2021高一物理-4.1-功-每課一練1(-教科版必修2)

4.1功每課一練（教科版必修2）(40分鐘50分)一、選擇題(本大題共6小題,每小題5分,共30分)1.人以20N的水平恒力推著小車在粗糙的水平面上前進(jìn)了5.0m,人放手后,小車又前進(jìn)了2.0m才停下來,則小車在運(yùn)動(dòng)過程中,人的推力所做的功為()A.100J B.140JC.60J D.無法確定2.(多選)如圖所示,一端可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)木板上方放一個(gè)物塊,手持木板的另一端,使木板從水平位置沿順時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn),則在物塊相對(duì)于木板滑動(dòng)前的過程中()A.重力做正功 B.摩擦力做負(fù)功C.摩擦力不做功 D.支持力不做功3.(多選)關(guān)于力對(duì)物體做功,以下說法正確的是()A.一對(duì)作用力和反作用力,若作用力做正功,則反作用力確定做負(fù)功B.若物體所受合外力不為零,則合外力確定對(duì)物體做功C.靜摩擦力可以對(duì)物體做正功D.滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功4.如圖所示的a、b、c、d中,質(zhì)量為M的物體甲受到相同的恒力F的作用,在力F作用下使物體甲在水平方向移動(dòng)相同的位移。μ表示物體甲與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù),乙是隨物體甲一起運(yùn)動(dòng)的小物塊,比較物體甲移動(dòng)的過程中力F對(duì)甲所做的功的大小()A.Wa最小 B.Wd最大C.Wa>Wc D.四種狀況一樣大5.自動(dòng)扶梯與水平地面成θ角,一人站在扶梯上,扶梯從靜止開頭勻加速上升,達(dá)到確定速度再勻速上升。若以N表示水平梯板對(duì)人的支持力,G表示人所受的重力,f表示梯板對(duì)人的靜摩擦力,則()A.勻速過程中,f=0,N、G都不做功B.加速過程中,f=0,N、G都做功C.加速過程中,f≠0,f、N、G都做功D.加速過程中,f≠0,N不做功6.英國(guó)的銀石賽道是全世界汽車賽事最頻繁的賽道之一,更是英國(guó)賽車工業(yè)的發(fā)源地。若賽道的單圈長(zhǎng)度為l,質(zhì)量為m的賽車在賽道上跑n圈,路面對(duì)汽車的阻力是車重的k倍,則汽車克服阻力所做的功等于()A.0 B.kmglC.kmgnl D.-kmgnl二、計(jì)算題(本大題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(9分)如圖所示,在光滑水平面上,物體受兩個(gè)相互垂直的大小分別為F1=3N和F2=4N的恒力,其合力在水平方向上,從靜止開頭運(yùn)動(dòng)10m,求：(1)F1和F2分別對(duì)物體做的功是多少?代數(shù)和為多大?(2)F1和F2合力為多大?合力做功是多少?8.(11分)(力氣挑戰(zhàn)題)如圖所示,一質(zhì)量m=2.0kg的物體從半徑為R=5.0m的圓弧的A端,在拉力F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,方向始終與物體所在位置的切線成37°角。圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為60°,BO邊為豎直方向,g取10m/s2。求這一過程中：(1)拉力F做的功；(2)重力mg做的功；(3)圓弧面對(duì)物體的支持力FN做的功。答案解析1.【解析】選A。在力作用的這段時(shí)間內(nèi),小車的位移為5.0m,所以W=Fx=20×5J=100J,選項(xiàng)A正確。2.【解析】選A、C。重力與速度方向成銳角,重力做正功；摩擦力與速度方向垂直,摩擦力不做功；支持力與速度方向成鈍角,支持力做負(fù)功。綜上所述,A、C項(xiàng)正確。3.【解析】選C、D。作用力做正功時(shí),反作用力可能做正功,也可能做負(fù)功,甚至不做功,A錯(cuò)。若合外力始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直(如勻速圓周運(yùn)動(dòng)),合外力不做功,B錯(cuò)。無論是靜摩擦力,還是滑動(dòng)摩擦力,都既可以做正功,也可以做負(fù)功,甚至不做功,C、D對(duì)。【總結(jié)提升】作用力與反作用力做功特點(diǎn)(1)當(dāng)相互作用的兩個(gè)物體的位移大小相等時(shí),作用力與反作用力做功的確定值相等；(2)當(dāng)相互作用的兩個(gè)物體的位移大小不等時(shí),作用力與反作用力做功的確定值就不等；(3)作用力做正功時(shí),反作用力可能做正功,還可能做負(fù)功,甚至不做功。4.【解析】選D。依據(jù)功的定義式W=Fxcosθ,在本題的四種狀況下,F、x、θ均相同,這樣四種狀況下力F所做的功一樣大,故選項(xiàng)D正確。5.【解析】選C。若扶梯勻速上升時(shí),由平衡條件知f=0,N=G≠0由功的公式可知Wf=0,WN>0,WG<0,A錯(cuò)；若扶梯加速上升時(shí),由牛頓其次定律知,f≠0,方向水平向右,N>G≠0,由功的公式可知,Wf>0,WN>0,WG<0,故B、D均錯(cuò),C正確。6.【解析】選C。汽車運(yùn)動(dòng)時(shí),所受阻力始終與運(yùn)動(dòng)方向相反,所以汽車克服阻力做功等于阻力與汽車所跑路程的乘積,選項(xiàng)C正確。【變式備選】如圖所示,在水平面上,有一彎曲的槽道弧AB,槽道由半徑分別為QUOTE和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成,現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿滑槽道拉至B點(diǎn),若拉力F的方向時(shí)時(shí)刻刻均與小球運(yùn)動(dòng)方向全都,則此過程中拉力所做的功為()A.0 B.FR C.QUOTEπFR D.2πFR【解析】選C。雖然拉力方向時(shí)刻轉(zhuǎn)變,但力與運(yùn)動(dòng)方向始終全都,用微元法,在很小的一段位移內(nèi)可以看成恒力,小球的路程為πR+πQUOTE,則拉力做的功為QUOTEπFR,故C正確。7.【解析】(1)力F1做的功W1=F1xcosθ1=3×10×QUOTEJ=18J力F2做的功W2=F2xcosθ2=4×10×QUOTEJ=32JW1與W2的代數(shù)和W=W1+W2=18J+32J=50J。(2)F1與F2的合力F=QUOTE=QUOTEN=5N合力F做的功W′=Fx=5×10J=50J。答案：(1)18J32J50J(2)5N50J8.【解題指南】(1)拉力F為變力,可用微元法計(jì)算其做功多少。(2)重力為恒力,可用公式求解。(3)支持力為變力,留意分析支持力與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系?！窘馕觥?1)將圓弧AB分成很多小段x1、x2、…xn,拉力在每小段上做的功為W1、W2、…Wn,因拉力F大小不變,方向始終與物體所在位置的切線方向成37°角,所以：W1=Fx1cos37°,W2=Fx2cos37°…,Wn=Fxncos37°,所以WF=W1+W2+…+Wn=Fcos37°(x1+x2+…+xn)=Fcos37