《第1節(jié) 機械功》（同步訓(xùn)練）高中物理必修2-魯科版-2024-2025學(xué)年

《第1節(jié)機械功》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、下列關(guān)于功的說法中，正確的是：A.只有當(dāng)力作用在物體上，物體在力的方向上移動一段距離，才做功。B.功的大小與力的大小和物體移動的距離成正比。C.功的單位是牛頓，簡稱N。D.功是力在物體上產(chǎn)生的位移的乘積。2、一個物體受到一個恒力F，沿著力的方向移動了一段距離s，如果該物體在移動過程中沒有發(fā)生任何形變，那么以下哪個選項描述了該物體所做的功？A.W=FsB.W=Fs^2C.W=Fv（v是物體的速度）D.W=Fs*v3、一個物體受到一個恒力F，沿力的方向移動了s的距離，物體所做的功是：A.FsB.Fs2C.Fs/sD.Fs×s4、一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個大小為F的水平推力，物體在推力方向上移動了s的距離，若物體受到的摩擦力為f，則物體克服摩擦力所做的功是：A.Fs-fsB.Fs+fsC.fs-FsD.Fs2-fs25、一個物體在水平面上受到一個大小為F的恒力作用，沿力的方向移動了s的距離，物體所受的摩擦力大小為f，則物體在此過程中所做的功為（）A.FsB.Fs-fsC.Fs+fsD.Fs/f6、一個質(zhì)量為m的物體從靜止開始在水平面上受到一個大小為F的恒力作用，物體在水平面上運動時受到的摩擦力大小為f，物體從靜止開始運動到速度為v的過程中，下列說法正確的是（）A.物體在運動過程中的平均速度為v/2B.物體在運動過程中的加速度為F/(m+f)C.物體在運動過程中的位移為mv^2/2fD.物體在運動過程中的摩擦力做功為-fv7、一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個水平推力F的作用，物體在力的方向上移動了s的距離，且物體受到的摩擦力為f。若不計空氣阻力和其他阻力，則下列關(guān)于物體所受機械功的說法中，正確的是（）A.機械功為FsB.機械功為Fs-fsC.機械功為Fs+fsD.機械功為0二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于機械功，以下說法正確的是：A.機械功是力與力的作用點的位移的乘積B.機械功總是正值，表示能量從力傳遞到物體C.如果力的方向與位移方向相反，機械功為負值D.機械功的單位是焦耳（J）2、一個物體在水平面上受到一個向右的推力，同時受到一個向左的摩擦力，物體在推力的作用下向右移動了一段距離。關(guān)于這段過程中機械功的情況，以下說法正確的是：A.推力對物體做的功是正值B.摩擦力對物體做的功是負值C.物體的動能增加D.物體的重力對物體做的功為零3、一個物體從靜止開始，沿水平面滑行一段距離，受到的摩擦力為f，物體的質(zhì)量為m，加速度為a。以下說法正確的是（）A.物體受到的合外力等于摩擦力B.物體的動能增加量為零C.物體的速度隨時間均勻增加D.物體在運動過程中機械能逐漸減少三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：一物體以2m/s2的加速度在水平面上做勻加速直線運動，在運動過程中，物體受到的合外力為10N。請計算：（1）物體在2秒內(nèi)所做的功；（2）物體在2秒內(nèi)移動的距離。第二題：已知質(zhì)量為2kg的物體，在水平方向上受到一個大小為10N的恒力作用，物體在力的作用下沿水平方向移動了5m。求：（1）物體在力的作用下所做的功；（2）若物體在移動過程中克服摩擦力，摩擦力大小為2N，求物體克服摩擦力所做的功。第三題：一物體從靜止開始沿水平面滑行，已知物體所受的摩擦力大小為10N，物體在水平面上滑行的距離為5米。求：（1）物體在滑行過程中所做的功；（2）如果物體的質(zhì)量為2kg，求物體在滑行過程中所受到的平均阻力。第四題：一質(zhì)量為5kg的物體，在水平面上受到一個沿水平方向作用的力F，使其在2秒內(nèi)從靜止開始做勻加速直線運動，最終速度達到4m/s。已知物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g取10m/s2。（1）求物體受到的合外力F；（2）求物體克服摩擦力所做的功W_f；（3）求物體在2秒內(nèi)所做的功W。第五題：一物體質(zhì)量為2kg，在水平面上受到一個大小為10N的拉力作用，物體在拉力的方向上移動了5m。假設(shè)物體在運動過程中受到的摩擦力大小為5N，不計空氣阻力。（1）求物體在拉力作用下所做的功；（2）求物體在摩擦力作用下所做的功；（3）求物體在拉力和摩擦力共同作用下所受到的總功；（4）求物體在拉力和摩擦力共同作用下所受到的凈功?！兜?節(jié)機械功》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、下列關(guān)于功的說法中，正確的是：A.只有當(dāng)力作用在物體上，物體在力的方向上移動一段距離，才做功。B.功的大小與力的大小和物體移動的距離成正比。C.功的單位是牛頓，簡稱N。D.功是力在物體上產(chǎn)生的位移的乘積。答案：A解析：選項A正確，因為功的定義是力與物體在力的方向上移動距離的乘積，即W=F*s*cosθ（θ是力與位移方向之間的夾角）。如果物體沒有在力的方向上移動，或者力與位移方向垂直（cosθ=0），則功為零。選項B錯誤，因為功的大小不僅與力的大小和物體移動的距離有關(guān)，還與力與位移之間的夾角有關(guān)。選項C錯誤，功的單位是焦耳（J）。選項D錯誤，因為功是力和位移的乘積，而不是位移的乘積。2、一個物體受到一個恒力F，沿著力的方向移動了一段距離s，如果該物體在移動過程中沒有發(fā)生任何形變，那么以下哪個選項描述了該物體所做的功？A.W=FsB.W=Fs^2C.W=Fv（v是物體的速度）D.W=Fs*v答案：A解析：選項A正確，根據(jù)功的定義，功是力與物體在力的方向上移動距離的乘積，即W=F*s。這個公式假設(shè)力是恒定的，并且物體在力的方向上移動了距離s。選項B錯誤，因為功不是力與距離的平方的乘積。選項C錯誤，因為功不是力與速度的乘積。選項D錯誤，因為功不是力與速度的乘積，盡管功與力和速度有關(guān)，但必須考慮物體在力的方向上移動的距離。3、一個物體受到一個恒力F，沿力的方向移動了s的距離，物體所做的功是：A.FsB.Fs2C.Fs/sD.Fs×s答案：A解析：根據(jù)機械功的定義，功是力與物體在力的方向上移動的距離的乘積，即W=F×s。所以正確答案是A。4、一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個大小為F的水平推力，物體在推力方向上移動了s的距離，若物體受到的摩擦力為f，則物體克服摩擦力所做的功是：A.Fs-fsB.Fs+fsC.fs-FsD.Fs2-fs2答案：A解析：克服摩擦力所做的功等于摩擦力與物體在摩擦力方向上移動的距離的乘積。摩擦力與推力方向相反，因此克服摩擦力所做的功為摩擦力f乘以物體移動的距離s，即fs。所以正確答案是A。5、一個物體在水平面上受到一個大小為F的恒力作用，沿力的方向移動了s的距離，物體所受的摩擦力大小為f，則物體在此過程中所做的功為（）A.FsB.Fs-fsC.Fs+fsD.Fs/f答案：B解析：物體在力的方向上移動的距離為s，所做的功W=Fs。由于物體還受到摩擦力f，摩擦力做負功，其大小為-fs。因此，物體在此過程中所做的總功為Fs-fs。所以正確答案是B。6、一個質(zhì)量為m的物體從靜止開始在水平面上受到一個大小為F的恒力作用，物體在水平面上運動時受到的摩擦力大小為f，物體從靜止開始運動到速度為v的過程中，下列說法正確的是（）A.物體在運動過程中的平均速度為v/2B.物體在運動過程中的加速度為F/(m+f)C.物體在運動過程中的位移為mv^2/2fD.物體在運動過程中的摩擦力做功為-fv答案：B解析：物體在水平面上受到的合外力為F-f，根據(jù)牛頓第二定律，合外力等于質(zhì)量乘以加速度，即(F-f)=ma，因此加速度a=(F-f)/m。物體從靜止開始，其初速度為0，末速度為v，根據(jù)勻加速直線運動的公式v^2=u^2+2as（其中u為初速度，s為位移），代入a=(F-f)/m，得到s=mv^2/2a。由于摩擦力做負功，其大小為-fv。因此，正確答案是B。7、一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個水平推力F的作用，物體在力的方向上移動了s的距離，且物體受到的摩擦力為f。若不計空氣阻力和其他阻力，則下列關(guān)于物體所受機械功的說法中，正確的是（）A.機械功為FsB.機械功為Fs-fsC.機械功為Fs+fsD.機械功為0答案：A解析：機械功的定義是力與物體在力的方向上移動距離的乘積。根據(jù)題目描述，物體受到的推力F與物體移動的方向相同，因此機械功等于推力F乘以物體在推力方向上移動的距離s，即機械功為Fs。選項A正確。選項B和C分別錯誤地考慮了摩擦力的功，而摩擦力與物體移動方向相反，其功應(yīng)該是負值。選項D錯誤，因為物體確實受到了推力并移動了距離，所以機械功不為0。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于機械功，以下說法正確的是：A.機械功是力與力的作用點的位移的乘積B.機械功總是正值，表示能量從力傳遞到物體C.如果力的方向與位移方向相反，機械功為負值D.機械功的單位是焦耳（J）答案：ACD解析：機械功的定義是力與力的作用點在力的方向上的位移的乘積，因此A選項正確。機械功可以是正值、零或負值，取決于力的方向與位移方向的關(guān)系，所以B選項錯誤。當(dāng)力的方向與位移方向相反時，機械功為負值，因此C選項正確。機械功的單位確實是焦耳，所以D選項正確。2、一個物體在水平面上受到一個向右的推力，同時受到一個向左的摩擦力，物體在推力的作用下向右移動了一段距離。關(guān)于這段過程中機械功的情況，以下說法正確的是：A.推力對物體做的功是正值B.摩擦力對物體做的功是負值C.物體的動能增加D.物體的重力對物體做的功為零答案：ABD解析：由于推力與物體的位移方向相同，推力對物體做的功是正值，所以A選項正確。摩擦力的方向與物體的位移方向相反，因此摩擦力對物體做的功是負值，所以B選項正確。由于物體在推力作用下移動，且推力對物體做正功，物體的動能會增加，所以C選項正確。物體的重力方向垂直于水平位移方向，因此重力對物體做的功為零，所以D選項正確。3、一個物體從靜止開始，沿水平面滑行一段距離，受到的摩擦力為f，物體的質(zhì)量為m，加速度為a。以下說法正確的是（）A.物體受到的合外力等于摩擦力B.物體的動能增加量為零C.物體的速度隨時間均勻增加D.物體在運動過程中機械能逐漸減少答案：C解析：A選項：物體受到的合外力等于摩擦力，這個說法是錯誤的。因為物體在水平面上滑行時，除了摩擦力，沒有其他外力作用，所以合外力應(yīng)該為零。B選項：物體的動能增加量為零，這個說法也是錯誤的。因為物體從靜止開始，受到摩擦力作用，速度會逐漸增加，動能也會逐漸增加。C選項：物體的速度隨時間均勻增加，這個說法是正確的。根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的合外力F=ma，其中m為物體質(zhì)量，a為加速度。由于摩擦力是恒定的，所以加速度a也是恒定的，因此物體的速度隨時間均勻增加。D選項：物體在運動過程中機械能逐漸減少，這個說法是正確的。由于摩擦力做功，物體的機械能會逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機械能逐漸減少。綜上所述，正確答案是C。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：一物體以2m/s2的加速度在水平面上做勻加速直線運動，在運動過程中，物體受到的合外力為10N。請計算：（1）物體在2秒內(nèi)所做的功；（2）物體在2秒內(nèi)移動的距離。答案：（1）物體在2秒內(nèi)所做的功W=F*s，其中F為合外力，s為物體在2秒內(nèi)移動的距離。首先，我們需要計算物體在2秒內(nèi)移動的距離s。根據(jù)勻加速直線運動的位移公式s=0.5*a*t2，代入a=2m/s2，t=2s，得到s=0.5*2*(2)2=4m。然后，將s代入功的計算公式，得到W=10N*4m=40J。（2）物體在2秒內(nèi)移動的距離s已經(jīng)在第一部分計算出來了，即s=4m。解析：本題主要考察了功的計算以及勻加速直線運動的位移公式。在計算功時，我們使用了功的計算公式W=F*s，其中F為合外力，s為物體在力的作用下移動的距離。在計算物體在2秒內(nèi)移動的距離時，我們使用了勻加速直線運動的位移公式s=0.5*a*t2，其中a為加速度，t為時間。通過這兩個公式，我們可以得到物體在2秒內(nèi)所做的功以及移動的距離。第二題：已知質(zhì)量為2kg的物體，在水平方向上受到一個大小為10N的恒力作用，物體在力的作用下沿水平方向移動了5m。求：（1）物體在力的作用下所做的功；（2）若物體在移動過程中克服摩擦力，摩擦力大小為2N，求物體克服摩擦力所做的功。答案：（1）物體在力的作用下所做的功W=Fs=10N×5m=50J；（2）物體克服摩擦力所做的功W_f=f×s=2N×5m=10J。解析：（1）根據(jù)功的定義，功是力與力的方向上位移的乘積。本題中，物體在力的作用下沿水平方向移動了5m，力的方向與位移方向相同，故物體在力的作用下所做的功為W=Fs=10N×5m=50J。（2）克服摩擦力所做的功等于摩擦力與位移的乘積。本題中，物體在移動過程中克服摩擦力，摩擦力大小為2N，移動距離為5m，故物體克服摩擦力所做的功為W_f=f×s=2N×5m=10J。第三題：一物體從靜止開始沿水平面滑行，已知物體所受的摩擦力大小為10N，物體在水平面上滑行的距離為5米。求：（1）物體在滑行過程中所做的功；（2）如果物體的質(zhì)量為2kg，求物體在滑行過程中所受到的平均阻力。答案：（1）物體在滑行過程中所做的功W可以通過公式W=F*s計算，其中F是摩擦力，s是滑行距離。W=10N*5m=50J所以，物體在滑行過程中所做的功為50焦耳。（2）由于物體在水平面上滑行，所受的摩擦力即為物體所受到的平均阻力。因此，物體在滑行過程中所受到的平均阻力為10N。所以，物體在滑行過程中所受到的平均阻力為10牛頓。解析：（1）此題考察了功的計算公式。功是力與力的作用點在力的方向上移動的距離的乘積。在本題中，摩擦力是作用在物體上的力，滑行距離是物體在摩擦力作用下移動的距離。根據(jù)功的計算公式，可以直接計算出物體所做的功。（2）此題考察了摩擦力的概念。在水平面上，物體受到的摩擦力通常與物體的運動方向相反。在本題中，物體在水平面上滑行，摩擦力阻礙物體的運動，因此摩擦力的大小即為物體所受到的平均阻力。由于題目已經(jīng)給出摩擦力的大小，所以可以直接得出物體所受到的平均阻力。第四題：一質(zhì)量為5kg的物體，在水平面上受到一個沿水平方向作用的力F，使其在2秒內(nèi)從靜止開始做勻加速直線運動，最終速度達到4m/s。已知物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g取10m/s2。（1）求物體受到的合外力F；（2）求物體克服摩擦力所做的功W_f；（3）求物體在2秒內(nèi)所做的功W。答案：（1）合外力F：根據(jù)牛頓第二定律，合外力F等于質(zhì)量m乘以加速度a。首先，求加速度a：a=Δv/Δt=4m/s/2s=2m/s2然后，求合外力F：F=m*a=5kg*2m/s2=10N（2）克服摩擦力所做的功W_f：摩擦力f的大小為：f=μ*N=μ*m*g=0.2*5kg*10m/s2=10N物體克服摩擦力所做的功W_f為：W_f=f*s其中，s為物體在2秒內(nèi)移動的距離。由于物體做勻加速直線運動，其位移s可以用公式s=(1/2)*a*t2計算：s=(1/2)*2m/s2*(2s)2=4m所以，W_f=10N*4m=40J（