需要計(jì)算物體在2秒內(nèi)移動(dòng)的距離s。根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式s=0.5*a*t2，代入a=2m/s2，t=2s，得到s=0.5*2*(2)2=4m。然后，將s代入功的計(jì)算公式，得到W=10N*4m=40J。（2）物體在2秒內(nèi)移動(dòng)的距離s已經(jīng)在第一部分計(jì)算出來(lái)了，即s=4m。解析：本題主要考察了功的計(jì)算以及勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式。在計(jì)算功時(shí)，我們使用了功的計(jì)算公式W=F*s，其中F為合外力，s為物體在力的作用下移動(dòng)的距離。在計(jì)算物體在2秒內(nèi)移動(dòng)的距離時(shí)，我們使用了勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式s=0.5*a*t2，其中a為加速度，t為時(shí)間。通過(guò)這兩個(gè)公式，我們可以得到物體在2秒內(nèi)所做的功以及移動(dòng)的距離。第二題：已知質(zhì)量為2kg的物體，在水平方向上受到一個(gè)大小為10N的恒力作用，物體在力的作用下沿水平方向移動(dòng)了5m。求：（1）物體在力的作用下所做的功；（2）若物體在移動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力，摩擦力大小為2N，求物體克服摩擦力所做的功。答案：（1）物體在力的作用下所做的功W=Fs=10N×5m=50J；（2）物體克服摩擦力所做的功W_f=f×s=2N×5m=10J。解析：（1）根據(jù)功的定義，功是力與力的方向上位移的乘積。本題中，物體在力的作用下沿水平方向移動(dòng)了5m，力的方向與位移方向相同，故物體在力的作用下所做的功為W=Fs=10N×5m=50J。（2）克服摩擦力所做的功等于摩擦力與位移的乘積。本題中，物體在移動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力，摩擦力大小為2N，移動(dòng)距離為5m，故物體克服摩擦力所做的功為W_f=f×s=2N×5m=10J。第三題：一物體從靜止開(kāi)始沿水平面滑行，已知物體所受的摩擦力大小為10N，物體在水平面上滑行的距離為5米。求：（1）物體在滑行過(guò)程中所做的功；（2）如果物體的質(zhì)量為2kg，求物體在滑行過(guò)程中所受到的平均阻力。答案：（1）物體在滑行過(guò)程中所做的功W可以通過(guò)公式W=F*s計(jì)算，其中F是摩擦力，s是滑行距離。W=10N*5m=50J所以，物體在滑行過(guò)程中所做的功為50焦耳。（2）由于物體在水平面上滑行，所受的摩擦力即為物體所受到的平均阻力。因此，物體在滑行過(guò)程中所受到的平均阻力為10N。所以，物體在滑行過(guò)程中所受到的平均阻力為10牛頓。解析：（1）此題考察了功的計(jì)算公式。功是力與力的作用點(diǎn)在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。在本題中，摩擦力是作用在物體上的力，滑行距離是物體在摩擦力作用下移動(dòng)的距離。根據(jù)功的計(jì)算公式，可以直接計(jì)算出物體所做的功。（2）此題考察了摩擦力的概念。在水平面上，物體受到的摩擦力通常與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。在本題中，物體在水平面上滑行，摩擦力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，因此摩擦力的大小即為物體所受到的平均阻力。由于題目已經(jīng)給出摩擦力的大小，所以可以直接得出物體所受到的平均阻力。第四題：一質(zhì)量為5kg的物體，在水平面上受到一個(gè)沿水平方向作用的力F，使其在2秒內(nèi)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，最終速度達(dá)到4m/s。已知物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g取10m/s2。（1）求物體受到的合外力F；（2）求物體克服摩擦力所做的功W_f；（3）求物體在2秒內(nèi)所做的功W。答案：（1）合外力F：根據(jù)牛頓第二定律，合外力F等于質(zhì)量m乘以加速度a。首先，求加速度a：a=Δv/Δt=4m/s/2s=2m/s2然后，求合外力F：F=m*a=5kg*2m/s2=10N（2）克服摩擦力所做的功W_f：摩擦力f的大小為：f=μ*N=μ*m*g=0.2*5kg*10m/s2=10N物體克服摩擦力所做的功W_f為：W_f=f*s其中，s為物體在2秒內(nèi)移動(dòng)的距離。由于物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其位移s可以用公式s=(1/2)*a*t2計(jì)算：s=(1/2)*2m/s2*(2s)2=4m所以，W_f=10N*4m=40J（