2019-2020学年鲁科版（2019）必修第二册 1.1机械功 达标作业（解析版)

1.1机械功
达标作业（解析版)
1．如图所示，一物块在水平推力F作用下沿水平地面向右运动，物块与地面间的摩擦力大小为．位移大小为x，在此过程中推力F做功为（ ）
A． B． C． D．
2．某人将一个物体由静止开始匀加速向上提起，在此过程中下列说法正确的是（）
A．人对物体不做功 B．人对物体做负功
C．重力对物体做正功 D．合外力对物体做正功
3．如图所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，该物体与斜面间的动摩擦因数相同．在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则
A． B． C． D．无法确定
4．如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中（ ）
A．摩擦力做的功为fs B．力F做的功为Fscosθ
C．力F做的功为Fssinθ D．重力做的功为mgs
5．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面体上，物体与斜面体间的动摩擦因数为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。则关于斜面体对m的支持力和摩擦力的做功情况，下列说法中错误的是（　　）
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
6．质量为、初速度为零的物体，在不同变化的合外力作用下都通过位移．下列各种情况中合外力做功最多的是（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，将一物体由A移至B，则重力做功
A．与运动过程中是否存在阻力有关
B．与物体运动路径无关
C．与物体运动状态有关
D．与物体初、末位置高度有关
8．一个力对运动物体做了负功，则说明（ ）
A．这个力一定阻碍物体的运动
B．这个力不一定阻碍物体的运动
C．这个力与物体运动方向的夹角α＞90°
D．这个力与物体运动方向的夹角α＜90°
9．一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1＝6J、W2＝－6J，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0
D．F1比F2做的功多
10．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．0～6s内物体的位移大小为30m
B．0～6s内拉力做的功为70J
C．合外力在0～6s内做的功与0～2s内做的功相等
D．滑动摩擦力的大小为5N
11．用30N的竖直向上的拉力将一只质量为的物体从静止开始竖直向上拉升5m，重力对该物体做了多少功？如果由静止开始竖直向上拉升5s，重力对该物体又做了多少功？
12．地铁列车可实现零排放，是替代燃油公交车的理想交通工具．若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达到最高速度72km/h，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s到达乙站停住．设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N，匀速阶段牵引力的功率为6×103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功．
（1）求甲站到乙站的距离；
（2）如果使用燃油公交车作为交通工具，从甲站到乙站牵引力做的功与地铁列车牵引力的功相同，求公交车排放气体污染物的质量．（燃油公交车牵引力每做1焦耳功，排放气体污染物3×10﹣6克）
13．(1)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？这些力的总功是多少？（g=10m/s2）
(2)若物体匀加速上升，加速度a=2m/s2，绳的拉力做了多少功？物体所受各力的总功是多少？
参考答案
1．A
【解析】力F做功为，选A.
2．D
【解析】
人将物体匀加速向上提起，则人对物体的拉力向上，故人对物体做正功；故AB错误；物体竖直向上，故重力对物体做负功，故C错误；由于物体向上匀加速运动，合外力向上，故合外力对物体做正功，故D正确．故选D．
点睛：本题考查功的定义，要注意明确功的是力和力的方向上的位移的乘积，同时明确正功与负功的性质，能正确根据力和位移的夹角分析功的正负.
3．B
【解析】设斜面的倾角为，CD间的水平距离为x，则下滑过程中克服摩擦力做功为，与斜面间的夹角大小无关，所以有，B正确．
4．C
【解析】
A、物体与地面之间的摩擦力大小为f，物体的位移的大小为s，由功的公式可得：，A错误；B、力F与竖直方向成θ角，所以在水平方向的分力为Fsinθ，所以F做的功为Fs?sinθ，B错误；C、由B的分析可知C正确；D、重力在竖直方向上，物体在竖直方向的位移是零，所以重力的功为零，D错误；故选C．
5．B
【解析】
【详解】
ABCD.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。
若摩擦力恰好为零，物体只受重力和支持力，如图所示，此时加速度，摩擦力不做功；
当时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90°，则做正功；
当时，摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移夹角大于90°，则做负功。
综上所述，故B错误ACD正确。
本题选择错误的，故选B。
6．C
【解析】
试题分析：根据公式可知图像与坐标轴围成的面积表示做功多少，故C做功最多，C正确；
考点：考查了功的计算
【名师点睛】利用数学图象处理物理问题的方法就是把物理表达式与图象结合起来，根据图象中的数据求解．
7．BD
【解析】重力做功的特点为：重力做功和路径无关，和物体运动状态及受力情况无关，只与物体的初末位置的高度有关，故BD正确，AC错误。
点睛：本题考查重力做功的特点，明确重力做功的特点才能更好的明确重力势能。
8．AC
【解析】
由功的表达式W＝Fscosα知，只有当α>90°时，cosα<0，力对物体做负功；此力阻碍物体的运动，故A、C对．
思路分析：力对物体做负功，即力是阻碍物体间的运动的，与物体的速度运动方向的夹角为钝角，
试题点评：本题考查了当力对物体做负功的时候，表示的物理含义
9．BC
【解析】根据恒力做功公式W=Fxcosθ可知，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；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，故B正确；W合=W1+W2=6-6=0，故C正确；F1比F2做的功一样多，故D错误。故选BC。
点睛：要知道功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的代数和，功的正负表示是动力做功还是阻力做功．
10．ABC
【解析】
【详解】
A项：0～6s内物体的位移大小x= =30m．故A正确．
B项：在0～2s内，物体的加速度a==3m/s2，由图，当P=30W时，v=6m/s，得到牵引力F==5N．在0～2s内物体的位移为x1=6m，则拉力做功为W1=Fx1=5×6J=30J．2～6s内拉力做的功W2=Pt=10×4J=40J．所以0～6s内拉力做的功为W=W1+W2=70J．故B正确．
C项：在2～6s内，物体做匀速运动，合力做零，则合外力在0～6s内做的功与0～2s内做的功相等．故C正确．
D项：在2～6s内，v=6m/s，P=10W，物体做匀速运动，摩擦力f=F，得到f=F==．故D错误．
【点晴】
速度图象的“面积”表示位移．0～2s内物体做匀加速运动，由速度图象的斜率求出加速度，2～6s内物体做匀速运动，拉力等于摩擦力，由P=Fv求出摩擦力，再由图读出P=30W时，v=6m/s，由F=求出0～2s内的拉力，由W=Fx求出0～2s内的拉力做的功，由W=Pt求出2～6s内拉力做的功．
11．；
【解析】
【详解】
重力对该物体做功：
W=-mgh=-2×10×5J=-100J；
如果由静止开始竖直向上拉升5s，物体的加速度

则上升的高度：

重力对该物体又做功：
W1=-mgh1=-2×10×62.5J=-1250J；
12．（1）甲站到乙站的距离是1950m；
（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，公交车排放气态污染物的质量是2.04kg．
【解析】
试题分析：（1）根据匀变速直线运动平均速度的推论求出匀加速和匀减速运动的位移，结合匀速运动的位移，求出总位移的大小．
（2）分别由功的计算公式：W=FS和W=Pt求出牵引力对列车做的功，结合燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10﹣6克即可求解．
解：（1）72km/h=20m/s，
地铁匀加速运动的位移为：s1=，
地铁匀减速运动的位移为：s3=，
地铁匀速运动的位移为：s2=vt2，
甲站到乙站的距离为：s=s1+s2+s3，
联立以上各式，并代入数据解得：s=1950m，
（2）地铁匀加速运动过程中，牵引力做的功为：W1=Fs1，
地铁匀减速运动过程中，牵引力做的功为：W2=Pt2，
地铁从甲站到乙站，牵引力做的总功为：W=W1+W2，
燃油公交车运行中做的功为：W′=W=6.8×108J
燃油公交车牵引力每做1焦耳功，排放气体污染物3×10﹣6g=3×10﹣9kg
公交车排放气体污染物的质量为：m=3×10﹣9×6.8×108kg=2.04kg
答：（1）甲站到乙站的距离是1950m；
（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，公交车排放气态污染物的质量是2.04kg．
【点评】该题结合机车的功与功率的问题考查匀变速直线运动的综合应用，解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式，并能灵活运用，难度适中．
13．(1)WF=1.0×104J,W G=-1.0×104J , W总=0 (2)WT=1.2×104J , W总′=2000J
【解析】
【分析】
（1）根据平衡条件求出拉力大小，再代入功的计算公式即可．
（2）由牛顿第二定律求出拉力的大小，再求拉力做功．物体所受各力的总功等于合外力做的功．
本题考查了求功的问题，要分析清楚物体运动过程，根据平衡条件和牛顿第二定律求出各力的大小，再根据功的计算公式求功．
【详解】
（1）物体匀速提升，由平衡条件得：钢绳的拉力F =mg=200×10N=2000N
钢绳的拉力做功：WF=Fh=2000×5J=1.0×104J
重力做功：WG=-mgh=-200×10×5J=-1.0×104J
则物体克服重力做功为1.0×104J．
这些力所做的总功是：W总=WF+WG=0
（2）根据牛顿第二定律得T-mg=ma
得T =m（g+a）=200×（10+2）N=2400N
绳的拉力做功：WT=Th=2400×5J=1.2×104J
物体所受各力的总功等于合外力做的功W总′=mah=200×2×5=2000J