2017高一物理《功》五一练习及答案(共11页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上阅读材料： 全方位“扫描”功在 “功”一节的新课中，虽然我们学习了功的要素、计算公式，以及功的正负和功的标量性，但在解决功的实际问题时，还是有一些情景让我们频频错误。可以从下面几个角度来进一步丰富对功的认识，以提高我们求功的能力。一、求哪个力的功求功时须首先看清楚是哪一个力的功。物理情景变化了、某一个力做的功变化了，对另一个力的做功不一定会发生影响。例题1：在图1中，地面粗糙，左图是使拉力F使物体向右前进位移s；如果把拉力F换成推力F（右图），向右的位移相同，则在这两个过程中F的做功是否相同？在这两个过程中，摩擦力做的功、合力做的功是否相同？解析：根据功的表达式W=FScos可知，两个过程中力F的做功都是W=FScos，故两次做功相同。根据摩擦力公式求得：第一次摩擦力的大小为f1=(mg-Fsin), 第二次摩擦力的大小为f2=(mg+Fsin), 根据功的表达式W=FScos可知，第二次摩擦力做的功大。根据牛顿第二定律可求得：第一次合力的大小为F1=Fcos-(mg-Fsin), 第二次合力的大小为F2=Fcos-(mg+Fsin), 根据功的表达式W=FScos可知，第一次合做的功大。可见，在此过程中，力F的做功相同，摩擦力做的功、合力做的功都不同（前者绝对数变大，后者变小），而它们对F做功不构成影响。因此，我们在求功时一定要弄清楚是哪一个力的功。二、用哪个的位移在功的表达式W=FScos中出现的是力F，位移S应该是对应力的位移，可是高中物理教材中出现是物体位移，两者难道是等同一个意思？仔细体会，我们发现教材中的物体多理解为理想抽象的质点，这样物体位移与力的位移没有什么区别。当两者不同时，我们计算功时应该用对应的力的位移。例题2：如图2（甲）所示，恒力F通过细绳使物体运动的位移为l，求恒力F所做的功；若恒力F通过细绳和滑轮使物体运动的位移为l，如图2（乙）所示，则恒力F所做的功又是多少？ 2解析：甲情况中，力F作用点的位移就是物体的位移，因此功；乙情况中，由初中动滑轮的知识，我们清楚力F作用点的位移是物体的位移的2倍，所以功； 三、是哪个夹角在功的表达式W=FScos中角有至关重要的作用，也是常被忽视的一个因子。它是力的方向与位移方向的夹角，而不是题目中的某一个以命名的角。例题3：如图3所示，三个物体均在力F的作用下在水平面上发生了一段位移s，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力和位移大小都相同：F=10N，s=2m。角的大小如图所示。 解析：由上图可以看出，甲图中对应公式的角度应为30°，乙图对应公式中的角度为150°，丙图对应公式中的角度为30°。甲图：W=10×2×cos300J=17.32J乙图：W=10×2×cos1500J=-17.32J丙图：W=10×2×cos300J=17.32J在用功的表达式计算时的角并不一定是题目中出现的哪个值，而是力的方向与位移方向的夹角。四、哪个过程的功在公式W = Fscos中，如果F和s不在同一个物理过程，则代入公式计算是没有意义的。例题4：运动员用200N的力把质量为1kg的球踢出去，球滚动了50m停下来，则运动员对球所做的功为（ ）A、500J B、10000J C、15000J D、无法计算解析：在本题中200N的力和50m的位移并不在同一过程，故用功的公式计算200×50 = 10000J是错误的。鉴于在200N作用时球的实际位移不祥，故应选D 。五、功的计算中的易错题辨析有些同学由于对功的有关知识理解不准确、不全面，甚至错误地理解因此，在功的计算中经常出错，现将几种常见错误列举如下：错误一：不注意公式的适用条件公式只适用于恒力做功，对变力做功不能用它直接计算有些同学在用公式计算功时，不注意公式的适用条件，产生错解例1：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，则从抛出到落回原点的全过程中，空气阻力对小球做功为 A BFh C2Fh D4Fh 错解：小球从抛出到落回原点的全过程中，位移，由公式得：空气阻力做的功评析：错认为小球从抛出到落回原点的全过程中，空气阻力的位移为零，因而得出错误结果事实上小球在上升阶段和下降阶段的空气阻力的方向不同，空气阻力是一个变力，不能用直接求解正解：把小球从抛出到落回原点的全过程分成上升和下降两个阶段分别计算，每一阶段都可以看作是恒力做功把两个阶段空气阻力做的功相加得出全过程的功。上升阶段：W1=Fhcos1800=-Fh下降阶段：W2=Fhcos1800=-Fh=-2Fh故正确答案为C 。错误二：误认为S就是物体的位移公式中的S是指力的作用点的位移，力的作用点的位移不一定等于物体的位移，误认为S就是物体的位移会造成错解FA图11例2：如图11所示，恒力F拉细绳使物体A在水平地面上产生位移S，恒力F的方向与水平面成角，求此过程中恒力F对物体做的功错解：物体A的位移为S，力F 的大小和方向始终不变，所以力F做的功为评析：对中S的物理意义理解错误，F 的位移错认为就是物体的位移OSSLOF图12正解：物体移动位移S的过程中，力F的作用点由O移到O点，所以本题中物体的位移S与恒力作用点的位移L是不同的，根据功的定义需要确定恒力F作用点的位移L，由图12中的几何关系可知：，所以恒力做的功为错误三：参考系的选取不正确导致错误位移是一个与参考系的选取有关的物理量，没有特别声明的情况下，在功的计算中通常选取地球为参考系F图2例3：一辆汽车在平直的路面上匀速行驶，一人站在车上用力F拉物体，物体和人相对于汽车处于静止状态如图2所示，当汽车通过的位移为S时，F做的功为：A零 BFS C可能是零，可能是FS D条件不足，无法计算错解：因为物体相对于汽车处于静止状态，所以位移为零，故选取A评析：功的计算式中的S是一个相对量，所以功也是一个相对量在计算时要明确是求相对于哪个参考系的功通常情况下，S均是指相对于地面的位移所以本题应以地球为参考系正解：物体和人相对于汽车静止，所以汽车通过的位移为S时，物体的位移必然也为S，则力F做的功为选B错误四：误认为功是有方向的，需用平行四边形定则求几个力的总功F1F2v图3作用在物体上的几个力的总功等于各个力对物体做功的代数和但在具体计算中，往往受到力的合成的知识的干扰，用平行四边形定则去求几个力的总功例4：两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图3所示物体通过一段位移，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则F1、F2的合力对物体做功为：A7J B1J C5J D35J错解：参照力的的合成知识得选C评析：由于受到力的合成知识的干扰，求总功总认为同求合力一样，都满足平行四边形定则，结果造成错误正解：几个力的总功应等于各个力的功的代数和所以F1、F2的总功为： 故选A错误五：误认为作用力和反作用力的功总是大小相等牛顿第三定律指出：作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上有些同学错误地认为作用力和反作用力的功也一定大小相等，这就难免出现错误ABF图5例6：如图5所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B放在水平地面上，在拉力F的作用下，使物体A做匀加速直线运动当物体A相对于地面运动了01m时，B对A的摩擦力做的功为10J，则A对B的摩擦力做功的大小可能是：A0 B10J C小于10J D无法确定错解：B对A的摩擦力做功为10J，则反作用力即A对B的摩擦力做功也为10J，所以选B评析：简单地理解为作用力和反作用力的功大小相等是导致错解的罪魁祸首作用力和反作用力分别作用在两个物体上，二个物体的运动状态不一定相同，在相互作用力方向上的位移也不一定相同，所以作用力和反作用力的功不一定相等正解：本题有三种可能：B静止，则A对B的摩擦力做功为零；B运动，且A和B间有相对运动，所以：，而SA>SB，A和B相对静止一起运动，因为SA=SB，所以 故选ABC练兵操场： 动能定理 一、基础训练之选择题1.若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则：A.物体的动能不可能总是不变的B.物体的加速度一定变化C.物体的速度方向一定变化D.物体所受合外力做的功可能为零2.假设汽车紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多.当汽车以20m/s的速度行驶时,突然制动.它还能继续滑行的距离约为：A.40m B.20m C.10m D.5m3. 一个物体放在光滑的水平地面上，现用水平力F拉着物体由静止开始运动，当经过位移s1时，速度达到v，随后又经过位移s2时，速度达到2v.那么，在s1和s2两段路程中F对物体做的功之比为：A.12B.21 C.13D.144质量为m的滑块沿着高为h，长为L的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到底端的过程中：A、重力对滑块所做的功为mgh B、滑块克服阻力所做的功等于mghC、合力对滑块所做的功为mgh D、合力对滑块所做的功不能确定5.一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，则下列说法中错误的是（g取10m/s2）：A、手对物体做功12J B、合外力对物体做功12JC、合外力对物体做功2JD、物体克服重力做功10J6.质点在恒力作用下从静止开始做直线运动，则此质点任一时刻的动能：A.与它通过的位移s成正比B.与它通过的位移的平方成正比C.与它运动的时间成正比D.与它运动的时间的平方成正比7.不同质量的两个物体由同一地点以相同的动能竖直向上抛出，不计空气阻力，则这两个物体：A所能达到的最大高度和最大重力势能都相同B所能达到的最大高度不同，但最大重力势能相同C所能达到的最大高度和最大重力势能均不同D所能达到的最大高度相同，但最大重力势能不同8.速度为v的子弹，恰可穿透一固定着的木板，如果子弹速度为2v，子弹穿透木板的阻力视为不变，则可穿透同样的木块：A.2块B.3块 C.4块D.1块9.对水平地面上的物体施加一水平恒力F，物体从静止开始运动了位移s，此时撤去力F，此后物体又运动了位移s而静止下来.若物体的质量为m，则有：A.物体所受阻力的大小为F B.物体所受阻力的大小为C.力F所做的功为零 D.力F所做的功为10.质量为m的金属块，当初速度为v0时，在水平面上滑行的最大距离为s，如果金属块的质量增加到2m，速度增大到2v0时，在同一水平面上金属块滑行的最大距离为：A.s B.2s C.4s D.s11一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时速度为2.0ms。取g10ms2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是A合外力做功50J B阻力做功500JC重力做功500JD支持力做功50J12人骑自行车下坡，坡长l=500m,坡高h=8m,人和车总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10m/s,g取10m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为A.-400JB.-3800JC.-50000JD.-4200J13在距地面10m高处，以10m/s的速度抛出一质量为1kg的物体，已知物体落地时的速度为16m/s，下列说法中正确的是（g取10m/s2）A抛出时人对物体做功为50JB自抛出到落地，重力对物体做功为100JC飞行过程中物体克服阻力做功22JD物体自抛出到落地时间为1s14、两个质量不同的物体在同一水平面上滑行，物体与水平面间的动摩擦因数相同，比较它们滑行的最大距离，下列判断中错误的是 A若两物体的初速度相等，则它们的最大滑行距离相等 B若两物体的初动能相等，则它们的最大滑行距离相等 C若两物体的初动能相等，则质量小的最大滑行距离大 D若两物体停止前的滑行时间相等，则两物体的最大滑行距离相等图vv0Ott2tAB15A、B两物体的质量之比mAmB=21，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示。那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FAFB与A、B两物体克服摩擦阻力做的功之比WAWB分别为A. 41，21   B. 21，41  C. 14，12  D. 12，14二、拓展训练之计算题16.一辆质量为m、速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停下.试求汽车受到的阻力.图17.从离地面H高处落下一只小球，小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k(k<1)倍,而小球每次与地面相碰后，能以与碰前相同大小的速度反弹，求：(1)小球第一次与地面碰撞后，能够反弹起的最大高度是多少？(2)小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？18.为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数（设为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为。于是他设计了下述实验：图CAB第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时另一端坐在位置B，使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置A，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位置C时停止。第二步，将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态。请回答下列问题： （1）你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示） 。（2）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数的计算式：= 。19在光滑水平面上有一静止的物体，现以水平恒力甲推该物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙推该物体，当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J，则在整个过程中，恒力甲做的功等于多少？恒力乙做的功等于多少？20.如图所示，滑块在恒定外力F2mg的作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，求AB段与滑块间的动摩擦因数。 ABRm.O21如图所示，AB是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端B与水平直轨道相切一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑，已知轨道半径为R=0.2m，小物块的质量为m=0.1kg，小物块与水平面间的动摩擦因数µ = 0.5，取g=10m/s2求：（1）小物块到达圆弧轨道末端B点时受支持力；（2）小物块在水平面上滑动的最大距离参考答案： 1.解析：物体在运动过程中受到的合外力不为零，但合外力的功可能为零，动能可能不变；物体的加速度一定不为零，是否变化不能断定.物体的速度方向是否变化也难以确定.答案：D2.解析：设汽车的质量为m ,则汽车在紧急制动时所受的阻力f=mg,并设制动后的滑行距离为s,根据动能定理得-fs=0-mv02 即 -mgs=0-mv02 所以 s=20m答案：B3.解析：本题考查动能定理的简单应用，需要分析物体在运动过程中的受力情况及力对物体做功的情况，并且应用动能定理时，注意物体运动的初末状态的确定.解析：物体在前进s1过程，对物体受力分析可得，只有拉力F对物体做功由动能定理得Fs1=mv2物体在前进s2的过程，对物体受力分析可得，只有拉力F对物体做功由动能定理得Fs2=m(2v)2mv2联立以上两式可得，在两个过程中力F做的功之比为W1/W2=1/3所以答案为C.4.解析：物体匀速运动，外力做功之和为零。答案：AB5.解析：直接用动能定理求解。答案：B6.答案：AD7.答案：B8.解析：穿一块时，由动能定理可得：F·L=mv2同理，子弹速度为2v时，由动能定理得：nFL=m·（2v）2可得：n=4 故答案为C.9.解析：对全过程利用动能定理可得Fs-2FFs=0，所以FF=，力F所做的功WF=Fs.答案：B10.解析：金属块在水平面上滑行时，动能的减少量等于克服摩擦阻力所做的功.由动能定理可知，金属块克服摩擦阻力做的功等于金属块动能的减少量.当滑行距离最大时，末动能为零，而在同一平面上，滑动摩擦力F=mg不变.因为-mgs=0-mv02，所以-mgs=0-mv02联立以上两式可解得：x=4s.正确选项为C.答案：C11答案：A 由动能定理可以得出合外力做的功50J，其中重力做功750J，支持力做功0J，所以阻力做功-700J。12答案：B由动能定理可以得出合外力做的功4200J，其中重力做功8000J，支持力做功0J，所以阻力做功-3800J13答案：ABC 14答案：AC15答案：A由速度图象可得 aAaB=21，由牛顿第二定律 F=ma，可得 FAFB 41。由动能定理可得   ，可得  WAWB= mAmB=21。16.解析：我们讨论的是汽车从关闭发动机到静止的运动过程.这个过程的初动能、末动能都可求出，因而应用动能定理可以知道阻力做的功，进而可以求出汽车受到的阻力.解答：汽车的初动能、末动能分别为mv02和0，阻力F阻做的功为F阻l.应用动能定理，有F阻l=0mv02 由此解出F阻= 汽车在这段运动中受到的阻力是.17.解析:小球要经过多少次碰撞，才会停止弹跳？这个问题不好回答，也没有必要回答，因为可以用动能定理求解，不必关心小球的碰撞次数.(1)设小球第一次与地面碰撞后，能够反弹起的最大高度是h，则由动能定理得：mg(Hh)kmg(H+h)=0 所以h=H.(2)设球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是s，对全过程使用动能定理得：WG+Wf =00即mgHkmgs=00 所以s=.点评:该题如果不用动能定理，将碰到复杂的数学极限运算.18.解：（1）该同学需用刻度尺直接测量的物理量是：AB间的距离x1、AC间的距离s、弹簧竖直悬挂时伸长的长度x2。 （2）在滑块由A到C的过程中对滑块应用动能定理有  ，滑块悬挂在弹簧上时有  mg=kx2， 由以上两式可得滑块与水平桌面间的动摩擦因数   。 ABCB/D图19.解：如图所示，A到B作用力为F1，BCD作用力为F2。由牛顿第二定律F=ma及匀减速直线运动的位移公式，匀加速直线的速度公式v0=at，设向右为正向，向左为负向，AB=s，可得：， ，即解得F2=3F1所以W2=3W1，而W1+W2=32J，所以W1=8J，W2=24J.20. 解：设圆周的半径为R，则在C点：mgm离开C点，滑块做平抛运动，则2Rgt22 V0tsAB 由B到C过程，由机械能守恒定律得：mvC2/2+2mgRmvB2/2 由A到B运动过程，由动能定理得： 由式联立得到： 21解：（1）由动能定理得： 在B点 由以上两式得 N=3N（2）设在水平面上滑动的最大距离为s 由动能定理得 m=0.4m 专心-专注-专业