變力做功練習(xí)題解析版

1、求解變力做功精選練習(xí)題1.（多選）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 m=1 kg的帶孔小球穿在固定的粗糙水平長橫桿上，小球與橫桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為-0.6.某時(shí)刻小球獲得一個(gè)水平向右的瞬時(shí)速度vo= 15 m/s,同時(shí)小球受到一個(gè)豎直向上的作用力F, F與速度的平方成正比，比例常數(shù)為k=0.4,重力加速度為g= 10 m/s2,則小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中（）r=O=>A.作用力F對(duì)小球彳功為0B.作用力F對(duì)小球做功為一112.5 JC.摩擦力對(duì)小球做功為一112.5 JD .摩擦力對(duì)小球做功為 100 J1. AD【解析】 對(duì)小球受力分析可知，初始狀態(tài)F = kv2=0.4v2,當(dāng)V0= 15 m/s,

2、F0= 90 N>mg=10 N,則小球受力如圖所示.因?yàn)樾∏蛩艿淖饔昧?F與位移方向垂直，所以作用力 F對(duì)小球做功為零，A正確，B錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中”指從初態(tài)至穩(wěn)定狀態(tài)的過程.由于小球受到桿的向下的彈力，小球受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的沿桿的摩擦力 f, 但由于F=kv2,隨著小球的減速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致 F減小.由于豎直方向上合力為零，則桿給小球的彈力Ng減小，當(dāng)F=mg時(shí)，小球達(dá)到勻速狀態(tài)，有 kv2=mg,解得v2=5 m/s,在這個(gè)過程中彈力在變化，因此摩擦力是變力.在V0=15 m/s至U V2= 5 m/s過程中，小球受到重力 mg,向上的拉力F、向下的彈力 Ng,只有摩擦力做功

3、，對(duì)小球用動(dòng)1 c 1能7E理，有 Wf=2mv2-2mv0= - 100 J, D 正確，C 錯(cuò)誤.2.如圖所示，質(zhì)量為 m的小猴子在蕩秋千，大猴子用水平力F緩慢將秋千拉到圖示位置后由靜止釋放，此時(shí)藤條與豎直方向夾角為 Q小猴子到藤條懸點(diǎn)的長度為L,忽略藤條的質(zhì)量.在此過程中正確的是（）A.緩慢上拉過程中拉力 F做的功 WF=FLsin 0B.緩慢上拉過程中小猴子重力勢(shì)能增加mgLcos 0C.小猴子再次回到最低點(diǎn)時(shí)重力的功率為零D.由靜止釋放到最低點(diǎn)小猴子重力的功率逐漸增大2. C【解析】緩慢上拉過程中拉力 F是變力，由動(dòng)能定理，F(xiàn)做的功等于克服重力做的功，即WF=mgL（1-cos 0）

4、,重力勢(shì)能增加 mgL（1 - cos機(jī)A、B錯(cuò)誤；小猴子由靜止釋放時(shí)速度為零，重力的功率為零，再次回到最低點(diǎn)時(shí)重力與速度方向垂直，其功率也為零，則小猴子下降過程中重力的功率先增大后減小，C正確，D錯(cuò)誤.3.某位工人師傅用如圖所示的裝置，將重物從地面沿豎直方向拉到樓上，在此過程中，工人師傅沿地面以速度向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)質(zhì)量為 m的重物G上升高度為h時(shí)輕繩與水平方向成 a角，（重力加速度大小為 g,滑輪的質(zhì)量和摩才勻不計(jì)）在此過程中，下列說法正確的是 （）A.人的速度比重物的速度小B.輕繩對(duì)重物的拉力大于重物的重力C.重物做勻速直線運(yùn)動(dòng)10D.繩的拉力對(duì)重物做的功為mgh+'mv23.

5、 B【解析】將人的速度沿繩子方向和垂直于繩子方向分解，沿繩子方向的速度等于重物G的速度，根據(jù)平行四邊形定則，繩子與水平方向的夾角為a時(shí)，Vg=VCOS鵬故v>vg, A錯(cuò)誤；人在向右勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，繩子與水平方向的夾角a減小，所以重物的速度增大，重物做加速上升運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知繩子的拉力大于重物的重力，B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)重物 G上升高度為h時(shí)，重物的速度 VG=vcos ”，重物由地面上升高度 h的過程中，根據(jù)1 一1動(dòng)能te理可知 W mgh = /mvG,解得 W= mgh +2m（vcos a）2, D 錯(cuò)反.4 .如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的1圓弧軌道與水平軌道相切于最低

6、點(diǎn)B,質(zhì)量為m的小物塊從圓弧軌道的頂端A4由靜止滑下，經(jīng)過 B點(diǎn)后沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，并停在到B點(diǎn)距離等于圓弧軌道半徑的 C點(diǎn).圓弧軌道粗糙，物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為11,重力加速度大小為g.物塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間對(duì)軌道的壓力大小為（）C. (1 + 2 由mgD. (1 + 由mg4 . C【解析】設(shè)圓弧軌道的半徑為二定律得N mg = m,聯(lián)立解得N'= N= (1 + 2 由mg, C 正確. 1C r,物塊從B至1JC的過程，由動(dòng)能te理得一（imgA0mvB,在B點(diǎn)，由牛頓第N= （1 + 2由mg,由牛頓第三定律可知，物塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間對(duì)軌道的壓力大小為5 .（多選）如圖所示

7、，在一半徑為R= 6 m的圓弧形橋面的底端 A,某人把一質(zhì)量為 m=8 kg的物塊（可看成質(zhì)點(diǎn)）用大小始終為F = 75 N的拉力從底端緩慢拉到橋面頂端B（圓弧AB在同一豎直平面內(nèi)）,拉力的方向始終與物塊在該點(diǎn)的切線成37°角，整個(gè)圓弧橋面所對(duì)的圓心角為120°, g取10 m/s2, sin 37 =0.6,cos 37 = 0.8。在這一過程中，下列說法正確的是（）A.重力做功240 JB.支持力做功為0C.拉力F做功約為376.8 JD,摩擦力做功約為 136.8 J支持力始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，支持5 . BC【解析】 物塊重力做的功 WG = - mgR(1 - co

8、s 60 ) = - 240 J,故A錯(cuò)誤,力不做功，故B正確；將圓弧分成很多小段11、12ln,拉力在每一小段上做的功為Wl、W2Wn,拉力F大小不變，方向始終與物塊在該點(diǎn)的切線成37°角，則 Wi=F1icos 37、° W2= F12cos 37 ° Wn= Flncos 37 ； Wf=Wi + W2.1+Wn=Fcos 37 (11+12+1n)=Fcos 37農(nóng)仔376.8 J故C正確；因物塊在拉力 F作用下緩慢移動(dòng)，動(dòng)能 6不變，由動(dòng)能定理得 Wf+ Wg+Wf= 0- 0,解得 Wf=Wf Wg=- 376.8 J+240 J= 136.8 J,故

9、 D 錯(cuò)誤。6.（多選）如圖所示，A、B質(zhì)量分別為m和M, B系在固定于墻上的水平輕彈簧的另一端，并置于光滑的水平面上,A、B保持相對(duì)靜止，則在彈彈簧的勁度系數(shù)為 k,將B向右拉離平衡位置 x后，無初速度釋放，在以后的運(yùn)動(dòng)中簧恢復(fù)原長的過程中（）A. A受到的摩擦力最大值為mkx而B. A受到的摩擦力最大值為mkxM mC.摩擦力對(duì)A做功為mkx22MD.摩擦力對(duì)A做功為.2mkx2(M m)kx = (M + m)am,解得 am=6 . BD【解析】剛釋放時(shí)，A、B加速度最大，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得A做的功為W= Fmmkx2x= 2(M + m)'上一，此時(shí)A受到的

10、摩擦力最大，對(duì) A根據(jù)牛頓第二定律得 Ffm=mam=邱人，故A錯(cuò)誤，B正確；在彈簧恢復(fù) M + mM + m原長的過程中，A受的摩擦力隨位移增大而線性減小到零，所以摩擦力對(duì)誤，D正確。7 .（多選）如圖所示，固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊，滑塊用輕繩系著繞過光滑的定滑輪O?，F(xiàn)以大小不變的拉力F拉繩，使滑塊從 A點(diǎn)由靜止開始上升，滑塊運(yùn)動(dòng)到 C點(diǎn)時(shí)速度最大。已知滑塊質(zhì)量為 m,滑輪。到豎直桿的距離為 d, / OAO '= 37°, / OCO '= 53°,重力加速度為 g（已知 sin 37 = 0.6, cos 37 = 0.8）。則（）A .拉力F大

11、小為5mg3 58 .拉力F大小為4mg25C.滑塊由A到C過程輕繩對(duì)滑塊做功36mgd25D.滑塊由A到C過程輕繩對(duì)滑塊做功48mgd7 . AC【解析】滑塊到C點(diǎn)時(shí)速度最大，其所受合力為零，則有 Fcos 530-mg=0,解得F = "5mg,故A正確，B 3錯(cuò)誤；由能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律可知，拉力F做的功等于輕繩拉力 F對(duì)滑塊做的功，滑輪與 A間繩長Li=d,sin 37滑輪與C間繩長L2=s-d53-，。滑輪右側(cè)繩子增大的長度L- = L1 - L2 =sin 37 ° sin 535d , ,25琮，拉力做功w= fal=2|1236mgd,故C正確，D錯(cuò)誤。8

12、.輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上，左端與一質(zhì)量m=0.5 kg的物塊相連，如圖甲所示，彈簧處于原長狀態(tài)，物塊靜止，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)產(chǎn)0.2o以物塊所在處為原點(diǎn)，水平向右為正方向建立x軸，現(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右的外力F, F隨x軸坐標(biāo)變化的情況如圖乙所示，物塊運(yùn)動(dòng)至x=0.4 m處時(shí)速度為零，則此過程物塊克服彈簧彈力B. 3.5 JD. 2.0 J做的功為（g取10 m/s2）。（）A. 3.1 JC. 1.8 J8 . A【解析】物塊與水平面間的摩擦力為 Ff= mg 1 No現(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右的外力 F,由F-x圖像與x軸所圍 面積表示功可知 F做功W= 3.5 J,克服摩擦力做功 Wf=

13、 Ffx=0.4 Jo由于物塊運(yùn)動(dòng)至 x= 0.4 m處時(shí)，速率為0,由 功能關(guān)系可知， W Wf=Ep,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為 Ep=3.1 J,選項(xiàng)A正確。9 .如圖所示，一質(zhì)量為 m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為 R的半球形容器中（容器固定）由靜止開始自邊緣上的 A點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)，它對(duì)容器的正壓力為Fn。重力加速度為g,則質(zhì)點(diǎn)自A滑到B的過程中，摩擦力對(duì)其所做的功為C.12R(FN 3mg)1 _、2R(Fnmg)_ 18. 2R(2mgFn)r 1 l c 、D. QR(Fn 2mg)9. A【解析】質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)，由牛頓第二定律，有:v21 1 _Fn mg = m-,質(zhì)點(diǎn)在 B 點(diǎn)的動(dòng)能為 Ek

14、B = 2mv2 = 2(FNmg)R。質(zhì)點(diǎn)自A滑到B的過程中，由動(dòng)能定理得:誤。1mgR+Wf= EkB- 0,解得：Wf= 2R(FN-3mg),故 A 正確，B、C、D 錯(cuò)10.質(zhì)量m= 10 kg的物體只在變力坐標(biāo)原點(diǎn)處由靜止出發(fā)，則物體運(yùn)動(dòng)到F作用下沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，x= 16 m處時(shí)的速度大小為（F隨坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示。若物體從）B. 4 m/sD.折 m/sA. 3 m/sC. 2/ m/s1110 . CW析】F-x圖線與x軸圍成的面積表不力 F所做的功，則這段過程中，外力做功為 W= 2X（4+8） >10 J-2>4X10J = 40 J,根據(jù)動(dòng)能定理得W= 1mv2,解得 v=J2W=、/篇0 m/s= 2亞 m/s,故 C 正確，A、B、D 錯(cuò)誤。11 .用一隨時(shí)間均勻變化的水平拉力F拉靜止在水平面上的物體。已知 F = kt（k=2 N/s）,物體與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物體的加速度a隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，g取10 m/s2,則不可以計(jì)算出（）A.物體的質(zhì)量B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)C. t=4 s時(shí)物體的速度D. 04 s內(nèi)拉力F做的功 11. D【解析】物體受重力、地面的支持力、拉力和與拉力方向相反的摩擦力， 根據(jù)牛頓第二定律得：Fmg= ma, 解得：a4-