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C.6000J
D.5500J
5.质量为m=20kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动.0~2s内F与运动方向相反,2~4s内F与运动方向相同,物体的v-t图象如图所示,g取10m/s2,则( )
A.拉力F的大小为100N
B.物体在4s时拉力的瞬时功率为120W
C.4s内拉力所做的功为480J
D.4s内物体克服摩擦力做的功为320J
6.在下面四种情况下,推力做功最多的是( )
A.10N的水平力推一质量为1kg的物体,在光滑水平面上前进1m
B.5N的水平力推一质量为2kg的物体,在光滑水平面上前进2m
C.10N的水平力推一质量为2kg的物体,在粗糙的水平面上前进1m
D.5N的水平力推一质量为1kg的物体,在光滑水平面上前进3m
7.如图所示,一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(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
8.如图所示,用同样的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离,则拉力F的做功情况是( )
A.甲中做功最少
B.丁中做功最多
C.做功一样多
D.无法比较
9.如图所示,质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的斜面体上,同时用力F向右推斜面体,使P与斜面体保持相对静止.在前进的水平位移为l的过程中,斜面体对P做功为( )
A.Fl
B.
mgsinθ·
l
C.mgcosθ·
D.mgtanθ·
10.如图所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成θ角的斜向上的拉力F的作用下沿水平面移动了距离s,若物体的质量为m,物体与水平面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中( )
A.摩擦力做的功为fs
B.力F做的功为Fscosθ
C.力F做的功为Fssinθ
D.重力做的功为mgs
11.测定运动员体能的一种装置如图,运动员质量m1=60kg,绳栓在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮摩擦),悬挂重物m2=50kg,人用力蹬传送带而保持人的重心不动,使传送带上侧以v=2m/s的速率向右运动,设运动员与传送带之间的动摩擦因数是0.5.下面是人对传送带做功的四种说法正确的是( )
A.人对传送带每秒做功200J
B.人对传送带每秒做功为600J
C.人对传送带每秒做功1000J
D.人对传送带每秒做功为1200J
12.如图所示,物体A和B叠放在光滑水平面上,它们的质量分别为mA=1kg,mB=2kg,在物体B上作用一个大小等于3N的水平拉力F后,A和B一起前进了4m,在这一过程中,物体B对物体A做的功是( )
A.0
B.4J
C.8J
D.12J
13.如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,θ角缓慢增大,在货物相对车厢仍然静止的过程中,下列说法正确的是( )
A.货物受到的支持力变小
B.货物受到的摩擦力变小
C.货物受到的支持力对货物做负功
D.货物受到的摩擦力对货物做负功
14.如图所示,小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾,尽情嬉耍.在小朋友接触床面向下运动的过程中,床面对小朋友的弹力做功情况是( )
A.先做负功,再做正功
B.先做正功,再做负功
C.一直做负功
D.一直做正功
15.如图所示圆锥摆,当摆球m在某一水平面上做匀速圆周运动时,下列说法中正确的是( )
A.摆球的重力不做功,绳的拉力做功
B.摆球的重力做功,绳的拉力不做功
C.摆球的重力和绳的拉力都不做功
D.摆球的重力和绳的拉力都做功
16.如图所示为一种交通工具的示意图,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,从而使座椅始终保持水平.当此车减速上坡时,下列说法正确的是( )
A.乘客所受合外力做正功
B.乘客处于失重状态
C.乘客受到水平向右的摩擦力
D.乘客所受的合力沿斜面向上
17.如图所示,在水平的船板上有一人拉着固定在岸边树上的绳子,用力使船向前移动.关于力对船做功的下列说法中正确的是( )
A.绳的拉力对船做了功
B.人对绳的拉力对船做了功
C.树对绳子的拉力对船做了功
D.人对船的静摩擦力对船做了功
二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
18.(多选)如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块,并留在木块当中,在此过程中子弹钻入木块的深度为d,木块的位移为l,木块与子弹间的摩擦力大小为F,则( )
图3
A.F对木块做功为Fl
B.F对木块做功为F(l+d)
C.F对子弹做功为-Fd
D.F对子弹做功为-F(l+d)
19.(多选)下面关于功的计算式W=Flcosα的说法正确的是( )
A.F必须是恒力
B.l是路程
C.l是位移
D.α是力与位移两矢量的夹角
20.(多选)如图所示,一恒力F通过一动滑轮拉物体沿光滑水平面前进了s,在运动过程中,F与水平方向保持θ角,则拉力F对物体做的功为( )
A.Fscosθ
B.2Fscosθ
C.Fs(1+cosθ)
D.2Fscos2
21.(多选)光滑楔形木块放在水平面上,斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的铁球,如图所示,当整个装置沿水平面向左运动的过程中,铁球所受各力做功的情况是( )
A.斜面对球弹力做正功
B.球受的重力不做功
C.挡板对球弹力不做功
D.不知运动具体情况,无法判断
分卷II
三、实验题(共0小题,每小题10.0分,共0分)
四、计算题(共3小题,每小题18.0分,共54分)
22.某物体在力F作用下水平向右运动的位移为l,拉力的方向分别如图6甲、乙所示,分别求两种情况下拉力对物体做的功.
图6
23.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地拉到顶端,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.
24.如图所示,绳的一端固定在天花板上,通过一动滑轮将质量m=10kg的物体由静止开始以2m/s2的加速度提升3s.求绳的另一端拉力F在3s内所做的功.(g取10m/s2,动滑轮和绳的质量及摩擦均不计)
五、填空题(共0小题,每小题5.0分,共0分)
六、简答题(共0小题,每小题10.0分,共0分)
答案解析
1.【答案】B
【解析】方法一 由图可知F在整个过程中做功分为三个小过程,分别做功为
W1=2×
2J=4J,W2=-1×
2J=-2J
W3=4×
4J=16J,
所以W=W1+W2+W3=4J+(-2)J+16J=18J.
方法二 F-x图象中图线与x轴所围成的面积表示做功的多少,x轴上方为正功,下方为负功,总功取三部分的代数和,即(2×
2-2×
1+4×
4)J=18J,B正确.
2.【答案】C
【解析】
3.【答案】D
【解析】重物受到的摩擦力方向始终与速度方向垂直,故不做功,支持力方向始终与速度方向相同,故做正功.
4.【答案】D
【解析】对货物受力分析,由于是匀加速上升,根据牛顿第二定律F-mg=ma,可计算出起重机对货物的拉力F=11000N,位移l=
at2=0.5m.则在第1s内起重机对货物所做的功W=Flcosα=11000×
0.5×
1J=5500J,D正确.
5.【答案】B
【解析】由图象可得:
0~2s内物体做匀减速直线运动,加速度大小为:
a1=
=
m/s2=5m/s2,匀减速过程有F+Ff=ma1.匀加速过程加速度大小为a2=
m/s2=1m/s2,有F-Ff=ma2,解得Ff=40N,F=60N,故A错误.物体在4s时拉力的瞬时功率为P=Fv=60×
2W=120W,故B正确.4s内物体通过的位移为x=(
×
2×
10-
2)m=8m,拉力做功为W=-Fx=-480J,故C错误.4s内物体通过的路程为s=(
10+
2)m=12m,摩擦力做功为Wf=-Ffs=-40×
12J=-480J,故D错误.
6.【答案】D
【解析】根据恒力做功表达式W=Flcosθ求解出各个选项中力做的功进行比较即可.A选项中推力的功为W=Fl=10N×
1m=10J;
B选项中推力的功为W=Fl=5N×
2m=10J;
C选项推力的功为W=Fl=10N×
D选项中推力的功为W=Fl=5N×
3m=15J;
所以做功最多的是15J;
故选D.
7.【答案】C
【解析】因为木箱匀速运动,小孩和大人所用的推力相等,又因为所走的位移相同所以做功一样多,C选项正确.
8.【答案】C
【解析】功是力和在力的方向上的位移的乘积,四种情况中力和在力的方向上的位移都相同,所以四种情况做功一样多.或由W=Flcosα计算,也可判断出四种情况做功一样多,故C正确.
9.【答案】D
【解析】斜面对P的作用力垂直于斜面,其竖直分量为mg,所以水平分量为mgtanθ,做功为水平分量的力乘以水平位移.
10.【答案】C
【解析】摩擦力方向水平向左,位移水平向右,故Wf=-fs,A错误;
力F所做的功为WF=Fsinθ·
s=Fssinθ,B错误,C正确;
因为在竖直方向上没有发生位移,所以重力做功为零,D错误.
11.【答案】C
【解析】人的重心不动,绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡,而拉力又等于m2g.所以人对传送带每秒做功的功W=m2gvt=50×
10×
1J=1000J.故C正确.
12.【答案】B
13.【答案】A
【解析】货物受重力、支持力、摩擦力的作用,根据平衡条件得FN=mgcosθ,Ff=mgsinθ,θ角缓慢增大的过程中,支持力变小,摩擦力增大,所以A正确;
B错误;
根据做功的公式知,支持力做正功,故C错误;
摩擦力不做功,所以D错误.
14.【答案】C
【解析】在下降过程中,弹力向上,位移向下,所以床面对小朋友的弹力做负功,故C正确.
15.【答案】C
16.【答案】B
【解析】当此车减速上坡时,整体的加速度沿斜面向下,乘客具有向下的加速度,所以乘客所受合外力向下,而位移向上,所以乘客所受合外力做负功,故A错误.当此车减速上坡时,整体的加速度沿斜面向下,乘客具有向下的加速度,所以处于失重状态,故B正确.对乘客进行受力分析,乘客受重力,支持力,由于乘客加速度沿斜面向下,而静摩擦力必沿水平方向,所以受到水平向左的摩擦力作用.故C错误.由于乘客加速度沿斜面向下,根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下.故D错误.
17.【答案】D
【解析】绳的拉力、人对绳的拉力和树对绳子的拉力都没有作用于船,没有对船做功.只有人对船的静摩擦力作用于船,且船发生了位移,故对船做了功,且做正功.
18.【答案】AD
【解析】木块的位移为l,由W=Flcosα得,F对木块做功为Fl,子弹的位移为l+d,木块对子弹的摩擦力的方向与位移方向相反,故木块对子弹的摩擦力做负功,W=-F(l+d).故A、D正确.
19.【答案】ACD
20.【答案】CD
【解析】对F的端点分析,F的作用力沿F的方向移动了,由题意可知,当物体向右移动s时,力的作用点沿力方向移动s的同时也会随滑轮向右移动s,则力的作用点的合位移如图所示,则s合=2scos
,则F对物体做功W=Fs合cos
=2Fscos2
.由数学知识可知:
2Fscos2
=Fs(1+cosθ).
21.【答案】AB
22.【答案】
Fl -
Fl
23.【答案】
(1)-3000J
(2)-1000J (3)0
【解析】物体受力情况如图所示
(1)WG=-mgLsinθ=-3000J
(2)Ff=μFN=μmgcosθ
Wf=-FfL=-μmgcosθ·
L
=-1000J
(3)解法一:
WF=FL=4000J
W=WF+WG+Wf=0
解法二:
物体做匀速运动,F合=0
故W=0.
24.【答案】1080J
【解析】解法一 物体受到两个力的作用:
拉力F′和重力mg,
由牛顿第二定律得F′-mg=ma
所以F′=m(g+a)=10×
(10+2)N=120N
则力F=
F′=60N
物体从静止开始运动,3s内的位移为l=
at2=
32m=9m
力F作用在绳的端点,而在物体发生9m位移的过程中,绳的端点的位移为2l=18m,
所以力F所做的功为W=F·
2l=60×
18J=1080J.
解法二 本题还可用等效法求力F所做的功.
由于动滑轮和绳的质量及摩擦均不计,所以拉力F所做的功和拉力F′对物体所做的功相等.即WF=WF′=F′l=120×
9J=1080J.
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