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．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
2．某快递小哥搬运一批总质量为50kg的货物，以2m/s 的速度沿水平方向匀速走了8m，重力加速度g＝10m/s2，则匀速运动过程中此人对货物做的功为（　　）
A．400J B．1000J C．0 D．100J
3．关于功的概念，以下说法正确的是（　　）
A．有力且有位移，该力一定做功
B．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积
4．一辆正在路面上行驶的汽车，遇到前方有人横穿马路时，司机紧急刹车制动后经过x的距离停下来才避免了一起车祸的发生，若汽车与地面间的摩擦力大小为F，则关于刹车过程中汽车与地面间摩擦力做的功，以下说法中正确的是（ ）
A．摩擦力对汽车、地面均不做功
B．摩擦力对汽车做 - Fx的功，对地面做Fx的功
C．摩擦力对汽车、地面均做 - Fx的功
D．摩擦力对汽车做 - Fx的功，对地面不做功
5．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，下滑过程各力对运动员做的总功为（　　）
A．1500 J B．3300 J C．2000 J D．2500 J
6．关于力对物体做功，以下说法正确的是（　　）
A．一对作用力与反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反
B．若合力对物体不做功，合力一定为零
C．若合力不为零，物体的加速度一定发生变化
D．滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功
7．如图所示，物块在与水平方向成角的拉力的作用下，沿水平面向右运动一段距离，在此过程中，拉力对物块所做的功为（　　）
A． B． C． D．
8．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
9．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
10．2019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
11．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
12．小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图所示为雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的示意图（O为圆心），关于各力做功情况，下列说法中不正确的是（　　）
A．牵引力F做正功 B．摩擦力Ff做负功
C．F与Ff的合力做正功 D．F与Ff的合力不做功
13．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
14．质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。现使斜面向右水平匀速移动一段距离L，物体与斜面的相对位置不变，如图所示，在此过程中摩擦力对物体所做的功为（　　）
A．μmgLcos2θ B．mgLcos2θ
C．mgLsinθcosθ D．μmgLcosθsinθ
15．如图所示，一宽度为d的水平传送带以速度与向右匀速运行，在传送带上方固定光滑挡板，挡板与传送带AB边界的夹角为。质量为m的物块（可视为质点）在水平传送带AB边上随传送带以速度匀速运动，物块碰到挡板时，垂直挡板方向的速度减为零，平行挡板方向的速度不变，最终从传送带上的C点离开传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．碰撞前传送带对物块的摩擦力对物块做正功
B．物块与挡板碰撞后沿挡板方向不受摩擦力
C．物块从碰到挡板到离开传送带所用时间为
D．物块沿挡板运动过程中在传送带上留下划痕的长度为
二、填空题
16．如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球__________功，细绳对小球的拉力__________功．(选填“做”或“不做”)
17．(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
18．如图所示，电梯由质量为1×103 kg的轿厢、质量为8×102 kg的配重、定滑轮和钢缆组成，轿厢和配重分别系在绕过定滑轮的钢缆两端，定滑轮与钢缆的质量可忽略不计。在与定滑轮同轴的电动机驱动下电梯正常工作，在轿厢由静止开始以2 m/s2的加速度向上运行1s的过程中，钢缆对轿厢的拉力所做的功为________J，电动机对电梯整体共做功________J。（取g=10 m/s2）
19．质量为10千克的物体在水平拉力作用下沿水平桌面运动，若物体与桌面间摩擦系数为0.25，使物体以4米/秒的速度匀速运动4米时，拉力做功为________，以1米/秒2的加速度从静止开始匀加速运动4米时，拉力做功为________。
三、解答题
20．某物体在力F作用下水平向右运动的位移为l，拉力的方向分别如图甲、乙所示，分别求两种情况下拉力对物体做的功。
21．一名同学周末在家收拾客厅，在把一个木箱拉到客厅一角时，他想估算自己对这个木箱做了多少功。为了减小摩擦引起的噪声，以减轻对楼下住户的影响，他以斜向上与水平面约成60°夹角的恒力，沿直线缓慢拉动木箱移动了3m。利用体重计称得木箱质量约为30kg，通过相关资料查到木头与地面的动摩擦因数约为0.60，试估算：（取g=10）
（1）这名同学对木箱的拉力在该过程中所做的功；
（2）木箱受到的外力做的总功；
（3）系统大约消耗了多少能量；这些能量去哪了。
22．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？
23．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。
24．某人利用如图所示的装置,用100 N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端,将物体从水平面上的A点移到B点。已知α1=30°,α2=37°,h=1.5 m,不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦。求绳的拉力对物体所做的功（sin 37°=0.6,cos 37°=0.8）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
人对货物的作用力竖直向上，与货物运动方向垂直，所以匀速运动过程中此人对货物做的功为0，故选C。
3．D
【详解】
ABC．功是标量而不是矢量。做功的两个必不可少的条件是力和在力的方向上的位移，据此我们可以得出：没有力就没有功；有力而没有位移也没有功；有力且有位移但位移方向与力的方向垂直也没有功，选项ABC错误。
D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积，选项D正确。
故选D。
4．D
【详解】
地面的位移为零，摩擦力对地面不做功，汽车位移为x，摩擦力对汽车做功
W = - Fx
故选D。
5．C
【详解】
对运动员受力分析可知，运动员受到的合力为
根据题意可知，运动员的位移为
则下滑过程各力对运动员做的总功为
故ABD错误C正确。
故选C。
6．D
【详解】
A．由于一对作用力与反作用力的作用对象不同，两个受力对象的对地位移不一定相同，所以一对相互作用力可以都做正功，也可以都做负功，或者一正一负，甚至一个做功，另一个不做功等各种情况，A错误；
B．合力对物体不做功，可能是合力方向与速度方向垂直的原因，不一定是合力为零，B错误；
C．合力不为零，但合力恒定不变，则物体的加速度也不变，C错误；
D．滑动摩擦力和静摩擦力的方向都可以与运动方向相同也可以与运动方向相反，所以滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功，D正确；
故选D。
7．C
【详解】
力所做的功等于力与力方向上的位移的乘积，所以拉力对物块所做的功为
故C正确，ABD错误。
故选C。
8．A
【详解】
根据功的定义可得，拉力做的功为
故选A。
9．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。
10．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。
11．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。
12．C
【详解】
A．根据功的定义可知，牵引力做正功，A不符合题意；
B．由于雪橇在冰面上滑动，其滑动摩擦力方向必与运动方向相反，摩擦力做负功， B不符合题意；
CD．雪橇做匀速圆周运动，牵引力F及摩擦力Ff的合力提供向心力，指向圆心，所以不做功，C符合题意，D不符合题意。
故选C。
13．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。
14．C
【详解】
物体在斜面静止受力如下图所示，
由平衡条件得，物体所受的静摩擦力
f＝mgsinθ
摩擦力对物体做的功
W＝fLcosθ＝mgLsinθcosθ
故选C。
15．B
【详解】
A．物块碰到挡板前与传送带没有相对运动，不受到传送带的摩擦力作用，A错误；
B．将物块的速度分解为沿挡板方向和垂直挡板方向，如图所示
则
物块与挡板碰撞后，相对传送带的速度大小
方向垂直于单板斜向左下方，物块受到传送带摩擦力与挡板对它的弹力大小相等、方向相反（点拨：摩擦力方向与相对运动方向相反），所以物块沿挡板做匀速直线运动，沿挡板方向不受摩擦力，B正确；
C．物块从碰到挡板到离开传送带的运动时间
C错误；
D．物块沿挡板运动过程中在传送带上留下划痕的长度为
D错误。
故选B。
16． 做 不做
【详解】
[1][2]．小球从A点向B点摆动的过程中，小球的高度降低，在重力的作用下沿重力的方向移动了距离，所以小球受到的重力对小球做了功；细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直，小球没有在拉力的作用下移动距离，故细绳对小球的拉力不做功．
17． 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
18． 1.2×104 5.6×103
【详解】
[1]对轿厢受力分析，受到重力和钢缆的拉力，根据牛顿第二定律可得
解得
1s内通过的位移为
钢缆对轿厢的拉力所做的功为
[2]对于质量为8×102kg的配重，牵引力做负功，其值为W′。根据牛顿第二定律得
解得
因此起重机对配重做负功
所以电动机对电梯共做功为
19． 100J 140J
【详解】
[1]物体做匀速直线运动，由平衡条件可得
拉力做功为
[2]匀加速运动时，由牛顿第二定律可得
解得
拉力做功为
20．Fl；－Fl
【详解】
根据功的定义可得
21．（1）270J；（2）0；（2）见解析
【详解】
（1）设拉力的大小为F，由题知，木箱缓慢移动，受力平衡，根据正交分解，可得水平方向有
竖直方向有
又根据
联立解得
故拉力做的功为
（2）木箱缓慢移动，则合外力为零，故合外力做的总功为0；
（3）木箱克服摩擦力做功，消耗了能量，则克服摩擦力做功为
即系统大约消耗了270J的能量，这些能量转化为内能。
22．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。
23．（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
24．50 J
【详解】
由于不计绳的质量及绳与滑轮间的摩擦,故恒力F做的功和绳对物体的拉力做的功相等。由于恒力F作用在绳的端点,故需先求出绳的端点的位移l,再求恒力F做的功。
由几何关系知,绳的端点的位移为
l=-=h=0.5 m
在物体从A移到B的过程中,恒力F做的功为
W=Fl=100×0.5 J=50 J
故绳的拉力对物体所做的功为50 J。
答案第1页，共2页
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