-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册4.1功 课时练(Word版含答案)

4.1功 课时练（解析版）
一、选择题
1．如图，一质量为m的运动员在水平地面上做俯卧撑，运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知运动员的重心在c点，过c点作地面的垂线，垂足为O，O点与脚、两手连线中点间的距离、。若她肩部每次上升的距离均为h，重力加速度大小为g，则在缓慢上升过程中运动员的重力做功为（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，同一物体受大小相等的力F的作用，在粗糙程度不同的水平面上发生了相等的不为零的一段位移，其中，F做功最少的是（　　）
A． B．
C． D．
3．关于功的概念，下列说法正确的是（　　）
A．功有正、负，但正、负不表示方向，而表示大小
B．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多
C．合力的功等于各分力功的矢量和
D．摩擦力可以对物体做正功
4．如图所示，木块A放在木块B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面上可自由滑动，F做功W2，生热Q2，则下列关系中正确的是（ ）
A．W1C．W15．如图所示，甲、乙两个保险公司人员将一个质量为m的保险柜由静止沿直线移向他们的货车。甲施加给保险柜为推力，大小为F，方向斜向下与水平方向成30°角；乙施加给保险柜为拉力，大小也为F，方向斜向上与水平方向成45°角下列说法正确的是（　　）
A．甲对保险柜作正功 B．乙对保险柜作负功
C．重力对保险柜作正功 D．摩擦力对保险柜不做功
6．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出点至落回到原出发点的过程中，重力对小球所做的功和空气阻力对小球所做的功分别为（　　）
A．0，0 B．mgh，-fh
C．0，-2fh D．-2mgh，-2fh
7．下列说法中正确的是（　　）
A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大 B．滑动摩擦力总是做负功
C．作用力做功，反作用力也一定做功 D．一对平衡力所做的功的代数和总为零
8．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．，
9．以前机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，假设驴拉磨的平均作用力大小为500N，运动的半径为1m，则驴拉磨转动一周所做的功为（　　）
A．0 B．500J C．500πJ D．1000πJ
10．如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑小球，当整个装置沿水平面以速度水平向右匀速运动时，以下说法中正确的是（　　）
A．小球的重力做负功
B．挡板对球的弹力做负功
C．斜面对球的弹力做负功
D．以上三种说法都正确
11．如图所示，在向右加速运动的车厢中，一个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，那么人对车厢做功的情况是（　　）
A．做正功 B．不做功 C．做负功 D．无法确定
12．如图所示，小球质量为m，一不可伸长的悬线长为l，把悬线拉到水平位置后放手，设小球运动过程中空气阻力大小恒定，则小球从水平位置A到竖直位置B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．重力做功为
B．绳的拉力做功为0
C．空气阻力做功为
D．空气阻力做功为
13．如图所示，物体在水平恒力F的作用下，从斜面底端O点沿斜面缓慢移动到A点，去掉F后，物体从A点下滑到水平面的B点停下。斜面的倾角为θ，OA的水平距离为L1，OB距离为L2，物体的质量为m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数都为μ，下面判断正确的是（　　）
A．物体从O移动到A，重力做的功是mgL1tanθ
B．物体从O移动到A，水平恒力F做的功是FL1
C．物体从O移动到A和从A下滑到O克服摩擦力做的功相等
D．物体从A下滑到水平面的B，克服摩擦力做的功是μmg（L1＋L2）
14．如图甲所示，质量为M=2kg的长木板静止在光滑水平面上，一质量为m=2kg的小铁块静置于长木板的最右端。t=0时刻起长木板在一个水平外力F1的作用下从静止开始向右运动，经过6s后，水平外力由F1变为F2，又经过2s后，撤去F2，此时小铁块恰好未从长木板上掉落，此过程中长木板的v-t图像如图乙所示。小铁块和长木板间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，小铁块可视为质点，则0～8s的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小铁块8s末的速度为8m/s
B．长木板长度为36m
C．此过程中小铁块和长木板间因摩擦而产生的热量为192J
D．F1大小为12N，方向水平向右，F2大小为4N，方向水平向左
二、解答题
15．疫情期间，质量为25kg的小孩在如图所示的小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，小孩离系绳子的横梁l=2.5m；如果秋千板摆到最低点时，小孩的速度为5m/s；当秋千板摆到最高点时，小孩与横梁在竖直方向上的距离为h=1.5m，不考虑空气阻力的影响。（取g=10m/s2）求：
（1）秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩重力做了多少的功
（2）当秋千板摆到最低点时，小孩对秋千板的压力大小与方向？
16．如图为某机械装备中的一种智能减震装置，劲度系数为k的轻质弹簧套在固定于地面的竖直杆上，弹簧上端与质量为m的圆环P相连，初始时P处于静止状态，且弹簧弹力等于P的重力，P与杆之间涂有一层能调节阻力的智能材料。在P上方H处将另一质量也为m的光滑圆环Q由静止释放，Q接触P后发生碰撞（碰撞时间极短）并一起做匀减速运动，下移距离为时速度减为0。忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）Q下移距离d（）时，智能材料对P阻力的大小；
（2）Q下移距离d（）过程中，智能材料对P阻力所做的功W。
参考答案
1．B
【详解】
设在运动员完成一个俯卧撑的过程中，重心上升的高度为d，由几何关系可得
该过程中运动员的重力做的功
解得
故选B。
2．C
【详解】
A．F做功由公式可知
故A错误；
B．F做功由公式可知
故B错误；
C．F做功由公式可知
故C正确；
D．F做功由公式可知
故D错误；
故选C。
3．D
【详解】
A．功是标量，有正负之分，但功的正负不表示功的大小，而表示力对物体的做功效果，故A错误；
B．功的决定因素为力、位移及二者的夹角，若力大、位移大，但两者夹角为，则做功为0，故B错误；
C．功是标量，合力做的功等于各分力做功的代数和，故C错误；
D．摩擦力可以做正功，也可做负功，这要看摩擦力与位移的方向关系，当摩擦力与运动方向相同时，摩擦力做正功，相反时做负功，相互垂直时不做功，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
在A、B分离过程中，第一次和第二次A相对于B的位移是相等的，而热量等于滑动摩擦力乘以相对位移，因此
Q1=Q2
在A、B分离过程中，第一次A的对地位移要小于第二次A的对地位移，而F做功等于力乘以对地位移，因此
W1故选A。
5．A
【详解】
A．根据
可知，甲对保险柜作正功，选项A正确；
B．根据
可知，乙对保险柜作正功，选项B错误；
C．重力的方向与位移垂直，则重力对保险柜不做功，选项C错误；
D．摩擦力与位移方向相反，则摩擦力对保险柜做负功，选项D错误。
故选A。
6．C
【详解】
从抛出点至落回到原出发点的过程中，位移为零，重力做功为零
上升过程，空气阻力对小球做功
下落过程，空气阻力对小球做功
则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为
故选C。
7．D
【详解】
A．力对物体做功多，说明力与在力的方向上通过的位移的乘积大，并不能说明位移大，故A错误；
B．滑动摩擦力方向可以与运动方向相同，则滑动摩擦力可以对物体做正功，故B错误；
C．作用力与反作用力虽然大小相等，但作用在不同的物体上，所以作用力做功，反作用力不一定做功，故C错误；
D．平衡力总是大小相等，方向相反，作用在一个物体上，所以一对平衡力所做功的代数和总是为零，故D正确。
故选D。
8．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。
9．D
【详解】
驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，故可认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微分原理可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，弧长
所以拉力所做的功
故选D。
10．C
【详解】
对小球进行受力分析可知，小球收到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向左的弹力，而小球位移方向水平向右，所以只有重力方向与位移方向垂直，重力不做功，斜面对小球做负功，挡板对球的弹力做正功，ABD错误，C正确。
故选C。
11．C
【详解】
由于人向右加速运动，可知车对人的水平合力向右，由牛顿第三定律可知，人对车的水平合力向左，与运动方向相反，故人对车做负功，故C正确，ABD错误。
故选C。
12．ABD
【详解】
A．重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为l，所以WG=mgl，故A正确；
B．因为拉力FT在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即WFT=0．故B正确；
CD．F阻所做的总功等于每个小弧段上F阻所做功的代数和，运动的弧长为πl，故阻力的功为
WF阻=-（F阻△x1+F阻△x2+…）=-F阻πl
故C错误，D正确；
故选ABD。
13．BD
【详解】
A．物体从O移动到A，重力做的功是－mgL1tanθ，A项错误；
B．水平恒力F做的功是FL1，B项正确；
C．物体从O移动到A和从A下滑到O受支持力不同，摩擦力不同，克服摩擦力做的功不相等，C项错误；
D．物体从A下滑到B的运动过程中克服摩擦力做的功为
WFf＝μmgAOcosθ＋μmgOB＝μmg（L1＋L2）
D项正确；
故选BD。
14．CD
【详解】
A．小铁块在0-8s作匀加速直线运动，则加速度为
a=μg=2m/s2
在8s末
v=at=16m/s
A错误；
B．作出v-t图为过原点和（8，16）的直线，为小铁块的v-t图像，0-8s小铁块的位移为
0-8s长木板的位移为
长木板长度为
B错误；
C．此过程中小铁块和长木板间因摩擦而产生的热量为
Q=μmgL=192J
C正确；
D．0-6s对木板有
F1-μmg=Ma1
其中
a1=4m/s2，F1=12N，方向向右
6-8s对木板有
F2-μmg=ma2
a2=-4m/s2，F2=-4N，方向向左
D正确.
故选CD。
15．（1）250J；（2）500N，方向竖直向下
【详解】
（1）秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩下降的高度
小孩重力做功
（2）小孩到最低点时，受到重力mg、秋千板对小孩的支持力 ，根据牛顿第二定律
得
根据牛顿第三定律
方向竖直向下
16．（1）；（2）
【详解】
（1）令刚接触P时速度为v
解得
Q与P发生碰撞后速度为
接触P后令其加速度大小为a，则有
解得
设新型智能材料对P的阻力为F
解得
（2）Q下移距离d过程中
碰撞结束时
下移距离d时
智能材料阻力做功
联立解得