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．如图所示，物体在与水平方向成60°角斜向上的500N拉力作用下，沿水平面向右前进了10m，撤去拉力后，小车又前进了2.0m才停下来，此过程中拉力做的功为（　　）
A．5000J B．2500J C．J D．J
2．用50N的力在水平地面上直线拉车行走20m，拉力与水平方向成60°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功是（　　）
A．50J B．100J C．500J D．1000J
3．如图所示，一块木板可绕过O点的光滑水平轴在竖直平面内转动，木板上放有一木块，木板右端受到竖直向上的作用力F，从图中实线位置缓慢转动到虚线位置，木块相对木板不发生滑动。则在此过程中（　　）
A．木板对木块的支持力不做功
B．木板对木块的摩擦力做负功
C．木板对木块的摩擦力不做功
D．F对木板所做的功等于木板重力势能的增加
4．如图所示，光滑水平面上放有质量为M＝2kg的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为m＝1kg，弹簧的劲度系数k＝100N/m。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力F＝10N作用在B上，已知A、B间动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2。则（　　）
A．A受到的摩擦力逐渐变大
B．A向右运动的最大距离为4cm
C．B做加速度减小的加速运动
D．B对A的摩擦力一直对A做正功
5．如图所示，物体在与水平方向成60°角斜向上的500N拉力作用下，沿水平面向右前进了10m，撤去拉力后，小车又前进了2.0m才停下来，此过程中拉力做的功为（　　）
A．2500J B．5000J C．J D．3J
6．袋鼠跳是一项很有趣的运动。如图所示，一位质量的老师参加袋鼠跳游戏，全程，假设该老师从起点到终点用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度为。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．该老师起跳时，地而对该老师做正功
B．该老师每跳跃一次克服重力做功的功为
C．该老师从起点到终点的时间可能是
D．该老师从起点到终点的时间可能是
7．如图所示，小孩用力水平向右推箱子，没有推动。在这个过程中，下列说法正确的是 （　　）
A．箱子有一个向右运动的趋势
B．小孩消耗了体力，所以对箱子做了功
C．小孩对箱子的推力小于箱子受到的摩擦力
D．箱子受到的推力与摩擦力是一对作用力和反作用力
8．图甲为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图乙为一女士站立在台阶式自动扶梯上匀速上楼。下列关于两人受到的力以及做功情况正确的是（　　）
A．甲图中支持力对人做正功
B．甲图中摩擦力对人做负功
C．乙图中人受到水平向前的摩擦力
D．两人受到电梯的作用力的方向相同
9．一物体所受的力F随位移l发生如图所示的变化，这一过程中，力F对物体所做的功为（　　）
A．7J B．8J C．6J D．－6J
10．如图所示，在加速向左运动的车厢中，一个人沿车前进方向推车厢，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．做负功
C．不做功 D．无法确定
11．下列说法正确的是（　　）
A．静摩擦力一定不做功
B．滑动摩擦力一定对物体做负功
C．一对作用力和反作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功
D．一对平衡力对物体做功的代数和一定为零
12．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
13．如图甲所示，一固定在地面上的足够长斜面，倾角为37°，物体A放在斜面底端挡板处，通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B相连接，B的质量M＝1kg，绳绷直时B离地面有一定高度。在t＝0时刻，无初速度释放B，由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的A沿斜面向上运动的v－t图象如图乙所示，若B落地后不反弹，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则下列说法正确的是（　　）
A．B下落的加速度大小a＝10m/s2
B．A沿斜面向上运动的过程中，绳的拉力对A做的功W＝3J
C．A的质量M＝0.5kg，A与斜面间的动摩擦因数
D．0~0.75s内摩擦力对A做的功0.75J
14．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
15．如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m。A、B与地面的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则（　　）
A．A受到3个力的作用
B．静止时A对C的支持力为
C．A、B若能保持不动，应该满足
D．若C受到经过其轴线竖直向下的外力而缓慢下降到地面，该过程中摩擦力对A做的功
二、填空题
16．用10N的水平拉力，使质量为的物体，沿着水平方向匀速前进了2m，则拉力做功_________J，重力做功__________J．
17．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__________.
18．一辆汽车以的速度在平直的公路上行驶，发现前方有险情时，驾驶员立即进行急刹车，刹车过程中受到地面的摩擦力为，刹车后的速度随刹车位移的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车的加速为_________，从开始刹车到汽车的速度减小为的过程中，汽车克服地面摩擦力做的功为________。
19．(1)某人以20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5．0m，人放手后，小车又前进了2．0m才停下来，则小车在运动过程中，人的推力所做的功为________J．
(2)物体放在粗糙的水平地面上，物体重50N，受到斜向上方向与水平面成300角的力F作用，F=50N，物体仍然静止在地面上，如图所示，则物体受到的摩擦力_____N地面的支持力______ N
三、解答题
20．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。
21．如图所示，竖直向上抛出质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，上升和下降过程中，空气阻力的大小均为F，则从抛出至回到出发点的过程中，重力对小球做的功为多少？空气阻力对小球做的功为多少？
22．如图甲所示，质量m＝2.0 kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数μ＝0.20。从t＝0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示，g取10 m/s2。求：
（1）在图丙坐标系中画出物体在前8 s内的v t图像；
（2）前8 s内水平力F所做的功。
23．如图所示，一位质量kg的滑雪运动员从高度m的斜坡顶端自由滑下（初速度为零）。斜坡的倾角，滑雪板与雪面间动摩擦因数。则运动员滑至坡底的过程中：
（1）重力和摩擦力所做的功分别是多少？
（2）合力做了多少功？（不计空气阻力，g取，，）
24．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
根据恒力做功公式得
ACD错误，B正确。
故选B。
2．C
【详解】
由题意得，这一过程中拉力对车做的功为
故选C。
3．C
【详解】
A．因为木板的支持力垂直接触面，而物体的位移方向与支持力方向夹角是锐角，所以支持力做正功，A错误；
BC．摩擦力沿半径方向指向O点，与速度垂直，所以摩擦力不做功，B错误，C正确；
D．F对木板做的功等于木板和木块重力势能的增加量，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．分析题意可知，开始时A受B的静摩擦力逐渐增加，当静摩擦力达到最大时，A相对B产生滑动，则此时A受滑动摩擦力保持不变，选项A错误；
B．A、B间的最大静摩擦力
fm=μmg=2N
当B对A的静摩擦力达到最大时，A向右运动的距离为
此时弹力与摩擦力相等，A与B有共同的速度且此时A的速度达到最大值，以后A始终受到向右的大小不变的滑动摩擦力作用，A继续向右运动，由于弹力大于摩擦力，则A将做减速运动（运动情况类似竖直方向的弹簧振子），则A还能继续向右运动2cm后速度减为零，则A向右运动的最大距离为4cm，故B正确；
C．对B受力分析可知
因开始时f逐渐变大，当两者产生相对滑动后f保持不变，可知加速度先减小后保持不变，选项C错误；
D．对滑动前，A受到B对A的摩擦力和弹簧弹力作用，摩擦力向右，对A物块做正功，相对滑动后，物块A相对地面不动，则摩擦力对A不做功，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
根据功的定义可得，拉力做的功为
故选A。
6．C
【详解】
A．老师起跳时，地面虽然对老师有弹力作用，但在弹力的方向上没有位移，所以地面对老师没有做功，A错误；
B．因重心上升的最大高度
老师每跳跃一次克服重力做的功
B错误；
CD．因老师上升时间等于下降时间，且上升时间
则人在空中运动的时间
老师从起点到终点用了相同的十跳，考虑人屈膝跳起的时间，则总时间
D错误C正确。
故选C。
7．A
【详解】
A．小孩用力水平向右推箱子，箱子有一个向右的运动趋势，A正确;
B．小孩用力水平向右推箱子，箱子没有发生位移，根据W=Fx可知，小孩对箱子没有做功，故B错误;
CD．对箱子受力分析，在水平方向受到推力和静摩擦力，处于平衡状态，推力和静摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，为一对平衡力，故C、D错误。
故选A。
8．D
【详解】
AB．甲图中对人受力分析知，人受到重力，垂直斜面的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，因为人的位移沿斜面向上，所以支持力对人不做功，摩擦力对人做正功，故AB错误；
C．对乙图中人受力分析知，人受到重力和竖直向上的支持力，不受摩擦力的作用，故C错误；
D．因为两种情况下人均做匀速直线运动，故合力为零，所以两人受到电梯的作用力与重力等大反向，即方向都是竖直向上，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
力F对物体做的功等于l轴上方的正功（梯形“面积”）与l轴下方的负功（三角形面积）的代数和。
所以力F对物体做的功为
故选C。
10．B
【详解】
由于人向左加速运动，则车厢对人的合力做正功，可知车厢对人的合力向左，由牛顿第三定律可知，人对车厢的合力向右，故人对车厢做负功。
故选B。
11．D
【详解】
A．物体随着倾斜的传送带一起向上匀速运动，静摩擦力对物体做正功，A错误；
B．将物体轻轻的放在水平匀速运动的传送带上，滑动摩擦力对物体做正功，B错误；
C．平静的湖面上有两个小船处于静止状态，船上各站着一个人，两个人通过绳子拉对方的时候，在两船靠近的过程中，甲拉乙船的力和乙拉甲船的力是一对作用力和反作用力，这两个力都做正功，C错误；
D．一对平衡力对物体做功的代数和等于合力的功，合力等于零，所以合力的功一定为零，D正确。
故选D。
12．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。
13．B
【详解】
A．AB具有相同的加速度，由图可知B的加速度为
＝4 m/s2
故A错误；
B．设绳的拉力为T，对B由牛顿第二定律
Mg－T＝Ma
解得
T＝Mg－Ma＝1×10 N－1×4 N＝6 N
AB位移相同则由图可知A上升阶段，B的位移为
故绳的拉力对A做功为
W＝Fx＝6×0.5 J＝3 J
故B正确；
C．由图可知后0.25 s时间A的加速度为
此过程A只受摩擦力和重力
μmgcos θ＋mgsin θ＝ma′
解得
故C错误；
D．全程位移为
×2×0.75 m＝0.75 m
故摩擦力做功为
Wf＝－μmgcosθs＝0.25×0.5×10×0.8×0.75J＝－0.75J
故D错误；
故选B。
14．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。
15．C
【详解】
A．A受重力mg、C对A的压力FN、地面的支持力F地、地面的摩擦力f，共4个力的作用，如下图
故A错误；
B．对C受力分析，根据对称性，A、B对C支持力大小相等，设为FN，由平衡条件
2FNcos60°＝2mg
解得
FN＝2mg
故B错误；
C．A受力平衡，有
F地＝FNcos60°＋mg＝2mg
f＝FNsin60°＝mg
f≤μF地
解得
μ≥
故C正确；
D． C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开，A受的摩擦力为滑动摩擦力f′。
对A，由受力平衡知
F′地＝F′Ncos60°＋mg
f′＝F′Nsin60°＝μF′地
解得
f′＝
由几何关系知：当C下降到地面时，A向左移动的水平距离为
x＝R
所以摩擦力的功
W＝-f′x＝-
故D错误。
故选C。
16． 20 0
【详解】
[1]根据功的定义，拉力与位移共线，故拉力做功为20J；
[2]物体在水平面上做功，重力方向与位移方向垂直，故重力不做功，即重力做功为0。
17． 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
18． 10 10080
【详解】
[1]汽车刹车后做匀减速直线运动，设加速度大小为a。则 v02=2ax，由图知 v0=20m/s，x=20m，解得 a=10m/s2
[2]当v=8m/s时，汽车的刹车距离为
所以汽车克服地面摩擦力做的功为
19． 100 25 25
【详解】
（1）人的推力所做的功为：W=Fx=20×5J=100J；
（2）物体受到的摩擦力：f=Fcos30°=50×N=25N；
地面的支持力：FN=mg-Fsin30°=50-50×=25N
20．7.6J
【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
21．0；-2Fh
【详解】
小球的位置没有改变，所以重力做功为0。在上升过程中，空气阻力方向向下，对小球做负功
在下降的过程中，空气阻力方向向上，还是对小球做负功
所以空气阻力对小球做的总功应为它们的代数和，即
22．（1）；（2）155 J
【详解】
（1）0～4 s物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得
F－μmg＝ma1
代入数据解得
a1＝3 m/s2
故4s时物体速度为
v1＝a1t1＝12 m/s
4～5 s物体做加速度为a2的匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有
F＋μmg＝ma2
代入数据，可得
a2＝7 m/s2
5 s时物体速度为
v2＝v1－a2t2＝5 m/s，
5 s后F撤去，做加速度为a3的匀减速直线运动，设t3时间后速度为零，则有
μmg＝ma3
代入数据，可得
a3＝μg＝2m/s2
则有
0＝v2－a3t3
解得
t3＝2.5 s
即5～7.5s内做匀减速直线运动到速度为零。
7.5～8s内物体处于静止状态，综上可得，0～8s内的v t图像如图所示
（2）前8s内水平力F所做的功由v t图像知
23．（1），；（2）
【详解】
（1）重力做的功为
代入数据得
摩擦力做功为
代入数据得
（2）物体受重力、摩擦力、支持力，支持力不做功，所以合力做功为
24．（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
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页