4.1功 自主提升过关练（word版含答案）

4.1功 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，物体在斜向上的拉力F作用下，沿粗糙水平面向右匀速运动。下列关于各力对物体做功的说法，正确的是（　　）
A．重力做正功 B．支持力做正功
C．拉力做负功 D．摩擦力做负功
2．关于一对作用力与反作用力的做功情况，下列判断中不正确的有（　　）
A．这两个力可以同时做正功
B．这两个力不可以同时做负功
C．这两个力可以一个做正功的同时另一个做负功
D．这两个力可以一个做功的同时另一个不做功
3．如下图所示，物体在水平桌面上，当对它施加图A的拉力F，使它由静止发生位移x，与对它施加图B的推力F，使它由静止发生位移x，F与水平方向夹角均为，则关于做功的下列说法中正确的是（　　）
A．A、B中F做功相同 B．图B中F做功多
C．图A中克服摩擦力做功多 D．A、B中克服摩擦力做功相同
4．如图所示，自动卸货车的车架始终静止在水平地面上，在一段时间内，车厢在液压机的作用下与水平面间的夹角逐渐增大，货物相对车厢未发生相对滑动。关于这段时间内货物所受支持力和摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．货物所受支持力逐渐增大 B．货物所受摩擦力逐渐减小
C．支持力对货物不做功 D．支持力对货物做正功
5．如图所示，物块在水平恒力F的作用下沿水平面向右运动一段距离x。此过程中恒力F对物块做的功是（　　）
A．0 B． C． D．
6．如图所示，有一质量1.6kg的物块，与地面间的动摩擦因数0.5。在一与水平方向成37°大小 的拉力作用下沿水平地面前进了5m，则在此过程中物块克服摩擦力做功的大小为（　　） ， ，
A．100J B．40J C．10J D．80J
7．如图所示，小球A、B、C分别套在光滑“T”型杆的水平杆MN和竖直杆OP上，小球A、B由轻弹簧相连，小球C由两根不可伸长的等长细线分别与小球A、B相连，水平杆MN可以绕竖直杆OP在水平面内转动，静止时，两绳与竖直杆夹角均为θ=37°，小球A、B间的距离x1=0.6，已知细线的长度l=0.5m，弹簧的劲度系数为8N/m，球A、B的质量mA=mB=0.4kg，球C的质量mC=0.32kg，三个小球均可视为质点，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列选项中正确的是（　　）
A．系统静止时，弹簧对A的弹力大小N
B．弹簧原长为0.9m
C．使水平杆MN匀速转动，若稳定时细线AC与MN杆的夹角为37°，则MN杆转动的角速度为
D．系统由静止开始转动至细线AC与MN杆夹角为37°，此过程中弹簧对球A、B一直做负功
8．完全相同的甲、乙两球，分别沿如图所示路径下落相同高度，此过程中（　　）
A．重力对甲球做功多
B．重力对乙球做功多
C．重力对两球做功一样多
D．无法比较重力对两球做功的多少
9．如图所示，一质量为1kg物块在与水平方向成θ=37°、大小为10N的拉力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x=1m。物块与地面摩擦因数为0.5。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，在此过程中，合力对物块做的功为（　　）
A．5J B．10J C．8J D．6J
10．一位同学将一本掉在地板上的物理课本慢慢捡回到课桌上，课桌高度约为0.7 m，教科书重力约为6 N，则该同学对教科书做功大约为（重力加速度g=10 m/s2）（　　）
A．0.04 J B．0.4 J C．4 J D．40 J
11．起重机以a=1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升，g=10m/s2，则在1s内起重机对货物做的功是（　　）
A．5000J B．5500J C．6000J D．6500J
12．小李将质量为的篮球（视为质点）从距水平地面的高度为处由静止释放，篮球多次弹起后静止在地面上，篮球第次弹起的高度。重力加速度大小为。整个过程中，篮球受到的重力做的功为（　　）
A．0 B． C． D．
13．如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为四分之一圆弧ab，半径为R，O点为圆心，c点为圆弧的中点。若在O点以某一初速度v（v>0）沿Oa方向抛出一个小球，小球落在坑中。若忽略空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．当小球的初速度为时，恰好能打到c点
B．小球的初速度v越大，在空中运动的时间就越短
C．小球的初速度v越大，落到坑上时速度的偏转角越小
D．小球的初速度v越大，落到坑上时动能就越大
14．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。如图所示，北斗导航系统中的两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动，且轨道半径均为r，某时刻工作卫星1、2分别位于轨道上的A、B两个位置，若两卫星均沿顺时针方向运行，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，下列判断正确的是（　　）
A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为
B．卫星1由A位置运动到B位置所需的时间是
C．卫星1由A位置运动到B位置的过程中万有引力不做功
D．卫星1向后喷气就一定能够追上卫星2
15．下列说法正确的是（　　）
A．合力对物体不做功，说明物体的位移一定为零
B．合力对物体做功越多，说明物体所受的合力越大
C．把重1 N的物体匀速举高1 m，物体所受的重力做的功为－1 J
D．把重1 N的物体匀速举高1 m，物体所受的支持力做功为1 J
二、解答题
16．一个质量为120kg的雪橇静止在水平地面上，受到与水平方向成角、大小为400N斜向上方的拉力，在水平地而上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100N，。求：
（1）拉力对雪橇做的功；
（2）各力对雪橇做的总功。
17．如图所示，带有挡板A的木板质量m=2kg，置于倾角=37°且足够长的光滑斜面上，可视为质点的滑块B放在木板上，二者之间的动摩擦因数=0.5.滑块内嵌有光滑的小滑轮，其总质量也为m，绕过滑轮不可伸长的轻质细线一端固定在挡板A上，滑轮两侧的细线均与斜面平行，开始用手挡在滑块和木板的下端使整个系统静止，P为木板上的一点，滑块B距P点和A点分别为L和2L（L=3.5m）。放手的同时给细线的另一端施加一沿斜面向上大小F=10N的恒力，当滑块B与P点重合时，细线与A的连接处恰好断开，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：
（1）从放手到滑块B到达P点经历的时间；
（2）细线断开前拉力F做的功；
（3）通过计算说明滑块与挡板A是否发生碰撞。
参考答案
1．D
【详解】
物体在重力和支持力方向上没有位移，所以重力和支持力不做功，拉力与位移方向的夹角为锐角，所以拉力做正功，摩擦力与位移方向的相反，所以摩擦力做负功，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．B
【详解】
A．当两个物体在相互吸引力的作用下加速靠近的过程，相互作用的吸引力均做正功，A正确，不符合题意；
B．如图所示，当A在B上向左运动，而B向右运动时，A、B间相互作用的滑动摩擦力对A、B均做负功，故一对相互作用力可以同时做负功，B错误，符合题意；
C．如图所示，当m、M在外力F的作用下一起向右加速运动，m与M间相互作用的静摩擦力对m做正功，对M做负功，故一对相互作用力可以一个做正功的同时另一个做负功，C正确，不符合题意；
D．当物体在水平地面滑行时，物体与地面间相互作用的滑动摩擦力对物体做负功，对地面不做功，故一对相互作用力可以一个做功的同时另一个不做功，D正确，不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】
AB．由公式
知，恒力F对两种情况下做功一样多，即
B错误，A正确；
CD．根据题意可知，物体B对地面的压力大于物体A对地面的压力，所以B受到的滑动摩擦力比A受到的摩擦力大，则图B中克服摩擦力做功多，CD错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．根据受力分析，共点力平衡可得
夹角逐渐增大，支持力减小，A错误；
B．共点力平衡可得静摩擦力大小
夹角逐渐增大，摩擦力逐渐增大，B错误；
C D．货物受到支持力方向总是垂直于斜面向上，且与货物的运动方向时刻相同，所以支持力对货物做正功，C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】
依题意，根据功的定义可得此过程中恒力F对物块做的功是
故选C。
6．C
【详解】
根据功的公式
根据摩擦力公式
根据平衡条件
解得
故选C。
7．C
【详解】
A．对小球C受力分析，有
对小球A受力分析，
有
得
故A错误；
B．由胡克定律得
解得
故B错误；
C．当细线AC与MN杆的夹角时，根据对称性可知此时弹簧的长度
即
弹簧的弹力
研究小球C，有
研究小球A，有
代入数据解得
故C正确；
D．系统由静止开始转动至细线AC与MN杆的夹角为过程弹簧先为压缩状态后为拉伸状态，所以先做正功后做负功。故D错误；
故选C。
8．C
【详解】
由于两球下落的高度相同，质量相同，由可知，重力对两球做功一样多，ABD错误，故C正确。
故选C。
9．D
【详解】
对物块受力，在竖直方向有
解得
根据
解得
所以物体的合力为
则合力做的功为
故选D。
10．C
【详解】
课桌的高度约为0.7 m，物理书的重力约为6 N，他将课本捡回课桌上的过程对课本所做的功为
所以此过程中做功大约为4 J，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．B
【详解】
在1s内起重机的位移
由牛顿第二定律可得
解得
则在1s内起重机对货物做的功
故选B。
12．C
【详解】
由题意可知最终篮球将静止在地面上，整个过程篮球初、末状态的高度差为h，所以篮球受到的重力做的功为mgh，故选C。
13．BC
【详解】
A．设合位移方向与水平方向夹角为，平抛时间为t，竖直方向有
水平方向：
恰好打到c点时，，解得
A错误；
B．小球初速度越大，落点越靠上，下落高度越小，运动时间越短，B正确；
C．小球初速度越大，落点越靠上，下落高度越小，位移偏转角越小，则落到坑中的速度偏转角越小，C正确；
D．小球初速度越大，落点越靠上，下落高度越小，重力做功越小，落地动能可能大，可能小，D错误。
故选BC。
14．ABC
【详解】
A．对卫星有
地面质量为的物体所受重力等于万有引力，可得
联立解得
A正确；
B．根据
从A到B轨迹对应圆心角为60°，故所用时间为
t=T
联立可解得
B正确；
C．卫星1由位置A运动到位置B的过程中，由于万有引力方向始终与速度方向垂直，故万有引力不做功，C正确；
D．若卫星1向后喷气，则其速度会增大，卫星1将做离心运动，所以卫星1不可能追上卫星2，D错误。
故选ABC。
15．CD
【详解】
A．合力对物体不做功，物体的位移不一定为零，可能是合力与位移相互垂直，选项A错误；
B．根据W＝Flcos α可知，合力对物体做功越多，当α角一定时，可能是物体的位移大，合力不一定大，选项B错误；
C．把重1 N的物体匀速举高1 m，重力的方向与位移的方向相反，根据W＝Flcos α可得物体所受的重力G做的功为
WG＝Ghcos 180°=1×（ 1）J= 1 J
选项C正确；
D．把重1 N的物体匀速举高1 m，则支持力FN的大小与物体的重力大小相等，可得支持力做的功为
WFN＝FNhcos 0°＝1×1J=1 J
选项D正确。
故选CD。
16．（1）1600J；（2）1100J
【详解】
（1）拉力对雪橇做的功
（2）地面对雪橇的阻力做功
由于雪橇在水平面上移动，重力和支持力不做功，各力对雪橇做的总功
17．(1)1s；(2)35J；(3) 二者未发生碰撞
【详解】
(1)从放手到滑块B端到达P点的过程，设滑块和木板的加速度分别为a1和a2，根据牛顿第二定律，对滑块
对木板
解得
a1=0
a2=7m/s2
方向沿斜面向下；即滑块相对斜面静止，木板沿斜面加速向下运动。
根据运动学公式
解得
t1=1s
(2)此过程中，细线与A的连接点沿斜面向下的位移为L，F在线端的作用点的位移为L故F做的功
W=FL
解得
W=35J
(3)细线断开始时，木板的速度
细线断开后，设滑块和木板的加速度分别为a3和a4，根据牛顿第二定律
解得
a3=10m/s2
方向沿斜面向下
a4=2m/s2
方向沿斜面向下；设经过时间t2，滑块与木板速度相等
解得
此过程滑块与木板的位移分别为
代入数据解得
由于
△x＜L
所以二者未发生碰撞，此后二者以共同的加速度共同运动。