1.1机械功-课后练习

1.1机械功
一、选择题（共15题）
1．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面体上，在外力作用下，一起沿水平方向向左做匀速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面体对m的支持力和摩擦力的做功情况，下列说法中正确的是
A．支持力做正功、摩擦力做正功
B．支持力做正功、摩擦力做负功
C．支持力做负功、摩擦力做正功
D．支持力做负功、摩擦力做负功
2．如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动扶梯上正在匀速上楼。下列关于两人受到的力做功判断正确的是（　　）
A．甲图中支持力对人做正功 B．乙图中支持力对人做正功
C．甲图中摩擦力对人做负功 D．乙图中摩擦力对人做负功
3．如图所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移。μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力F对甲所做的功的大小（　　）
A．Wa最小 B．Wd最大
C．Wa>Wc D．四种情况一样大
4．如图所示，水平面上的物体在力F作用下发生了一段位移L，F与L夹角θ，若物体与水平面之间的摩擦力Ff，则力F所做的功　（　　）
A．FL B． C． D．
5．某同学将一本高中物理教科书从教室的地面捡起放到课桌上，该同学对物理教科书做功的大小最接近于
A．0.1 J B．5.0 J C．50 J D．1000 J
6．如图所示，木块相对斜面静止，并一起沿水平方向向右匀速运动．运动过程中，斜面对木块支持力和摩擦力的做功情况是
A．支持力不做功 B．支持力做负功
C．摩擦力做负功 D．合力做正功
7．如图所示的四种情景中，其中力对物体没有做功的是 ( )
A．火箭腾空而起的推力 B．叉车举起重物的举力
C．人推石头未动时的推力 D．马拉木头前进的拉力
8．如图所示，一楔形物块位于光滑水平地面上，小物块沿楔形物块的光滑斜面下滑的过程中（ ）．
A．斜面对小物块的作用力垂直于接触面，做功为零
B．斜面对小物块的作用力垂直于接触面，做功不为零
C．斜面对小物块的作用力不垂直于接触面，做功不为零
D．斜面对小物块的作用力不垂直于接触面，做功为零
9．一个质量为1kg物质静止放置在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），某时刻起受到水平外力F作用，F的变化如图所示，下列判断中正确的是（g取10m/s2） （ ）
A．0s到1s时间内物体在做匀加速直线运动
B．2.5s末物体的速度为零
C．第2s内外力F对物体做功为零
D．物体在水平面上做往复运动
10．如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止沿斜面开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升．若以N表示水平梯板对人的支持力，G为人受到的重力，f为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是
A．加速过程中，N=G
B．加速过程中，人受到的支持力大于人对电梯的压力
C．匀速过程中，f＝0，N、G都做功
D．匀速过程中，摩擦力方向水平向右
11．如图所示，水平地面上有一倾角为θ的三角形斜面体，其质量为M，上表面粗糙，下表面光滑．滑块质量m，放在斜面上能保持静止．现用从零开始缓慢增大、方向水平向右的外力F作用在斜面体上，直到滑块与斜面体发生相对运动为止．在该过程中滑块受到的各力的分析，正确的是
A．斜面对滑块的支持力一直不做功
B．滑块受到的摩擦力一直做负功
C．斜面对滑块的支持力始终等于mgcosθ
D．当F大于(M+m)gtanθ之后，支持力大于
12．如图所示，升降机以加速度a向上做匀加速运动，物体相对于斜面静止，则对物体所受各个力做功情况分析，不正确的是（ ）
A．静摩擦力对物体做正功
B．重力对物体做负功
C．支持力对物体不做功
D．合外力对物体做正功
13．关于两个物体间的作用力和反作用力的做功情况是（ ）
A．作用力做功，反作用力一定做功
B．作用力做正功，反作用力可能做负功
C．作用力和反作用力可能都做负功
D．作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零
14．如图所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物无初速度放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的过程中（　　）
A．货物始终受到摩擦力作用 B．货物可能先加速再匀速
C．货物加速阶段的加速度大小可能小于μg D．摩擦力对货物做的功可能小于μmgs
15．如图所示，一质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接，两轻绳的另一端分别系在竖直杆的A、B两点上，当两轻绳伸直时，a绳与杆的夹角为30°，b绳水平。已知a绳长为L，竖直杆以自己为轴转动，在角速度从零开始缓慢增大过程中，则下列说法正确的是（　　）
A．当时，b绳未伸直
B．角速度从零开始缓慢增大过程中绳a对小球的拉力一直增大
C．从开始至b绳刚好伸直时，绳a对小球不做功
D．从开始至b绳刚好伸直时，绳a对小球做正功
二、填空题
16．________和________是做功的两个不可缺少的因素。力对物体所做的功等于________、________、________三者的乘积，用公式________来表示。
17．两个相互垂直的力F1=8N和F2=6N作用在同一物体上，使物体运动，如图所示，物体通过一段位移时，力F1对物体做功8J，力F2对物体做功6J，则力F1与F2的合力为________N，F1与F2的合力对物体做的功为________J。
18．如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑平面上的物体，开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为。已知图中的高度h，绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计。绳的拉力对物体所做的功是___________。
19．如图所示，升降机内斜面的倾角，质量为1 kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在物体以5m/s的速度匀速上升4s过程中，求：
(1)斜面对物体的支持力所做的功______________J；
(2)摩擦力对物体所做的功______________J。
三、综合题
20．质量为1kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去，其运动的v—t图象如图所示。取g=10m/s2。求：
(1)物体与水平面间的动摩擦因数；
(2)水平推力F的大小；
(3)物体在10s内克服摩擦力做的功。
21．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移时才能达到起飞所要求的速度。已知飞机质量，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，取重力加速度，在飞机滑跑过程中，求：
（1）飞机克服阻力所做的功；
（2）牵引力的大小；
（3）牵引力对飞机所做的功。
22．质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2s后撤去，物体运动的速度图像如图所示，（取g＝10m/s2）
（1）拉力F做功；
（2）物体克服摩擦力做功。
23．一个质量m=1kg的物体，受到与斜面平行向上的拉力F=10N，沿倾角为37°的斜面向上做匀速直线运动，从斜面底端运动到斜面顶端，已知斜面的高为H=3m，求各力对物体所做的功，以及各力对物体所做的总功．（g取10m/s2）（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
物体做匀速运动，受到垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力，物体的位移水平向左，可知支持力与位移夹角小于90°，则支持力做正功；摩擦力与位移夹角大于90°，则摩擦力做负功。
故选B。
2．A
【详解】
AC．甲图中，人匀速上楼，不受静摩擦力，摩擦力不做功；支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，故A正确，C错误；
BD．乙图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功。故BD错误；
故选A。
3．D
【详解】
依据功的定义式，即
W=Flcosθ
可知，在本题的四种情况下，F、l、θ均相同，则四种情况下力F所做的功一样大，ABC错误，D正确。
故选D。
4．B
【详解】
F与L夹角为，故力F做功为，故B正确；故选B.
5．B
【详解】
课桌的高度约为0.7m，物理书的质量约为
该同学对物理教科书所做的功为
故选B。
6．C
【详解】
由功的计算公式W=FScosα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AB错误；物块相对于斜面静止，故受到的摩擦力沿斜面向上，故位移与力夹角大于90°，做负功，故C正确，D错误；故选C．
7．C
【详解】
试题分析：A、火箭腾空，符合做功的两个必要因素，不符合题意．
B、叉车举起重物，符合做功的两个必要因素，不符合题意．
C、人推石头，有力没有距离，所以没做功，符合题意．
D、马拉动圆木，符合做功的两个必要因素．不符合题意．
故选C．
8．B
【详解】
CD.斜面对小物体的力为弹力，与接触面垂直，故CD错误；
AB.由于地面光滑，故小物块下滑过程中，斜面会向右移动，滑块和斜面位置如图所示，
从图中可以看出斜面对小物体作用力方向与小物体位移方向不垂直，故斜面对小物体作用力做功不为0，故B正确，A错误；
故选B。
9．B
【详解】
试题分析: 物体受到的最大静摩擦力为fm=μmg=1N，0s到1s时间内水平外力F=1N，所以物体没有被推动，仍处于静止状态．故A错误；在1-2s时间内，推力大小F=2N＞fm，物体开始做匀加速直线运动，加速度大小为a1===1m/s2，第2s末的速度为v2=a1t1=1m/s．在2-3s时间内，推力大小F=1N，方向与速度相反，物体做匀减速直线运动，加速度大小为a2==2m/s2，则2.5s末物体的速度为v2=v1-a2t2=1-2×0.5（m/s）=0．故B正确；2s内物体的位移大小为x==0.5m，外力F对物体做功为W=Fx=2×0.5J=1J．故C错误；物体的运动情况如图所示，做单向的直线运动．故D错误．
10．C
【详解】
A、加速过程中，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，所以支持力大于人的重力，故A错误；
B、根据牛顿第三定律可知人受到的支持力等于人对电梯的压力，故B错误；
CD、匀速过程中，人受力平衡，水平方向不受摩擦力，但在竖直方向上有位移，所以重力做负功，支持力做正功，故D错误，C正确；
故选C．
11．D
【详解】
以滑块为研究对象，受力分析如图所示，当推力F比较小的时候，滑块有下滑的趋势，受沿斜面向上的摩擦力，如图，在运动过程中，支持力与运动方向夹角为锐角，做正功，故A错误；
当推力增大到某一值的时候，滑块有沿斜面向上滑动的趋势，摩擦力方向变为沿斜面向下，故摩擦力先做负功，后做正功，故B错误；滑块在水平做加速运动，竖直方向合力为零，可得：，所以C错误；当时，摩擦力减小为零，，当F大于(M+m)gtanθ之后，滑块有沿斜面向上滑动的趋势，摩擦力方向变为沿斜面向下，在竖直方向：，解得，所以D正确．
12．C
【详解】
物块受力如图所示：
整体向上运动，从受力上可以看出：在上升的过程中支持力N做正功，摩擦力f做正功、重力做负功，由于存在向上的加速度，则合力向上，所以合力做正功，故ABD正确，C错误；
本题选错误的，故选C
13．BC
【详解】
相互作用的两个物体不一定都有位移，故作用力和反作用力不一定同时都做功．一对作用力和反作用力可能都做负功．例如，两辆相向行驶的实验小车在发生碰撞的过程中，它们间的相互冲击力都做负功．选项BC正确，AD错误；
故选BC。
14．BD
【详解】
AB．物块在传送带上的运动可能是全程加速，也可能是先加速后匀速。加速阶段受到摩擦力作用，匀速阶段不受摩擦力作用，故A错误，B正确；
C．加速阶段根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．如果全程加速，则摩擦力对货物做的功可能等于μmgs；如果是先加速后匀速，则摩擦力对货物做的功可能小于μmgs，故D正确。
故选BD。
15．AD
【详解】
A．当b绳刚要伸直时，对小球，由牛顿第二定律和向心力公式得
水平方向有
竖直方向有
Facos30°=mg
解得
则当
此时 b绳未伸直，A正确；
B．当角速度从零开始缓慢增大过程中绳a对小球的拉力
即
则当角速度增大时，当θ<30°的过程中，绳子a的拉力逐渐变大；当θ=30°时，根据
Facos30°=mg
可知，绳子a拉力不变，B错误；
CD．从开始至b绳刚好伸直时，小球的动能增加，重力对小球做负功，则绳a对小球做正功，C错误，D正确。
故选AD。
16． 力 物体在力的方向上发生的位移 力的大小 位移的大小 力和位移方向夹角的余弦
【详解】
力和物体在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素。力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移方向夹角的余弦三者的乘积，用公式来表示。
17． 10 14
【详解】
根据平行四边形定则可知，力F1与F2的合力为
功是标题 ，F1与F2的合力对物体做的功为
18．
【详解】
F的作用点的位移是
因为拉力F为恒力，则
19． 128 72
【详解】
(1)系统做匀速直线运动，位移
物体做匀速直线运动，沿斜面正交分解，解得支持力为
支持力在竖直方向上做正功
(2)摩擦力大小
摩擦力在竖直方向上做正功
20．（1）　（2）　（3）W=30J
【详解】
（1）4～10s物体的加速度大小
对4～10s物体受力分析，根据牛顿第二定律
解得：
（2）0～4s物体的加速度大小
对0～4s物体受力分析，根据牛顿第二定律
解得：
（3）v—t图象与坐标轴围成面积表示对应的位移，10s内运动的位移大小
21．（1） ；（2） ；（3）
【详解】
（1）飞机克服阻力所做的功
解得
（2）飞机作匀变速直线运动，有
由牛顿第二定律，有
联立解得
（3）在滑跑阶段，牵引力所做的功
解得
22．（1）；（2）
【详解】
（1）根据速度时间图像的斜率等于物体的加速度，则前2秒的加速度为
2～6秒的加速度大小为
对于两段运动过程，由牛顿第二定律得
解得
前2秒位移为
2秒～6秒位移为
拉力做功为
（2）整个过程中克服摩擦力做功为
23．重力做功为﹣30J； 拉力做功为50J；摩擦力做功为﹣20J； 支持力做功为零；合力做功为零
【详解】
试题分析：根据功的公式可求得重力及拉力的功；再根据动能定理可求得合力的功；则可由动能定理分析摩擦力做的功．
解：物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用；
则可知，重力的功WG=﹣mgh=﹣10×3=﹣30J；
拉力的功WF=F=10×=50J；
支持力竖直向上，与运动方向相互垂直，故支持力不做功；
根据动能定理可知，物体做匀速运动，合外力做功为零；
则有：WG+WF+Wf=0
解得：摩擦力的功Wf=﹣20J；
答：重力做功为﹣30J； 拉力做功为50J；摩擦力做功为﹣20J； 支持力做功为零；合力做功为零．
答案第1页，共2页