7.2 功—人教版高中物理必修2同步练习.docx

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1、人教版 物理必修2第七章机械守恒定律同步强化7.2 功1关于做功，下列说法正确的是 （ ）A. 作用力做正功时，反作用力一定做负功 B. 一对作用力和反作用力做的功一定大小相等C. 滑动摩擦力一定对物体做负功 D. 静摩擦力可以对物体做正功【答案】：D【解析】：根据功的定义可知，静摩擦力可以对物体做正功，故D正确。2物体在两个相互垂直的力F1、F2作用下运动，力F1对物体做功6 J，物体克服力F2做功8 J，则F1、F2的合力对物体做功为 （ ）A. -2 J B. 2 J C. 14 J D. 10 J【答案】：A【解析】：功是标量，故-8+6=-2J，选择A正确。3有一个质量为m边长为a的

2、正方体与地面之间的动摩擦因数=0.3可以将它翻倒或向前匀速平推距离a，则 （ ）A. 将它翻倒比平推前进做功少B. 将它翻倒比平推前进做功多C. 两种情况做功一样多D. 翻倒时不做功【答案】：A【解析】：翻到物体重心变化量没有水平移动位移大，故选择A正确。4. 如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是()A摩擦力对轮胎做了负功B重力对轮胎做了正功C拉力对轮胎不做功D支持力对轮胎做了正功【答案】：A【解析】：摩擦力方向与轮胎位移方向相反，摩擦力做负功，A正确；重力和支持力的方向与轮胎位移方向垂直，不做功，B、D错误；

3、拉力方向与轮胎位移方向成锐角，做正功，C错误。5物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力F1做功3 J，物体克服力F2做功4 J，则力F1、F2的合力对物体做功()A7 J B5 J C1 J D1 J【答案】：D【解析】：合力做功等于各力做功的代数和，即3 J4 J1 J。6如图所示，用同样的力F拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是()A甲中做功最少 B丁中做功最多C做功一样多 D无法比较【答案】：C【解析】：功是力和在力的方向上的位移的乘积，四种情况中力和在力的方向上的位移都相同，所以四种情况做功一样多或由

4、WFlcos 计算，也可判断出四种情况做功一样多，故C正确。7 如图所示，在加速向右运动的车厢中，一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法中正确的是()A人对车厢的作用力做正功 B车厢对人做负功C车厢对人做正功 D车厢对人不做功【答案】：C【解析】：受力分析则，人受到重力、支持力、摩擦力和车厢对人的推力，后面三个力的施力物体为车厢，因为人与车厢相对静止，所以有向右的加速度，重力和支持力不做功，人受到车厢的摩擦力和推力两个力的合力，合力方向与速度方向相同，因此合力做正功，故C正确。8如图所示，一个人推磨，其推磨杆的力的大小始终为F，与磨杆始终垂直，作用点到轴心的距离为r，磨绕轴

5、转动，则在转动一周的过程中推力F做的功为()A0 B2rF C2Fr D2rF【答案】：B【解析】：推磨过程中，推力F始终与磨杆垂直，在推力F作用下，推力F的作用点在转动一周过程中运动的路程为s2r，可将该圆周平均分为n等份，n无限大，则每一份可近似认为是一段直线运动，在每一小段直线运动中F做的功为W0Fs0，又2rns0，则转动一圈过程中，推力F做的功为WnFs02rF，故B正确。9.一滑块静止在粗糙水平地面上，t0时给滑块施加一水平方向的作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示设在第1秒内、第2秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2，则W1与W2之比为()A11B12

6、C14 D21【答案】：A【解析】：物体在第1秒内的位移x1(21)m1 m，在第2秒内的位移x2vt2(21)m2 m。根据WFx得，在第1秒内力F所做的功为W1F1x141 J4 J，第2秒内力F所做的功为W2F2x222 J4 J，所以：W1W2.故A正确，B、C、D错误。10物体在合力作用下做直线运动的vt图象如图所示，下列表述正确的是()A在01 s内，合力做正功B在02 s内，合力总是做负功C在12 s内，合力不做功D在03 s内，合力总是做正功【答案】：A【解析】：根据vt图象，01 s内，物体做匀加速运动，所以合力方向与运动方向相同，合力做正功；13 s内，物体做匀减速运动，所

7、以合力方向与运动方向相反，合力做负功，因此03 s内合力先做正功后做负功，故只有选项A正确。11如图所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m20 kg，斜面倾角37，斜面的长度l0.5 m，货物与斜面间的动摩擦因数0.2，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合力做的功。(取g10 m/s2)【答案】：W160 J，W20，W316 J ，W44 J【解析】：对物体进行受力分析如下图所示：重力G对货物做正功，则：W1mglsin 3720100.50.6 J60 J支持力FN对货物不做功，则：W20摩擦力Ff对货物做负功，则：W3(mgcos 37)lcos 1800.2

8、20100.80.5 J16 J合力做的总功为：WW1W2W3(60016) J44 J也可以先计算合力再求功，则合力做的功WF合l(mgsin 37mgcos 37)l(20100.60.220100.8)0.5 J44 J。12质量为2kg的物体静置于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，2s末时撤去拉力，物体运动的图象如题图所示，求：滑动摩擦力在6s内做的功。【答案】：-24J【解析】：减速过程的加速度大小为：根据牛顿第二定律，有：f=ma2=21N=2Nv-t图象的面积表示位移大小，故：S=64=12m滑动摩擦力在6s内做的功：W=-fS=-212=-24J13一质量2kg的物块

9、放于水平面。在与水平面成37o斜向上的拉力10N作用下，从静止开始向右运动5m的距离,物块与水平面间的动摩擦因数0.2， 求：（1）拉力对物块所做的功（2）摩擦力对物块所做的功【答案】：（1）40J；（2）-14J【解析】：（1）拉力对物块所做的功为：（2）对物块，又解得 摩擦力对物块所做的功为：14.人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量为m50 kg的物体，如图所示，开始时绳与水平方向的夹角为60.当人匀速提起物体由A点沿水平方向运动l2 m而到达B点时，绳与水平方向成30角则人对绳的拉力做了多少功？【答案】：730J【解析】：人对绳的拉力做的功与绳对物体的拉力做的功是相同的，而由于匀速提升物

10、体，故物体处于平衡状态，可知绳上拉力Fmg而物体上升的高度等于滑轮右侧绳子的伸长量l，设定滑轮的高度为h，由几何关系易得：h(cot 30cot 60)ll解得l1.46 m人对绳子做的功Wmgl5001.46 J730 J。15在修建高层建筑物时常用塔式起重机在塔式起重机将质量为m5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当塔式起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动。取g10 m/s2，不计额外功。求：(1)塔式起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和塔式起重机在第

11、2 s末的输出功率。【答案】：(1)5.1104 W (2)5 s 2.04104 W【解析】：(1)设塔式起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0的大小等于重物的重力P0F0vm. F0mg. 代入数据，有：P05.1104 W. (2)匀加速运动结束时，塔式起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0Fv1. Fmgma. v1at1. 由，代入数据，得：t15 s. 当时间为t2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度的大小为v2，输出功率为P，则v2at. PFv2. 由，代入数据，得：P2.04104 W

12、。 16.如图甲所示，质量为m1 kg的物体置于倾角为37的固定斜面上(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t11 s时撤去拉力，物体运动的部分vt图象如图乙所示，取g10 m/s2，试求：甲乙(1)在0到1 s内，拉力F的平均功率；(2)t4 s时物体的速度v。【答案】：(1)300 W (2)2 m/s，方向沿斜面向下 【解析】：(1)设拉力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知：Fmgsin mgcos ma1撤去拉力后，由牛顿第二定律有mgsin mgcos ma2根据题中图乙可知：a120 m/s2a210 m/s2t11 s时物体的速

13、度：v1a1t1拉力F的平均功率为P解得P300 W。(2)设撤去拉力后物体运动到最高点的时间为t2，则：v1a2t2，解得t22 s则物体沿着斜面下滑的时间为t3tt1t21 s设下滑加速度为a3，由牛顿第二定律可得：mgsin mgcos ma3则a32 m/s2t4 s时速度va3t32 m/s方向沿斜面向下。17.如图所示，一质量m4.0 kg的物体，由高h2.0 m、倾角53的固定斜面的顶端滑到底端物体与斜面间的动摩擦因数0.2，求物体所受各个力所做的功及合外力所做的功(g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)【答案】：WG80 J WN0 Wf12 J【解析】：以

14、物体为研究对象受力分析如图，物体受重力mg、摩擦力Ff、支持力FN，FNmgcos ，Ffmgcos 。物体的位移l，根据功的公式可求得WGmglcos (90)mgh4.0102.0 J80 J，WN0，WfFflmgcos 0.24.0102.0 J12 JW合WGWNWf80 J012 J68 J求合外力做的功也可以先求合外力，再求合力的功F合mgsin FfW合F合l(mgsin mgcos )l(4.0100.80.24.0100.6) J68 J18(1)用起重机把质量为200 kg的物体匀速提高了5 m，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

15、？(g10 m/s2)(2)若物体匀加速上升，加速度a2 m/s2，绳的拉力做了多少功？物体所受各力的总功是多少？(g10 m/s2)【答案】：(1)1104 J 1104 J 1104 J 0 (2)1.2104 J 2103 J【解析】：(1)物体匀速提升，由平衡条件：FG2103 N钢绳的拉力做功：WFFh21035 J1104 J重力做功：WGmgh21035 J1104 J物体克服重力做功1104 J这些力所做的总功是：W总WFWG0即：这些力所做的总功是0.(2)根据牛顿第二定律Fmgma所以Fmgma2 400 NWFFh2 4005 J1.2104 J各力做的总功也等于合外力做的功W总mah2103 J