2023届浙江高三物理高考复习微专题模型精讲--第28讲功的理解、计算及其易错点(含详解).pdf

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1、第28讲功的理解、计算及其易错点I真题示例(全国卷11)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.知识回顾1.定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移,就说这个力对物体做了功。2.物理意义：功是能量转化的量度。3.做功的两个必要因素(1)作用在物体上的力。(2)物体在力的方向上发生的位移.4.公式：HFJcos a o(1)。是力与位移方向之间的夹角，为物体对地的位移。(2)该公式只适用于恒

2、力做功。(3)功是标量。5.功的正负及物理意义夹角功的正负JIOW a H 2,现在随着卡车的液压杆缓慢撑起，车厢会绕车厢末端O 顺时针转动，下列说法正确的是（）A.在 A、B 均未滑动过程中，A 的合外力不变B.在 A、B 均未滑动过程中，车厢对B 的摩擦力不做功C.在 A、B 均未滑动时，A 对 B 的摩擦力沿车厢向上D.随着转动角度增大，A 会先滑动6.如图所示，物 块 B 与水平地面接触，物 块 A 置于物块B 之上，两物块相对静止，一起向右运动（图中a 为加速度，力 F 沿水平方向向右），则（）甲 乙 内 J A.图甲中，A、B 间摩擦力对A 做负功B.图乙中，A、B 间摩擦力对B

3、做正功C.图丙中，A、B 间摩擦力对B 做负功D.图丁中，A、B 间摩擦力对A 做负功7.光滑固定斜面上有一个质量分布均匀的正方形薄铁板，质量为M,正方形边长为d,在外力作用下沿平行于底边方向运动，在斜面上宽度为d 的灰色区域内涂有一层特殊材料，薄铁板与该材料之间的动摩擦因数为H，重力加速度为g,斜面倾角为0,则该薄铁板通过粗糙区域时克服摩擦力做的功为（）z-A.HMgdcosOB.2pMgdcos01C.-|iMgdcos0D.|iMgdsin08.如图所示，一水平传送带始终保持向右匀速传送，某时刻将小物块P 轻放于传送带左端（不计小物块水平初速度）。小物块P 在传送带上运动的过程中，关于传

4、送带对小物块P 的做功情况,下列说法正确的是（）OA.一定先做正功，后做负功B.一定先做正功，后不做功C.可能始终做正功D.可能始终做负功9.汽车运输规格相同的两块楼板时，为了保证安全，底层楼板固定在车厢上，上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上，汽车先以ai=2m/s2的加速度启动，然后以v=10m/s的速度匀速运动，最后以a2=10m/s2的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为200kg,楼板间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程楼板不会掉落，也不会撞上驾驶室，g=启动时楼板之间的摩擦力大小为1600NB.刹车时C.启动时楼板间因摩擦产生的热量为2000JD.刹车时

5、楼板间因摩擦产生的热量为2000J10.（多选）6 月份是收割小麦的季节，如图甲所示，粮库工作人员通过传送带把小麦堆积到仓库内，其简化模型如图乙所示，工作人员把一堆小麦轻轻地放在倾斜传送带的底端，小麦经过加速和匀速两个过程到达传送带顶端，然后被抛出落到地上。己知传送带与地面的夹角为。，两轴心间距为L,传送带以恒定的速度v 顺时针转动，忽略空气阻力，重力加速度为g,以地面为零势能面，对于其中一颗质量为m 的麦粒P（如图所示）的说法正确的是（）甲A.在匀速阶段，其他麦粒对麦粒P 不做功1B.在传送带上运动时，其他麦粒对麦粒P 做的功为amv2+mgLsin。C.麦粒P 离开传送带后（未落地）的机械

6、能为 mv2+2mgLsin6D.麦粒P 克服重力做功的最大值为mgLsinO+*电”一质点在xoy平面内的运动轨迹如图所示质点从坐标原点0 开始运动，运动过程中受到两个大小分别为Fi、F2的恒力作用，最后到达P 点。已知恒力R 沿 x 轴正方向，恒力F2沿 y 轴负方向。0、P 两点间距离为1,O、P 两点连线与x 轴的夹角为0.则在这一运动过程中，恒力F1做的功为恒力F2做的功为第28讲功的理解、计算及其易错点I真题示例一(全国卷n)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.

7、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 I 解：AB、大 圆 环 是 光 滑 的，则 小 环 和 大 环 之 间 没 有 摩 擦 力；大环、)对 小 环 的 支 持 力 总 是 垂 直 于 小 环 的 速 度 方 向，所以大环对小环没有 做 功，故 A 正 确，B 错 误；CD、小 环 在 运 动 过 程 中，在 大 环 的 上 半 部 分 运 动 时，大 环 对 小 环 的 支 持 力 背 离 大 环 圆 心，运 动 到 大 环 的 下 半 部 分 时，支 持 力 指 向 大 环 的 圆 心，故 C 错 误，D 正 确。故 选：AD一.知识回顾1.定义：一个物

8、体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。2.物理意义：功是能量转化的量度。3.做功的两个必要因素(1)作用在物体上的力。(2)物体在力的方向上发生的位移。4.公式：用 =Ficos a o(1)。是力与位移方向之间的夹角，/为物体对地的位移。(2)该公式只适用于恒力做功。(3)功是标量。5.功的正负及物理意义夹角功的正负JIOW a tan0,即 a 0。因此随着转动角度的增大，钢材A、B 一起滑动。故 D 错误。故选：ABo4.如图所示，物块B 与水平地面接触，物 块 A 置于物块B 之上，两物块相对静止，一起向右运动（图中a 为加速度，力 F 沿水平方向向右

9、），则（）A.图甲中，A、B 间摩擦力对A 做负功B.图乙中，A、B 间摩擦力对B 做正功C.图丙中，A、B 间摩擦力对B 做负功D.图丁中，A、B 间摩擦力对A 做负功【解答】解：A、图甲中A、B 相对静止，没有加速度，故 A、B 间没有摩擦力，A、B 间不存在摩擦力，摩擦力一定不会做功，故 A 错误；B、图乙中，两物体有向右的加速度，说明A 受向右的摩擦力，A 对 B 有向左的摩擦力，则由功的公式W=Flcosa可知，A、B 间的摩擦力对B 做负功，故 B 错误；C、图丙中，A 受向右的拉力，加速度为零，A、B 一起做右匀速运动，故 A 受 B 给的向左的摩擦力，则 B 受到A 给的向右的

10、摩擦力，所以A、B 间的摩擦力B 做正功，故 C 错误；D、图丁中，A、B 向右加速运动，B 相对A 有向左的运动趋势，故 B 受到A 给的向右的摩擦力，A 受 B 向左的摩擦力，所以A、B 间摩擦力对A 做负功，故 D 正确；故选：D。5.光滑固定斜面上有一个质量分布均匀的正方形薄铁板，质量为M,正方形边长为d,在外力作用下沿平行于底边方向运动，在斜面上宽度为d 的灰色区域内涂有一层特殊材料，薄铁板与该材料之间的动摩擦因数为U，重力加速度为g,斜面倾角为仇则该薄铁板通过粗糙区域时克服摩擦力做的功为（）A.|iMgdcos6B.2nMgdcos0D.nMgdsinQ【解答】解：薄铁板进入粗糙部

11、分越多，摩擦力越大，所以摩擦力先逐渐增大后逐渐减小，且薄铁板对粗糙部分的正压力与位移成正比（如右图所示），平均摩擦力f=%M gcos。，薄铁板通过粗糙区域时克服摩擦力做的功：Wf=|pM gcoseX2d=pM gdcose,故 A 正确，BCD错误，故选：AofiMgcosOx 如图所示，一水平传送带始终保持向右匀速传送，某时刻将小物块P 轻放于传送带左端（不计小物块水平初速度）。小物块P 在传送带上运动的过程中，关于传送带对小物块P 的做功情况，下列说法正确的是（）Q T C）-一定先做正功，后做负功B.一定先做正功，后不做功C.可能始终做正功D.可能始终做负功【解答】解：A、将小物块P

12、 轻放于传送带左端，小物块在摩擦力的作用下加速，若在达到传送带右端前，已经与传送带共速，则小物块先加速，后匀速，传送带对小物块先做正功，后不做功，故 A 错误，BC、若在达到传送带右端时，还未与传送带共速，或刚好与传送带共速，则小物块始终做匀加速运动，传送带对小物块始终做正功，故 B错误，C正确；D、小物块P轻放于传送带左端，小物块在摩擦力的作用下一定要先做加速运动，所以一定有做正功的阶段，故 D错误；故选：C o汽车运输规格相同的两块楼板时，为了保证安全，底层楼板固定在车厢上，上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上，汽车先以a i=2 m/s 2 的加速度启动，然后以v=1 0 m/s 的速

13、度匀速运动，最后以a 2=1 0 m/s 2 的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为2 0 0 k g,楼板间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程楼板不会掉落，也不会撞上驾驶室，g=1 0 m/s2,则()B.刹车时楼板之间的摩擦力大小为4 0 0 NC.启动时楼板间因摩擦产生的热量为2 0 0 0 JD.刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2 0 0 0 J【解答】解：A,摩擦力提供给水泥板最大的加速度为：a =|i g=0.8 X 1 0 m/s 2=8 m/s 2,启动时，汽车加速度小于水泥板最大加速度，上层水泥板所受摩擦力为静摩擦力，大小为：f=m a i=2 0 0

14、 X2 N=4 0 0 N,故 A 错误；B、刹车时，汽车加速度大于水泥板最大加速度，上层水泥板所受摩擦力为滑动摩擦力，其大小为：f=u m g=0.8 X 2 0 0 X 1 0 m/s=1 6 0 0 N,故 B 错误；C、启动时，楼板间没有相对运动，受到静摩擦力作用，不会产生热量，故 C错误；D、汽车在刹车过程中行驶的距离为：s=g =熏m=5 m,汽车停止时间为：t=?=第s=I s,乙 a?zx i u a，2 IU上层水泥板停止运动时滑动的距离为：s =不 患 7 访m=竽m,汽车停止时上层水泥板相对底层水泥板滑动的距离为 s =s -s=与0 1 -5 m=m,根据摩擦生热可知，

15、Q =|i m g*A s=1 6 0 0 x 1 j=2 0 0()J,故 D 正确。故选：D。(多选)6 月份是收割小麦的季节，如图甲所示，粮库工作人员通过传送带把小麦堆积到仓库内，其简化模型如图乙所示，工作人员把一堆小麦轻轻地放在倾斜传送带的底端，小麦经过加速和匀速两个过程到达传送带顶端，然后被抛出落到地上。已知传送带与地面的夹角为0,两轴心间距为 L,传送带以恒定的速度v 顺时针转动，忽略空气阻力，重力加速度为g,以地面为零势能面，对 于 其 中 一 颗 质 量 为 m的 麦 粒 P（如 图 所 示）的 说 法 正 确 的 是（）A.在匀速阶段，其他麦粒对麦粒P 不做功B.在传送带上运

16、动时，其他麦粒对麦粒P 做的功为amvZ+mgLsineC.麦粒P 离开传送带后（未落地）的机械能为Tnv2+2mgLsinBD.麦粒P 克服重力做功的最大值为mgLsin8+丝 穹 选【解答】解：A、选取麦粒P 为研究对象，在匀速运动阶段，其他麦粒对麦粒P 有摩擦力作用，由动能定理可知：W-WG=O,即其他麦粒对麦粒P 做功，故 A 错误；B、在传送带上运动时，对麦粒P 由动能定理可知：W-WG=-0其中重力做功：WG=-m gLsine,解得，其他麦粒对麦粒P 做的功W=!?nv2 4-mgLsin9,故 B正确；C、麦粒P 刚离开传送带时，机械能为：E=|m v2+mgLsin0.在抛出

17、过程中机械能守恒，则麦粒P 离开传送带后（未落地）的机械能为amv2+mgLsinO,故 C 错误;D、麦粒P 离开传送带做斜抛运动过程中，对速度进行分解如图所示:竖直方向上：vy=vsin0则麦粒P 上升的高度为：讨=2gh解得：卜=孕”7.则麦粒P克服重力做功的最大值为：W=mg(L s i n O+h)=m g L s i n O+叫 等”，故 D 正确；故选：BD。一质点在x o y平面内的运动轨迹如图所示。质点从坐标原点0开始运动，运动过程中受到两个大小分别为F i、F 2的恒力作用，最后到达P点。已知恒力F i沿x轴正方向，恒力F 2沿y轴负方向。0、P两点间距离为1,0、P两点连线与x轴的夹角为立 则在这一运动过程中，恒力F i做的功为 F i l c o s。，恒力F 2做的功力-F 2 1 s i n。-【解答】解：质点从坐标原点O开始运动，恒力F i沿x轴正方向，恒力F i做的功为W i =F i l c o s e,恒 力F 2沿y轴负方向，恒 力F 2做的功为W2=F2l c o s (9 0 +0)=-F 2 1 s i n 0 c故答案为：(1)F i l c o s 0；(2)-F z l s i n O o