8.1.1对功、正功和负功的理解 课时作业 （word版含答案）

人教版高一物理必修第一册课时作业
第1节第1课时对功、正功和负功的理解
一、单项选择题
1、根据功的概念，下列说法中正确的是( )
A．工人扛着行李在水平路面上匀速前进时，工人对行李做正功
B．工人扛着行李从一楼走到三楼，工人对行李做正功
C．作用力与反作用力做的功大小相等，并且其代数和为0
D．在水平地面上拉着一物体运动一圈后又回到出发点，则由于物体位移为0，所以摩擦力不做功
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人行道上正在匀速上楼。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、某人将一个物体由静止开始匀加速向上提起,在此过程中下列说法正确的是 ( )
A.人对物体不做功 B.人对物体做负功
C.重力对物体做正功 D.合力对物体做正功
4、如图,一木块从固定的粗糙斜面顶端沿斜面匀速下滑,在下滑过程中,下列说法正确的有( )
A.支持力对木块做正功
B.重力对木块做负功
C.合力对木块做功为零
D.摩擦力对木块做正功
5、如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,在液压机的作用下,车厢与水平方向的夹角θ缓慢增大。在货物相对车厢运动之前的过程中,下列说法正确的是( )
A.货物受到的支持力逐渐变小
B.货物受到的摩擦力逐渐变小
C.货物受到的支持力对货物做负功
D.货物受到的摩擦力对货物做负功
6、有一根轻绳系一个物体，如图所示，在悬点O以加速度a向下做匀减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是(　　)
A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功
B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功
C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功
D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功
7、有一固定轨道ABCD如图所示,AB段为四分之一光滑圆弧轨道,其半径为R,BC段是水平光滑轨道,CD段是倾斜光滑轨道,BC和CD间用一小段光滑圆弧连接。有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球(小球不能视为质点,其半径rA.四个小球在整个运动过程中始终不分离
B.当四个小球在圆弧轨道上运动时,2号球对3号球不做功
C.当四个小球在水平轨道上运动时,2号球对3号球做正功
D.当四个小球在CD倾斜轨道上运动时,2号球对3号球做正功
8、如图所示,一物体置于倾角为α的粗糙斜面上,在水平推力F作用下,斜面向左做匀加速直线运动,运动过程中物体与斜面保持相对静止,则下列说法正确的是 (　　)
A.斜面对物体的摩擦力可能做正功
B.斜面对物体的支持力可能做负功
C.斜面对物体的作用力可能不做功
D.该物体受到的合外力可能不做功
二、多项选择题
9、下列说法中正确的是(　　)
A．功是矢量，正、负表示方向
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．力对物体做正功还是做负功，取决于力和位移的方向关系
D．力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量
10、如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是(　　)
A．人对车厢做正功
B．车厢对人做负功
C．人对车厢做负功
D．车厢对人做正功
11、很多大型商场都安装了台阶式自动扶梯，方便乘客购物，如图所示，扶梯水平台阶上的人随扶梯一起做斜向上的匀加速运动，下列说法中正确的是(　　)
A．重力对人做负功
B．支持力对人做正功
C．摩擦力对人做正功
D．合外力对人做功为零
12、滑草是深受年轻人喜爱的一项前卫运动,某运动者从高处沿草坡向下滑动的过程中 (　　)
A.重力对运动者做正功
B.支持力对运动者做负功
C.支持力对运动者不做功
D.摩擦力对运动者做负功
13、如图所示，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Ff，则以下说法正确的是(　　)
A．F对B做正功，对A不做功
B．Ff对B做负功，对A做正功
C．Ff对A不做功，对B做负功
D．Ff对A和B组成的系统做功为0
三、非选择题
14、下面几幅图人是否对物体做功．
(1)举重运动员举着杠铃不动．
(2)人在水平地面上匀速搬运一盆花．
(3)小孩拉箱子沿水平地面向右运动一段位移．
15、小球在空中某处从静止开始自由下落，与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处，此过程中小球速度随时间变化的关系如图所示，已知小球质量为1 kg，整个过程中所受的阻力大小不变，求：
(1)小球下落的加速度大小．
(2)小球初始位置距地面的高度．
(3)此过程小球克服阻力所做的功．
16、如图所示，水平的传送带以速度 v＝6 m/s顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为L＝10
m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)
17、甲、乙两人在小河的两岸同时用绳拉小船，使小船在河的中间沿直线行驶，甲、乙的拉力分别为F1＝100 N和F2＝100 N，其方向如图所示．在小船行驶80 m的过程中，求：
(1)两个拉力F1和F2的合力以及该合力所做的功．
(2)两个拉力F1和F2分别做的功以及它们的代数和．
答案与解析
1、B
解析：选项A中，由于行李受力平衡，工人对行李的作用力竖直向上，与行李的运动方向始终垂直，故对行李不做功，选项A错误；在选项B中，工人对行李的作用力与行李的运动方向夹角为锐角，故对行李做正功，选项B正确；根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等，方向相反，但二者对不同的物体做功，两个受力物体的位移大小也不一定相等，所以选项C错误；D选项中，摩擦力是变力，且总与物体相对地面的运动方向相反，因此当物体回到出发点后，虽然物体位移为0，但摩擦力仍对物体做了负功，故选项D错误。
2、A
解析：图甲中支持力竖直向上，对人做正功，A正确；图乙中支持力垂直履带斜向上，对人不做功，B错误；图甲中摩擦力为零，C错误；图乙中摩擦力沿履带向上，对人做正功，D错误。
3、D
解析：人将物体匀加速向上提起,则人对物体的拉力向上,人对物体做正功,故A、B错误;物体竖直向上运动,重力对物体做负功,故C错误;由于物体向上匀加速运动,合力向上,合力对物体做正功,故D正确。故选D。
4、C
解析：木块在下滑过程中受重力、支持力、滑动摩擦力,其中重力方向与位移方向的夹角小于90°,重力做正功;支持力方向与位移方向垂直,支持力不做功;滑动摩擦力方向与位移方向相反,摩擦力对木块做负功,故A、B、D错误。木块匀速下滑,则所受合外力为零,合外力做功为零,故C正确。
5、A
解析：该过程中,货物处于平衡状态,有Ff=mg sin θ,FN=mg cos θ,θ增大时,Ff增大,FN减小,故A正确,B错误;货物受到的支持力的方向与速度方向始终相同,故支持力做正功,故C错误;货物受到的摩擦力的方向始终与速度方向垂直,摩擦力不做功,故D错误。
6、A
解析：由W＝Flcos α可知WG＝Gl＞0，WFT＝－FTl＜0，W合＝－mal＜0，A正确，B、C、D错误．
7、A
解析：在沿圆弧轨道下滑的过程中,下面的小球加速度小,而上面的小球加速度大,则上面的小球对相邻的下面的小球有压力作用;在水平轨道上和冲上倾斜轨道后,4个小球运动情况完全一致,它们之间无作用力,所以4个小球在运动过程中始终不会分离,故A正确,B、C、D错误。
8、A
解析：当a=g tan α时,斜面与物体间不存在摩擦力;当物体的加速度ag tan α时,斜面对物体的摩擦力沿斜面向下,摩擦力方向与位移方向的夹角是锐角,摩擦力对物体做正功,故A正确。斜面对物体的支持力垂直于斜面向上,与物体的运动方向间的夹角是锐角,斜面对物体的支持力一定做正功,故B错误。物体受到重力和斜面对物体的作用力(支持力和摩擦力的合力),重力和斜面对物体的作用力的合力方向水平向左,而重力方向竖直向下,则斜面对物体的作用力斜向左上方,与物体位移方向间的夹角是锐角,斜面对物体的作用力对物体一定做正功,故C错误。物体向左做匀加速直线运动,物体所受合外力水平向左,合外力方向与位移方向相同,合外力对物体一定做正功,故D错误。
9、BCD
解析：理解功的概念，功有正、负之分，但功是标量，A错误，B正确；由W＝Flcos θ可知力对物体做正功还是负功主要取决于力和位移的方向关系，C正确；力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量，D正确．
10、CD
解析：先确定人对车的作用力方向和力的作用点的位移方向，这里人对车除有手对车的推力F1外，还有个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的水平作用力F2，受力分析如图所示。其中F1做正功，F2做负功。由于车厢水平方向除这两个力外还受其他力的作用，因此这两个力的合力做功正负难以确定。于是将研究对象转换为受力情况简单的人，在水平方向上受到车厢壁给人向后的推力F1′和车厢地板对人向前的作用力F2′。这两个力的合力使人产生向左运动的加速度，合力对人做正功，表示车对人做正功，所以人对车做负功，故选项C、D正确。
11、ABC
解析：对人受力分析如图所示，根据功的计算公式W＝ Fxcos θ，力与位移的夹角为钝角，做负功；力与位移的夹角为锐角，做正功，故A、B、C正确；人随扶梯一起斜向上匀加速运动，合外力方向与位移方向相同，做正功，故D错误．
12、ACD
解析：运动者沿草坡向下运动,高度降低,故重力对运动者做正功,选项A正确;支持力与运动者运动方向垂直,故支持力对运动者不做功,选项B错误,C正确;摩擦力与运动者运动方向相反,故摩擦力对运动者做负功,选项D正确。
13、ABD
解析：木块A、B一起沿光滑水平面加速运动，它们的位移相等，而F作用在B上，没有作用在A上，木块B又在力F的方向上发生了位移，则F对B做正功，对A不做功，故A正确；B对A的摩擦力向右，A对B的摩擦力向左，而位移水平向右，则Ff对B做负功，对A做正功，故B正确，C错误；Ff对A做功为WA＝ Ffl，Ff对B做功为WB＝－Ffl，故Ff对A、B整体做功为W＝WA＋WB＝0，即Ff对A和B组成的系统做功为0，D正确．
14、答案：(1)杠铃没有发生位移，举杠铃的力对杠铃不做功．
(2)搬花盆的力与花盆的位移垂直，人对花盆不做功．
(3)箱子在拉力的方向上发生了一段位移，拉力对箱子做了功
15、解析：(1)小球由静止开始下落，从题图可知下落的加速度大小
a＝＝m/s2＝8.0 m/s2.
(2)下落的高度h＝at2＝×8.0×0.52 m＝1 m.
(3)由图像的面积表示位移可知：0.5～0.75 s内小球上升的高度h′＝0.375 m
小球上升过程的加速度大小a′＝＝ m/s2＝12.0 m/s2
由牛顿第二定律可知：
小球下落过程mg－F阻＝ma
小球上升过程mg＋F阻＝ma′
解得：F阻＝2 N
由于上升和下落过程中，阻力一直做负功，故整个过程小球克服阻力所做的功W＝F阻(h＋h′)＝2×(1＋0.375) J＝2.75 J.
答案：(1)8.0 m/s2
(2)1 m
(3)2.75 J
16、解析：物体放在传送带上后的加速度a＝＝＝μg＝3 m/s2
设一段时间后物体的速度增大到v＝6 m/s，此后物体与传送带速度相同，二者之间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，可见滑动摩擦力的作用时间为t＝＝ s＝2 s
在这2 s内物体水平向右运动的位移为l＝at2＝×3×22 m＝6 m＜L＝10 m
故滑动摩擦力对物体所做的功为W＝Fl＝μmgl＝0.3×3×10×6 J＝54 J.
答案：54 J
17、解析：(1)作F1和F2的矢量合成图，如图所示．则合力F＝＝200 N，方向沿河中心线方向；合力所做的功W合＝F·s＝200×80 J＝16 000 J.
(2)F1和F2做的功分别为
W1＝F1·s·cos 60°＝100×80× J＝4 000 J，
W2＝F2·s·cos 30°＝100×80× J＝12 000J，
W1＋W2＝16 000 J.
答案：(1)200 N 16 000 J
(2)4 000 J 12 000 J 16 000 J