1.1机械功 同步作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
1.1机械功 同步作业（解析版）
1．如图所示，在拉力F作用下，质量为的雪橇沿倾角为的粗糙斜面向上移动，已知拉力大小为，方向与斜面的夹角为，雪橇受到的摩擦阻力为，，则在雪橇向上运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．一共受3个力作用 B．重力做功为
C．拉力F做功为 D．合力对雪橇做的功为
2．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为（　　）
A．14J B．10J C．2J D．-2J
3．关于功的概念，以下说法中正确的是（　　）
A．功有正、负之分，所以功可能有方向性
B．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
C．若某个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D．一个恒力对物体做功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角余弦三者的乘积
4．在长期的科学实践中，人们发现不同能量可以相互转化，并且能量的转化与功的概念紧密相连。关于功的概念，下列说法正确的是（　　）
A．根据可知，力越大，位移越大，做功越多
B．功分正功和负功，功是矢量
C．当力与位移垂直时，该力不做功
D．摩擦力不可以对物体做正功
5．一物体在几个力的共同作用下通过一段位移，其中恒力、做功分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．这两个力大小一定不相等
B．比做的功多
C．这两个力做的总功为14J
D．可能比大
6．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和假设法等等，以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是（　　）
A．卡文迪什巧妙地运用扭秤测出引力常量，是采用了极限思想法
B．从牛顿运动定律和运动学公式推导出动能定理的过程采用了控制变量法
C．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法
D．计算变力做功时，可以把物体位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小位移上的恒力做功的代数和，这种处理方法叫做微元累加法
7．如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体，m1A．W1>W2 B．W1C．W1＝W2 D．条件不足，无法确定
8．用一个大小恒定、方向始终与运动方向相同的水平力F推小车沿半径为R的圆周运动一周，则人做的功为（　　）
A．0 B．2RF C．2RF D．无法确定
9．如图所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移。μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力F对甲所做的功的大小（　　）
A．Wa最小 B．Wd最大
C．Wa>Wc D．四种情况一样大
10．如图所示，质量为的物体在力的作用下在水平面上发生了一段位移，两种情形下力和位移的大小都相同，均为，水平面粗糙，动摩擦因数均为。则对比甲、乙两种情况下（　　）
A．力都做正功
B．力都做负功
C．摩擦力做功相同
D．摩擦力做功不同
11．近年来，随着电梯的出现，给人们的生活与工作带来了很多的便利。某单元的电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中，速度v随时间t变化的图像如图所示，下列说法中正确的是 （　　）
A．在 0~t1时间内，钢丝绳对轿厢的拉力做正功
B．在 0~t1时间内，轿厢对人的支持力先增大后减小
C．在 t2~t3时间内，轿厢处于失重状态
D．在 t2~t3时间内，钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
12．如图所示，长为的水平传送带以的速度顺时针匀速转动，现将一质量的小物块无初速地放在传送带左端，经过一段时间小物块运动到传送带右端。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，。下列说法正确的是（　　）
A．此过程中传送带多做了的功 B．此过程中因摩擦产生的热量为
C．物体在传送带上的划痕长度为 D．此过程摩擦力对小物块做功
13．如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向左推车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法正确的是（　　）
A．人对车厢做正功 B．车厢对人做负功
C．人对车厢做负功 D．车厢对人做正功
14．如图所示，摆球质量为m，（视为质点）悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变，重力加速度为g，则在摆球从A到B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．重力做功为mgL B．绳的拉力做功为0
C．空气阻力f做功为-mgL D．空气阻力f做功为
15．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
16．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甲、乙所示，分别求两种情况下拉力对物体做的功。
17．飞船返回舱返回过程一般可简化为以下过程：在高空，空气非常稀薄，可不考虑空气阻力，在竖直方向可视为初速度为零的匀加速直线运动；在返回舱下降至距地面一定高度时，空气阻力不可忽略，可视为加速度逐渐减小的加速运动，然后匀速下落的距离为h；此后，开动反推力火箭，可视为匀减速直线运动，使其平稳降落到地面，到达地面时的速度为0，该过程中所用时间为t．已知返回舱匀加速下落后所受阻力大小与速度大小的关系可表示为 ，返回舱的质量为m，不考虑返回舱降落过程中质量的变化，重力加速度始终为g．求：
（1）返回舱下落的最大速度和匀速下落过程中克服空气阻力做的功；
（2）返回舱反推力火箭的推力与空气阻力的合力大小．
参考答案
1．D
【详解】
A．雪橇受拉力、重力、斜面支持力、摩擦力四个力的作用
故A错误；
B．由题意可得，重力做功
故B错误；
C．由题意可得，拉力做功
故C错误；
D．由题意可得，合力做功
故D正确。
2．D
【详解】
力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则力F2对物体做功-8J，所以F1、F2的合力对物体做功为6J-8J=-2J。
故选D。
3．D
【详解】
A．功虽然有正、负之分，但功是标量，故A错误；
B．力是矢量，位移是矢量，功是标量，故B错误；
C．若某个力对物体不做功，说明该物体可能没有位移，也可能有位移但是位移和力的方向垂直，故C错误；
D．根据功的定义，可知一个恒力对物体做功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角余弦三者的乘积，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．做功不仅与力、位移有关，还与力和位移的夹角有关，故A错误；
B．功是标量，正负表示做功的力是动力还是阻力，故B错误；
C．力与位移垂直时不做功，故C正确；
D．摩檫力即可以做负功也可以做正功，取决于力与位移夹角，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
AD．根据功的计算公式
W=Fxcosθ
可知，功的大小与力以及在力的方向上的位移有关，两力的功不相等，但是这两个力大小不一定不相等，可能比大，选项A错误，D正确；
B．功的符号不代表大小，可知比做的功少，选项B错误；
C．根据标量的计算法则可知，这两个力做的总功为-2J，选项C错误；
故选D。
6．D
【详解】
A．卡文迪什巧妙地运用扭秤测出引力常量，是采用了放大法。A错误；
B．从牛顿运动定律和运动学公式推导出动能定理的过程采用了归纳推理法。B错误；
C．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法。C错误；
D．计算变力做功时，可以把物体位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小位移上的恒力做功的代数和，这种处理方法叫做微元累加法。D正确。
故选D。
7．C
【详解】
由题意可得F1和F2是恒力，物体移动的位移相同，并且力与位移的夹角相等，所以由功的公式W＝FLcos θ可知，它们对物体做的功是相同的。
故选C。
8．B
【详解】
将整个圆周分成无数微小的位移 x，则力F的元功为
W1=F x1
则整个元功累加可得
W=F x1+ F x2+ F x3…….=F×2πR=2πRF
故选B。
9．D
【详解】
依据功的定义式，即
W=Flcosθ
可知，在本题的四种情况下，F、l、θ均相同，则四种情况下力F所做的功一样大，ABC错误，D正确。
故选D。
10．D
【详解】
AB．甲中力与速度方向成锐角，故力F做正功，乙中力和速度方向成钝角，故力做负功，故AB错误；
CD．这两种情形下力F和位移x的大小都是一样的，将力沿着水平和竖直方向正交分解，则两种情况物体对地面的压力不同，根据滑动摩擦力公式
可得，摩擦力不同，则根据功的公式
可知，摩擦力做功不同，故D正确，C错误。
故选D。
11．D
【详解】
A．在时间内，轿厢向下运动，钢丝绳拉力向上，所以钢丝绳对轿厢的拉力做负功，故A错；
B．由图可知时间内，轿厢的加速度是先变大后变小由
可知轿厢对人的支持力先减小后增大，故B 错误；
C．由图可知时间内轿厢的加速度向上，所以轿厢处于超重状态，故C错误；
D．由图可知，在轿厢的加速度方向向上，先增大后减小，由
可得出钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小，故D正确。
故选D。
12．C
【详解】
小物块刚放到传送带上时，受到向右的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律得
则
小物块加速到跟传送带速度相等时，由
得
小物块的位移
小物块相对传送带的位移
即物体在传送带上的划痕长度为；
此过程中因摩擦产生的热量为
此过程摩擦力对小物块做功
此过程中传送带多做了
故ABD错误，C正确。
故选C。
13．CD
【详解】
先确定人对车厢的作用力方向和力的作用点的位移方向，这里人对车厢除有手对车厢的推力F1外，还有个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的静摩擦力F2，受力分析如图所示。其中F1做正功，F2做负功。由于F1和F2大小未知，因此这两个力的总功正负难以确定。于是将研究对象转换为受力情况较简单的人，在水平方向人受到车厢壁向右的力F1′和车厢地板对人向左的静摩擦力F2′，这两个力的合力使人产生向左加速运动的加速度，合力是动力，对人做正功，表示车厢对人做正功，由牛顿第三定律知，人对车厢的作用力向右，是阻力，所以人对车厢做负功，故CD正确。
故选CD。
14．AB
【详解】
A．重力做功为mgL，A正确；
B．绳的拉力始终与运动方向垂直，故拉力不做功，B正确；
CD．由于空气阻力大小不变，始终与运动方向相反，采用微元法可得，所做的功为
CD错误。
故选AB。
15．ACD
【解析】
【详解】
计算式中，F是恒力的大小，是位移的大小，是力F和位移的夹角，故ACD正确，B错误．
故选ACD。
点睛：本题考查功的计算，要掌握功的公式，并明确功是标量．
16．Fl；－Fl
【详解】
根据功的定义可得
17．（1）， mgh；（2）
【详解】
（1）返回舱下落过程中，合力为零，速度最大，则有
可得返回舱下落的最大速度
匀速下落过程中克服空气阻力做的功
（2）开动反推力火箭后返回舱减速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律得
可得，返回舱反推力火箭的推力与空气阻力的合力大小