4.1功 课时练习（Word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
4.1功 课时练习（解析版）
1．下列物理量中属于矢量的是 （　　）
A．质量 B．速度 C．功 D．时间
2．大小相等的力按如图甲和乙所示的两种方式作用在两个相同的物体上，使两个物体沿粗糙的水平面向右移动相同的距离，有关力做功的说法正确的是（　　）
A．甲图中力做正功，乙图中力做负功
B．甲图和乙图中力都做负功
C．甲图、乙图中力做的功一样多
D．甲图中力做的功比乙图中力做的功多
3．小俊同学想进一步加深“力对物体做功”的理解，放学回家就特意走楼梯。已知小俊同学家住在11楼，每层楼层高以3m计算，记得前不久在学校体检时体重是60kg，他认为自己步行上楼梯过程中，楼梯的台阶对他做的功为（　　）
A．18000J B．19800J
C．1800J D．0
4．如图所示，小伟正在荡秋千，他坐在秋千板上并保持姿势不变。当小伟从最高点摆至最低点过程中，下列说法正确的是（　　）
A．在最低点绳的拉力等于重力
B．在最低点他的加速度方向沿水平方向
C．从最高点摆至最低点过程中，绳的拉力做负功
D．在最高点他的加速度方向不指向圆心
5．关于功的概念，以下说法正确的是（　　）
A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
B．功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D．某物体通过一段位移，作用在该物体上的力一定都不做功
6．下列物理量属于矢量的是（　　）
A．时间 B．路程 C．速度 D．功
7．下列说法正确的是（　　）
A．只有静止的物体才能受到静摩擦力
B．静摩擦力大小与两物体间动摩擦因数和正压力的乘积成正比
C．静摩擦力总是阻碍物体的相对运动趋势
D．静摩擦力对物体一定不做功
8．建筑工地上需要将一些建筑材料由高处运送到低处，为此工人们设计了一个斜面滑道，如图所示，滑道长为，其与水平面的夹角为37°，现有一些建筑材料（视为质点）从滑道的顶端由静止开始下滑到底端，已知建筑材料的质量为，建筑材料与斜面间的动摩擦因数为0.5，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）
A．建筑材料在滑道上运动的时间为
B．建筑材料在滑道上运动的过程中，所受滑道支持力的冲量大小为零
C．建筑材料到达滑道底端时的动量大小为
D．建筑材料在滑道上运动的过程中，所受重力做的功为
9．如图，在光滑水平面上有甲、乙两个物体，在水平力F1和F2作用下向右运动距离s，甲对乙所做的功为W1，如果撤去F2，仍向右运动距离s，甲对乙所做的功为，则（　　）
A．>W1 B．C．=W1 D．无法比较
10．如图所示，质量为m的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为θ、大小恒为F的拉力作用，物体沿着水平地面移动了l，物体与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F所做的功为Fl
B．支持力所做的功为（mg -Fsinθ）l
C．摩擦力所做的功为μ（Fsinθ-mg）l
D．地面越粗糙，拉力F所做的功越多
11．2020年5月7日，出现超级月亮景观，我国各地乃至整个北半球都可观赏到。从科学定义而言，叫做近地点满月更为准确。当满月从地平线升起时（即近点月），我们看到的月亮似乎比它升到天顶时更大、更明亮。如图所示，月球的绕地运动轨道实际上是一个偏心率很小的椭圆，则（　　）
A．月球运动到远地点时的速度最大且大于地球第一宇宙速度
B．月球运动到近地点时的加速度最小
C．月球由近地点向远地点运动的过程，月球的机械能减小
D．月球由远地点向近地点运动的过程，地球对月球的万有引力做正功
12．如图所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，在滑行到D点的过程中两次克服摩擦力做的功相等，下列说法正确的是（　　）
A．物体与两斜面间的动摩擦因数相等
B．两次运动过程中物体所受支持力都做正功
C．物体两次下滑的加速度大小相等
D．物体两次运动过程中，重力都做负功
13．关于做功，下列说法中错误的是（　　）
A．静摩擦力总是不做功
B．滑动摩擦力可以不做功
C．力对物体不做功，物体一定静止
D．行星绕太阳运动时，太阳对行星的引力始终不做功
14．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法正确的是：
A．支持力一定做正功
B．摩擦力一定做正功
C．摩擦力可能不做功
D．合力做正功
15．在真空中A、B两点分别放有异种点电荷和，以AB连线中点O为圆心作一圆形路径abcd，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电场强度关系有Ea=Eb，方向相反
B．电势高低关系有φb>φd
C．将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做负功
D．将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能始终不变
16．一位质量m=60kg的滑雪运动员从高h=10m的斜坡自由下滑．如果运动员在下滑过程中受到的阻力F=50N，斜坡的倾斜角θ=30°，运动员滑至坡底的过程中，求
（1）这个过程中重力做功；
（2）这个过程中克服阻力做功；
（3）这个过程中所有力做的总功是多少．
17．如图所示，一质量M＝0.4 kg的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量m＝0.2 kg的小滑块，以v0＝1.2 m/s的速度从长木板的左端滑上长木板，已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.2. g取10m/s2，则
(1)经过多少时间小滑块与长木板速度相等？
(2)从小滑块滑上长木板到小滑块与长木板相对静止，摩擦力对小滑块做的功为多少？
参考答案
1．B
【详解】
A．质量是只有大小没有方向的标量， A错误；
B．速度是有大小又有方向的矢量， B正确；
C．功是只有大小没有方向的标量， C错误；
D．时间是只有大小没有方向的标量， D错误；
故选B。
2．C
【详解】
根据
W=Flcosα
因两种情况下F、l和α都相同，则两种情况下力F做功相同。
故选C。
3．D
【详解】
楼梯的台阶对人的作用力是竖直向上的支持力、水平向右的静摩擦力作用，在台阶与人的相互作用过程中，楼梯台阶对人的作用力方向的位移为0，因此台阶对人做的功为0；
故选D。
4．D
【详解】
AB．在最低点，绳的拉力与小伟重力的合力来提供向心加速度，且加速度方向竖直向上并指向圆心，所以绳的拉力大于重力，故AB错误；
C．小伟从最高点摆至最低点过程中，绳的拉力与运动方向垂直，不做功，故C错误；
D．由于在最高点小伟受到的合力方向没有指向圆心，故加速度的方向不指向圆心，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A．功是标量，故A错误；
B．功有正、负之分，但功的正负不是表示方向，而是表示力对物体的做功效果，故B正确；
C．当力的方向和物体位移的方向垂直时，该力对物体不做功，此时物体的位移可能不为零，故C错误；
D．当力与位移的夹角不是90°时，力对物体做功，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
时间、路程、功只有大小没有方向是标量，速度是既有大小也有方向是矢量。
故选C。
7．C
【详解】
A．只要是相对静止的物体间都可能存在静摩擦力，故A错误；
B．静摩擦力的大小需要根据平衡条件或者牛顿第二定律求解，不一定与动摩擦因数成正比，也不一定与正压力成正比，故B错误；
C．静摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向相反，所以总是阻碍物体的相对运动趋势，故C正确；
D．静摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．由受力分析可知
由公式
可得t=4s，故A错误；
B．滑道支持力的冲量大小为
故B错误；
C．建筑材料到达滑道底端时的动量大小为
故C正确；
D．所受重力做的功为
故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
令甲、乙两物体的质量分别为m1和m2，则水平力F1和F2作用下，两物体的加速度为
所以对于乙
解得甲对乙的作用力为
所以甲对乙所做的功为
撤去F2，两物体的加速度为
所以对于乙
解得甲对乙的作用力为
所以甲对乙所做的功为
所以
故选B。
10．C
【详解】
AD．由功的计算公式得拉力做的功为，故AD错误；
B．运动方向与支持力的方向垂直，故支持力做功为0，故B错误；
C．由受力分析可得
故摩擦力做的功为，故C正确。
故选C。
11．D
【详解】
A．由开普勒第二定律，月球运动到近地点时的速度最大，根据万有引力提供月球运动的向心力，即，可得
月球远地点的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；
B．依牛顿第二定律和万有引力定律，月球运动到近地点时所受引力最大，加速度最大，故B错误；
C．月球绕地球运动过程仅受地球的万有引力，机械能守恒，故C错误；
D．月球由远地点向近地点运动的过程中二者间距缩短，地球对月球万有引力做正功，故D正确。
故选D。
12．A
【详解】
A．设CD的长度为L，斜面的倾斜角为θ，动摩擦因数为，下滑的过程中，克服摩擦力做的功
与倾斜角大小无关，由于两次克服摩擦力做的功相等，一定满足物体与两斜面间的动摩擦因数相等，A正确；
B．根据功的定义
由于支持力与运动方向垂直，因此支持力不做功，B错误；
C．下滑的过程中，根据牛顿第二定律
由于两斜面的倾斜角不同，因此加速度大小不相等，C错误；
D．由于物体从上向下运动，两次运动过程中，重力都做正功，D错误。
故选A。
13．ACD
【详解】
A．两个物体叠放在一起，拉下面的物体，使它们向右一起加速，因此上面的物体受到向右的静摩擦力，且有对地位移，因此静摩擦力在做功，故A错误，符合题意；
B．将物体放到转动的传送带上，但是用手按住物体不让它运动，则物体受到滑动摩擦力，由于位移为零，所以滑动摩擦力可以不做功，故B正确，不符合题意；
C．荡秋千时，绳子的力指向圆心，对物体不做功，故C错误，符合题意；
D．行星绕太阳运动时，轨迹是椭圆，则太阳对行星的引力做功，故D错误，符合题意。
故选ACD。
14．ACD
【详解】
A．由功的计算公式W=FScosα可知、支持力方向垂直斜面向上、与位移的方向夹角小于90°，支持力一定做正功，故A正确；
BC．当加速度较小时，摩擦力Ff沿斜面向上，即a当加速度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即a>gtanθ，摩擦力沿斜面向下，做正功，如图2
当a=gtanθ时，摩擦力不存在，不做功；故B错误，C正确；
D．由于物体一直在加速运动，并且只有斜面体对物体做功，因此斜面体对物体一定做正功，故D正确；
故选ACD．
【点睛】
使物体A和斜面体B一起向左做加速运动，加速度水平向左，支持力FN垂直斜面向上，而摩擦力Ff方向需要讨论，然后结合功的计算公式W=FScosα进行分析判断正负功．
15．CD
【详解】
A．由于a点和b点是对称点，所以a点的电场强度与b点的电场强度大小相等，即Ea=Eb，方向相同，A错误;
B．由沿着电场线方向电势逐渐降低可知φd>φb，B错误；
C．负点电荷所受电场力与电场方向相反，负点电荷沿圆弧由a到b运动中，电场力方向与运动方向成锐角，电场力做负功，C正确；
D．由于c和d在+Q、 Q产生的电场的中垂线上，即在同一个等势面上，所以将一正点电荷沿直线由c到d运动中电势能一直不变，D正确。
故选CD。
16．（1）6000J （2）-1000J （3）5000J
【分析】
分析物体受力情况，及各力做功情况，再由功的公式可求得重力及阻力所做的功，则可求得总功．
【详解】
（1）根据功的定义可得：重力做功WG=mgh=60×10×10=6000J．
（2）阻力做功：．
（3）支持力和运动方向相互垂直，故支持力不做功．
所以这个过程中所有力做的总功是：.
【点睛】
本题中考查功的计算，要注意若是阻力做功，则功一定是负值.
17．(1) t＝0.4 s (2) -0.128J
【分析】
(1)根据牛顿第二定律分别求出M和m的加速度，根据运动学公式求出速度相等所需的时间；
(2)当两物体的速度相等时，保持相对静止，一起做运动直线运动，根据运动的时间运用运动学公式求出小滑块运动的距离，由W=FX求解功．
【详解】
(1) 根据牛顿第二定律得小滑块的加速度为：
木板的加速度为：
小滑块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动．根据运动学公式有：
v0-a1t=a2t
解得：t=0.4s；
(2)由公式
解得：
摩擦力：
做功为：．
【点睛】
解决本题的关键理清滑块和木板的运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．