7-1-2-功的計(jì)算(備作業(yè))高一物理同步備課系列(解析版)

PAGE試卷第=1頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)7.1.2功的計(jì)算（備作業(yè)）（解析版）學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、解答題1．一個(gè)質(zhì)量m＝150kg的雪橇，受到與水平方向成＝37°角斜向左上方500N的拉力F作用，在水平地面上移動(dòng)的距離l＝5m（如圖所示）。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F阻＝100N，求：（1）力F對(duì)物體所做的功；（2）摩擦力對(duì)物體所做的功；（3）求合外力對(duì)物體所做的總功?！敬鸢浮浚?）2000J；（2）-500J；（3）1500J【詳解】（1）根據(jù)W＝Fscosθ代入數(shù)據(jù)得WF＝Flcos37°＝500×5×0.8J＝2000J（2）摩擦力做功為WF阻＝－F阻·l＝－100×5J＝－500J（3）則合外力做的總功為W總＝WF＋WF阻＝2000J－500J＝1500J2．飼養(yǎng)員對(duì)著長(zhǎng)l＝1.0m的水平細(xì)長(zhǎng)管的一端吹氣，將位于吹氣端口的質(zhì)量m＝0.02kg的注射器射到動(dòng)物身上。如圖所示，注射器飛離長(zhǎng)管末端的速度大小v＝20m/s?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的注射器在長(zhǎng)管內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，離開長(zhǎng)管后做平拋運(yùn)動(dòng)。（g取10m/s2）（1）求注射器在長(zhǎng)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小；（2）求注射器在長(zhǎng)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)外力對(duì)注射器做功多少？（3）若動(dòng)物與長(zhǎng)管末端的水平距離x＝4.0m，求注射器下降的高度h?！敬鸢浮?1)200m/s2；(2)4J；(3)0.2m【詳解】(1)由可得(2)由牛頓第二定律可得注射器在長(zhǎng)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)外力對(duì)注射器做功(3)由勻速運(yùn)動(dòng)的位移公式可得注射器下降所以時(shí)間為則注射器下降高度為3．如圖所示，質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平地面上，受到與水平地面夾角為θ=37°、大小F=10N的拉力作用，物體移動(dòng)了l=2m，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3，g取10m/s2，cos37°=0.8。求：（1）物體所受各個(gè)力所做的功；（2）合力F合所做的功W。【答案】（1）重力和支持力做功均為零，拉力做功16J，摩擦力做功-8.4J；（2）7.6J【詳解】（1）對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖所示拉力F所做的功W1=Flcos37°=16J重力和支持力方向與位移方向垂直，做功為零。摩擦力Ff=μFN=μ(mg-Fsin37°)摩擦力做功W2=Fflcos180°=-8.4J（2）總功W=W1+W2=7.6J4．如圖所示，一質(zhì)量為m=1.0kg的物體從半徑為R=5.0m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運(yùn)動(dòng)到B端（圓弧AB在豎直平面內(nèi)）。拉力F大小不變，始終為15N，方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37°角。圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為60°，BO邊在豎直方向上。求這一過(guò)程中拉力F做的功。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，π=3.14）【答案】62.8J【詳解】將圓弧AB分成很多小段s1、s2、…、sn，拉力在每一小段上做的功為W1、W2、…、Wn，因拉力F大小不變，方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37°角，所以W1=Fs1cos37°W2=Fs2cos37°…Wn=Fsncos37°故WF=W1+W2+…+Wn=Fcos37°（s1+s2+…+sn）=Fcos37°·R=62.8J5．某人利用如圖所示的裝置,用100N的恒力F作用于不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩的一端,將物體從水平面上的A點(diǎn)移到B點(diǎn)。已知α1=30°,α2=37°,h=1.5m,不計(jì)滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦。求繩的拉力對(duì)物體所做的功（sin37°=0.6,cos37°=0.8）?！敬鸢浮?0J【詳解】由于不計(jì)繩的質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦,故恒力F做的功和繩對(duì)物體的拉力做的功相等。由于恒力F作用在繩的端點(diǎn),故需先求出繩的端點(diǎn)的位移l,再求恒力F做的功。由幾何關(guān)系知,繩的端點(diǎn)的位移為l=-=h=0.5m在物體從A移到B的過(guò)程中,恒力F做的功為W=Fl=100×0.5J=50J故繩的拉力對(duì)物體所做的功為50J。6．如圖所示，小孩與冰車靜止在冰面上，大人用N的恒定拉力，使小孩與冰車沿水平冰面一起滑動(dòng)。已知拉力方向與水平冰面的夾角，小孩與冰車的總質(zhì)量kg，冰車與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度m/s2，，。求：（1）小孩與冰車所受支持力的大??；（2）小孩與冰車加速度的大小a；（3）s內(nèi)合力所做的功W?！敬鸢浮浚?）N；（2）m/s2；（3）J【詳解】（1）冰車和小孩受力如圖所示，豎直方向合力為零解得N（2）水平方向根據(jù)牛頓第二定律由滑動(dòng)摩擦力公式聯(lián)立得m/s2（3）由牛頓第二定律有由功的定義式得由位移公式得聯(lián)立解得J7．我國(guó)自行研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機(jī)C919首飛成功后，拉開了全面試驗(yàn)試飛的新征程，假設(shè)飛機(jī)在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移時(shí)才能達(dá)到起飛所要求的速度。已知飛機(jī)質(zhì)量，滑跑時(shí)受到的阻力為自身重力的0.1倍，取重力加速度，在飛機(jī)滑跑過(guò)程中，求：（1）飛機(jī)克服阻力所做的功；（2）牽引力的大??；（3）牽引力對(duì)飛機(jī)所做的功?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）飛機(jī)克服阻力所做的功解得（2）飛機(jī)作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，有由牛頓第二定律，有聯(lián)立解得（3）在滑跑階段，牽引力所做的功

解得8．放在地面上的木塊與一輕彈簧相連，彈簧處于自由伸長(zhǎng)狀態(tài)，現(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)x1=0.2m時(shí)，木塊開始運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動(dòng)了x2=0.4m的位移，其F－x圖象如圖所示，求上述過(guò)程中拉力所做的功?！敬鸢浮?0J【詳解】由F－x圖象可知，在木塊運(yùn)動(dòng)之前，彈簧彈力隨彈簧伸長(zhǎng)量的變化是線性關(guān)系，木塊緩慢移動(dòng)時(shí)彈簧彈力不變，圖線與橫軸所圍梯形面積即為拉力所做的功，即9．如圖1，載有質(zhì)量為貨物的貨車以的速度在平直的高速公路上勻速行駛。因司機(jī)看到前方警示標(biāo)識(shí)，采取緊急制動(dòng)。車廂內(nèi)貨物向前滑行，恰好在車停止時(shí)與車廂前壁相撞并反彈，其圖像如圖2所示。設(shè)貨車勻減速剎停后不再移動(dòng)。重力加速度g取。則從貨車開始剎車到貨物停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，求：（1）貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）貨車的位移大??；（3）貨物相對(duì)車廂滑行的位移大??；（4）摩擦力對(duì)貨物做的功?！敬鸢浮浚?）；（2）81m；（3）8.5m；（4）【詳解】（1）對(duì)貨物由圖像可知，貨物的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律有解得（2）設(shè)貨車制動(dòng)前速度為，制動(dòng)距離為，用時(shí)為t，則有（3）設(shè)貨物碰撞車廂時(shí)的速度大小為，碰撞前的位移大小為，碰撞后瞬間速度大小為，返回的位移大小為。由圖像可知又因?yàn)榧丛O(shè)貨物相對(duì)車廂的位移為，則有解得（4）全程摩擦力對(duì)貨物做負(fù)功，則摩擦力對(duì)貨物做的功10．如圖所示，一質(zhì)量m=1.0kg的物體從半徑R=5.0m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運(yùn)動(dòng)到B端（圓弧AB在豎直平面內(nèi)）。拉力F的大小始終為15N不變，方向始終沿物體在該點(diǎn)的切線方向。。圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為60°，BO邊沿豎直方向，g取10m/s2。在這一過(guò)程中，求：（1）拉力F