4.1功 课时检测(解析版)
一、选择题
1.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,斜面以加速度a沿水平方向向右做匀减速运动,运动中物体m与斜面体相对静止。则下列关于斜面对m的支持力和摩擦力的说法中错误的是( )
A.支持力一定做负功 B.摩擦力一定做负功
C.摩擦力可能不做功 D.摩擦力可能做正功
2.某人用长绳将一重物从井口送到井下,前二分之一位移物体匀速下降,后二分之一位移物体匀减速下降,到达井底时速度恰好为0,两段时间重力做的功分别为W1和W2,则( )
A.W1>W2 B.W1=W2 C.W1<2W2 D.W1=2W2
3.如图所示,质量分别为和的两个物体,,在大小相等的两个力和的作用下沿水平方向移动了相同的距离。若做的功为,做的功为,则( )
A. B.
C. D.条件不足,无法确定
4.下列说法中正确的是( )
A.如果合外力不做功,物体一定做匀速直线运动
B.功是标量,合力做的功等于各分力做的功的代数和,功的正、负表示外力对物体做正功或是物体克服外力做功
C.如果作用力做正功,反作用力一定做负功
D.人托着一个物体沿水平方向匀速前进,人对物体做了功
5.如图所示,将各处粗糙程度都相同的长木板的下端置于铁架台水平底座上的挡板A处,上部架在横杆上,长木板与竖直杆的交点为。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得长木板与竖直杆的交点到水平底座的高度逐渐增大,将小物块从处由静止释放,小物块沿长木板从点滑至点的过程中克服摩擦力做的功( )
A.增大 B.不变 C.减小 D.先增大后减小
6.下列物理量中,既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的是( )
A.质量 B.位移 C.功 D.时间
7.某人用恒力将一质量为1kg的物体由静止向上提升1m,使其做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,则下列说法正确的是(g取10m/s2)( )
A.手对物体拉力为10N B.合力对物体做功12J
C.合力对物体做功2J D.重力对物体做功10J
8.两个互相垂直的力和作用在同一物体上,使物体通过一段位移过程中,物体克服做功8J,对物体做功20J,则和的合力对物体做的功为( )
A. B.8J C.12J D.28J
9.两个互相垂直的力 F1 和 F2 作用在同一物体上,使物体通过一段位移过程中,力 F1 对物体做功 8J,物体克服力 F2 做功 6J,则力 F1 和 F2 对物体做的总功为( )
A.2J B.10J C.14J D.16J
10.如下图所示,木块A、B叠放在光滑水平面上,A、B之间不光滑,用水平力F拉B,使A、B一起沿光滑水平面加速运动,设A、B间的摩擦力为f,则以下说法正确的是( )
A.F对B做正功,对A不做功
B.f对B做负功,对A不做功
C.f对B不做功,对A做负功
D.F对A和B组成的系统做功为零
11.如图所示,木块A放在木板B上左端,用恒力将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,做功为,生热为,第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,这次做功为生热为,则应有( )
A.,
B.,
C.,
D.,
12.子弹以初速度水平射入静止在光滑水平地面上的木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v匀速运动。如图所示,已知子弹从刚射中木块到子弹相对木块静止时,木块前进的距离为L,子弹进入木块的深度为s,木块对子弹的阻力可以视为恒力,阻力大小为f,则下列说法正确的是( )
A.木块对子弹的阻力做负功
B.子弹对木块的作用力做负功
C.子弹对木块的作用力做的功大小为
D.子弹对木块的作用力做的功大小为
13.关于功和能的关系,下列说法正确的是( )
A.功等于能,能等于功
B.做功的过程就是能量转化的过程
C.功可以转化为能,能也可以转化为功
D.做了多少功,就有多少能量发生了变化
14.质量为的物体靠在圆筒内壁上,圆筒绕其竖直轴线转动,当角速度达到一定大小时,物体相对于圆筒静止,随圆筒做圆周运动。转动中物体始终相对于圆筒静止,物体受圆筒的静摩擦力为,受圆筒的弹力为,则( )
A.圆筒匀速转动和加速转动时都有与大小相等
B.圆筒加速转动时
C.圆筒匀速转动时大小不变,加速转动时逐渐变大
D.圆筒匀速转动和加速转动时对物体都不做功
二、解答题
15.观察图,分析图中的哪个人对物体做了功?
16.如图所示,一个质量的物体,受到与水平方向成37°角斜向上的力的作用,在水平地面上从静止开始向右移动的距离。已知物体和地面间的动摩擦因数,取,求外力对物体所做的总功。(,)
参考答案
1.B
【详解】
A.支持力方向垂直斜面向上,故支持力一定做负功。故A正确,与题意不符;
BCD.摩擦力是否存在需要讨论,若摩擦力恰好为零,物体只受重力和支持力,如图所示
此时加速度
a=gtan
摩擦力不做功,当
a>gtan
时,摩擦力沿斜面向下,摩擦力与位移夹角大于90°,则做负功。当
a时,摩擦力沿斜面向上,摩擦力与位移夹角小于90°,则做正功。故B错误,与题意相符;CD正确,与题意不符。
故选B。
2.B
【详解】
根据功的定义知,由于物体在这两端时间内下降的高度相同,由功的定义可得
W1=W2
与物体运动状态无关,故选B。
3.C
【详解】
根据
W=Fscosθ
可知
故选C。
4.B
【详解】
A.如果合外力不做功,物体不一定做匀速直线运动,如匀速圆周运动,A错误;
B.功是标量,合力做的功等于各分力做的功的代数和,功的正、负表示外力对物体做正功或是物体克服外力做功,B正确;
C.作用力做正功,反作用力可能做正功,可能做负功,也可能不做功,关键看力做用下是否发生位移及位移的方向,C错误;
D.人托着一个物体沿水平方向匀速前进,人对物体的支持力与物体运动方向垂直,故人对物体不做功,D错误。
故选B。
5.B
【详解】
设长木板与水平底座的夹角为,小物块克服摩擦力做的功
故小物块克服摩擦力做的功不变。
选项B正确。
6.B
【详解】
既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的物理量是矢量,因位移是矢量,而质量、功和时间都是标量。
故选B。
7.C
【详解】
A.根据物体的加速度
根据牛顿第二定律
解得
所以手对物体拉力为
故A错误;
BC.物体受到的合力大小为
所以合力的功为
故B错误,C正确;
D.物体重力做的功为
即物体克服重力做功10J,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】
当有多个力对物体做功的时候,总功的大小就等于用各个力对物体做功的和;
由于力对物体做功为
力对物体做功为
所以与的合力对物体做的总功就为
ABD错误,C正确。
故选C。
9.A
【详解】
物体克服力 F2做功 6J,则力 F2对物体做功,力 F1对物体做功 8J,则力 F1和 F2对物体做的总功
故A正确,BCD错误。
故选A。
10.A
【详解】
功的定义
AD.由于F作用在B物体上,B物体在力F的作用下向前移动了距离,因此力F对B做正功,而力F没有作用在物体A上,因此对A不做功;如果将A和B组成的系统作为一个整体,在力F的作用下向前移动了距离,则力F对该系统做正功,A正确,D错误;
BC.由于水平面光滑,根据牛顿第二定律,在力F的作用下,AB一起向前加速度运动,再用隔离体法对A、B进行受力分析可知,A受摩擦力f向右,B受摩擦力f向左,因此在AB一起向右运动的过程中,摩擦力f对A做正功,对B做负功,BC错误。
故选A。
11.A
【详解】
第一次B固定在地面上,将A拉到B的右端时,A相对干地面移动的距离等于B板的长度;第二次B可以在光滑地面上自由滑动,A、B间存在摩擦,在摩擦力作用下B要向右运动,则将A拉到B的右端时,A相对于地面移动的距离将大于B板的长度;所以,第二次A相对于地面移动的距离大,而拉力恒定,由公式
可知
摩擦产生的热量
两次都从木板B的左端滑到右端,相对距离都等于B板的长度,相对距离相等,且A、B间的摩擦力大小不变,所以
故A正确,BCD错误。
故选A。
12.AC
【详解】
木块对子弹的阻力向左,子弹向右运动,所以木块对子弹的阻力做负功,子弹对木块的作用力向右,木块向右运动,所以子弹对木块的作用力做正功,子弹对木块的作用力做的功
故选AC。
13.BD
【详解】
AC.功是能量转化的量度。功是过程量,能是状态量。AC错误;
BD.做功的过程就是能量转化的过程, 做了多少功,就有多少能量发生了变化。BD正确。
故选BD。
14.ACD
【详解】
ABC.对小物体研究,做匀速圆周运动,受重力、支持力和向上的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
水平方向
F=mω2r
竖直方向
f=mg
所以圆筒匀速转动和加速转动时都有f与mg大小相等,圆筒匀速转动时F大小不变,加速转动时F逐渐变大,故AC正确,B错误;
D.圆筒匀速转动和加速转动时摩擦力与运动方向垂直,所以摩擦力f不做功,故D正确。
故选ACD。
15.小川拉着重物上升的过程,小川对重物做了功,其他三人都没有对物体做功。
【详解】
略
16.
【详解】
对物体受力分析可知,其受到的摩擦力
方法一:先求各力的功,再求总功,拉力对物体所做的功
摩擦力对物体所做的功
由于重力、支持力对物体不做功,故外力对物体所做的总功等于和的代数和,即
方法二:先求合力,再求总功,物体受到的合力
所以