2014鲁科高考物理《第1章第1节机械功》达标测试 6页

第1章 功和功率 第1节 机械功 知识点 基础 中档 稍难 机械功的理解 ‎2、3、4‎ ‎1‎ 机械功的计算 ‎5‎ ‎6、7、8‎ 综合提升 ‎9、10‎ ‎11、12‎ 知识点一　机械功的理解 ‎1．2011年意大利超级杯足球赛在北京举行．比赛时某足球运动员用20 N的力，把重为5 N的足球踢出‎10 m远，在这一过程中运动员对足球做的功为(　　)．‎ A．200 J B．50 J C．98 J D．无法确定 解析　足球运动员用20 N的力作用在足球上，一瞬间就能把足球踢出去，足球在这个力的作用下的位移不知道，所以无法计算运动员对足球所做的功．故D正确．‎ 答案　D ‎2．下列说法中正确的是 (　　)．‎ A．功是矢量，正负表示其方向 B．功是标量，正负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功 C．力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系 D．力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量 解析　功是标量，是过程量，功的正负不代表其大小，也不代表其方向，只说明做功的力是动力还是阻力．‎ 答案　BCD ‎3．关于两物体间的作用力和反作用力的做功情况，下列说法正确的是 (　　)．‎ A．作用力做功，反作用力一定做功 B．作用力做正功，反作用力一定做负功 C．作用力和反作用力可能都做负功 D．作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零 解析　比较一对作用力和反作用力的功时，不要只看到力的大小相等，‎ 还要分析两力对应的物体的位移情况．作用力和反作用力各自做功，没有必然的联系．故C正确．‎ 答案　C ‎ 图1－1－10‎ ‎4．如图1－1－10所示，物体A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B右移．用F拉、FAB、FBA分别表示绳中拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则下面叙述中正确的是 (　　)．‎ A．F做正功，FAB做负功，FBA做正功，F拉不做功 B．F、FBA做正功，FAB、F拉不做功 C．F做正功，FAB做负功，FBA和F拉不做功 D．F做正功，其他力都不做功 解析　由W＝Fscos α知，力F的作用点位移不为零，且位移的方向与F的方向相同，所以F做正功；绳中拉力F拉的作用点位移为零，所以F拉不做功；FBA的作用点位移为零，则FBA不做功；FAB的作用点位移不为零，且位移的方向与FAB的方向相反，所以FAB做负功．故C正确．‎ 答案　C 知识点二　机械功的计算 ‎ 图1－1－11‎ ‎5．如图1－1－11所示，物体A、B质量相同，与地面间的动摩擦因数相同，在力F作用下一起沿水平地面向右运动位移s，下列说法中正确的是 (　　)．‎ A．摩擦力对A、B做的功一样多 B．A克服摩擦力做功比B多 C．F对A做的功与F对B做的功相同 D．A所受合外力对A做功与B所受合外力对B做功相同 解析　由于力F的作用，A、B对地面的压力不同，因而摩擦力大小也不同，故摩擦力对A、B做功不一样多，显然A的摩擦力做功多，A错误、B正确；由于力F作用在A上，所以力F对B不做功，C错误；由于两物体始终一起运动，加速度相同，位移相同，所以合外力做功一样多，D正确．‎ 答案　BD ‎ 图1－1－12‎ ‎6．如图1－1－12所示，小物块位于光滑的斜面上，‎ 斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力 (　　)．‎ A．垂直于接触面，做功为零 B．垂直于接触面，做功不为零 C．不垂直于接触面，做功为零 D．不垂直于接触面，做功不为零 解析　如图所示，斜面对小物块只有垂直于斜面向上的支持力N.小物块沿光滑斜面向下运动，斜面沿光滑水平面向右运动，斜面对小物块的支持力N与小物块位移s间的夹角α＞90°，故N对小物块做负功，做功不为零．‎ 答案　B ‎7.‎ 图1－1－13‎ 质量为‎2 kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2 s后撤去，物体运动的速度图象如图1－1－13所示，则下列说法正确的是(取g＝‎10 m/s2) (　　)．‎ A．拉力F做功150 J B．拉力F做功350 J C．物体克服摩擦力做功100 J D．物体克服摩擦力做功175 J 解析　由题图可以求出0～2 s内的加速度a1＝‎2.5 m/s2，2～6 s内的加速度a2＝－‎2.5 m/s2，由F＋f＝ma1，f＝ma2，得F＝10 N，f＝－5 N，由题图还可求出前2 s内的位移s1＝‎15 m，2～6 s内的位移s2＝‎20 m．所以拉力做功WF＝Fs1＝10×15 J＝150 J；摩擦力做功Wf＝f(s1＋s2)＝－5×(15＋20)J＝－175 J，即物体克服摩擦力做功175 J，故A、D正确．‎ 答案　AD ‎8.‎ 图1－1－14‎ 人在A点拉着绳，通过一定滑轮吊起一质量m＝‎50 kg的物体，如图1－1－14所示．开始时绳与水平方向间的夹角为60°，‎ 在匀速提起物体的过程中，人由A点沿水平方向运动了s＝‎2 m到达B点，此时绳与水平方向成30°角．求人对绳的拉力做了多少功．(取g＝‎10 m/s2)‎ 解析　人对绳的拉力的方向时刻在变，是变力，故不能用W＝Fscos α直接求拉力的功．但人对绳的拉力所做的功和绳对物体的拉力所做的功是相等的，物体匀速上升，则绳的拉力恒等于物体的重力．设滑轮距人手的高度为h，则人由A运动到B的过程中，重物上升的高度 Δh＝－；‎ 故人对绳的拉力所做的功W＝mg·Δh，‎ 即W＝mg，代入数据得W≈732 J.‎ 答案　732 J ‎ 图1－1－15‎ ‎9．飞机场运送行李的装置可以简化为图1－1－15，行李传送带沿水平方向，传送带在电动机的带动下以v＝‎2.4 m/s的恒定速率运动．今在传送带左端轻轻地放上质量m＝‎2.5 kg的行李，经时间t＝1.2 s行李传送到右端，传送距离s＝‎2.4 m．求行李与传送带之间的动摩擦因数和传送带对行李做的功．‎ 解析　传送带以恒定速率运动，行李在摩擦力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，当两者达到共同速度时，摩擦力立即消失，两者相对静止，其v－t图象如图所示．‎ 图线与t轴所围的面积表示行李的总位移，‎ 即s＝vt′＋v(1.2－t′)，‎ 代入数据得t′＝0.4 s，又v＝at′，所以a＝‎6 m/s2，‎ 由f＝μmg＝ma，得μ＝＝＝0.6；f＝15 N，‎ 在0～t′时间内行李受到摩擦力作用，‎ 其位移s′＝vt′＝‎0.48 m，‎ 传送带对行李做的功W＝fs′＝15×0.48 J＝7.2 J.‎ 答案　0.6　7.2 J ‎10．一辆汽车质量为‎105 kg，从静止开始运动，其阻力为车重的0.05倍．其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F＝103s＋f，f是车所受的阻力．当车前进‎100 m时，牵引力做的功是多少？(g＝‎10 m/s2)．‎ 解析　由于车的牵引力和位移的关系为F＝103s＋f，是线性关系，故前进‎100 m过程中的牵引力做的功可看作是平均牵引力所做的功．由题意可知 f＝0.05×105×10 N＝5×104 N 所以前进‎100 m过程中的平均牵引力为 ＝ N＝1×105 N 故W＝s＝1×105×100 J＝1×107 J 答案　1×107 J ‎11．一辆汽车的质量为1 ‎000 kg.当汽油全部用完时，距加油站还有‎125 m的距离，不得不用人力把汽车沿直线推到加油站去加油(如图1－1－16所示)．如果一人用绳索在汽车前端沿倾角θ＝10°的方向向前施一800 N的拉力，同时，在汽车后端有两人均用800 N的水平推力向前推汽车．当三人把车推到加油站时，人对汽车共做了多少功？(cos 10°＝0.98)‎ 图1－1－16‎ 解析　汽车前端人做功 W1＝Fscos θ＝800×125×0.98 J＝0.98×105 J.‎ 汽车后端两人做功W2＝2Fs＝2×800×125 J＝2×105 J 则三人对汽车做的总功W＝W1＋W2＝2.98×105 J.‎ 答案　2.98×105 J ‎12.‎ 图1－1－17‎ 如图1－1－17所示，质量m＝‎2 kg的物体静止在水平地面上，受到与水平面成θ＝37°，大小F＝10 N的拉力作用，物体移动了s＝‎2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，g取 ‎10 m‎/s2，求：‎ ‎(1)拉力F所做的功W1；‎ ‎(2)摩擦力f所做的功W2；‎ ‎(3)重力G所做的功W3；‎ ‎(4)弹力N所做的功W4；‎ ‎(5)合力F合所做的功W.‎ 解析　(1)对物体进行受力分析，如图所示．‎ W1＝Fscos θ＝10×2×0.8 J＝16 J ‎(2)N＝G－Fsin θ＝20 N－10×0.6 N＝14 N f＝μN＝0.3×14 N＝4.2 N W2＝fscos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J ‎(3)W3＝Gscos 90°＝0‎ ‎(4)W4＝Nscos 90°＝0‎ ‎(5)W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6 J或由合力求总功 F合＝Fcos θ－f＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N F合与s方向相同，则W＝F合·s＝3.8×2 J＝7.6 J.‎ 答案　(1)16 J　(2)－8.4 J　(3)0　(4)0　(5)7.6 J