1、第四章机械能及其守恒定律1功基础过关练题组一功的理解1.下列过程中人对物体做了功的是()A.小华用力推石头,但没有推动B.小明举起杠铃后,在空中停留3s的过程中C.小红提着书包,随电梯一起匀速上升的过程中D.运动员将冰壶推出后,冰壶在水平冰面上滑行5m的过程中2.如图所示,一个小孩和一个大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走过同样的位移(推箱的速度大小如图中所注),比较此过程中两人分别对木箱做功的多少()A.大人做的功多B.小孩做的功多C.大人和小孩做的功一样多D.条件不足,无法判断3.(2020山东泰安新泰一中高一下第一次质检)如图所示,质量为m的物体,在水平拉力F作用下第一次沿粗
2、糙水平面匀速移动距离为l,第二次用同样大小的力F平行于光滑斜面拉物体,斜面固定,使物体沿斜面加速移动的距离也是l。设第一次F对物体做的功为W1,第二次F对物体做的功为W2,则()A.W1=W2B.W1W2D.无法确定题组二功的正负4.(多选)下列说法中正确的是()A.功是矢量,正、负表示方向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,取决于力和物体位移的方向关系D.力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量5.(2020福建莆田二十五中高一下返校考试)一个人乘电梯从1楼到30楼,在此过程中经历了先加速、再匀速、后减速的运动过程,则电梯支持力对人做
3、功情况是()A.始终做正功B.加速时做正功,匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功,减速时做负功D.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功6.(2020广东揭阳产业园高一下期中)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A.一直做负功B.一直不做功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心7.(2020江西赣州崇义中学高一下开学考试)如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速带至高处,在此过程中,下列说法正确的是()A.摩擦力对物体做正功B.摩擦力对物体做负功C.支持力对物体
4、做正功D.合外力对物体做正功8.一个人将重50N的水桶从4m深的井底匀速提起至地面,然后提着水桶在水平道路上匀速行走12m,再匀速走入6m深的地下室,则此人用来提水桶的力所做的功为()A.500JB.1100JC.100JD.-100J9.(多选)质量为2kg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2s后撤去,物体运动的速度图像如图所示,则下列说法正确的是(取g=10m/s2)()A.拉力F做功150JB.拉力F做功350JC.物体克服摩擦力做功100JD.物体克服摩擦力做功175J题组三功的计算10.(2021安徽淮南一中高二上开学考试)体育课
5、结束后,小聪捡起一楼地面上的篮球并带到四楼教室放下。已知篮球的质量为600g,教室到一楼地面的高度为10m,则该过程中,小聪对篮球所做的功最接近于()A.10JB.60JC.100JD.6000J11.如图所示,一物体在10s内沿水平路面向右运动了1m,在此过程中该物体一直受到一大小为10N、方向斜向左上方且与水平方向成60的拉力F的作用。则在这段时间内拉力F对物体做的功为()A.10JB.-10JC.5JD.-5J12.物体受到两个互相垂直的作用力而运动,已知力F1做功6J,物体克服力F2做功8J,则力F1、F2的合力对物体做功()A.14JB.10JC.2JD.-2J13.(2020河北石
6、家庄元氏一中高一下期中)(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,经测量可知出发点与斜坡底端的高度差为h=30m,斜坡的倾角大小为=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g=10m/s2。则()A.合外力对运动员所做的功为3000JB.摩擦力对运动员所做的功为12000JC.重力对运动员所做的功为15000JD.支持力对运动员所做的功为150003J14.(2020河北张家口宣化一中高一下月考)如图所示,一物体分别沿AO、BO轨道由静止从顶端滑到底端,物体与两轨道间的动摩擦因数相同,物体克服摩擦力做功分别为W1和W2。则()A.W1
7、W2B.W1=W2C.W1W2D.无法比较15.(2021甘肃兰州一中高一下期中)如图所示,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=37的固定斜面由底端匀速拉到顶端,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/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)(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。16.如图所示,水平传送带以速度v顺时针运转,两传动轮M、N之间的距离为l=10m,若在M轮的正上方将一质量为m=3kg的物体轻放在传送带上,已知物体与传送带之间的动摩擦因数=0.3,问:在以下两
8、种情况下物体由A处传送到B处的过程中,传送带对物体的摩擦力做了多少功?(g取10m/s2)(1)传送带速度v=6m/s;(2)传送带速度v=9m/s。能力提升练题组一功的正负1.(2021广西南宁期末,)如图所示,物块放在斜面上与斜面一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动,在通过一段位移的过程中,下列说法正确的是()A.斜面对物块不做功B.支持力对物块不做功C.摩擦力对物块做负功D.重力对物块做负功2.(2021重庆一中高一月考,)(多选)如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是()A.始终不做功B.先做负功后做正功C.先做
9、正功后不做功D.先做负功后不做功题组二功的计算3.(2021福建闽清高中高一下期中,)如图所示,一根木棒沿水平桌面从A运动到B,若棒与桌面间的摩擦力大小为f,则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为()A.-fs,-fsB.fs,-fsC.0,-fsD.-fs,04.(2021辽宁大石桥第三高级中学高一月考,)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F,力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示。设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系正确的是()A.W1=W2=W3B.W1
10、W2W3C.W1W3W2D.W1=W2W35.(2021吉林省实验中学高一下期中,)如图所示,木板可绕固定水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB位置,木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中,物块的重力做功为-2J。用FN表示物块受到的支持力,用Ff表示物块受到的摩擦力。在此过程中,以下判断正确的是()A.FN和Ff对物块都不做功B.FN对物块做功为2J,Ff对物块不做功C.FN对物块不做功,Ff对物块做功为2JD.FN和Ff对物块所做功的代数和为零6.(2021广东深圳高三期末,)(多选)如图所示,力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向始终保持与作
11、用点的切线方向一致,则转盘转动一周过程中()A.力F做的总功为0B.力F做的总功为20JC.A点的向心力做的总功为0D.A点的向心力做的总功为20J7.(2021福建福州高一期中,)(多选)质量为2kg的物体在水平面上沿直线运动,所受阻力大小恒定。从某点开始沿物体运动方向的水平拉力F与物体运动距离x的关系如图所示,03m内物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法正确的是()A.在x=5m处物体加速度大小为3m/s2B.07m内拉力对物体做功为40JC.07m内物体克服阻力做功为28JD.07m内合力对物体做功为68J答案全解全析基础过关练1.CA、B所述情景中,物体位移都为零,D中冰壶滑行时,
12、不受人的推力,故人对物体不做功,只有C所述情景,人对物体做功。2.C因为木箱都匀速运动,小孩和大人所用的推力相等,又因为木箱所走的位移相同,所以做功一样多,C正确。3.A由W=Fl可知,力F对物体所做的功W只与F、l有关,与物体的运动情况及接触面的粗糙程度等均无关,故选A。4.BCD功是标量,没有方向,但有正、负之分,功的正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功,A错误,B正确;由W=Fxcos可知力对物体做正功还是负功取决于力和物体位移的方向关系,C正确;力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量,D正确。5.A在加速、匀速和减速的过程中,支持力的方向始终竖直向上,从1楼到30楼,支
13、持力的方向与人运动方向相同,则支持力始终做正功,A正确,B、C、D错误。6.B大圆环是光滑的,则小环和大环之间没有摩擦力;大环对小环的支持力总是垂直于小环的速度方向,所以大环对小环不做功,故A错误,B正确;小环在运动过程中,在大环的上半部分运动时,大环对小环的支持力背离大环圆心,运动到大环的下半部分时,支持力指向大环的圆心,故C、D错误。7.A摩擦力方向平行皮带向上,与物体运动方向相同,故摩擦力做正功,A对,B错;支持力始终垂直速度方向,不做功,C错;合力为零,不做功,D错。8.D将水桶从井中提至地面过程中,人提水桶的力做功W1=504J=200J,而在人匀速行走时,人对水桶不做功;再匀速走入
14、6m深的地下室,人提水桶的力做功W2=-506J=-300J,故全过程中人提水桶的力做的功为W=W1+W2=200J-300J=-100J,D正确。9.AD由题图可以求出02s内的加速度a1=2.5m/s2,26s内的加速度a2=-2.5m/s2,由F+Ff=ma1,Ff=ma2联立,得F=10N,Ff=-5N,由题图还可求出前2s内的位移l1=15m,26s内的位移l2=20m,所以拉力做功WF=Fl1=1015J=150J,摩擦力做功WFf=Ff(l1+l2)=-5(15+20)J=-175J,即物体克服摩擦力做功175J,故A、D正确。10.B小聪对篮球所做的功最接近于W=mgh=0.6
15、1010J=60J,B正确。11.D根据恒力做功计算表达式W=Fxcos,可得W=101cos120J=-5J,D正确,A、B、C错误。12.D合力做功等于各力做功的代数和,即6J-8J=-2J。13.AC由于滑雪运动员的高度下降了30m,则重力对滑雪运动员所做的功为WG=mgh=501030J=15000J,C正确;摩擦力对运动员所做的功为WFf=-Ffhsin30=-2003012J=-12000J,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+WFf=15000J-12000J=3000J,A正确。14.B设轨
16、道在水平面上投影的长度为x,对于倾角为的轨道,轨道长l=xcos,所受摩擦力的大小Ff=mgcos,该过程中物体克服摩擦力所做的功:W=Ffl=mgcosxcos=mgx,由于两轨道在水平面上的投影长度相等,所以W1=W2。15.答案(1)-3000J(2)-1000J(3)0解析物体受力情况如图所示(1)WG=-mgLsin=-3000J。(2)Ff=FN=mgcosWFf=-FfL=-mgcosL=-1000J(3)方法一:WF=FL=4000J合力做功W=WF+WG+WFf=0方法二:物体做匀速运动,F合=0故合力做功W=0。16.答案(1)54J(2)90J解析物体在传送带上加速运动时
17、,加速度为a=g=3m/s2刚好加速运动10m时的速度v0=2al=60m/s=215m/s(1)由于v=6m/sv0=215m/s所以物体从A至B的过程中一直加速摩擦力做功W=mgl=90J。能力提升练1.A因整体做匀速运动,则斜面对物块的作用力是支持力与摩擦力的合力,与重力等大,方向竖直向上,不做功,故A正确;支持力与水平位移夹角大于90,所以支持力对物块做负功,故B错误;因为物块受力平衡,所以摩擦力沿斜面向上,与水平位移方向夹角小于90,做正功,故C错误;因为物块和斜面一起水平运动,高度没有变化,所以重力对物块不做功,故D错误。2.ACD设传送带速度大小为v1,物体刚滑上传送带时的速度大
18、小为v2。当v1=v2时,物体与传送带间无摩擦力,传送带对物体始终不做功。当v1v2时,物体先匀加速运动直到速度增大为v1才匀速运动,故传送带对物体先做正功后不做功。A、C、D正确。3.C棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力为作用力和反作用力,大小相等,方向相反,从A运动到B的过程中,棒受到的摩擦力大小为f,位移为s,摩擦力做的是负功,所以桌面对棒的摩擦力做的功为-fs,桌面受到的摩擦力的大小也为f,但桌面没动,位移是0,所以棒对桌面的摩擦力做的功为0,C正确。4.B各秒内滑块的位移等于速度图线与横轴所围的“面积”,由题图乙可知x1=1211m=0.5m,x2=1211m=0.5m,x3=11m
19、=1m,结合题图甲,可以求得W1=10.5J=0.5J,W2=30.5J=1.5J,W3=21J=2J,所以选B。5.B由题意可知,物块时刻处于平衡状态,所受合力为零,故W合=0,其所受摩擦力不做功,Wf=0,由WN=Wf+WG可得WN=2J,故B正确。6.BC转盘转动一周过程中,力F作用点通过的弧长为x=2R=2m;因为F的方向始终与其作用点速度方向相同,则转动一周力F做功为W=Fx=102J=20J,A错误,B正确。A点所受的向心力方向与速度方向垂直,则向心力做的总功为0,C正确,D错误。7.BC由题意可知,物体受到的阻力大小为4N,在x=5m处物体受到的拉力为F=4+10-442N=7N,物体的加速度为a=F-fm=7-42m/s2=1.5m/s2,故A错误;F-x图线与横轴所围面积表示力F做的功,则07m内拉力对物体做功W=(34+4+1024)J=40J,故B正确;07m内物体克服阻力做功为Wf=fx=47J=28J,故C正确;07m合力对物体做功为W合=W-Wf=12J,故D错误。