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，某人乘扶梯匀加速上升。关于力对物体做功的情况，下列说法正确的是（　　）
A．水平台阶对人的支持力不做功 B．水平台阶对人的支持力做正功
C．水平台阶对人的摩擦力做负功 D．水平台阶对人的摩擦力不做功
2．以下关于做功的判断，正确的是（　　）
A．大小相等的力，在相同的时间内对物体所做的功一定相等
B．大小相等的力，在相同的位移上对物体所做的功一定相等
C．大小相等、方向相同的力，在相同的位移上对物体所做的功一定相等
D．相同的力作用在不同的物体上，发生相同的位移做的功不一定相等
3．篮球比赛时，小王同学跳起投篮。在离地上升过程中，下列设法正确的是（　　）
A．重力对小王做负功
B．重力对小王做正功
C．手对球的作用力大于球对手的作用力
D．手对球的作用力小于球对手的作用力
4．如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为，g取，运动员从上向下滑到底端的过程中， 重力所做的功为（　　）
A．4500 J B．5500 J C．5000 J D．6000 J
5．先后用跟水平方向成α角、大小相同的两个力F1和F2，推动放在粗糙水平面上的一个物体，力F1的方向斜向上，力F2的方向斜向下，物体都由静止开始运动，通过相同的位移，比较力F1和F2对物体所做功W1和W2的大小，有（　　）
A． B．
C． D．条件不足，无法确定
6．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．Wa7．下列关于做功的说法，正确的是（　　）
A．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做正功
B．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功
C．系统内相互作用的两物体间的一对静摩擦力做功的总和等于零
D．系统内相互作用的两物体间的一对滑动摩擦力做功的总和等于零
8．2019国际田联钻石联赛上海站男子100米比赛中，中国选手苏炳添以10秒05的成绩获得第五名。苏炳添在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动。以下说法正确的是（　　）
A．加速阶段地面对人的摩擦力做正功
B．匀速阶段地面对人的摩擦力做功
C．由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力始终不做功
D．无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功
9．“愤怒的小鸟”曾是一款非常流行的游戏，故事也相当有趣，如图甲，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒，该游戏完全按照实际的抛体运动规律设计，设支架高度为h，支架到肥猪堡垒的水平距离为l，不计空气阻力，设某次小鸟被弹弓沿水平方向弹出，模拟图如图乙所示，。关于小鸟从弹弓上由静止开始到击中肥猪堡垒的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．整个过程弹弓的弹力一直对小鸟做正功
B．整个过程弹弓的弹力一直对小鸟不做功
C．整个过程弹弓的弹力一直对小鸟做负功
D．小鸟离开弹弓后速度增加量的方向一直是竖直向下的
10．如图所示，用轻绳拴一物体，以加速度a向下做加速运动。关于物体受力的做功情况，下列说法正确的是（　　）
A．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功
B．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功
C．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功
D．重力做负功，拉力做负功，合外力做负功
11．如图所示，“歼15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中可视为匀加速直线运动，且滑行的距离和牵引力都相同，则（ ）
A．携带的弹药越多，加速度越大
B．携带的弹药越多，牵引力做功越多
C．携带的弹药越多，滑行的时间越长
D．携带的弹药越多，获得的起飞速度越大
12．如图所示，绷紧的水平传送带，始终保持v1=4m/s的恒定速率逆时针方向运行，小墨块（可视为质点）与传送带之间的动摩擦因数，A、B间的距离为3 m，小墨块以水平向右的初速度v2 = 3m/s从力处滑上传送帯，直至离开传送带的过程中，g取10 m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．小墨块能到达B处
B．小墨块离开传送带的速度为4m/s
C．小墨块受到的摩擦力所做的功为零
D．小墨块在传送带上留下的摩擦痕迹长度为7.5m
13．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
14．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
15．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
二、填空题
16．（1）功的公式：W＝_____，其中F、l、α分别为_____、位移的大小、_____。
（2）功是_____（填“矢”或“标”）量。在国际单位制中，功的单位是_____，符号是_____。
17．______和______是做功的两个不可缺少的因素。
18．如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平恒定拉力F作用下，从最低点P沿着圆弧轨迹拉至轻绳与竖直方向夹角为θ处。若小球受到的空气阻力大小恒为f，且方向始终与小球运动速度方向相反，重力加速度为g，则在此过程中，恒力F做的功WF=______，小球重力做的功WG=______，空气阻力做的功Wf=______。
19．如图所示，在湖中固定一细长圆管（两端开口），管内有一活塞，其下端位于水面上．已知圆管竖直放置，活塞底面积，质量不计，水面的大气压．现将活塞缓慢地提高，则拉力对活塞所做的功是_________J．
三、解答题
20．观察图，分析图中的哪个人对物体做了功？
21．用20N的作用力竖直向上拉动一个质量为1.5kg的物体以3m/s的速度匀速向上运动。（g=10m/s2）试求：
（1）求2s内重力做功；
（2）求2s内拉力做功；
（3）求2s内空气阻力做功；
（4）求2s合力做功。
22．如图所示，质量为m的木块放在质量为2m的木板上，木板置于光滑水平面上、现用力F沿水平方向拉木板，木块与木板相对静止，当木板移动的位移为x时：木块与木板间的静摩擦力对木块、木板分别做功为多少？静摩擦力对木块和木板做的总功是多少？
23．如今网上购物非常流行，快递公司把邮件送到家里，消费者足不出户就可以购买到所需的商品。如图是某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图，皮带在电动机的带动下保持v＝2 m/s的恒定速度向右运动。现将一质量为m＝2 kg的邮件轻放在皮带左端。邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5，皮带长L＝2 m。取g＝10 m/s2，在邮件从左端运送到右端的过程中，求：
（1）邮件所用的时间t；
（2）整个过程中摩擦产生的热量Q；
（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。
24．人拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50kg的物体，如图所示，开始绳与水平方向夹角为60°，当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动s=2m而到达B点，此时绳与水平方向成30°角，已知重力加速度g=10m/s2，求人对绳的拉力做了多少功？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
某人乘扶梯匀加速上升，由牛顿第二定律可知，水平台阶对人的支持力竖直向上，摩擦力的方向水平向右，因为扶梯的运动方向是斜向上的，在竖直方向上位移分量 向上，水平方向上位移分量向右，所以水平台阶对人的支持力做正功，水平台阶对人的摩擦力都也做正功，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【详解】
根据可知，力对物体所做的功取决力和位移的大小，以及力与位移之间的夹角。所以力相等时做的功不一定相等。但大小相等、方向相同的力，在相同的位移上对物体所做的功一定相等。故ABD错误，C正确。
故选C。
3．A
【详解】
AB．小王立刻上升过程中，位移（运动）方向与重力方向相反，重力做负功，故A正确，B错误；
CD．根据作用力与反作用力关系，手对球的作用力与球对手的作用力大小相等，故CD错误。
故选A。
4．C
【详解】
根据题意可知，重力所做的功为
故ABD错误C正确。
故选C。
5．A
【详解】
根据功的计算式
可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．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。
7．C
【详解】
恒力做功的表达式W=FScosα，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功；系统内相互作用的两物体间一对静摩擦力大小相等方向相反，而对应的位移一定是相同的，故其中一力做正功，另一个力做负功，且大小相等，故做功的总和等于零。而滑动摩擦力由于存在相对滑动，位移可能不等，则总功可以不为零。
故选C。
8．C
【详解】
人的脚与地面间的摩擦力是静摩擦力，该力的作用点并没有发生位移，所以地面对人的摩擦力始终不做功，选项C正确ABD错误。
故选C。
9．D
【详解】
ABC．小鸟在和弹弓接触的过程中，力和位移方向相同，故力做正功，而当小鸟离开弹弓后，弹力对小鸟不再做功，故ABC错误；
D．由于小鸟离开弹弓后只受重力，加速度竖直向下，故其速度增加量的方向一直是竖直向下的，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
重力向下，与物体的位移方向相同，重力做正功；绳上的拉力沿绳且指向绳收缩的方向，因此绳对物体的拉力向上，物体向下运动，拉力做负功；由于物体向下做加速运动，合外力向下，与位移方向相同，因此合外力做正功，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．由题知，携带的弹药越多，即质量越大，然牵引力一定，根据牛顿第二定律
质量越大加速度a越小，A错误
B．牵引力和滑行距离相同，根据
得，牵引力做功相同，B错误
C．滑行距离L相同，加速度a越小，滑行时间由运动学公式
可知滑行时间越长，C正确
D．携带的弹药越多，获得的起飞速度由运动学公式
可知获得的起飞速度越小，D错误
故选C。
12．C
【详解】
AB．小墨块向右减速运动时的加速度
小墨块向右减速的时间
解得
小墨块从左端滑上传送带一直做匀减速运动，速度减为0的位移
解得
小墨块不能到达B处
当速度减为0后，小墨块向左做匀加速运动，离开传送带的位移即为加速运动的位移，也等于向右减速的位移，加速度大小不变，则离开的速度为3 m/s，AB错误；
C．小墨块向右减速运动时摩擦力做负功，小墨块向左加速运动时摩擦力做正功，小墨块加速运动与减速运动位移相同，摩擦力大小相等，则小墨块受到的摩擦力所做的功为零，C正确；
D．小墨块从左端滑上传送带一直做匀减速运动，速度减为0时，传送带的位移
墨块和传送带的相对滑动的距离为
大于传送带的整个长度6m，即小墨块在传送带上留下的摩擦痕迹长度为6m，D错误。
故选C。
13．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。
14．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。
15．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。
16． Flcosα 力的大小 力与位移的夹角 标 焦 J
【详解】
略
17． 作用在物体上的力 物体在力的方向上移动了距离
【详解】
[1][2]做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动了距离，二者缺一不可。
18． Flsin
【详解】
[1] 由图可知
恒力F做的功
[2]由图可知，小球重力做的功
[3]将小球运动的圆弧分成n个长为l0的小段，则每一小段上小球的运动都可以近似看成直线运动，因此每一小段上空气阻力做的功为
Wf0=-fl0
各小段长度的总和即为小球走过的弧长
故空气阻力做的功
19．100
由于大气压强的作用，活塞上升时，管内、外水位差存在一个高度差最大值h0=10m，所以管内水面（或活塞）相对于河岸的升高量等于管内、外水位差，即h1=h0=10m；活塞继续上升h2=h-h1=5m过程中，水面不动，活塞与水之间是真空。
水上升阶段：以活塞为研究对象，它受到向上的拉力F、向下的大气压力和管内的水向上的压力，根据力的平衡条件得出任意时刻管内、外水位差为h时拉力的表达式，进一步求出拉力F的平均值，根据W=Fs求出此阶段拉力做的功；
水不上升阶段：力F做的功等于活塞克服大气压力做的功，根据F=PS和W=Fs求出此阶段拉力做的功；
整个过程中，力F做的功等于两者之和。
【详解】
由于大气压强的作用，活塞上升时，管内、外水位差存在一个高度差最大值h0=10m，所以管内水面（或活塞）相对于河岸的升高量等于管内、外水位差，即h1=h0=10m；活塞继续上升h2=h-h1=5m过程中，水面不动，活塞与水之间是真空。
（1）水上升阶段：设任意时刻向下的大气压力和管内的水向上的压力为F下、F上，管内、外水位差为h，则有：
由于活塞始终平衡，故
解得：
可见力F跟h成正比，F在h1距离上的平均值为：
F在h1距离上的功为：
（2）水不上升阶段：力F做的功等于活塞克服大气压力做的功，故有：
所以整个过程中力F做的功于：
【点睛】
本题关键是知道活塞上升时会分两个阶段，即水上升阶段和水不上升阶段，并会对活塞进行受力分析得出水上升阶段拉力的大小。
20．小川拉着重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有对物体做功。
【详解】
小川拉着重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有对物体做功
21．（1）；（2）；（3）；（4）0
【详解】
（1）取向上为正，则2s内物体上升的高度为
则重力做功为
（2）拉力做功为
（3）物体匀速上升，根据平衡条件有
解得空气阻力为
则空气阻力做功为
（4）合力做功为
22．，；0
【详解】
将两者看做一个整体，根据牛顿第二定律，对整体有
对木块有
联立解得
F静=
由公式
得
静摩擦力对木块所做的功为
静摩擦力对木板做的功为
静摩擦力对木块和木板做的总功是
23．（1）1.2 s；（2）4 J；（3）－8 J
【详解】
（1）邮件在皮带上做匀加速运动的加速度为
邮件匀加速运动到与传送带共速的时间
邮件匀加速运动的位移
由于x故邮件所用的时间
（2）邮件与皮带间相对的位移大小为
整个过程中摩擦产生的热量
（3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则
摩擦力对皮带做的功
24．732J
【详解】
设滑轮距A、B点的高度为h，则
人由A走到B的过程中，重物上升的高度Δh等于滑轮右侧绳子增加的长度，即
人对绳子做的功为
答案第1页，共2页
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