1.1机械功 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）必修第二册 1.1 机械功 同步练习
一、单选题
1．下列说法不正确的是（　　）
A．的功大于的功
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．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
D．功是矢量，正、负表示方向
2．在体能测试跳绳时，质量为50kg的某同学一分钟跳了150次，若他每次跳起时，重心上升的高度约为，则他一分钟内克服重力做功的大小约为（　　）
A．2500J B．3675J C．7500J D．375000J
3．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
4．2019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
5．下列说法正确的是（　　）
A．静摩擦力一定不做功
B．滑动摩擦力一定做负功
C．滑动摩擦力一定做正功
D．滑动摩擦力既可以做正功也可以做负功
6．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
7．下列选项中，物体所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同。其中，F做功最少的是（　　）
A． B．
C． D．
8．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
9．小铁球竖直上抛又回到抛出点的过程中，关于重力做功的说法正确的是（　　）
A．重力做负功 B．重力先做正功，再做负功
C．重力做正功 D．重力先做负功，再做正功
10．重5N的滑块从长为1m、倾角为37°的斜面顶端滑至底端，这一过程中重力做功（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（　　）
A．5J B．4J C．3J D．0
11．2021年东京奥运会上，中国奥运代表队共收获了38金32银18铜的出色成绩。在田径男子100米半决赛中，中国短跑运动员苏炳添跑出了9秒83的个人最好成绩，刷新了亚洲纪录。以下说法正确的是（　　）
A．苏炳添赢得第一是因为冲过终点线时的速度大于其他人
B．百米赛跑由于是直跑道，所以位移就是路程
C．苏炳添起跑加速过程中，地面对他的摩擦力做正功
D．苏炳添起跑瞬间，地面对他的支持力大于他的重力
12．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
13．如图所示，质量为m的小物体，从高为h、倾角为α的固定粗糙斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在物体从斜面顶端滑至斜面底端的过程中，摩擦力所做的功为（　　）
A．μmghtanα B．μmghsinα
C．－ D．－
14．如图所示，电梯与水平地面成θ角，质量为m的人站在电梯上，随电梯斜向上匀速运动，电梯对人的支持力为F，已知人与电梯之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在运动距离L的过程中，下列结论正确的是（　　）
A．重力做功为mgLsinθ B．支持力做功FL
C．摩擦力做功为μmgLcosθ D．合力做功为0
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．由W＝Flcosα可知
（1）当α＝时，W＝0，力F对物体_____（填“做正功”“做负功”或“不做功”）。
（2）当0≤α＜时，W＞0，力F对物体做____功（填“做正功”“做负功”或“不做功”）。
（3）当＜α≤π时，W＜0，力F对物体做____功（填“做正功”“做负功”或“不做功”）。
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，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__________.
19．用50N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，如图所示。若物体前进了10m，拉力F做的功为______J。如果物体与水平面间动摩擦因数μ=0.1，物体克服阻力做功为___________J。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
三、解答题
20．一个质量为120kg的雪橇静止在水平地面上，受到与水平方向成角、大小为400N斜向上方的拉力，在水平地而上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100N，。求：
（1）拉力对雪橇做的功；
（2）各力对雪橇做的总功。
21．如图所示，小车的质量为150kg，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力500N，在水平地面上移动的距离为5m，小车与地面间的动摩擦因数为0.1。重力加速度g取10m/s2，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，小车运动过程中，所受的几个力做的功分别是多少？
22．项目化学习中，同学们制作并成功发射了水火箭。假设水火箭发射后始终在竖直方向上运动。在水火箭向下喷水时，可认为火箭做的是加速度的匀加速直线运动。已知从火箭开始喷水到喷水结束经历的时间为4.0s，水火箭壳体的质量，取，求：
（1）喷水结束时火箭的高度；
（2）从发射到喷完水的过程中，火箭壳体克服重力做的功。
23．如图甲所示，质量M＝1.0kg的长木板A静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质量m＝1.0kg的小铁块B，铁块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，对铁块施加水平向右的拉力F，F大小随时间变化如图乙所示，4s时撤去拉力。可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度g＝10m/s2。求：
(1)0～1s内，A、B的加速度大小aA、aB；
(2)B相对A滑行的最大距离x；
(3)0～4s内，拉力做的功W；
(4)0～4s内系统产生的摩擦热Q。
24．如图所示，一个质量为m＝2 kg的物体受到水平方向的推力F＝10 N的作用，在水平地面上从静止开始移动了距离s＝2 m。求：推力F对物体做的功。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
功是标量，功的正负既不表示方向也不表示功的大小，而是表示力对物体起动力作用（即力对物体做功）还是力对物体起阻力作用（即物体克服外力做功）；
A．-10J的功大于+5J的功，故A正确，与题意不符；
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，故B正确，与题意不符；
C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动，故C正确，与题意不符；
D．功是标量，正、负不表示方向，故D错误，与题意相符。
故选D。
2．B
【详解】
因为该同学每次起跳时，重心上升，则每一次克服重力做功为
则一分钟内克服重力做功为
故选B。
3．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。
4．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。
5．D
【详解】
A．当传送带将物体从低处运送到高处时，静摩擦力对物体做正功，A错误；
BCD．当A、B两个物体叠放在光滑的水平面上时，给A一个初速度，此时AB间的滑动摩擦力为A做负功，对B做正功，BC错误，D正确。
故选D。
6．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。
7．D
【详解】
设位移为x，则有四个答案依次做的功为
A选项拉力做功为
B选项拉力做功为
C选项拉力做功为
D选项拉力做功为
D选项拉力F做功最小。
故选D。
8．A
【详解】
B．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，上方球对下方球做正功，故B错误；
ACD．在水平轨道上和冲上倾斜轨道后，4个小球速度、合外力完全一样，所以运动情况完全一致，它们之间无作用力（也不存在相互做功），所以4个小球在运动过程中始终不会分离，故A正确，C、D错误。
故选A。
9．D
【详解】
当小铁球向上运动时，重力与运动方向相反，重力做负功；小铁球向下运动时，重力与运动方向相同，重力做正功，所以，重力先做负功，再做正功。
故选D。
10．C
【详解】
法一：当力与位移成一定夹角时，将力沿位移和垂直于位移方向分解，只有沿位移方向分力做功．将重力沿斜面和垂直于斜面分解，只有沿斜面方向分力做功，则
W＝Gsin37°·l＝5×0.6×1J＝3J
法二：当力与位移成一定夹角时，将位移沿力和垂直于力方向分解，力做功只与沿力方向位移有关．由题知，位移为l＝1m，方向与水平方向成37°。沿水平方向和竖直方向分解位移，得到竖直方向的位移
h＝lsin37°＝1×0.6m＝0.6m
由功的定义式得
W＝Gh＝5×0.6J＝3J
故选C。
11．D
【详解】
A．冲过终点线时的速度是瞬时速度，而赢得第一是因为跑完100米用时最短，对应平均速度大，故A错误；
B．百米赛跑由于是直跑道，所以位移大小等于路程，但不能说位移就是路程，故B错误；
C．摩擦力是静摩擦力，地面对他的摩擦力不做功，故C错误；
D．百米赛跑是蹲踞式起跑，起跑时身体重心上升，存在超重现象，故D正确。
故选D。
【考点】
12．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。
13．C
【详解】
根据功的公式，摩擦力所做的功
故选C。
14．D
【详解】
A．根据功的定义可知重力做功
A错误；
B．由于支持力方向竖直向上，因此支持力做功
B错误；
C．由于物体匀速运动，不受摩擦力作用，因此摩擦力做功为零，C错误；
D．由于物体匀速运动，所受合力为零，因此合力做功也为零，D正确。
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． 不做功 正 负
略
17． 10 14
【详解】
[1]根据平行四边形定则可知，力F1与F2的合力为
[2] 功是标题 ，F1与F2的合力对物体做的功为
18． 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
19． 400 70
【详解】
根据
得拉力F做的功为
如下图所示，物体受重力、支持力、拉力和摩擦力
则支持力大小为
摩擦力的大小为
故物体克服阻力做功为
20．（1）1600J；（2）1100J
【详解】
（1）拉力对雪橇做的功
（2）地面对雪橇的阻力做功
由于雪橇在水平面上移动，重力和支持力不做功，各力对雪橇做的总功
21．重力不做功，支持力不做功，拉力做功2000J，滑动摩擦力做功-600J
【详解】
小车受到重力、支持力、拉力和滑动摩擦力。重力和支持力都沿竖直方向，与小车的速度方向垂直，不做功。
拉力做的功为
滑动摩擦力做的功为
22．（1）；（2）
【详解】
（1）喷水结束时火箭的高度为
（2）从发射到喷完水的过程中，火箭壳体克服重力做的功
23．（1）2m/s2，4m/s2；（2）2m；（3）40J；（4）4J
【详解】
(1)在0～1s内，A、B两物体分别做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律得
μmg＝MaA
F1－μmg＝maB
代入数据得
aA＝2m/s2
aB＝4m/s2
(2)t1＝1s后，拉力
F2＝μmg
铁块B做匀速运动，速度大小为v1；
木板A仍做匀加速运动，又经过时间t2，速度与铁块B相等
v1＝aBt1
又
v1＝aA（t1＋t2）
解得
t2＝1s
设A、B速度相等后一起做匀加速运动，运动时间t3＝2s，加速度为a
F2＝（M＋m）a
a＝1m/s2
木板A受到的静摩擦力
f＝Ma<μmg
A、B一起运动，B相对A滑行的最大距离
x＝aBt12＋v1t2－aA（t1＋t2）2
代入数据得
x＝2m
(3)0～1s内拉力做的功
W1＝F1x1＝F1×aBt12＝12J
1～2s内拉力做的功
W2＝F2x2＝F2v1t2＝8J
2～4s内拉力做的功
W3＝F2x3＝F2(v1t3+at32)＝20J
0～4s内拉力做的功
W＝W1＋W2＋W3＝40J
(4)系统的摩擦热Q只发生在铁块与木板相对滑动阶段，此过程中系统产生的摩擦热
Q＝μmgx＝4J
24．20J
【详解】
推力F对物体做功为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页