2019-2020学年粤教版必修2 4.1功 达标作业（解析版)

4.1功
达标作业（解析版)
1．如图所示，在匀减速向右运动的车厢内，一人用力向前推车厢，该人与车厢始终保持相对静止。则下列说法中正确的是( )
A．人对车厢的推力不做功
B．人对车厢的推力做负功
C．车厢对人的作用力做正功
D．车厢对人的作用力做负功
2．一物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图所示.物体相对斜面静止，则下列说法错误的是
A．重力对物体做正功
B．支持力对物体做正功
C．摩擦力对物体做负功
D．合力对物体做功为零
3．一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，力F1、F2做功分别为W1＝6 J、W2＝－6 J，下列说法正确的是
A．这两个力一定大小相等、方向相反 B．F1是动力，F2是阻力
C．这两个力做的总功为12 J D．F1比F2做的功多
4．如图所示，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀减速运动，下列说法中正确的是（ ）
A．重力对人做正功 B．摩擦力对人做负功
C．支持力对人不做功 D．合力对人做正功
5．如图所示，质量为m的小猴子抓住一根藤条在荡秋千，藤条的最大摆角为θ，小猴子从最低点摆到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．藤条对小猴子的拉力大小不变
B．藤条对小猴子的拉力始终大于小猴子的重力
C．若增加藤条最大摆角,藤条可能会断
D．小猴子所受重力的瞬时功率不断变小
6．水平地面上叠放着木板B和木块A，木块A在木板B上向右滑行，同时木板B向左滑行，如图所示，图中x1的长度为2m，x2的长度为3m，上图为滑行前，下图为滑行后，在此过程中木块A受到木板B对它的滑动摩擦力大小为10N，则摩擦力对木块A做功为（　　）
A．50J B．-50J C．30J D．-30J
7．一台电动机工作时的输出功率是10 kW，要用它匀速提升2.7×104 kg的货物，提升的速度约是
A．0.02 m/s
B．0.2 m/s
C．0.04 m/s
D．0.4 m/s
8．汽车以某一恒定功率启动后沿平直路面行驶,且行驶过程中受到的阻力恒为3×103 N,汽车能够达到的最大速度为30 m/s。则该恒定功率为
A．120 kW B．90 kW C．60 kW D．45 kW
9．消防队员训练时沿杆匀速滑下的过程中，关于重力和滑动摩擦力对消防队员做功的判断，下列说法正确的是
A．重力做正功 B．重力做负功
C．滑动摩擦力做正功 D．滑动摩擦力做负功
10．水平地面上质量为m=6kg的物体，在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，从x=2.5m位置处拉力逐渐减小，力F随位移x变化规律如图所示，当x=7m时，拉力减小为零，物体也恰好停下，取g=10m/s2。下列结论中正确的是
A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
B．合外力对物体所做的功为-27J
C．物体匀速运动时的速度大小为3m/s
D．在物体减速阶段拉力做功大小为54J
11．质量m=2.0kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=2.0s停在B点，已知A、B两点间的距离s=6.0m，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，求恒力F多大．（g=10m/s2）．
12．如图所示，水平地面静止放着一质量m＝5kg的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，一与水平方向成θ＝37°、大小F＝20N的恒力作用于木箱，木箱在力F的作用下由静止开始运动4.0s，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2，求：
（1）4.0s末，木箱的速度大小。
（2）4.0s内，力F所做的功。
（3）4.0s末，力F的瞬时功率。
13．2022年冬奥会将在北京举行。高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目，因运动快、惊险刺激而深受观众喜爱。如图所示，运动员从高处滑至坡底的过程中，运动员所受重力做________（选填“正功”或“负功”），运动员所受摩擦力做_________（选填“正功”或“负功”）。
14．拉杆箱可以装许多物品并能拉着行走，是人们外出旅游常用的工具.如图所示，拉杆箱的质量为20kg，在水平地面行走时，箱体（沿拉杆方向）与水平面的夹角为60°，人沿拉杆方向施加的拉力为50N，拉杆箱受到地面的阻力为5N，则在沿直线行走10m的过程中，人的拉力所做的功为_________J，地面阻力对拉杆箱所做的功为_________J.
参考答案
1．D
【解析】人对车厢的推力方向向右，所以人对车厢的推力做正功，故AB错误；根据牛顿第二定律得出人受的合力向左，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左，所以车厢对人做负功，故C错误，D正确，故选D。
【点睛】在减速向右运动的车厢中，人的加速度向左，根据牛顿第二定律得出人受的合力向左，根据牛顿第三定律得人对车厢的力向右．根据功的定义式判断做功情况．
2．A
【解析】
【详解】
对物体受力分析可以知道物体受重力mg、弹力N和摩擦力f,作出力图如图所示, 根据功的公式分析各力做功。
A．物体在水平方向移动,在重力方向上没有位移,所以重力对物体m做功为零.故A错误，符合题意;
B．由图看出,弹力N与位移l的夹角小于90°,则弹力对物体m做正功.所以B选项是正确的，不符合题意。
C．摩擦力f与位移的夹角为钝角,所以摩擦力对物体m做功不为零,做负功.所以C选项是正确的，不符合题意。
D．物体匀速运动时,合力为零,合力对物体m做功为零.所以D选项是正确的, 不符合题意。
3．B
【解析】
【详解】
A．根据恒力做功公式可以知道,做功一正一负,不能说明两个力的方向相反,还跟角度有关,故A错误;
B．功是标量,功的正负表示是动力做功还是阻力做功,所以F1是动力，F2是阻力,所以B选项是正确的;
C．这两个力做的总功为:
所以C选项错误的;
D．功的正负表示是动力做功还是阻力做功，不表示大小，F1与F2做的功一样多,故D错误.
4．B
【解析】人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀减速运动，加速度斜向下，则人受竖直向下的重力、竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力作用；则重力做负功，支持力做正功，摩擦力对人做负功；物体的动能减小，则合外力做负功，故B正确，ACD错误，故选B.
点睛：解决本题的关键知道做功的必要因素，以及知道力的方向与位移的夹角大于等于0°小于90°，该力做正功，大于90°小于等于180°，该力做负功．
5．C
【解析】
【详解】
AB．摆动过程中，小猴子在做变速圆周运动，最高点速度为零，绳子拉力等于沿半径方向重力的分力，小于重力；最低点拉力等于重力加上圆周运动需要的向心力，有：F=mg+m，大于重力，所以拉力大小方向时刻变化，故AB错误；
C．若增加藤条最大摆角，猴子到达底端的速度增大，拉力增大，藤条可能会断，故C正确；
D．刚刚释放时，速度为零，故重力的功率为零，最低点重力与速度垂直，功率也为零，故由静止释放到最低点小猴子重力的功率先增加后减小，故D错误。
6．D
【解析】
【详解】
物块所受的摩擦力做的功为：W=-fx2=-10×3J=-30J。
A．50J，与结论不相符，选项A错误；
B．-50J，与结论不相符，选项B错误；
C．30J，与结论不相符，选项C错误；
D． -30J，与结论相符，选项D正确。
7．C
【解析】
【详解】
由于物体是匀速上升的，所以物体受力平衡，电动机的拉力与物体的重力大小相等，由
P=Fv=mgv
可以求得
A．0.02 m/s与分析不符，故A错误；
B．0.2 m/s与分析不符，故B错误；
C．0.04 m/s与分析相符，故C正确；
D．0.4 m/s与分析不符，故D错误。
8．B
【解析】
【详解】
当汽车达到最大速度时，受力平衡，则有
F=f=3×103N；
则由P=Fv可得：
P=3×103×30W=90kW；
A．120 kW，与结论不相符，选项A错误；
B．90 kW，与结论相符，选项B正确；
C．60 kW，与结论不相符，选项C错误；
D．45 kW，与结论不相符，选项D错误；
9．AD
【解析】
【详解】
AB．重力向下，位移方向也向下，可知重力做正功，选项A正确，B错误；
CD．滑动摩擦力向上，位移向下，可知滑动摩擦力做负功，选项C错误，D正确。
10．ABC
【解析】
【详解】
A．物体做匀速运动时受力平衡，则：
f=F=12N
故动摩擦因素为：
故A正确；
B．图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图象可知整个过程拉力做功：
滑动摩擦力做的功：
所以合外力做的功为：
故B正确．
C．根据动能定理得：
解得：
故C正确；
D．因为图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，所以在2.5m时开始减速，拉力做功为：
即减速阶段拉力做功27J，故D错误
11．12N
【解析】
设撤去力F前物块的位移为，此时物块的速度为 则
撤去力F后，物块在摩擦力的作用下做匀减速直到停止 ，物块受到的滑动摩擦力
则：
物块运动2s停下，则 ，得
此过程中运动的位移为 ，则
又有 解得：
由牛顿第二定律知： 得：
综上所述本题答案是：
12．（1）4.0s末，木箱的速度大小是6.62m/s；
（2）4.0s内，力F所做的功是215J；
（3）4.0s末，力F的瞬时功率是106W。
【解析】
【分析】
（1）根据牛顿第二定律求出木箱的加速度，由速度公式即可求出末速度；
（2）根据位移公式求出木箱移动的距离，由功的定义式即可求出F所做的功；
（3）由瞬时功率的公式求解即可。
【详解】
（1）木箱受到重力、恒力F、水平面的支持力以及摩擦力的作用，设加速度大小为a，将拉力正交分解，水平方向根据牛顿第二定律得：
，
竖直方向：，
又：，代入解得：
，
4.0s末的速度：
；
（2）移动的距离为：
，
根据功的定义式，得4.0s内力F所做的功为：
；
（3）根据功率的公式得：，得4.0s末拉力F的瞬时功率为：
P＝Fvcos37°＝20×6.62×0.8W＝106W。
【点睛】
本题考查功和功率的一般计算，较为简单。
13．正功 负功
【解析】
运动员从高处滑至坡底的过程中，运动员有竖直向下方向的位移，则所受重力做正功，运动员所受摩擦力方向与运动方向相反，则摩擦力做负功。
14．250 -50
【解析】
【详解】
根据恒力做功公式W=Fscosθ得：
[1]．W人＝Fscos60°=50×10×0.5J＝250J；[2]．Wf=fscos180°=5×10×（-1）=-50J．