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，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动相等距离时，下列关于三个情景的比较正确的是（　　）
A．甲图中，作用力F做功最多 B．乙图中，作用力F做功最多
C．乙图中，物体克服摩擦力做功最多 D．丙图中，物体克服摩擦力做功最多
2．物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力F1做功6 J，力F2做功8 J，则力F1、F2的合力对物体做功为（　　）
A．10 J B．14 J C．2 J D．－2 J
3．用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度为（　　）
A．（-1）d B．（-1）d C． D． d
4．如图所示，质量为m的物体在沿斜面的恒力F作用下从底端沿斜面向上匀速运动到顶端，斜面高h，倾斜角为。现撤去力F，将物体放在斜面顶端，发现物体在轻微扰动后可匀速下滑，重力加速度大小为g。则在物体上升过程中，恒力F做的功为（　　）
A．Fh B．mgh C．2mgh D．无法确定
5．如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，整个装置沿水平面向左以速度v匀速运动，以下说法中正确的是（　　）试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
A．挡板对球的弹力不做功 B．挡板对球的弹力做负功
C．斜面对球的弹力不做功 D．斜面对球的弹力做负功
6．一根木棒沿固定水平桌面从A移动到B，位移为s，则棒对桌面的摩擦力Ff和桌面对棒的摩擦力Ff′，做的功分别为（　　）
A．-Ffs，-Ff′s B．Ffs，-Ff′s C．0，-Ff′s D．-Ffs，0
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．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
9．下列关于力对物体做功的说法正确的是（　　）
A．摩擦力对物体做功的多少与路径无关
B．合力不做功，物体必定做匀速直线运动
C．一对作用力和反作用力，可能其中一个力做功，而另一个力不做功
D．在相同时间内作用力与反作用力做功绝对值一定相等，一正一负
10．“雪如意”的旁边，修建着世界上运行长度最大的变角度斜行电梯。斜行电梯在同一竖直平面内运行，箱内地板始终保持水平。电梯轨道的上段是倾角为22.56°的斜直轨道，下段是倾角为39.56°的斜直轨道，中间通过一段圆弧形轨道平滑连接。当运动员站立在电梯内随着电梯一起运动时，下列说法中正确的是（　　）试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
A．电梯开始下行时，摩擦力对运动员做负功
B．电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，地板对运动员的弹力始终大于他的重力
C．电梯在两段斜直轨道匀速率下行的过程中，运动员受到的支持力大小相等
D．电梯在三段轨道匀速率上行的过程中，运动员受到的支持力大小都相等
11．质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，且hA > hB（两绳都已离开地面）。上述过程中克服两绳重力做功分别为WA、WB，则（ ）
A．WA = WB B．WA < WB C．WA > WB D．不能确定
12．如图所示，物体沿同一粗糙水平面向右运动，下列四种情形在力F作用下匀速行驶相同的位移，力F做功最多的是（　　）
A． B．
C． D．
13．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试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
D．箱子受到的推力与摩擦力是一对作用力和反作用力
14．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
15．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
二、填空题
16．________和________是做功的两个不可缺少的因素。力对物体所做的功等于________、________、________三者的乘积，用公式________来表示。
17．用与水平面成37°角的斜向下恒力F将一只木箱，水平移动了5m，恒力的水平分力做了800J的功，则恒力F的大小为___________N．如果用此恒力F水平推该木箱，也水平移动5m，那么恒力对木箱做了__________J的功．
试卷第6页，共6页
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18．如图，静止的物体沿1、2、3、不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上，重力做功分别为WG1、 WG2、 WG3，是比较其大小WG1____WG2____WG3；（填>，=，<）。由此可以推出重力做功的特点是：_________。
19．质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木块表面从A点滑至B点，在木板上前进了l，同时木板前进了x，如图所示。若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，则摩擦力对滑块做功为_____________，摩擦力对木块做功为_________。
三、解答题
20．用起重机把质量为200kg的物体匀速提高了5m，钢绳的拉力做了多少功？重力做了多少功？克服重力做了多少功？外力的总功是多少？（不计空气阻力，g＝10 m/s2）
21．试建构相应的物理模型，说明：
（1）摩擦力可以做负功。
（2）摩擦力可以做正功。
（3）摩擦力可以不做功。
22．如图所示，倾角为的斜面体放在光滑的水平地面上，质量为的物体静止在斜面上。现对斜面体施加水平推力F使二者一起以加速度向左匀加速运动5s，已知物体与斜面间的动摩擦因数。重力加速度，，。求此过程中：
（1）物体所受支持力和摩擦力的大小；
（2）重力、支持力、摩擦力对物体做的功。
23．如图所示，在粗糙的水平面上放置一质量为试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
=2kg的滑块，现在对该滑块施加一与水平方向成=37°角斜向右上方的恒力，滑块在该力的作用下沿水平方向向右做直线运动，某段时间内的位移大小为=2m。已知该滑块与水平面间的动摩擦因数为=0.1，恒力大小为F=10N，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）滑块受到的拉力做的功；
（2）滑块受到的摩擦力做的功；
（3）滑块受到的合力做的功。
24．如图甲所示，在光滑水平面上放置一木板A，在A上放置物块B，A和B的质量均为2kg，A与B之间的动摩擦因数。t＝0时刻起，对A施加一水平方向的力，A和B由静止开始运动，取水平向右为正方向，B相对于A的速度用表示，其中和分别为A和B相对于水平面的速度，在0~4s时间内，相对速度随时间t变化的关系如图乙所示．运动过程中B没有脱离A，重力加速度取，求：
（1）0~4s内，B相对于水平面的位移（计算结果可取分数）；
（2）0~2s内，水平外力对A做的功。
试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
AB．根据功的公式，有
由于丙图中，作用力F在水平方向的力最大，且它们滑动相等距离时，则丙图中，作用力F做功最多，AB错误；
CD．物体均在滑动，故受到的是滑动摩擦力，经过受力分析可知，甲乙丙三个物体对地面的压力大小分别为乙的大于丙的大于甲的，根据
可知，摩擦力的大小为
根据功的公式
由于它们滑动相等距离时，乙图中，物体克服摩擦力做功最多，D错误，C正确。
故选C。
2．B
【解析】
【详解】
力F1、F2的合力对物体做功
ACD错误，B正确。
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功，由于阻力与深度成正比，可用阻力的平均值求功，据题意可得
，
联立解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
物体匀速下滑时，受力平衡，沿斜面方向有
物体匀速上滑时，仍然沿斜面方向受力平衡，有
联立可得
斜面长度为
则在物体上升过程中，恒力F做的功为
ABD错误，C正确。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向右的弹力，而小球位移方向水平向左，所以挡板对球的弹力做负功，斜面对它垂直斜面向上的弹力做正功，故选B。
6．C答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
【解析】
【详解】
由题意知棒对桌面的摩擦力为Ff，桌面无位移，则做的功为0；桌面对棒的摩擦力为Ff′，棒的位移为s，因此Ff′做的功为-Ff′s。
故选C。
7．C
【解析】
【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．C
【解析】
【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。
9．C
【解析】
【详解】
A．摩擦力做功
其中x为路程，摩擦力对物体做功与路径有关，A错误；
B．做匀速圆周运动的物体，合外力不做功，但物体做曲线运动，B错误；答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
CD．作用力和反作用力的作用点的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，也有可能一个有位移，另一个位移为0，则可能其中一个力做功，而另一个力不做功，在相同时间内作用力与反作用力做功绝对值不一定相等，也不一定是一正一负，D错误C正确。
故选C。
10．C
【解析】
【详解】
A．电梯开始下行时，做加速运动，运动员受到水平向前的摩擦力，摩擦力做正功，故A错误；
B．电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，弹力与重力沿圆心方向的分力的合力提供向心力，因此重力大于弹力，故B错误；
C．电梯在两段斜直轨道匀速率下行的过程中，支持力等于重力，因此运动员受到的支持力大小相等，故C正确；
D．圆弧轨道上行时，支持力小于重力，斜轨道支持力等于重力，故D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
由于绳长和hA、hB的量值不确定，所以根据题设条件可能有如图2所示的（1）（2）（3）三种情况
图中GA、GB表示A、B两细绳的重心，由此可知克服两绳重力做功的大小是不能确定的。答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
根据功的定义得
设F与水平方向的夹角为α
力F做功最多的是C。
故选C。
13．A
【解析】
【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。
14．C
【解析】
【分析】
【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；答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
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。
15．D
【解析】
【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
， 答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
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。
16． 力 物体在力的方向上发生的位移 力的大小 位移的大小 力和位移方向夹角的余弦
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4][5][6]力和物体在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素。力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移方向夹角的余弦三者的乘积，用公式来表示。
17． 200 1000
【解析】
【详解】
[1]由可得，；
[2]由，。
18． 重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关
【解析】
【详解】
[1]设斜面的高度为，斜面的倾斜角度为，则斜面长为
则物体下滑到低端时重力做的功为答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
因为高度相同，所以
[2]
[3] 重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关
19． μmgx
【解析】
【详解】
[1]滑块受摩擦力的方向与运动方向相反，大小为
滑块与地面的相对位移为
所以摩擦力对滑块做的功为
[2]木板受到滑块的摩擦力向前了x距离，摩擦力对木板做的功为
20．1×104J，-1×104J，1×104J，0
【解析】
【详解】
根据平衡条件可知钢绳的拉力大小为
钢绳拉力做的功为
重力做的功为
克服重力做的功为答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
外力做的总功是
21．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
（1）（2）在倾斜的传送带上，传送带把物体从传送带底端匀速运送到顶端，在这一过程中，物体受到沿斜面向上的摩擦力，摩擦力对物体做正功，但摩擦力对传送带做负功；
（3）物体放在粗糙的水平面上，人用力推物体，但物体没有动，则静摩擦力对物体不做功。
22．（1），；（2）0，690J，-440J
【解析】
【分析】
【详解】
(1)二者一起匀加速运动，假设物体受到的静摩擦力沿斜面向上，如图所示，竖直方向、水平方向分别满足
解得
，
故假设正确，物体所受支持力46N，摩擦力22N。
(2)t=5s内物体的位移为
重力与运动方向垂直，做的功为答案第12页，共12页
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支持力对物体做的功为
摩擦力对物体做的功为
23．（1）16J；（2）—2.8J；（3）13.2J
【解析】
【分析】
【详解】
(1)滑块受到的拉力做的功
(2)滑块受到的摩擦力
滑块受到的摩擦力做的功
(3)滑块运动过程中只有拉力和摩擦力做功，所以滑块受到的合力做的功
24．（1）；（2）24J
【解析】
【详解】
（1）内，B相对A向左运动，受到的滑动摩擦力向右，由牛顿第二定律有
解得
经过，B的速度为答案第12页，共12页
答案第11页，共12页
内，B相对A向右运动，受到的滑动摩擦力向左，有
解得
经过，B的速度为
则B前后两个阶段的位移为
所以0~4s内，B运动的总位移为
（2）-t图像的斜率表示B相对A的加速度，由图像可知内的相对加速度为
则内
由，得
可知内，A以的加速度做匀加速直线运动。
内，A的位移
设作用在A上的水平外力为F，有
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