高中物理 第4章 机械能和能源 1 功学业分层测评 教科版必修2

1 功 (建议用时：45分钟)学业达标1关于功，下列说法正确的是()A因为功有正负，所以功是矢量B因为力是矢量，所以功也是矢量C若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦这三者的乘积【解析】因为功是标量，所以A、B选项错；根据WFscos 可判断C错，D正确【答案】D2关于功和能，下列说法正确的是()A功可以转化为能，能可以转化为功B. 做了多少功，一定有多少能发生了转化C. 能量从一种形式转化为另一种形式时，可以不通过做功这一过程D. 人在平地上步行时，没有做功，但消耗了能量【解析】功和能是两个不同的概念，功为一个过程量，能是一个状态量，做功的过程是一种形式的能量转化为另一种形式的能量的过程，A错，B对能量从一种形式转化为另一种形式时，必须通过做功来实现，C错人在走路时重心有时上升，有时下降，人也要克服重力和阻力(包括空气阻力、关节内的摩擦等)做功，同时消耗能量，D错【答案】B3有一根轻绳拴了一个物体，如图4111所示，若整体以加速度a向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是()图4111A重力做正功，拉力做负功，合外力做负功B重力做正功，拉力做负功，合外力做正功C重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D重力做负功，拉力做负功，合外力做正功【解析】重力与位移同向，做正功，拉力与位移反向，做负功，由于做减速运动，所以物体所受合力向上，与位移反向，做负功，A选项正确【答案】A4两个相互垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图4112所示，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1与F2的合力对物体做的功为() 【导学号：67120067】图4112A7 JB2 JC5 J D3.5 J【解析】W13 J，W24 J，故合力的功为：WW1W23 J4 J7 J，故选A.【答案】A5(2016福州高一检测)以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，上升最大高度是h.如果空气阻力f的大小恒定，则从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为()A2fhBfhC2mgh D0【解析】空气阻力的大小恒定，始终与运动方向相反，上升过程空气阻力做的功W1fh，下落过程空气阻力做的功W2fh，整个运动过程中，空气阻力对小球做的功为WW1W22fh，选项A正确【答案】A6用水平恒力F作用于质量为m的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离x，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离x，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是()AW1W2 BW1W2CW1W2 D无法判断【解析】物体沿力的方向运动，恒力做功就是指力F做的功，根据WFxcos ，两次做功中的F、x、均相同，所以两次F做功相同，即W1W2.【答案】C7(多选)质量为m的物体放在粗糙的水平面上，受到水平力F的作用，下列叙述中正确的是()A如果物体做匀加速直线运动，则力F一定做正功B如果物体做匀加速直线运动，则力F可能做负功C如果物体做匀减速直线运动，则力F可能做正功D如果物体做匀减速直线运动，则力F可能做负功【解析】物体在粗糙的水平面上运动一定要受到摩擦阻力，当物体在力F作用下做匀加速直线运动时，力F与位移的夹角为0，力对物体一定做正功；当物体在力F作用下做匀减速直线运动时，力F与位移的夹角可以为0，也可以为180，故力对物体可以做正功，也可以做负功【答案】ACD8如图4113所示，一质量m4.0 kg的物体，由高h2.0 m，倾角53的固定斜面的顶端滑到底端物体与斜面间的动摩擦因数0.2，求物体所受各个力所做的功及合外力所做的功？(g取10 m/s2) 【导学号：67120068】图4113【解析】以物体为研究对象受力分析如图物体受重力mg、摩擦力f、支持力NNmgcos fmgcos 物体的位移s根据功的公式可求得WGmgscos(90)mgh4.0102.0 J80 JWN0Wffsmgcos 0.24.0102.0 J12 JW合WGWNWf80 J012 J68 J.求合外力做的功也可以先求合外力，再求合力的功F合mgsin fW合F合s(mgsin mgcos )s(4.0100.80.24.0100.6) J68 J.【答案】见解析能力提升9(多选)质量为m的物体，静止在倾角为的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图4114所示物体相对斜面静止，则下列说法正确的是()图4114A重力对物体m做正功B合力对物体m做功为零C摩擦力对物体m做负功D支持力对物体m做正功【解析】物体的受力和位移如图所示支持力N与位移s的夹角90，故支持力做正功，D选项正确；重力与位移垂直，故重力不做功，A选项错误；摩擦力f与位移s的夹角大于90，故摩擦力做负功，C选项正确；物体做匀速运动，所受合力为零，合力不做功，故B选项正确【答案】BCD10如图4115所示，倾角为的斜面上有一个质量为m的物体，在水平推力F的作用下移动了距离s，如果物体与斜面间的动摩擦因数为，则推力对物体所做的功为()图4115AFssin BFscos Cmgscos Dmg(sin cos )s【解析】水平推力F与物体的位移s之间的夹角为，根据恒力做功的计算式可求得，水平推力F对物体所做的功为Fscos ，选项B正确【答案】B11. (2016淄博高一检测)一个质量m150 kg的雪橇，受到与水平方向成37角斜向上方的拉力F500 N，在水平地面上移动的距离x5 m(如图4116所示)雪橇与地面间的滑动摩擦力f100 N，sin 370.6，cos 370.8.求力对雪橇所做的总功图4116【解析】对物体受力分析如图所示，法一：拉力F所做的功WFFxcos 500 N5 mcos 372 000 J，摩擦力f所做的功Wffxcos 180100 N5 m500 J，重力mg及支持力N都不做功，则总功W总WFWfWGWN1 500 J.法二：雪橇所受到的合外力F合Fcos f300 N，水平向右依据功的定义式得：W合F合x300 N5 m1 500 J.【答案】1 500 J12.在第22届冬季奥运会上，滑雪队员由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，如图4117所示，然后在水平面上前进至B点停下已知A点到水平面的高度为h，滑雪板与斜坡、水平面之间的动摩擦因数皆为，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m，A、B两点间的水平距离为L，滑雪者在AB段运动的过程中，重力、支持力及摩擦力所做的功各为多少？ 【导学号：67120069】图4117【解析】如图所示，滑雪者的运动可分为两个阶段，在斜面上运动阶段，重力做功WG1mgh，支持力做功WN10摩擦力做功Wf1mgcos mgL1在水平面上运动阶段重力做功WG20支持力做功WN20摩擦做功Wf2mgL2故在AB段运动过程中，重力做功WGWG1WG2mgh.支持力做功WN0.摩擦力做功WfWf1Wf2mg(L1L2)mgL.【答案】mgh0mgL