[A组 素养达标]
1.一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程,则电梯支持力对人做功情况是( )
A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速时做正功,减速时做负功
D.始终做正功
解析:要判断功的正负,可根据公式W=Fscos α中力和位移的夹角α来判断.在加速、匀速、减速的过程中,支持力与人的位移方向始终相同,所以支持力始终对人做正功,故D正确.
答案:D
2.一物体置于光滑水平面上,受互相垂直的水平力F1、F2作用,如图所示,经一段位移后,F1做功为6 J,克服F2做功为8 J,则F1、F2的合力做的功为( )
A.14 J B.10 J
C.-2 J D.2 J
答案:C
3.大小相等的水平拉力分别作用于原来静止、质量分别为M1和M2的物体上,使A沿光滑水平面运动了l,使B沿粗糙水平面运动了相同的位移,则拉力F对A、B做的功W1和W2的比较( )
A.W1>W2 B.W1C.W1=W2 D.无法比较
解析:两种情况下拉力相同,位移相同,拉力与位移同向,所以做功一样多,故C正确,A、B、D错误.
答案:C
4.(2017·高考全国卷Ⅱ)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环,小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力( )
A.一直不做功
B.一直做正功
C.始终指向大圆环圆心
D.始终背离大圆环圆心
解析:因为大圆环对小环的作用力始终与速度垂直不做功,故A正确,B错误;从静止开始在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力先背离大圆环圆心,后指向大圆环圆心,故C、D错误.
答案:A
5.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为( )
A.0 B.-Fh
C.-2Fh D.-4Fh
解析:小球在上升和下降过程中,空气阻力大小不变、方向改变,但都是阻碍小球的运动,即上升过程和下降过程空气阻力都是做负功,所以全过程空气阻力对小球做的功WF=WF上+WF下=-Fh+(-Fh)=-2Fh.
答案:C
6.(多选)如图所示,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( )
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正确,B错误.
答案:ACD
7.(多选)竖直向上抛出一球,球从被抛出到落回原处所受的空气阻力与球的速度大小成正比,下列说法正确的是( )
A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率
D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
解析:已知球上抛后又落回原处,球在上升过程中运动的距离等于下降过程中运动的距离,而重力的大小是恒定的,因此,上升过程中克服重力做的功肯定等于下降过程中重力做的功.上升过程中的加速度大于下降过程中的加速度,将上升过程看成是由最高点加速下降到抛出点这一逆过程,因位移相同,则在上升过程中运动的时间要小于在下降过程中运动的时间.根据平均功率的定义可知,球在上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率,所以选项A、D错误,B、C正确.
答案:BC
8.如图所示,A、B两物体叠放在一起,A被不可伸长的细绳水平系于左墙上,B在拉力F作用下,向右匀速运动,在此过程中,A、B间的摩擦力做功情况是( )
A.对A、B都做负功
B.对A、B都不做功
C.对A不做功,对B做负功
D.对A做正功,对B做负功
解析:B对A的摩擦力向右,但A的位移为零,故摩擦力对A不做功,A对B的摩擦力向左,B物体位移向右,故摩擦力对B做负功,选项C正确.
答案:C
[B组 素养提升]
9.一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s,从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F,力F和滑块的速率v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示,设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系正确的是( )
A.W1=W2=W3 B.W1<W2<W3
C.W1<W3<W2 D.W1=W2<W3
解析:力F做的功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移的乘积,滑块的位移即v-t图像中图像与坐标轴围成的面积,第1 s内,位移大小x1=0.5 m,第2 s内,位移大小x2=0.5 m,第3 s内,位移大小x3=1 m,故W1=F1x1=0.5 J,W2=F2x2=1.5 J,W3=F3x3=2 J,所以W1<W2<W3,B正确.
答案:B
10.如图甲所示,质量为4 kg的物体在水平推力作用下开始运动,推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,g取10 m/s2.则( )
A.物体先做加速运动,推力撤去才开始做减速运动
B.运动过程中推力做的功为200 J
C.物体在运动中的加速度先变小后不变
D.因推力是变力,无法确定推力做功的大小
解析:滑动摩擦力f=μmg=20 N,物体先加速运动,当推力减小到20 N时,加速度减小为零,之后推力逐渐减小,
物体做加速度增大的减速运动,当推力减小为零后做匀减速运动,选项A、C错误;F-x图线与x轴所围的面积表示推力做的功,W=×100×4 J=200 J,选项B正确,D错误.
答案:B
11.两块相同材料的物块A和B放在光滑的水平地面上,在水平力F的作用下一同前进,如图所示,其质量之比为mA∶mB=1∶2.在运动过程中,力F一共对物体做功300 J,则A对B的弹力对B所做的功为多少?
解析:对A、B整体由牛顿第二定律得
F=(mA+mB)a①
对B有FAB=mBa②
联立①②得FAB=F③
设AB移动距离为L,则F做功W=FL④
A对B做功WAB=FABL⑤
联立③④⑤得WAB=W=200 J.
答案:200 J
[C组 学霸冲刺]
12.如图所示,水平粗糙地面上的物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着,现以大小恒定的拉力F拉绳的另一端,使物体从A点起由静止开始运动.若从A点运动至B点和从B点运动至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2,图中AB=BC,且动摩擦因数处处相同,则在物体的运动过程中( )
A.摩擦力增大,W1>W2
B.摩擦力减小,W1C.摩擦力增大,W1D.摩擦力减小,W1>W2
解析:设系在物体上的细绳与水平方向间的夹角为α,则物体对地面的压力N=mg-Fsin α,而物体所受的滑动摩擦力f=μN,可见,随α的增大,f逐渐减小;因细绳拉力F的水平分力Fcos α随α的增大而减小,由于AB=BC,故W1>W2,D正确.
答案:D
课件41张PPT。课前 ? 自主梳理课堂 ? 合作探究课后 ? 达标检测课堂 ? 巩固演练力的方向 力 位移 位移 地 恒力 标 过程 焦耳 焦 J 不做功 正功 负功 代数和 × × × √ × 课后 ? 达标检测