4.1功 课时作业（Word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
4.1功 课时作业（解析版）
1．某一物体在大小为F的恒外力作用下运动，在时间t内的位移为s，若F与s方向相同，则F在这段时间内对物体做的功W是（　　）
A． B． C．W=Ft D．W=Fs
2．关于功的概念，下列说法正确的是（　　）
A．功有正、负之分，说明功有方向
B．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有发生位移
D．一个恒力对物体做的功由力的大小和物体在该力的方向上发生的位移决定
3．如图 A、B 叠放着，A 用绳系在固定的墙上，用力 F 将 B 拉着右移，用 T、fAB 和 fBA 分别表示绳子拉力，A 对 B 的摩擦力和 B 对 A 的摩擦力，则下面正确的叙述是（ ）
A．F 做正功，fAB 做负功，fBA 做正功，T 不做功
B．F 和 fB A 做正功，fAB 和 T 做负功
C．F 做正功，其它力都不做功
D．F 做正功，fAB 做负功，fBA 和 T 都不做功
4．下列有关物理知识的说法，正确的是（　　）
A．一个力作用于物体上，该力一定要对物体做功
B．牛顿的经典力学理论不仅适用于宏观低速运动物体，也适用于微观高速运动物体
C．卡文迪许扭秤装置第一次比较准确地测出了引力常量
D．由万有引力定律可知，两个物体之间的距离R趋于零时，他们的万有引力将无穷大
5．如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（　　）
A．沿轨道1滑下重力势能变化多
B．沿轨道2滑下重力势能变化多
C．沿轨道3滑下重力势能变化多
D．沿三条轨道滑下重力势能变化一样多
6．请阅读下列材料，回答问题。
探月工程嫦娥五号：九天云外搅月回！
2020年1月24日4时30分，中国文昌航天发射场，长征五号遥五运载火箭尾焰喷薄而出，闪烁着多彩的光芒映透整个夜空。山坡上、海岸边，人们欢呼、庆祝，目送长征五号全力托举嫦娥五号向着月球飞驰而去。
12月1日23时11分，嫦城五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区。12月2日22时，经过约19小时月面工作，探月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样，并按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。图甲是12月2日嫦娥五号探测器在月球表面自动采样。
12月3日23时10分，嫦娥五号上升器月面点火，3000牛发动机工作约6分钟后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。图乙嫦娥五号上升器月面点火瞬间模拟图。12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器返回器组合体交会对接，并于6时12分将月球样品容器安全转移至返回器中。
12月17日凌晨，内蒙古四子王旗。在闯过月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关后，历经重重考验的嫦娥五号返回器携带月球样品，成功返回地面。
已知1000牛约等于1.36马力，1马力约等于735瓦特。嫦娥五号上升器的3000牛发动机工作6分钟做的功约为（　　）
A． B． C． D．
7．为了备战2020年东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m=50kg的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10m，训练过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90m的高度。若运动员起跳过程和离地上升过程均视为匀变速运动，忽略空气阻力影响，g取10m/s2。则（　　）
A．运动员起跳过程处于失重状态
B．起跳过程的平均速度与离地上升到最高点过程的平均速度相等
C．起跳过程中运动员对地面的压力小于重力
D．起跳过程中地面对运动员做正功
8．物体静止在光滑水平面上，先对物体施加一水平向右的恒力，经过t时间后撤去，立即再对它施加一个水平向左的恒力，又经过时间后物体回到出发点。在这一过程中，、分别对物体做的功、之间的关系是（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，在加速向右运动的车厢中，一人用力向前推车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法正确的是（　　）
A．人的重力对人做正功 B．车厢对人做负功
C．车厢对人做正功 D．车厢对人不做功
10．某厢式货车在装车时，用木板做成斜面，将货物沿斜面拉到车上，拉力方向始终平行于接触面。第一次装卸工人用长木板搭成与地面夹角较小斜面，将货物从所在位置直接沿斜面拉到车上；第二次装卸工人用较短木板搭成与地面夹角较大斜面，先沿水平地面拉动货物，再通过短木板搭成的斜面将货物拉到货车上。两次拉动过程中，货物与货车的水平距离保持不变，货物与地面及两斜面动摩擦因数均相同，则两次拉动过程中，关于摩擦力对货物所做的功，下列说法正确的是（　　）
A．第一次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功较多
B．第二次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功较多
C．两次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功相同
D．两次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功多少无法比较
11．如图所示，一物块前端有一滑轮，轻绳的一端系在右方固定处，水平穿过滑轮，另一端被人用力F拉住，力F大小如图甲所示，前10s内物块的v-t图像如图乙所示，保持力F与水平方向之间的夹角θ=60°不变，当用力F拉绳使物块前进时，下列说法正确的是（　　）
A．0~5s内人做的功为75J B．3s末人做功的功率为9W
C．5~10s内摩擦力大小为2N D．5~10s内人做的功为150J
12．下列四幅图片所描述的情景中，人对物体做功的是（ ）
A．将地面上的物体堆积起来
B．沿水平方向搬运一盆花
C．费了很大的劲也没有将重物举起
D．用拖把拖地
13．如图，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动，则（　　）
A．衣服随圆桶做圆周运动的向心力由静摩擦力提供
B．圆桶加速转动过程，衣服对桶壁的压力逐渐增大
C．圆桶加速转动过程，从衣服上甩出的水滴做离心运动
D．圆桶加速转动过程，桶壁对衣服的压力做了功
14．有一小球只在重力作用下由静止开始自由落下，在其正下方固定一根足够长的轻质弹簧，如图所示，在小球与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中（　　）
A．小球接触弹簧后即做减速运动
B．小球的重力一直做正功
C．当小球的速度最大时，它所受的合力为零
D．小球所受的合力一直对小球做负功
15．蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初，运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx（x为床面下沉的距离，k为常量）。质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为△t=2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为x1。取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响。
（1）求常量k，并在图中画出弹力F随x变化的示意图；
（2）求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm；
（3）利用F-x图像确定弹簧弹力做功的规律，并求出x1的值。
16．人在A点拉着绳通过一个定滑轮匀速吊起质量的物体，如图所示，开始时绳与水平方向成角，当人拉着绳由A点沿水平方向运动而到达B点时，绳与水平方向成角，求人对绳的拉力做了多少功？（不计摩擦，g取）
参考答案
1．D
【详解】
由功的定义可得
W=Fs
D正确。
故选D。
2．D
【详解】
AB．功有正、负之分，说明是动力做功还是阻力做功，不说明方向，是标量，故AB错误；
C．根据
W=Fxcosθ
可知，当力的方向与位移的方向垂直时，不做功，但有位移，故C错误；
D．根据
W=Fxcosθ
可知，一个恒力对物体做的功由力的大小和物体在该力的方向上发生的位移决定，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
由题意可知，A不动B向右运动，但均受到滑动摩擦力，由于B相对A向右运动，故其受到的摩擦力fAB向左，与位移方向相反，做负功；拉力F与位移同向，做正功；由于A没有位移，所以绳的拉力T和fBA不做功。故D正确；ABC错误；
故选D。
4．C
【详解】
A．功是力与在力的方向上发生的位移的乘积，所以一个力作用于物体上，该力不一定要对物体做功，故A错误；
B．经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体，故B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律后，卡文迪许用扭秤装置第一次比较准确地测出了引力常量，故C正确；
D．在万有引力定律表达式中，当两个物体之间的距离R趋于零时，万有引力定律不再适用，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，重力做功都为
所以沿三条轨道滑下重力做的功一样多，ABC错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
根据题干信息得
故选C。
7．B
【详解】
A．从开始起跳到脚离开地面做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态，则起跳过程中运动员对地面的压力大于重力， AC错误；
B．从开始起跳到脚离开地面，做匀加速运动，脚离开地面时速度为v，离开地面到上升到最高点的过程做匀减速运动，根据平均速度
则起跳过程的平均速度与离地上升到最高点过程的平均速度相等，B正确；
D．运动员加速起跳时，地面对运动员的支持力的方向上位移为零，则对运动员不做功，D错误。
故选B。
8．D
【详解】
物体静止时受水平恒力作用，向右做匀加速运动，加速度为
经过t时间后的速度为
之后受到恒力作用，先向右做匀减速运动，再向左做匀加速运动，加速度大小为
又经过时间后物体回到出发点，故整个过程中物体的总位移为零，所以前后两个时间段内物体的位移大小相等，方向相反。
取方向为正方向，则根据位移关系得
联立解得
撤去，在作用下物体又回到出发点，两段位移大小相等，两个力做的功分别为
可知
ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．重力方向在竖直方向，人在水平方向上运动，则人的重力不做功，故A错误；
BCD．在加速向右运动的车厢中，人的加速度向右，根据牛顿第二定律得出人受的合力向右，人受力在竖直方向平衡，人的合力是由车厢对人的力提供的，所以车厢对人的力向右，所以车厢对人做正功，故BD错误，C正确。
故选C。
10．C
【详解】
第一次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功
第一次拉动货物过程中，货物克服摩擦力做功
由题意可知
则
故选C。
11．D
【详解】
通过穿过滑轮的轻绳用力F拉物体，等效于如图所示的两个力F同时拉物体，拉力F做功等于这两个力做功的代数和。
A．由图甲，0～5秒内拉力大小F1＝6N，根据乙图求的物块在0～5秒物体位移
所以拉力做功
故A错误；
B．由图乙可知，3秒末速度为
拉力F的功率为
故B错误；
C．由乙图知，5～10秒内物块做匀速运动，物体所受合力等于零，水平方向由平衡条件得
又由图甲可知
解得
故C错误；
D．由图甲，5～10秒内拉力大小F2＝4N，根据乙图求的物块在5～10秒物体位移
所以拉力做功
故D正确；
故选：D。
12．AD
【详解】
A图中将地面上的物体往上堆积，给物体一个向上的力，向上移动了距离．力对物体做功．故A正确；B图中在水平方向搬运一盆花，人给花盆一个向上的托力，但是在水平移动了距离．托力对花盆没有做功．故B错误；C图中人给重物一个向上的力，物体没有移动距离，力对重物没有做功．故C错误；D图人给拖把一个向前的力，拖把向前移动了距离．故人对拖把做了功，故D正确，故选AD．
【点睛】
本题考查功的分析问题，要注意掌握力对物体做功的两个必要因素：有力且在力的方向上存在位移；注意有力有位移，力对物体不一定做功，如力和位移相互垂直时．
13．BC
【详解】
AB．衣服受到重力、桶壁的弹力和静摩擦力的作用，共3个力作用，由于衣服在圆桶内壁上不掉下来，竖直方向上没有加速度，重力与静摩擦力二力平衡，靠弹力提供向心力；随着圆桶转速的增加，弹力增加，但静摩擦力不变，故A错误，B正确；
C．对于水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，随着圆桶转速的增加，需要的向心力增加，当附着力不足以提供需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，故C正确；
D．圆桶加速转动过程，桶壁对衣服的弹力与速度方向垂直不做功，故D错误。
故选BC。
14．BC
【详解】
ACD．小球接触弹簧后，弹簧的弹力先小于重力，小球的合力向下，加速度也向下，与速度方向相同，故小球做加速运动，合力对小球做正功，因弹力逐渐增大，合力减小，加速度减小；随着小球向下运动，弹簧的弹力增大，当弹力等于重力时，也就是合力为零时，加速度为零，速度达到最大值，然后小球继续向下运动，弹簧的弹力大于重力后，小球的合力向上，合力对小球做负功，加速度向上，与速度方向相反，小球做减速运动，弹力增大，合力增大，加速度也增大；当压缩量最大时，物体的速度减小为零，AD错误C正确；
B．小球的重力方向竖直向下，小球的位移一直向下，重力一直做正功，B正确。
故选BC。
15．（1） 5000N/m，见解析；（2） 5m；（3）1.1m
【详解】
（1）运动员静止站在蹦床上，此时运动员受力为零
解得
由于k为常量，所以弹力F-x的图像应为过原点的一条直线，如图
（2）运动员每次离开床面做竖直上抛运动包括竖直上抛和自由落体，竖直上抛和自由落体时间上满足对称关系，所以运动员离开床面后上升的最大高度
解得hm=5.0m。
（3）由弹力F-x的图像可知，图像的面积为弹力所做的功
从运动员最高点到运动的最低点，列动能定理
解得
16．732J
【详解】
人对绳的拉力所做的功与绳对物体的拉力所做的功相等，设人手到定滑轮的竖直距离为h，物体上升的高度等于滑轮右侧绳子增加的长度，即
又
所以人对绳的拉力做的功