8.1 功和功率 第3课时 功的计算（备作业）-2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）.zip

第1 页,共 4 页8.1 功和功率功和功率 第三课时第三课时 功的计算功的计算一、选择题一、选择题 1.关于摩擦力和作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是()A静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功C作用力与反作用力所做的功一定大小相等D作用力做正功时，反作用力也一定做正功2如图甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力 F 作用下，沿 x轴方向运动，拉力 F 随物块所在位置坐标 x 的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到 x0处时的拉力所做功为（）A0BFmx012CFmx0D42m04F x3如图所示，物块 A 和木板 B 静止在水平面上，现将外力 F 作用在 B 上使它沿水平面运动，经一段时间后，物块 A 恰好滑到木板的左边，设 B 对 A 的摩擦力为，A 对 B 的摩擦1f力为，板对地面的摩擦力。在此过程中，关于它们做功的说法正确的是（）2f3fA做正功，做负功，不做功1f2f3fB、做正功，做负功1f3f2fC、均做了负功1f2f3fD做的功和做的功大小相等1f2f第2 页,共 4 页4.如图所示，传送带通过滑道将长为 L、质量为 m 的匀质物块以初速度 v0向右传上水平台面，物块前端在台面上滑动 s 后停下来。已知滑道上的摩擦不计，物块与台面间的动摩擦因数为 且 sL，则物块在整个过程中克服摩擦力所做的功为（）ABCD()2Lmg smgs()2Lmg s-()mg sL5如图所示，竖直光滑杆上套有一滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力拉绳，使滑块从点由静止开始上升。若从点上升至点和从点上升至点FAABBC的过程中拉力做的功分别为、，滑块经两点时的速度大小分别为、，图F1W2WBC、1v2v中，则一定有（）ABBCABCD12WW12WW12vv12vv6如图所示，质量为 m 的物体始终静止在斜面上，在斜面体从图中虚线位置沿水平面向左匀速运动到实线位置的过程中，下列关于物体所受各力做功的说法正确的是（）A重力做正功B支持力做负功C摩擦力做正功D摩擦力不做功7.如图所示，某人用定滑轮提升质量为的重物，人拉着绳从滑轮正下方高的处缓慢mhA走到处，此时绳与竖直方向成角，重力加速度为，不计绳的质量以及绳与滑轮间的Bg摩擦。则此过程中人对重物所做的功是（ ）W第3 页,共 4 页AB(1 cos )cosmghcos1cosmghCD(1 cos )sinmghsin1 cosmgh8在水平地面上有一质量为的物体，物体所受水平外力与时间 的关系如图，物mFtA体速度与时间 的关系如图，重力加速度已知，、均未知，则（）vtBgmF0vA若已知，能求出外力的大小B可以直接求得外力和阻力的比值0vFFfC若已知，可算出动摩擦因数的大小D可以直接求出前和后外力做功之m5s3sF比二、非选择题9如图 1 所示，蹦床比赛分成预备运动和比赛动作最初运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段，她经过若干次蹦跳逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。如图 2 所示，可以把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx（x 为床面下沉的距离，k 为常量）。运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x0=0.10m；在比赛动作中，把该运动员视作质点。蹦床对运动员的弹力 F 随时间 t 的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图 3 所示。设运动员在运动过程中不计空气阻力，g 取 10m/s2，结合图象，试分析下述问题：（1）根据题中已知条件和 F-t 图象，求弹力大小公式 F=kx 中的 k，并在图 4 中画出弹力F 随形变量 x 变化的图象；（2）物体做匀速直线运动时，物体的位移是 x=vt，如图 5 所示是某物体做匀变速直线运动第4 页,共 4 页的 v-t 图象，根据图象的物理意义，它与横轴（时间轴）所围的梯形面积表示物体运动过程中发生的位移；同理，同学们在初中已经学过恒力做功的计算公式 W=Fx，你能否从中得到启发，根据前面做出的 F-x 图象，求出从蹦床的压缩量为 x1=1.0m 到运动员刚好离开蹦床的过程中，蹦床对运动员所做的功?第1 页,共 8 页8.1 功和功率功和功率 第三课时第三课时 功的计算功的计算一、选择题一、选择题 1.关于摩擦力和作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是()A静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功C作用力与反作用力所做的功一定大小相等D作用力做正功时，反作用力也一定做正功【答案】B【解析】根据功的定义 WFlcos ，可知力的方向上发生位移，这个力才做功；滑动摩擦力可能做正功，比如由静止放到运动的传送带上的物体，在开始的一段时间内滑动摩擦力做正功，当然也可能做负功，还可以不做功；静摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同也可以相反还可以垂直，故静摩擦力可以做正功，可以做负功，也可以不做功，A 错误，B 正确；作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的，虽然作用力与反作用力大小相等，但由于两物体的位移不一定相同，故功的大小不一定相同，C 错误；因受作用力与反作用力的物体的位移关系不确定，故作用力做正功时，反作用力可能做正功、负功或不做功，D 错误。2如图甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力 F 作用下，沿 x轴方向运动，拉力 F 随物块所在位置坐标 x 的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到 x0处时的拉力所做功为（）A0BFmx012CFmx0D42m04F x【答案】C第2 页,共 8 页【解析】此题可用根据图像求“面积”的方法来解决，力 F 所做的功的大小等于半圆的“面积”大小，即0mm0112224xWSFF x圆ABD 错误，C 正确。故选 C。3如图所示，物块 A 和木板 B 静止在水平面上，现将外力 F 作用在 B 上使它沿水平面运动，经一段时间后，物块 A 恰好滑到木板的左边，设 B 对 A 的摩擦力为，A 对 B 的摩擦1f力为，板对地面的摩擦力。在此过程中，关于它们做功的说法正确的是（）2f3fA做正功，做负功，不做功1f2f3fB、做正功，做负功1f3f2fC、均做了负功1f2f3fD做的功和做的功大小相等1f2f【答案】A【解析】由受力分析可知，B 对 A 的摩擦力为水平向右，与 A 的运动方向相同，所以1f做正功，A 对 B 的摩擦力为水平向左，与运动方向相反，所以做负功，板对地面的1f2f2f摩擦力水平向右，但是地面位移为零，故不做功，由于 A 和 B 的位移大小不相等，所3f3f以做的功和做的功大小不相等，综上可得 A 正确，BCD 错误。故选 A。1f2f4.如图所示，传送带通过滑道将长为 L、质量为 m 的匀质物块以初速度 v0向右传上水平台面，物块前端在台面上滑动 s 后停下来。已知滑道上的摩擦不计，物块与台面间的动摩擦因数为 且 sL，则物块在整个过程中克服摩擦力所做的功为（）第3 页,共 8 页ABCD()2Lmg smgs()2Lmg s-()mg sL【答案】C【解析】分两个阶段计算物块克服摩擦力所做功：物块在完全滑上台面前，摩擦力随滑上的距离从 0 均匀增大，最大值为；物块滑上平台后摩擦力恒定，则有整个过程中克mg服摩擦力做的功，故 C 正确 ABD 错误。故0()22mgLWLmg sLmg s）选 C。5如图所示，竖直光滑杆上套有一滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力拉绳，使滑块从点由静止开始上升。若从点上升至点和从点上升至点FAABBC的过程中拉力做的功分别为、，滑块经两点时的速度大小分别为、，图F1W2WBC、1v2v中，则一定有（）ABBCABCD12WW12WW12vv12vv【答案】A【解析】AB滑块由点开始运动，经点到点的过程中，拉力的大小不变，拉力的方ABC向与速度方向的夹角在变大，位移又相同，所以，A 正确，B 错误；12WWCD当绳子对滑块的拉力在竖直方向上的分力与滑块重力的合力产生的加速度为零时，滑块具有最大速度，不能确定滑块在三处的加速度，也就无法确定与的大小关、ABC1v2v系，故 C、D 错误。故选 A。第4 页,共 8 页6如图所示，质量为 m 的物体始终静止在斜面上，在斜面体从图中虚线位置沿水平面向左匀速运动到实线位置的过程中，下列关于物体所受各力做功的说法正确的是（）A重力做正功B支持力做负功C摩擦力做正功D摩擦力不做功【答案】 BC【解析】A由于重力方向与位移方向总是垂直，则重力不做功，所以 A 错误；B由于支持力方向与水平位移方向夹角为钝角，则支持力做负功，所以 B 正确；CD由于摩擦力方向与水平位移方向的夹角为锐角，则摩擦力做正功，所以 C 正确；D 错误；故选 BC。7.如图所示，某人用定滑轮提升质量为的重物，人拉着绳从滑轮正下方高的处缓慢mhA走到处，此时绳与竖直方向成角，重力加速度为，不计绳的质量以及绳与滑轮间的Bg摩擦。则此过程中人对重物所做的功是（ ）WAB(1 cos )cosmghcos1cosmghCD(1 cos )sinmghsin1 cosmgh【答案】A第5 页,共 8 页【解析】全过程人拉着绳缓慢运动，认为重物的动能不变，人对重物所做的功等于重物重力势能的增加，根据几何关系知重物上升的高度coshhh 则，A 正确，BCD 错误。故选 A。1 coscoscosmghhWmg hmgh 8在水平地面上有一质量为的物体，物体所受水平外力与时间 的关系如图，物mFtA体速度与时间 的关系如图，重力加速度已知，、均未知，则（）vtBgmF0vA若已知，能求出外力的大小B可以直接求得外力和阻力的比0vFFf值C若已知，可算出动摩擦因数的大小D可以直接求出前和后外力做功之m5s3sF比【答案】BD【解析】A若已知，根据速度图象可以求出加速运动的加速度大小0v01115vvat还能够求出减速运动的加速度大小02223vvat根据牛顿第二定律可得，1Ffma23Ffma其中不知道，不能求出外力的大小，故 A 错误；mFB由于，1Ffma23Ffma第6 页,共 8 页可以直接求得外力和阻力的比值，故 B 正确；Ff2FfC若已知，不知道，无法求解加速度，则无法求出动摩擦因数的大小，故 C 错误；m0vD前外力做的功为5s01052.52vWFFv后外力做功3sF02030.532vFWFv 前和后外力做功之比，故 D 正确。故选 BD。5s3sF122.550.5WW 二、非选择题9如图 1 所示，蹦床比赛分成预备运动和比赛动作最初运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段，她经过若干次蹦跳逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。如图 2 所示，可以把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx（x 为床面下沉的距离，k 为常量）。运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x0=0.10m；在比赛动作中，把该运动员视作质点。蹦床对运动员的弹力 F 随时间 t 的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图 3 所示。设运动员在运动过程中不计空气阻力，g 取 10m/s2，结合图象，试分析下述问题：（1）根据题中已知条件和 F-t 图象，求弹力大小公式 F=kx 中的 k，并在图 4 中画出弹力F 随形变量 x 变化的图象；（2）物体做匀速直线运动时，物体的位移是 x=vt，如图 5 所示是某物体做匀变速直线运动的 v-t 图象，根据图象的物理意义，它与横轴（时间轴）所围的梯形面积表示物体运动过程中发生的位移；同理，同学们在初中已经学过恒力做功的计算公式 W=Fx，你能否从中得到启发，根据前面做出的 F-x 图象，求出从蹦床的压缩量为 x1=1.0m 到运动员刚好离开蹦床的过程中，蹦床对运动员所做的功?第7 页,共 8 页【答案】 （1），；（2）2500J5000N/m【解析】（1）人处于静止状态时，根据平衡条件Fmgkx解得05005000N/m0.1mgkx弹力 F