人教版高中物理必修2第七章第2节功练习题

高中物理人教版必修2第七章2功练习题
一、单选题
两个物体的质量分别为和，，在大小相等的两个力和作用下沿力的方向移动了相同距离。若做的功为，做的功为，则
A.
B.
C.
D.
无法确定
一物块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为，从此刻开始在物块运动方向上再施加一水平作用力F，力F与物块的速度v?随时间变化的规律分别如图甲、乙所示．则下列说法中正确的是?
?
A.
第1秒内水平作用力F做负功
B.
第2秒内合力做功为
C.
第3秒内水平作用力F不做功
D.
秒内水平作用力F所做总功为3J
如图所示，某个力作用在半径为的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致，则转动一周这个力F做的总功为
A.
0
B.
C.
D.
有下列三种情况：大小为F的水平恒力使物体在光滑水平面上沿力的方向移动距离大小为F的水平恒力使物体在粗糙水平面上沿力的方向移动距离大小为F的平行于斜面向上的恒力使物体沿斜面向上移动距离l。关于这三种情况下力F对物体做功的大小的判断，下列说法正确的是
A.
在情况中力F做功最大
B.
在情况中力F做功最大
C.
在情况中力F做功最大
D.
三种情况力F做功一样大
放在粗糙水平地面上质量为的物体受到水平拉力的作用，在内其速度与时间的关系图象和该拉力的功率与时间的关系图象分别如图甲、乙所示，下列说法中正确的是????
A.
内拉力做的功为
B.
物体在内所受的拉力为
C.
物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为
D.
合外力在内做的功与内做的功相等
如图所示，一个可以看成质点的物体以一定的初速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功大小为；若该物体从C点以一定的初速度沿两个斜面滑到D点，两斜面用光滑小圆弧连接，摩擦力做功大小为；已知该物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则
A.
B.
C.
D.
无法确定和的大小关系
关于功的概念，下列说法中正确的是
A.
力对物体做功多，说明物体的位移一定大
B.
力对物体做功少，说明物体的受力一定小
C.
力对物体不做功，说明物体一定无位移
D.
功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小共同决定的
如图所示，滑块P、Q叠放在一起，沿倾角为的斜面匀速下滑距离l。物体P的上表面水平，物体Q的质量为m。物体P对Q的支持力对Q做的功为
A.
0
B.
C.
D.
如图所示，木板OA水平放置，长为l，在A处放置一个质量为m的物体，现绕O点缓缓抬高A端，直到当木板转动到与水平面成角时停止转动。在整个过程中
A.
支持力对物体做的功为
B.
支持力对物体做的功为零
C.
摩擦力对物体做的功为
D.
摩擦力对物体做的功为零
如图所示，AB为四分之一圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C处停止，不计空气阻力，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为
A.
B.
C.
mgR
D.
二、多选题
如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是
A.
重力做功为mgL
B.
悬线的拉力做功为0
C.
空气阻力做功为
D.
空气阻力做功
目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是
A.
卫星的动能逐渐减小
B.
由于地球引力做正功，引力势能一定减小
C.
由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变
D.
卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量
如图所示，水平路面上有一辆质量为的汽车，车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是
A.
人对车的推力F做的功为FL
B.
人对车做的功为maL
C.
车对人的摩擦力做的功为
D.
车对人的作用力大小为ma
三、填空题
重20N的铁球从离地面40m高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的倍，该球从下落到着地的过程中，重力对小球做功为_______，空气阻力对小球做功为_______，小球克服空气阻力做功为_______，合外力做功为_________．
一辆汽车以的速度在平直的公路上行驶，发现前方有险情时，驾驶员立即进行急刹车，刹车过程中受到地面的摩擦力为600N，刹车后的速度v随刹车位移x的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车的加速为_________，从开始刹车到汽车的速度减小为的过程中，汽车克服地面摩擦力做的功为__________。
光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，则轨道对小球___________填“做正功”、“做负功”或“不做功”。
如图所示，质量分别为m、M的A，B两木块叠放在光滑的水平桌面上，A与B的动摩擦因数为，用一水平拉力F作用于B，使A和B保持相对静止向右运动的位移为s，则这个过程中F做的功为_______
，摩擦力对A做的功为________
四、实验题
如图甲所示装置，可以进行以下实验：
如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验，由此可求得如图乙纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式已知小车质量M，托盘及砝码的质量m，且M远大于m，已经平衡好摩擦力，用题中符号填空______，该小车动能改变量的表达式______。由于实验中存在系统误差，所以W______选填“小于”、“等于”或“大于”。
五、简答题
如图所示，一质量为的物体从半径为圆弧的A端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端圆弧AB在竖直平面内。拉力F大小不变，始终为15N，方向始终与物体在该点的切线成角。圆弧所对应的圆心角为，BO边在竖直方向上，取在这一过程中，求：
拉力F做的功；
重力mg所做的功；
圆弧面对物体的支持力做的功。
圆弧面对的摩擦力做的功。
六、计算题
起重机用恒力F把质量为1t的货物以的速度匀速提升了，则在这一过程中不计空气阻力，取
重力对货物做了多少功？
对货物做了多少功？
货物克服重力做了多少功？
各个力对货物做的总功是多少？
七、综合题
下列说法正确的是________。
A.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
B.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
C.一定质量的某种理想气体在等压膨胀的过程中温度一定升高
D.如果气体分子总数不变，而气体温度升高，压强一定增大
E.自然界中符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自然发生
如图所示，一个导热性良好的圆筒中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体，活塞A上方和活塞B下方都与大气相通，A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动且不漏气，内部横截面的面积，A的质量不计。B有一定质量，并与一劲度系数的较长的弹簧相连。已知大气压强，平衡时，两活塞间的距离。现在活塞A上缓慢加沙子，直到加入质量为的沙子，该过程可认为气体温度保持不变。
求加入沙子后两活塞间的距离；
若加入沙子后缓慢升高外界温度，求当活塞A回到原位置时的温度；
求整个过程中大气压对活塞A和活塞B做的总功W。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】略
2.【答案】B
【解析】
【分析】
知道F的大小，根据平衡条件可求出摩擦力的大小；再求得各自时间段内物体的位移即可求得力F做功的多少和第2s内合力的功。
本题考查的是学生对功的理解，根据功的定义可以分析做功的情况，在解题时一定注意对图象的掌握和应用。
【解答】
A.由速度图象可知，第1s内的位移为，由功的公式可知，拉力所做的功，即在第1秒内，水平作用力做正功；故A错误；
B.由图象可知，第2s内的位移为；第3s内物体做匀速运动，根据平衡条件可知，摩擦力；所以第2秒内合力做功为?J，故B正确；
C.第3s内水平作用力与位移方向相同，故水平作用力做正功，故C错误；
D.第2s内水平作用力的功为，第3s内物块的位移为1m，水平力为2N，所以第3s内水平力F的功，由以上可知，内水平作用力F所做的总功；故D错误。
故选B。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
在恒力的作用下，求力做的功为，所以求出在力作用下通过的位移即可。
本题应注意，力虽然是变力，但是由于力一直与速度方向相同，故可以直接由求出。
【解答】
转半周通过的轨迹长度为：
力F所做的功：
故选B。
4.【答案】D
【解析】略
5.【答案】D
【解析】
【分析】
由图象及功率的表达式可求拉力，在利用功的定义式即可求得拉力做的功；然后根据物体受力求得合外力，进而得到合外力做的功即摩擦力。
物体运动学问题，一般根据物体受力求得合外力进而得到加速度，从而求得物体运动状态；亦可逆向推得物体受力。
【解答】
由水平拉力的功率可得：在内，拉力；在，拉力；
由图可知，物体在的位移；在的位移，故内拉力做的功为，故AB错误；
C.由物体在水平面上只受摩擦力和拉力，在内物体受力平衡可得，所以，，故C错误；
D.由物体速度与时间的关系图象可知，物体在内合外力大于零，在内合外力为零，故合外力在内做的功与内做的功相等，故D正确。
故选D。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
通过功的公式去比较两种情况下摩擦力做功的大小。
解决本题的关键掌握功的公式；注意本题中摩擦力一直做负功，要明确求总功的方法。
【解答】
设AB间的距离为L，则上图中摩擦力做功，下图中把摩擦力做功分为两段，即：
，所以，故B正确，ACD错误。
故选B。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
功是力与力的方向上发生位移的乘积，根据公式进行分析即可。
本题考查功的计算公式，只要理解做功的公式即可求解。
【解答】
A.力做功的多少取决于力的大小、位移大小及力和位移的夹角；做功多不一定是位移大；故A错误；
B.力对物体做功少，可能是夹角大也可能是位移小；并不一定是受力小；故B错误；
C.力对物体不做功，可能是力与物体的位移相互垂直；故C错误；
D.功的大小由力的大小、物体位移的大小和力与位移夹角的大小确定；故D正确。
故选D。
8.【答案】D
【解析】略
9.【答案】A
【解析】
【分析】
对物块受力分析可知，物块受到重力支持力和摩擦力的作用，处于平衡状态，根据功的公式可以分析支持力和摩擦力对物块的做功的情况．?
根据木板从水平面绕O端逆时针缓慢转动，倾角的增大去判断力的变化。?
能正确的受力分析，理解做功的条件，属于中档题目。
【解答】
物块在上升的过程中，物块相对于木板并没有滑动，所以物块受到的摩擦力对物块做的功为零，由于重力对物块做了负功，摩擦力对物块不做功，根据动能定理可以知道，支持力对物块做功即为；在下滑过程中，支持力与运动方向垂直，故不做功，因此在整个过程中，支持力做功为；故A正确，B错误；?
在物块在上升的过程中，物块相对于木板并没有滑动，所以物块受到的摩擦力对物块做的功为零；在下滑过程中，摩擦力做负功，，故CD错误；?
故选A。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查动能定理的应用，变力做功可以由动能定理求解，恒力做功可以直接由功的公式求解。
BC段摩擦力可以求出，由做功公式求得BC段摩擦力对物体所做的功，对全程由动能定理可求得AB段克服摩擦力所做的功。
【解答】
BC段物体所受的摩擦力为：，位移为R，故BC段摩擦力对物体做功：，对全程由动能定理可知，，解得物体在AB段摩擦力所做的功：，故AB段克服摩擦力做功为：，故ABC错误，D正确。
故选D。
11.【答案】ABD
【解析】
【分析】
直接利用重力做功公式计算得出；根据功的定义判断；根据特殊变力做功公式计算。
本题考查了功的计算，基础题目。
【解答】
A.由重力做功特点得重力做功为：，A正确；
B.悬线的拉力始终与v垂直，不做功，B正确；
由微元法可求得空气阻力做功为：，C错误，D正确．
故选ABD．
12.【答案】BD
【解析】
【分析】
本题关键是首先根据地球对卫星的万有引力等于卫星需要的向心力，得出卫星的动能随轨道半径的减小而增大，然后再根据动能定理和功能原理讨论即可。
若卫星做圆周运动，则应满足，可得轨道半径越小v越大，应熟记。
【解答】
A.由，可知，，可见，卫星的速度大小随轨道半径的减小而增大，则物体的动能是增大得我，所以A错误；
B.由于卫星高度逐渐降低，所以地球引力对卫星做正功，引力势能减小，所以B正确；
C.由于气体阻力做负功，所以卫星与地球组成的系统机械能减少，故C错误；
D.根据动能定理可知引力与空气阻力对卫星做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的变化，所以D正确。
故选BD。
13.【答案】AC
【解析】解：A、人对车做功为，故A正确；
B、在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为，人对车的作用力为，故做功为，同时车对人还有支持力，故车对人的作用力为，故BD错误
C、对人由牛顿第二定律可以
车对人的摩擦力做功为，故C正确，
故选：AC。
通过牛顿第二定律求出各力的大小和明确方向且在力的方向上通过的位移，由求出各力做的功；
求车厢对人的作用力，不能只考虑水平方向的产生加速度的合力，同时车厢对人还有一个竖直方向上的支持力的作用，这是有的同学经常出错的原因，知道这些这道题就不难做了。
14.【答案】800；?
；?
160；?
640；
【解析】
【分析】
根据求解重力做的功，根据求解阻力做的功，小球克服空气阻力做功为，先求出合外力，再根据求解合外力做功。
本题主要考查了恒力做功公式的直接应用，难度不大，属于基础题。
【解答】
根据得：
根据得：根据
小球克服空气阻力做功为
铁球所受合外力
所以合外力做的功为：
故答案为：800；；?
160；640
15.【答案】10；1920
【解析】略
16.【答案】不做功
【解析】略
17.【答案】Fs；。
【解析】
【分析】
由功的公式直接求出F所做的功；再由牛顿第二定律求得加速度，从而求出A受到的摩擦力，再由功的公式求解摩擦力对A所做的功。
本题考查功的计算，在解题中要注意明确整体做加速运动，不能用力的平衡来求摩擦力。
【解答】
F的作用位移为s，则拉力所做的功；
由牛顿第二定律可知：
故摩擦力
故摩擦力做功
故答案为：Fs；。
18.【答案】?
；；大于
【解析】
【分析】
本题主要考查学生探究动能定理实验原理及数据处理能力，解决本题的关键在于根据纸带计算速度与位移大小。
【解答】
根据力做功公式，，；可得；
根据实验原理，；
实验中必然存在阻力，对小车做负功，并且小车的实际拉力小于砝码和托盘的重力，故砝码和托盘重力做的功必然大于小车动能的变化量。故填大于；
故答案填：?
；；大于
19.【答案】解：由于拉力F是大小不变，方向时刻改变方向始终与物体在该点的切线成角，是一个变力。我们可以用“分割求和”的思想方法得出：
重力mg做的功：
由于支持力N始终与物体运动方向垂直，所以支持力N不做功；
所以不能用功的计算式来计算功，根据动能定理，有：
解得：
答：拉力F做的功为；
重力mg所做的功为；
圆弧面对物体的支持力做的功为零。
圆弧面对的摩擦力做的功为。
【解析】重力是恒力，根据恒力做功的表达式列式求解重力的功；由于拉力F是大小不变，方向时刻改变方向始终与物体在该点的切线成角，是一个变力，我们可以用“分割求和”的思想方法求解拉力做功；圆弧面对物体的摩擦力做的功，由于摩擦力不仅方向时刻改变，而且大小也在时刻改变，是变力做功，根据动能定理求解。
求解功，可以根据公式，也可以采用微元法，还可以结合动能定理求解，基础题目。
20.【答案】解：由功的公式得：
物体做匀速直线运动，则力F的大小等于mg，由功的公式得：
物体克服重力做功：
各个力对货物做的总功：
答：重力对货物做功；
对货物做功；
货物克服重力做功；
各个力对货物做的总功是0。
【解析】本题考查对于功的理解与应用。
功是过程量，求解功，必须明确是哪个力对那个物体在哪个过程中做功；功是标量，但有正负，根据力与位移的夹角判断是力对物体做功还是物体克服外力做功。
21.【答案】；
解：已知加入沙子达到平衡时，气体的压强为；
对封闭气体有：；
求得加入沙子后两活塞间的距离为；
设活塞B向下移动的距离为x，则；
求得；
活塞A回到原位置的过程是等压过程，有；
求得：；
整个过程中大气压对活塞A做功为；
整个过程中大气压对活塞B做功为
所求；
由以上各式求得。
答：加入沙子后两活塞间的距离为20cm；
若加入沙子后缓慢升高外界温度，求当活塞A回到原位置时的温度为525K；
整个过程中大气压对活塞A和活塞B做的总功W为。
【解析】
【分析】
本题考查了热力学部分内容等，知识点多，难度小，记住基础知识是关键。
分子间同时存在斥力和引力，当二力平衡时，分子势能最小；
气体压强是分子对容器的碰撞引起的，与分子数密度和分子热运动的平均动能有关；
根据理想气体的状态方程分析状态参量的变化；
自然界中符合能量守恒定律的宏观过程不一定符合热力学第二定律。
【解答】
A.分子间同时存在斥力和引力，当分子距离大于平均距离时，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当分子距离小于平均距离时，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；所以当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小，故A正确；
B.气体压强是分子对容器的碰撞引起的，与运动状态无关，故B错误；
C.根据理想气体的状态方程：可知一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高，故C正确；
D.根据理想气体的状态方程：，可知，气体的温度升高，而体积的变化不知道，所以不能判断出气体的压强的变化，故D错误；
E.自然界中符合能量守恒定律的宏观过程不一定符合热力学第二定律，故不一定能自然发生，故E正确。
故选ACE。
本题考查了胡克定律、理想气体的状态方程；明确气体作何种变化，找准气体的初末状态量；含有弹簧的题目要注意弹簧的形变。
根据加入沙子达到平衡，求出气体的压强，根据玻意耳定律求出两活塞间的距离；
活塞A回到原位置的过程是等压过程，根据盖吕萨克定律求出当活塞A回到原位置时的温度；
求出整个过程中大气压对活塞A、B做的功，求出整个过程中大气压对活塞A和活塞B做的总功W。
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