高中物理人教版必修二假期作业：第7章-追寻守恒量——能量+功+Word版含解析

1．(多选)下列说法正确的是(　　)
A．功是矢量，正、负表示方向
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．力对物体做正功还是负功，取决于力和位移的方向关系
D．力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量
【解析】　功是标量，功的正负表示力对物体做正功还是负功，功是力在一段位移上的积累效果，故功是过程量，故正确选项为B、C、D.
【答案】　BCD
2．(多选)(·包头高一检测)关于力对物体做功，以下说法正确的是
(　　)
A．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
B．若物体所受合力不为零，则合力一定对物体做功
C．静摩擦力可以对物体做正功
D．滑动摩擦力可以对物体做正功
【解析】　作用力做正功时，反作用力可能做正功，也可能做负功，甚至不做功，A错；若合外力始终与运动方向垂直(如匀速圆周运动)，合外力不做功，B错；无论是静摩擦力，还是滑动摩擦力，都是既可以做正功，也可以做负功，甚至不做功，C、D对．
【答案】　CD
3．如图所示，力F大小相等，物体运动的位移l也相同，哪种情况F做功最小(　　)
【解析】　选项A中，力F做的功W1＝Fl；选项B中，力F做的功W2＝Flcos 30°＝Fl；选项C中，力F做的功W3＝Flcos 30°＝Fl；选项D中，力F做的功W4＝Flcos 60°＝Fl.
【答案】　D
4．以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气的阻力大小恒为F，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为
(　　)
A．0　　　 B．－Fh　　　
C．－2Fh　　　 D．－4Fh
【解析】　从全过程看，空气的阻力为变力，但将整个过程分为两个阶段：上升阶段和下落阶段，小球在每个阶段上受到的阻力都是恒力，且总是跟小球运动的方向相反，空气阻力对小球总是做负功．全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做的功的代数和，即W＝W上＋W下＝(－Fh)＋(－Fh)＝－2Fh.
【答案】　C
5．(多选)(·宜春高一检测)如图7-1-12所示，一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块，手持木板的另一端，使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转，则在物块相对于木板滑动前的过程中(　　)
图7-1-12
A．重力做正功
B．摩擦力做负功
C．摩擦力不做功
D．支持力不做功
【解析】　重力与速度方向成锐角，重力做正功；摩擦力与速度方向垂直，摩擦力不做功；支持力与速度方向成钝角，支持力做负功．综上所述，A、C项正确．
【答案】　AC
6．如图7-1-13所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由下滑，然后在水平面上前进至B点后停止．已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m，A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中，摩擦力做的功(　　)
图7-1-13
A．大于μmgL
B．小于μmgL
C．等于μmgL
D．以上三种情况都有可能
【解析】　设水平部分的长度为x1，斜坡的长度为x2，斜坡与水平面的夹角为θ，则下滑的过程中摩擦力做功为W＝μmgx1＋μmgcos θ·x2＝μmg(x1＋x2cos θ)＝μmgL.
【答案】　C
7．(多选)(·广州高一检测)如图7-1-14所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是(　　)
图7-1-14
A．始终不做功
B．先做负功后做正功
C．先做正功后不做功
D．先做负功后不做功
【解析】　当物体刚滑上传送带时若与传送带的速度相同，则传送带对物体只有支持力作用，传送带对物体不做功．若物体滑上传送带时的速度小于传送带的速度，传送带先对物体做正功．若物体滑上传送带时的速度大于传送带的速度，传送带先对物体做负功．无论物体以多大速度滑上传送带，物体最终与传送带相对静止，传送带最后都不会再对物体做功．故A、C、D对，B错．
【答案】　ACD
8．如图7-1-15所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是(　　)
图7-1-15
A．支持力一定做正功
B．摩擦力一定做正功
C．摩擦力可能不做功
D．摩擦力可能做负功
【解析】　支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功．
而摩擦力是否存在需要讨论：
当a＝gtan θ时，摩擦力不存在，不做功；
当a>gtan θ，摩擦力沿斜面向下，做正功；
当a综上所述，B是错误的．
【答案】　B
9．在同一高度处让三个质量相同的小球a、b、c分别自由下落、竖直上抛、竖直下抛．设三球运动过程中所受空气阻力大小恒定，则当三球落到同一水平面上时，重力做功分别为Wa、Wb、Wc，小球克服空气阻力做功为Wfa、Wfb、Wfc，则(　　)
A．Wa＝Wc＜Wb，Wfa＝Wfc＜Wfb
B．Wa＝Wc＝Wb，Wfa＝Wfc＝Wfb
C．Wa＝Wc＝Wb，Wfa＝Wfc＜Wfb
D．Wa＜Wc＜Wb，Wfa＜Wfc＜Wfb
【解析】　因三球所受重力均为恒力，又从抛出到落到同一水平面，三球发生的位移相同，故由W＝Fl知Wa＝Wc＝Wb.对a、c两球，下落时所受空气阻力相同且为恒力，下落过程中发生的位移也相同，故Wfa＝Wfc.但对b上升过程受阻力向下，下降过程受阻力向上，全程阻力非恒力，其阻力做功等于阻力大小乘以路程，即Wfb＝f(h上＋h下)＞fha＝fhc，所以Wfb＞Wfa＝Wfc，答案C正确．
【答案】　C
10．(多选)质量为2 kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2 s后撤去，物体运动的速度图象如图7-1-16所示，则下列说法正确的是(取g＝10 m/s2)(　　)
图7-1-16
A．拉力F做功150 J
B．拉力F做功350 J
C．物体克服摩擦力做功100 J
D．物体克服摩擦力做功175 J
【解析】　由题图可以求出0～2 s内的加速度a1＝2.5 m/s2,2～6 s内的加速度a2＝－2.5 m/s2，由F＋Ff＝ma1，Ff＝ma2联立，得F＝10 N，Ff＝－5 N，由题图还可求出前2 s内的位移l1＝15 m,2～6 s内的位移l2＝20 m．所以拉力做功WF＝Fl1＝10×15 J＝150 J，摩擦力做功WFf＝Ff(l1＋l2)＝－5×(15＋20) J＝－175 J，即物体克服摩擦力做功175 J，故A、D正确．
【答案】　AD
11．如图7-1-17所示，车间内的天车(有的地区叫行车)将一重104 N的物体沿着与水平方向成30°角的方向匀速吊起，使物体向斜上方移动了x1＝6 m，则天车钢绳对物体的拉力做了多少功？如果又使物体水平移动了x2＝8 m，这个过程中天车钢绳的拉力又做了多少功？
图7-1-17
【解析】　因物体的运动为匀速运动，所以整个吊运过程中，钢绳对物体的拉力F的方向竖直向上，大小等于物体的重力，即F＝mg.
当物体沿着与水平方向成30°角的直线上升时，拉力F与位移x1的夹角α＝60°，
所以W＝Fx1cos α＝104×6×cos 60° J＝3×104 J.
当物体又沿水平方向移动时，钢绳拉力F与位移x2的夹角α′＝90°，所以W′＝Fx2cos α′＝0.
【答案】　3×104 J　0
12．如图7-1-18所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求：
图7-1-18
(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？
(2)F1和F2的合力为多大？合力做功是多少？
【解析】　(1)力F1做的功
W1＝F1lcos θ1＝3×10× J＝18 J.
力F2做的功
W2＝F2lcos θ2＝4×10× J＝32 J.
W1与W2的代数和
W＝W1＋W2＝18 J＋32 J＝50 J.
(2)F1与F2的合力F＝＝ N＝5 N，
合力F做的功W′＝Fl＝5×10 J＝50 J.
【答案】　(1)18 J　32 J　50 J　(2)5 N　50 J