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 同步练习
一、单选题
1．水平桌面上，长R=5m的轻绳一端固定于O点，如图所示（俯视图），另一端系一质量m=2.0kg的小球，现对小球施加一个大小不变的力F=10N，F拉着物体从M点运动到N点，方向始终与小球的运动方向成37°角。已知小球与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则拉力F做的功与克服摩擦力做的功之比为（　　）
A． B． C．2 D．3
2．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功8J，物体克服力F2做功6J，则F1、F2的合力对物体做功为（　　）
A．10J B．14J C．-2J D．2J
3．如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成角的恒定拉力F的作用下，沿水平地面向左运动一段距离l，在此过程中，小车受到的阻力大小恒为f；则（　　）
A．拉力对小车做功为Fl B．支持力对小车做功为零
C．阻力对小车做功为f l D．重力对小车做功为mgl
4．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．Wa5．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
6．诸暨中学高一全体师生于2021年4月2日赴赵家香榧林远足活动中，有同学讨论在正常走路时摩擦力做功与蹬香榧林的台阶时支持力做功的问题，下列讨论中正确的是（　　）
A．地面对前脚的摩擦力做正功，地面对后脚的摩擦力做负功
B．地面对前脚的摩擦力做负功，地面对后脚的摩擦力做正功
C．台阶对人的支持力做正功，人对台阶的压力不做功
D．不管是摩擦力还是支持力对人都不做功
7．如图所示，从斜面体ABC的底端用一沿斜面向上的恒力F从静止向上推一个物体，推到AB的中点D时，撤去F，物体恰好运动到斜面顶端A点并开始返回。物体从底端到顶端所需时间为t，从顶端滑到底端返回时所需时间也为t，则以下说法中正确的是（　　）
A．物体上滑过程中从B点到D点的加速度大小大于从D点到A点的加速度大小
B．物体上滑过程到D点时的速率和物体返回到B点的速率相等
C．推力F与物体所受摩擦力Ff大小之比为2：1
D．推力F做的功与整个过程中物体克服摩擦力Ff做的功相等
8．如图甲所示，质量m=0.5kg，初速度v0=10m/s的物体，受到一个与初速度方向相反的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑动，经3s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的图像如图乙所示，g取10m/s2，则（　　）
A．物体与地面间的动摩擦因数为0.2
B．0～7s内物体滑行的总位移为30m
C．0～7s内摩擦力做功为
D．0～3s内F做的功为
9．如图所示，水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，人始终相对于车静止，在车行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人对车做的功为 B．人对车做的功为
C．人对车做的功为 D．人对车做的功为
10．如图所示，在加速向右运动的车厢中，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．人的重力对人做正功 B．车厢对人做负功
C．车厢对人做正功 D．车厢对人不做功
11．质量相等的甲和乙两物体（均可视为质点）从空中自由下落，同时落至水平地面，甲、乙两物体运动的图像如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．甲和乙在空中运动时间相等 B．甲和乙速度变化快慢相同
C．甲和乙开始下落位置距离地面高度相同 D．甲和乙下落过程重力对它们做功相同
12．2019年国庆小长假，雪晴同学外出旅游，到一家农家乐餐厅就餐时发现，店内竟有真驴在拉磨，如图所示。假设驴拉磨的平均作用力大小为500 N，运动的半径为1 m，则驴拉磨转动一周所做的功为 （　　）
A．0 B．500J C．500πJ D．1000πJ
13．如图所示，质量为m的物体在恒力F的作用下从底端沿斜面向上一直匀速运动到顶端，斜面高h，倾斜角为θ，现把物体放在顶端，发现物体在轻微扰动后可匀速下滑，重力加速度大小为g。则在上升过程中恒力F做的功为（　　）
A．Fh B．2Fh C．mgh D．2mgh
14．如图所示，与水平面成角的传送带以的速度顺时针运行，质量为的小物块以初速度从底部滑上传送带，物块恰好能到达传送带顶端。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．传送带从底端到顶端的长度为1m
B．物体在传送带上向上运动的时间为0.5s
C．物块在传送带上留下的划痕长度为1.25m
D．物体在传送带上向上运动过程中与传送带摩擦产生的热量为3.75J
15．沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，其上、下台面水平，如图为俯视示意图。在顶面上四边的中点a、b、c、d沿着各斜面方向，同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。设它们到达各自棱台底边分别用时Ta、Tb、Tc、Td，到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为Ea、Eb、Ec、Ed（取水平地面为零势能面，忽略斜面对小球的摩擦力）。则有（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，
二、填空题
16．如图所示，物体重力为100 N，若不计任何摩擦及绳重，则不考虑动滑轮重时，匀速拉动滑轮向上运动0.5 m时，拉力F的大小为_________ N，拉力做的功为__________ J，机械效率为__________.若考虑动滑轮重且动滑轮重8 N时，则匀速拉动滑轮向上运动0.5 m时，拉力F大小为__________ N，拉力做的功为__________ J，机械效率为__________.
17．手机自拍杆为人们拍摄带来方便，当用手机自拍杆拍照时，如图所示。自拍杆相当于________杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），小微若用质量为200g的手机拍摄时，将手机水平移动了0.5m，则小微克服手机重力做功_________J。
18．在水平面上的物体受到水平方向变力作用，在力的方向上有了一段位移。如图所示是这个力的示功图，则这个力做了_________J的功。
19．如图所示，某力F＝10N作用于半径R＝1m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持于作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F做到总功应为________ J.
三、解答题
20．物体沿粗糙斜面下滑，在此过程中，什么力做正功？什么力做负功？什么力不做功？
21．如图所示，用沿斜面向上、大小恒定的力F，将质量为100kg的物体沿倾角为的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，，，。求这一过程中：
（1）物体的重力所做的功；
（2）摩擦力所做的功；
（3）物体所受各力的合力所做的功。
22．如图表示物体在力F的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的：，。角的大小如图所示。
23．质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向右上方、大小为10N的拉力F的作用，在水平地面向右移动的距离s=2m，物体与地面间的滑动摩擦力f=4.2N，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求在此过程中合外力对物体所做的功。
24．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量 M=25 kg 的木箱，长 L=5 m，高 h=3 m 的固定斜面，他用 F=100N 的力拉绳，使木箱以 V=0.2 m/s 的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功 W0=20 J。已知动滑轮质量 m=1kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g 取10N/kg。求：
（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间；
（2）小马同学拉力的功率；
（3）整个装置的机械效率；
（4）斜面对木箱的摩擦力大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
将圆弧分成很多小段l1，l2，…，ln，拉力F在每小段上做的功为W1，W2，…，Wn，因拉力F大小不变，方向始终与小球的运动方向成37°角，所以
W1=Fl1cos37°
W2=Fl2cos37°…
Wn=Flncos37°
W=W1+W2+…+Wn=F（cos37°）（l1+l2+…+ln）=Fcos37°·R=πJ
同理可得小球克服摩擦力做的功
Wf=μmg·R=πJ
拉力F做的功与小球克服摩擦力做的功之比为2。
故选C。
2．D
【详解】
力F1对物体做功8J，物体克服力F2做功6J，即-6J，两力的合力功它们之和，故
故选D。
3．B
【详解】
A．拉力对小车做功为
A错误；
B．在支持力方向小车没有位移，则支持力对小车做功为零，B正确；
C．阻力对小车做功为 ，C错误；
D．在重力方向小车没有位移，则重力对小车做功为零，D错误。
故选B。
4．D
【详解】
依据公式
W=Fl cos α
本题中四种情况下，F、l、α均相同，故四种情况下力F对甲所做的功一样大，选项D正确。
5．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。
6．D
【详解】
人走路时，人脚受到的摩擦力为静摩擦力，脚在摩擦力作用过程中，相对于地面没有位移，可知地面对人前、后脚的摩擦力都不做功，故A、B错误;
台阶对人的支持力竖直向上，但是人脚在竖直方向无位移，则台阶对人的支持力不做功，台阶位移为0，人对台阶的压力也不做功，即不管是摩擦力还是支持力对人都不做功，故C错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．由于上升时两个阶段中第一上升过程初速度是0，末速度为v，第二上升过程，初速是v，末速度是0，两个阶段位移大小相同，根据和可以知道两个阶段的加速度大小相等，运动时间相等，故A错误；
B．对上升过程，有
对下降过程，有
联立解得
故B正确；
C．第一上升过程，根据牛顿第二定律，有
第二上升过程，根据牛顿第二定律，有
下降过程，根据牛顿第二定律，有
设斜面长为2s，上升时间为2t，对上升第一过程
对下降过程
联立解得
联立解得
故C错误；
D．推力F做的功
克服摩擦力做功
由于，故
故D错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．设物体与地面间的动摩擦因数为μ，设F作用时物体的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有
设F撤去后物体的加速度大小为a2，同理可得
由题图乙可知
解得
故A错误；
BC．根据图像围成的面积表示位移，可得0～7s内物体的位移大小为
摩擦力做功为
故BC错误；
D．依题意，可得0～3s内F做的功为
故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
车对人的合力大小为ma，方向水平向左，则人对车的合力大小为ma，方向水平向右，人对车做负功，则有
W=-maL
故选C。
10．C
【详解】
A．重力方向在竖直方向，人在水平方向上运动，则人的重力不做功，故A错误；
BCD．在加速向右运动的车厢中，人的加速度向右，根据牛顿第二定律得出人受的合力向右，人受力在竖直方向平衡，人的合力是由车厢对人的力提供的，所以车厢对人的力向右，所以车厢对人做正功，故BD错误，C正确。
故选C。
11．B
【详解】
A．由题中图像可知，甲物体在空中运动时间大于乙物体在空中运动时间，A错误；
B．甲和乙两物体均做自由落体运动，两物体图像的斜率等于重力加速度大小，所以两物体速度变化快慢相同，B正确；
C．图线与t轴所围面积表示物体运动位移，由题图可知甲物体下落位置距离地面高度大于乙物体下落位置距离地面高度，C错误；
D．甲和乙质量相等，下落高度不同，下落过程中重力对甲所做的功大于对乙所做的功，D错误。
故选B。
12．D
【详解】
由于F的方向与作用点的速度方向保持一致，因此F做功不为零。把圆周划分成很多小段研究，如图所示
当各小段的弧长Δsi足够小（Δsi→0）时，在Δsi内F的方向几乎与该小段的位移方向重合，故驴拉磨转动一周所做的功为
故ABC错误，D正确。
故选D。
13．D
【详解】
把物体放在顶端，发现物体在轻微扰动后可匀速下滑，则物体受力平衡，则有
上滑过程中，物体也做匀速直线运动，受力平衡，则有
则在上升过程中恒力F做的功
故选D。
14．D
【详解】
AB．小物块滑上传送带做匀减速直线运动，由牛顿第二定律
设经过时间t1减速到与传送带速度相等
解得
x1=0.75m，t1=0.25s
速度小于传送带速度后，受向上滑动摩擦力，由牛顿第二定律
解得
x2=1m，t2=1s
则传送带从底端到顶端的长度为
，
故AB都错误；
C．在t1和t2时间，传送带分别向上位移
，
物块相对传送带上滑
，
即物块先相对传送带上滑0.25m，后相对传送带下滑1m，则划痕长度为1m，故C错误；
D．物块相对传送带滑动路程为
+=1.25m
则摩擦生热
带入数据可得
故D正确。
故选D。
15．B
【详解】
以棱台为参考系，以释放点为原点建立坐标系。
水平方向的加速度
竖直加速度
相对于棱台
水平位移
竖直位移
四个小球的竖直位移y均相同，故所用时间相同，即
根据功的定义可知，重力对四个小球做功相等，因a受支持力与运动方向成锐角，做正功，而c受支持力与运动方向成钝角，做负功，b、d受到的支持力与运动方向垂直，不做功； 故前者水平速度大，故落地时的机械能关系为
故B正确，ACD错误。
故选B。
16． 50 50 100% 54 54 93%(或者92.6%)
【详解】
[1]不计任何摩擦及绳重以及动滑轮重时
[2]拉力做的功
[3]机械效率为100%；
[4]当动滑轮重8N时，拉力:
[5]拉力做的功
[6]机械效率
17． 费力 0
【详解】
[1]使用自拍杆时，杆与手掌接触点为支点，手指的作用力为动力，那么动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
[2]重力的方向竖直向下，而手机水平移动了距离，在重力的方向上没有移动距离，所以克服重力所做的功为0J。
18．128~129
【详解】
根据功的表达式
可知，力与位移的图像图形的面积表示功，所以用数格子的方法来确定图形的面积，总共257格，每一小格为0.5J，所以这个力做的功为128.5J。（128~129）
19．
【详解】
力F方向时刻与速度方向相同，总功W=Fs，s是在力F方向上发生的路程，转动一周这个力F做到总功应为
20．重力做正功，滑动摩擦力做负功，支持力不做功。
【详解】
物体沿粗糙斜面下滑，受竖直向下的重力、沿斜面向上的滑动摩擦力和垂直斜面向上的支持力作用，因物体的位移沿斜面向下，根据
可知重力的方向与位移方向的夹角小于，故重力做正功；滑动摩擦力的方向与位移方向的夹角大于，故滑动摩擦力做负功；支持力方向与位移方向的夹角等于，故支持力不做功。
21．（1）；（2）；（3）0
【详解】
（1）物体受力情况如图所示
物体重力所做的功
（2）物体所受摩擦力
（或）
则摩擦力所做的功
（3）解法一：物体所受拉力做的功
解法二：物体做匀速运动，则
故合力所做的功
22．，，
【详解】
图甲
图乙
图甲
23．7.6J
【详解】
根据功的定义，拉力做的功
摩擦力做的功
因此合外力对物体所做的功
24．（1）25s；（2）40W；（3）75%；（4）40N
【详解】
（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间为
（2）小马同学拉绳子的速度
拉力的功率
（3）有用功为
总功为
整个装置的机械效率为
（4）动滑轮重力做的额外功
斜面对木箱的摩擦力做的功为
斜面对木箱的摩擦力
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页