2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册1.1机械功 同步练习(Word版含答案)

鲁科版（2019）必修第二册《1.1 机械功》2021年同步练习卷
一、单选题
1．如图所示，在水平向左匀速行驶的车厢中，站在车内的人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，则下列分析正确的是（　　）
A．人对车厢的作用力不做功
B．人对车厢的作用力做正功
C．车厢对人的作用力做正功
D．车厢对人的作用力做负功
2．如图所示，在水平地面上，一物块在与水平方向成角的恒力F作用下，水平向右运动了一段位移x。在此过程中，恒力F对物体所做的功为（　　）
A．正功 B．0 C．Fx D．Fxsinθ
3．一物体在水平拉力F的作用下沿水平面运动。已知拉力F随物体运动位移x的变化情况如图所示。则在0～8m的运动过程中，拉力F做的功为（　　）
A．6J B．18J C．20J D．22J
4．质量为1kg的物体沿水平方向做直线运动，其v﹣t图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．第1s内合外力做功为4J
B．1～3s内合外力做功为4J
C．3～5s内合外力做功为﹣8J
D．5～7s内合外力做功为﹣8J
5．下列说法正确的是（　　）
A．作用力做正功时，反作用力也可以做正功
B．作用力做正功时，反作用力一定做负功
C．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功
D．系统内相互作用的两物体间的一对摩擦力做功的总和等于零
6．物体在两个相互垂直的力的作用下运动，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．14 J B．10 J C．2 J D．﹣2 J
7．用恒力F拉着质量为M的物体沿水平面匀速前进S距离，已知恒力F与水平面的夹角为α、方向斜向上，物体与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度取g，则这一过程中恒力F做功为（　　）
A．μMgS B．
C． D．
8．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力（　　）
A．等于零，对人不做功 B．水平向左，对人做负功
C．水平向右，对人做正功 D．斜向上，对人做正功
二、多选题
9．如图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中正确的是（　　）
A．重力对人做负功 B．摩擦力对人做正功
C．支持力对人做正功 D．合力对人做功为零
10．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沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体始终相对静止，则过一段时间后，关于m的说法中正确的是（　　）
A．支持力一定要做功 B．摩擦力做正功
C．摩擦力可能不做功 D．合外力做功可能为零
11．下列说法正确的有（　　）
A．﹣10J的功大于+5J的功
B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功
C．一个力对物体做了负功，则这个力一定为负
D．功是矢量，正、负表示方向
12．物体受水平力F作用，在粗糙水平面上运动，下列说法中正确的是（　　）
A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功
B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功
C．如果物体做减速运动，F也可能对物体做正功
D．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做正功
三、填空题
13．物体放置在光滑水平面上，在水平拉力F的作用下，且在力的方向上移动的距离为L，恒力F所做的功为　 　；若置于粗糙斜面，仍在恒力F作用下在力的方向移动的距离为L，此次恒力F做的功　 　第一次恒力F做的功（填“小于”或“等于”）。
14．2022年冬奥会将在北京举行．高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目，因运动快、惊险刺激而深受观众喜爱．如图所示，运动员从高处滑至坡底的过程中，运动员所受重力做　 　（选填“正功”或“负功”），运动员所受摩擦力做　 　（选填“正功”或“负功”）．
15．如图所示，用30N拉力F在水平面上拉车行走5m，已知拉力和水平方向夹角是37°，则拉力F对车做功是　 　J．若车受到的阻力是20N，则车克服阻力做功是　 　J．
四、计算题
16．静止在水平地面上的木箱，质量m＝50kg，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，若用大小为400N、方向与水平方向成37°角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动，使木箱能够到达50m远处，拉力最少做多少功？（cos 37°＝0.8，取g＝10m/s2）
17．如图所示，用F＝10N的水平拉力，使质量m＝2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，求：
（1）物体加速度a的大小；
（2）物体从静止到t＝2.0s这段时间的位移：
（3）物体从静止到t＝2.0s这段时间内拉力做的功。
鲁科版（2019）必修第二册《1.1 机械功》2021年同步练习卷
参考答案与试题解析
一、单选题
1．如图所示，在水平向左匀速行驶的车厢中，站在车内的人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，则下列分析正确的是（　　）
A．人对车厢的作用力不做功
B．人对车厢的作用力做正功
C．车厢对人的作用力做正功
D．车厢对人的作用力做负功
【解答】解：由于人做匀速运动，故人受力平衡；由于水平方向人只受车的作用；故车对人的作用力的合力为零；由力的相互性可知，人对车的作用力大小也为零；
故人对车厢不做功，车厢对人的作用力也不做功，故A正确，BCD错误。
故选：A。
2．如图所示，在水平地面上，一物块在与水平方向成角的恒力F作用下，水平向右运动了一段位移x。在此过程中，恒力F对物体所做的功为（　　）
A．正功 B．0 C．Fx D．Fxsinθ
【解答】解：F为恒力，x为位移，θ为力与位移的夹角，故F做的功为：W＝Fxcosθ，力和位移夹角小于90°，做正功，故A正确，BCD错误。
故选：A。
3．一物体在水平拉力F的作用下沿水平面运动。已知拉力F随物体运动位移x的变化情况如图所示。则在0～8m的运动过程中，拉力F做的功为（　　）
A．6J B．18J C．20J D．22J
【解答】解：当力的方向与位移方向相同时，力做的功为W＝Fxcosθ，则可知在F﹣x图象中，图线与坐标轴所围成的面积表示功，则可得在0～8m的运动过程中，拉力F做的功为W＝2×2J+×4J+（﹣1×2）J＝18J，故B正确，ACD错误。
故选：B。
4．质量为1kg的物体沿水平方向做直线运动，其v﹣t图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．第1s内合外力做功为4J
B．1～3s内合外力做功为4J
C．3～5s内合外力做功为﹣8J
D．5～7s内合外力做功为﹣8J
【解答】解：A、由图可知，1s末物体的速度为4m/s；则由动能定理可知，合外力做功W1＝mv2＝×1×16＝8J；故A错误；
B、由图可知，1s末物体的速度为4m/s，3s末物体的速度为4m/s；故该过程中，合外力做功为零；故B错误；
C、由图可知，3s末物体的速度为4m/s，5s末物体的速度为0；故合外力做功W2＝0﹣mv2＝﹣×1×16＝﹣8J；故C正确；
D、由图可知，5s末物体的速度为0，5s末物体的速度为﹣4；故合外力做功W2＝mv2＝×1×16＝8J；故错误；
故选：C。
5．下列说法正确的是（　　）
A．作用力做正功时，反作用力也可以做正功
B．作用力做正功时，反作用力一定做负功
C．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功
D．系统内相互作用的两物体间的一对摩擦力做功的总和等于零
【解答】解：AB、作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做正功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功，故A正确B错误。
C、静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故C错误。
D、物体间有相对滑动时，伴随机械能的损耗（转化为内能），所以一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值。故D错误。
故选：A。
6．物体在两个相互垂直的力的作用下运动，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．14 J B．10 J C．2 J D．﹣2 J
【解答】解：物体克服力F2做功8J，故力F2对物体做功为﹣8J；合外力做的总功为等于各力做功的代数和：
故W＝W1+W2＝6﹣8＝﹣2J；
故选：D。
7．用恒力F拉着质量为M的物体沿水平面匀速前进S距离，已知恒力F与水平面的夹角为α、方向斜向上，物体与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度取g，则这一过程中恒力F做功为（　　）
A．μMgS B．
C． D．
【解答】解：对物体受力分析知，竖直方向受力平衡，有：
Mg＝Fsinα+FN，
摩擦力的大小为：
f＝μFN＝μ（Mg﹣Fsin），
由于物体匀速运动，物体动能不变，由动能定理得：
Fscosα﹣fs＝0，
解得：F＝
由功的定义式可得，F的功为：
W＝Fscosα＝，故ABC错误，D正确
故选：D。
8．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力（　　）
A．等于零，对人不做功 B．水平向左，对人做负功
C．水平向右，对人做正功 D．斜向上，对人做正功
【解答】解：人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：
ax＝acosθ，方向水平向右；ay＝asinθ，方向竖直向上，
水平方向受静摩擦力作用，f＝ma＝macosθ，水平向右，
设扶梯与水平方向的夹角为θ，运动的位移为x，则W＝fxcosθ＞0，做正功。
故选：C。
二、多选题
9．如图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中正确的是（　　）
A．重力对人做负功 B．摩擦力对人做正功
C．支持力对人做正功 D．合力对人做功为零
【解答】解：人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，受重力和支持力，重力做负功，支持力做正功，合外力为零，所以合外力做功等于零。人不受摩擦力，所以没有摩擦力做功。故A、C、D正确，B错误。
故选：ACD。
10．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沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体始终相对静止，则过一段时间后，关于m的说法中正确的是（　　）
A．支持力一定要做功 B．摩擦力做正功
C．摩擦力可能不做功 D．合外力做功可能为零
【解答】解：A、由功的计算公式W＝Flcosα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＜gtan θ，摩擦力沿斜面向上，做负功。当加速度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即a＞gtan θ，摩擦力沿斜面向下，做正功。当a＝gtanθ时，摩擦力不存在，不做功，故B错误，C正确；
D、合力水平向左，与运动方向相同，合力做正功，故D错误。
故选：AC。
11．下列说法正确的有（　　）
A．﹣10J的功大于+5J的功
B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功
C．一个力对物体做了负功，则这个力一定为负
D．功是矢量，正、负表示方向
【解答】解：AB、功是标量，功的正负既不表示方向也不表示功的大小，而是表示力对物体起动力作用（即力对物体做功）还是力对物体起阻力作用（即物体克服外力做功），比较功的大小时，比较的是它们的绝对值的大小，故AB正确；
C、一个力对物体做了负功，说明这个力是阻力，是阻碍物体运动的，这个力的方向与物体的位移方向相反，若规定位移方向为负，则力的方向为正，故C错误；
D、功是标量，正、负号表示力是对物是动力还是阻力，故D错误。
故选：AB。
12．物体受水平力F作用，在粗糙水平面上运动，下列说法中正确的是（　　）
A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功
B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功
C．如果物体做减速运动，F也可能对物体做正功
D．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做正功
【解答】解：A、判断一个力对物体做正功还是负功，看F与s之间的夹角。物体做加速时，F与s的夹角一定小于90度，一定做正功，故A正确；
B、如果物体做减速直线运动时，F的方向可能与运动方向相同（小于摩擦力），也可能与运动的方向相反，故F可能做正功也可能做负功，B错误D错误；
C、物体做减速运动时，F与s的夹角可以成任意角度，即F可能与s同向，也可能与s反向，故可能做正功或负功，故C正确；
故选：AC。
三、填空题
13．物体放置在光滑水平面上，在水平拉力F的作用下，且在力的方向上移动的距离为L，恒力F所做的功为　FL　；若置于粗糙斜面，仍在恒力F作用下在力的方向移动的距离为L，此次恒力F做的功　等于　第一次恒力F做的功（填“小于”或“等于”）。
【解答】解：由功的定义W＝FLcosθ可知，物体放置在光滑水平面上，恒力F所做的功为：W＝FL
若置于粗糙斜面，恒力F所做的功为：W＝FL，即两次恒力F所做的功相等。
故答案为：FL，等于。
14．2022年冬奥会将在北京举行．高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目，因运动快、惊险刺激而深受观众喜爱．如图所示，运动员从高处滑至坡底的过程中，运动员所受重力做　正功　（选填“正功”或“负功”），运动员所受摩擦力做　负功　（选填“正功”或“负功”）．
【解答】解：对运动员受力分析可知重力方向与位移方向的夹角小于90°，做正功，摩擦力方向与位移方向相反，做负功，
故答案为：正功、负功
15．如图所示，用30N拉力F在水平面上拉车行走5m，已知拉力和水平方向夹角是37°，则拉力F对车做功是　120　J．若车受到的阻力是20N，则车克服阻力做功是　100　J．
【解答】解：拉力F对车做功为：WF＝Fscos37°＝30×5×0.8J＝120J
故拉力F对车做的功为120J；
摩擦力对物体做功为：Wf＝﹣fs＝﹣20×5J＝﹣100J
故车克服阻力做功为100J．
故答案为：120；100．
四、计算题
16．静止在水平地面上的木箱，质量m＝50kg，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，若用大小为400N、方向与水平方向成37°角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动，使木箱能够到达50m远处，拉力最少做多少功？（cos 37°＝0.8，取g＝10m/s2）
【解答】解：欲使拉力做功最少，物体运动到50m处速度刚好为零
设加速时的加速度为a
减速时的加速度为a′
由牛顿第二定律得
加速时
水平方向：Fcos37°﹣μFN＝ma
竖直方向：Fsin37°+FN﹣mg＝0
减速时：μmg＝ma′
且有v2＝2a1x1＝2a2x2
x1+x2＝x
联立解得x1＝24m
拉力做功为W＝Fx1cos37°＝400×24×0.8J＝7680J
答：拉力最少做功为7680J
17．如图所示，用F＝10N的水平拉力，使质量m＝2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，求：
（1）物体加速度a的大小；
（2）物体从静止到t＝2.0s这段时间的位移：
（3）物体从静止到t＝2.0s这段时间内拉力做的功。
【解答】解：（1）如图对物体进行受力分析，物体所受合力为：
F合＝F＝10N
根据牛顿第二定律可得物体的加速度为：
a＝＝5m/s2；
（2）由于物体做初速度为0的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的位移时间关系，物体在前2s内的位移为：
x＝＝10m；
（3）根据恒力做功公式可知：W＝Fx＝100J。
答：（1）物体加速度a的大小为5m/s2；
（2）物体从静止到t＝2.0s这段时间的位移为10m：
（3）物体从静止到t＝2.0s这段时间内拉力做的功为100J。