人教版2020高中物理 第七章 机械能守恒定律 1 追寻守恒量——能量 2 功学案 新人教版必修2 下载本文

【考点】恒力做功的计算

【题点】合力做功或外力做功之和的计算

7.一个物体在粗糙的水平面上运动,先使物体向右滑动距离l,再使物体向左滑动距离l,正好回到起点,来回所受摩擦力大小都为Ff,则整个过程中摩擦力做功为( ) A.0 C.-Ffl 答案 B

解析 由题意可知,物体运动过程可分两段,两段内摩擦力均做负功,即W=-Ffl,则全程摩擦力所做的功W总=-2Ffl. 【考点】变力功的计算 【题点】摩擦力做功的特点

8.起重机以1m/s的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止匀加速向上提升,若g取10 m/s,则在第1s内起重机对货物所做的功是( ) A.500J C.6000J 答案 D

解析 对货物受力分析,由于是匀加速上升,根据牛顿第二定律F-mg=ma,可计算出起重12

机对货物的拉力F=11000N,位移l=at=0.5m.则在第1s内起重机对货物所做的功W=

2

B.4500J D.5500J

2

2

B.-2Ffl D.无法确定

Flcosα=11000×0.5×1J=5500J,D正确.

【考点】恒力做功的计算 【题点】单个力做功的计算

9.如图4所示,同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑,该物体与两斜面间的动摩擦因数相同.在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB,则( )

图4

A.WA>WB C.WA

B.WA=WB D.无法确定

13

答案 B

解析 设斜面AD、BD与水平面CD所成夹角分别为α、β,根据功的公式,得WA=

μmgcosα·lAD=μmglCD,WB=μmgcosβ·lBD=μmglCD,所以B正确.

【考点】恒力做功的计算 【题点】单个力做功的计算

10.(多选)如图5所示,用恒定的拉力F拉置于光滑水平面上的质量为m的物体,由静止开始运动时间t,拉力F斜向上与水平面夹角为θ=60°.如果要使拉力做的功变为原来的4倍,在其他条件不变的情况下,可以将(物体始终未离开水平面)( )

图5

A.拉力变为2F C.物体质量变为

2答案 ABD

121Fcos 60°2Fcos 60°2

解析 位移l=at=t,W=Flcos 60°=t,当F′=2F时,W′

22m2m1

=4W,当t′=2t时,W′=4W;当m′=m时,W′=2W;当θ=0°时,W′=4W,由此

2可知,C错,A、B、D对. 【考点】恒力做功的计算 【题点】单个力做功的计算

11.(多选)一质量为m=50kg的滑雪运动员由某一高度无初速度沿直线下滑,经测量可知出发点距离底端的高度差为h=30m,斜坡的倾角大小为θ=30°,该运动员在下滑的过程中所受的摩擦力大小为Ff=200N,重力加速度取g=10m/s.则( ) A.合外力对运动员所做的功为3000J B.摩擦力对运动员所做的功为12000J C.重力对运动员所做的功为15000J D.支持力对运动员所做的功为150003J 答案 AC

解析 由于滑雪运动员的高度下降了30 m,则重力对滑雪运动员所做的功为WG=mgh=50×

22

2

B.时间变为2t

mD.拉力大小不变,但方向改为与水平面平行

h3010×30 J=15 000 J,C正确;摩擦力对运动员所做的功为Wf=-Ff·=-200×

sin 30°1

2

14

J=-12 000 J,B错误;由于支持力的方向与运动员的运动方向始终垂直,则支持力对运动员所做的功为0,D错误;合外力对运动员所做的功为W=WG+WN+Wf=15 000 J+0 J-12 000 J=3 000 J,A正确. 【考点】恒力做功的计算

【题点】合力做功或外力做功之和的计算 二、非选择题

12.(功的计算)(1)用起重机把质量为200kg的物体匀速提高了5m,钢绳的拉力做了多少功?重力做了多少功?物体克服重力做了多少功?这些力的总功是多少?(取g=10m/s) (2)若(1)中物体匀加速上升,仍将物体提高了5m,加速度a=2m/s,绳的拉力做了多少功?物体所受各力的总功是多少?

答案 (1)1.0×10J -1.0×10J 1.0×10J 0 (2)1.2×10J 2×10J

解析 (1)物体匀速提升,由平衡条件:

4

34

4

4

2

2

F=mg=2.0×103N

钢绳的拉力做功:

WF=Fh=2.0×103×5J=1.0×104J

重力做功:WG=-mgh=-2.0×10×5J =-1.0×10J

物体克服重力做功1.0×10J 这些力所做的总功是:W总=WF+WG=0 即这些力所做的总功是0. (2)根据牛顿第二定律F′-mg=ma 所以F′=mg+ma=2400N

4

4

3

WF′=F′h=2400×5J=1.2×104J

各力做的总功也等于合外力做的功W总′=mah=2.0×10J. 【考点】恒力做功的计算

【题点】合力做功或外力做功之和的计算

13.(功的计算)一物体放在水平地面上,如图6甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示.求:

3

图6

(1)0~6s时间内物体的位移大小;

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(2)0~10s时间内物体克服摩擦力所做的功. 答案 (1)6m (2)30J

解析 (1)由题图丙可知0~6s时间内物体的位移为:

x=

6-2

×3m=6m. 2

(2)由题图丙可知,在6~8s时间内,物体做匀速运动,故摩擦力Ff=-2N. 0~10s时间内物体的总位移为:

x′=

?8-6?+?10-2?

×3m=15m.

2

物体克服摩擦力所做的功:

W=|Ffx′|=30J.

【考点】恒力做功的计算

【题点】合力做功或外力做功之和的计算

14.(功的计算)如图7所示,用沿斜面向上、大小为800N的力F,将质量为100kg的物体沿倾角为θ=37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长L=5m,物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.求这一过程中:(g取10m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

2

图7

(1)物体的重力所做的功; (2)摩擦力所做的功;

(3)物体所受各力的合力所做的功. 答案 (1)-3000J (2)-1000J (3)0 解析 物体受力情况如图所示

(1)WG=-mgLsinθ=-3000J (2)Ff=μFN=μmgcosθ

Wf=-FfL=-μmgcosθ·L

=-1000J

(3)解法一 WF=FL=4000J

W=WF+WG+Wf=0

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