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人教版高中物理必修二讲义资料，复习补习资料：69功（提高）

发布时间：2019-12-13 12:08:33 来源：文档文库

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能量与功

【学习目标】

1. 了解自然界中存在的守恒量——能量的概念，知道什么是物体的动能，什么是物体的势能

2. 知道功的概念及做功的两个要素

3. 掌握功的量度、公式及单位，并能计算有关的实际问题

4．知道功是标量，知道正功和负功的区别

5．理解合外力做功、变力做功的计算方法

【巩固练习】

一、选择题：

1．荡秋千时，由于阻力的作用，秋千荡起的高度越来越小，这说明( )

A．能量逐渐消失 B．势能转化为动能

C．机械能转化为内能 D．以上说法都不对

2、（2019 扬州学业考试）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，如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是（　　）

A．轮胎受到地面的摩擦力做了负功

B．轮胎受到的重力做了正功

C．轮胎受到的拉力不做功

D．轮胎受到地面的支持力做了正功

3．如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体，m1＜m2，在大小相等的两个力F1和F2作用下沿水平方向移动了相同距离。若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则（）

A．W1＞W2　 B．W1＜W2 C．W1＝W2 D．无法确定

word/media/image2.gif

4．起重机以1m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止匀加速地向上提升，若g取10m/s2，则在1s内起重机对货物所做的功是（）

A．500 J B．4 500 J C．5 000 J D．5 500 J

5．质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（）

A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功

B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功

C．如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功

D．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功

6．一质量为1.0kg滑块，以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑动，从某一时刻起在滑块上作用一向右水平恒力，经一段时间，滑块速度方向变为向右，大小为4m/s，则这段时间内，水平恒力所做的功为（　　）

A．0 B．8J C．16J D．32J

7．用水平恒力F作用于质量为M的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离S，恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为m(m的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样距离S，恒力做功为W2，则两次恒力做功的关系是（）

A．W1>W2； B．W1<W2； C．W1=W2； D．无法判断

8．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1 m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力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

9．物体A从斜面体B的顶端滑到底端，则（）

A．若B不动, 支持力对A不做功 B．若B向左平移, 支持力对A做正功

C．若B向右平移, 支持力对A做负功 D．无论B动不动, 支持力对A都不做功

10．如图所示，一根不计质量的轻绳绕过定滑轮分别与M和m连接，置于光滑水平地面上，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，小木块与木板间的动摩擦因数为μ．开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至木板右端，拉力至少做功为( )

A．μmgL B．2μmgL C．μmgL/2 D．μ(M+m)gL

11．关于摩擦力做功的下列说法中不正确的是（　　）

A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功

B．静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，一定不做功

C．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功

D．系统内两物体间的相互作用，一对摩擦力做功的总和恒等于零

12．关于作用力与反作用力做功的问题，下列说法正确的是（　　）

A．如果作用力不做功，反作用力也不做功

B．作用力做正功时，反作用力一定做负功

C．作用力与反作用力做的功大小肯定相等

D．作用力与反作用力可能都做正功，也可能都做负功

13．如图所示，物体A、B质量相同，与地面的动摩擦因数也相同，在力F作用下一起沿水平地面向右运动的位移为l，下列说法正确的是( )

A．摩擦力对A、B做的功一样多

B．A克服摩擦力做的功比B多

C．F对A做的功与A对B做的功相同

D．A所受的合外力对A做的功与B所受的合外力对B做的功相同

14．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

15．如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由下滑，然后在水平面上前进至B点后停止．已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m，A、B两点间的水平距离为L．在滑雪者经过AB段运动的过程中，克服摩擦力做的功( )

A．大于μmgL B．小于μmgL C．等于μmgL D．以上三种情况都有可能

16、（2019 浙江模拟）我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0×104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N；弹射器有效作用长度为100 m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则

A．弹射器的推力大小为1.1×106 N

B．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 J

C．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 W

D．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2

17．如图所示，物体A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B向右运动．用word/media/image9_1.png、FAB、FBA分别表示绳中拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则下列叙述中正确的是( )

A．F做正功，FAB做负功，FBA做正功，word/media/image11_1.png不做功

B．F、FBA做正功，FAB、word/media/image11_1.png不做功

C．F做正功，FAB做负功，FBA和word/media/image11_1.png不做功

D．F做正功，其他力都不做功

二、解答题：

1．唐朝诗人杜甫的诗作《登高》中有这样两句诗“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来．”从物理学的角度来说，“落木萧萧下”的过程是________能转化为________能；而“滚滚来”的长江水蕴含丰富的________能．

2．用50 N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，如图所示．若物体前进了10m，拉力F做的功W1＝，重力G做的功W2＝．如果物体与水平面间动摩擦因数μ＝0.1，物体克服阻力做功W3＝．（sin37°=0.6 , cos37°=0.8）

word/media/image12.gif

3.如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑平面上的物体，开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为θ．已知图中的高度h，求绳的拉力FT对物体所做的功．绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计．

4. 用质量为5kg的质地均匀的铁索从10m深的井中吊起一质量为20kg的物体，在这个过程中至少要做多少功?(g取10 m/s2)

5、（2019 莆田校级模拟）如图在光滑水平面上有一质量为word/media/image15_1.png，长l=5m的长木板，其左端放一质量为word/media/image16_1.png的木块，木块和木板间的动摩擦因数word/media/image17_1.png，物体间最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，开始两物块都处于静止状态，现给木块施加一水平力F

（1）要使两物体保持相对静止，求水平力F的范围；

（2）若F=12N，求把木块从木板上拉下来所需的时间；

（3）若F=12N，要把木板从木板上拉下来，水平力F至少要做多少功

【答案与解析】

一、选择题：

1．C

解析：由于阻力的存在，秋千的机械能减小，减少的机械能转化为内能，但总能量守恒．故选C．

2、A

解析：轮胎受到地面的摩擦力水平向左，位移水平向右，两者夹角为π，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功，A正确；轮胎受到的重力竖直向下，与位移方向垂直，因此重力不做功，B错误；拉力方向与水平方向的夹角为锐角，因此拉力做正功，C错误；轮胎受到地面的支持力竖直向上，与位移方向垂直，支持力不做功，D错误。

3．C

解析：根据功的公式word/media/image19_1.png，F、word/media/image20_1.png、α相同，则功W相同。

4．D

解析：根据牛顿第二定律有word/media/image21_1.png，因此word/media/image22_1.png，1s内的位移word/media/image23_1.png，所以1s内起重机对货物所做的功word/media/image24_1.png

5．ACD

解析：F做正功还是负功，要看F的方向与位移方向是相同还是相反，当物体在水平力F和滑动摩擦力作用下做加速或匀速运动时，F的方向一定与位移方向相同，做正功；当物体做减速运动时，F的方向可能与位移方向相反，做负功，也可能与位移方向相同（但此时F一定小于摩擦力），做正功。

6．A

解析：解法一应用运动学规律

由vt2-v02=2ax得

word/media/image25_1.png

故W=Fx=0

解法二用v-t图象

根据题意，物体受恒力作用，故加速度不变，作用v-t图象如图所示：

由图可知：速度线所围面积的代数和为零即在这段时间里，物体的位移为零，故恒力做的功W=0。

7．C

解析：因为恒力的功是指F所做的功，根据功的定义，力F所做的功只与F的大小及在力F的方向上发生位移大小的乘积有关，不需考虑其它力的影响，因两次作用在两物体上的力相同，位移相同，所以功相等，选C。

8．B

解析：本题考查v-t图象、功的概念。力F做功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移（v-t图象中图象与坐标轴围成的面积），第1秒内，位移为一个小三角形面积S，第2秒内，位移也为一个小三角形面积S，第3秒内，位移为两个小三角形面积2S，故W1=1×S，W2=3×S，W3=2×2S，W1＜W2＜W3 。

9．ABC

解析：某力做功的情况由力和位移的夹角α决定。

当B不动时，位移平行斜面，而支持力总与斜面垂直，因此A正确；

如图所示，当斜面体B向左平移时，位移与支持力的夹角为锐角，因此B正确；

当B向右平移时，力与位称的夹角为钝角，因此C正确。D错误。

10．A

解析：若要使拉力F做功最少，可使拉力F恰能匀速拉动木块，经分析得word/media/image28_1.png，位移为L/2，故word/media/image29_1.png．

11．ABCD

解析：根据功的定义公式：W=Flcosθ中的s是相对地面的位移，滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍相对运动（或相对运动趋势）的作用，它们和物体对地的“绝对位移”的方向既可能同向，也可能反向。当同向时，对物体做正功；当反向时做负功，故A、B、C不正确。

物体间有相对滑动时，一定伴随机械能的损耗（转化为内能），所以一对滑动摩擦力做功恒为负值，且转化为内能的大小为：Q=W=f·Δs（Δs为相对路程或相对位移），故D不正确。

12．D

解析：作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的力，至于做功情况视具体情况而定。如把两个两端装有磁铁的相同的小车放在光滑的水平面上，由静止开始运动，则无论是排斥力还是吸引力，相互作用力均做正功。如果它们的质量不等，则它们的加速度、速度、位移也不相等，作用力与反作用力所做的功也不相等；如果让其中一车不动，则作用力与反作用力只有一个力做功。如果使两车均不动，则作用力与反作用力均不做功；如果外力使相互排斥的两小车距离拉近，则相互排斥力均对小车做负功。综上所述，只有D正确。

13．B、D

解析：由于有力F作用，A、B对地面的压力不同，因而摩擦力大小也不相同，故摩擦力对A、B做功不一样多，显然A克服摩擦力做功较多．由于两物体始终一起运动，能量变化相同，故合外力做功一样多．

14．A、C、D

解析：设传送带运转的速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2．

(1)当v1＝v2时，物体与传送带间无摩擦力，传送带对物体始终不做功．

(2)当v1＜v2时，物体相对于传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力向左，物体先匀减速运动至速度为v1才匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功．

(3)当v1＞v2时，物体先匀加速运动直到速度增为v1才匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功．

15．C

解析：设水平部分的长度为s1，斜坡的长度为s2，斜坡与水平面的夹角为θ，则下滑的过程中克服摩擦力做功word/media/image30_1.png．

16、ABD

解析：由运动学公式：word/media/image31_1.png ，牛顿第二定律：word/media/image32_1.png 最后求得推力大小为1.1×106 N，所以AD正确。于是由做功公式：word/media/image33_1.png得到B正确；解得加速时间：word/media/image34_1.png 所以C错误。

17．C

解析：据word/media/image35_1.png可知，力F作用点的位移不为零，且与F方向相同，所以F做正功，绳中拉力word/media/image36_1.png的作用点的位移为零，所以word/media/image36_1.png不做功；FBA作用点的位移为零，FBA不做功；FAB作用点的位移不为零，且与FAB反向，所以FAB做负功．故本题的正确选项为C．

二、解答题：

1．势动动

解析：“落木萧萧下”是指落木的位置由高到低的变化过程，因而势能由大变小，转化为自身的动能；“滚滚来”的长江水是运动的．因而具有动能．

2．400J，0；70J

解析：根据word/media/image19_1.png有word/media/image37_1.png

因位移方向与重力方向垂直，所以word/media/image38_1.png

摩擦力word/media/image39_1.png

word/media/image40_1.png

3．解析：设绳对物体的拉力为FT，显然人对绳的拉力F等于FT，由于FT在对物体做功的过程中大小不变，但FT的方向时刻在改变，因此上述问题是个变力做功问题．但是在绳的质量、滑轮的质量及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳的拉力F对绳做的功就等于绳的拉力FT对物体做的功．而F的大小和方向都不变，因此只要计算恒力F对绳做的功就能解决问题．