1、第七章机械能守恒定律12.追寻守恒量能量功课后篇巩固提升基础巩固1.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实:如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必将准确地终止于同它开始点相同高度的点,决不会更高一点,也不会更低一点。这说明,小球在运动过程中有一个“东西”是不变的,这个“东西”应是()A.弹力B.势能C.速度D.能量解析小球在运动的过程中,速度、高度和动能都在不断地变化,只有能量是守恒的。答案D2.如图所示,在与水平方向成角的恒力F作用下,行李箱沿水平方向移动了一段距离x。该过程中,力F对行李箱做的功是()A.FxB.Fxsin C.Fxcos D.Fxtan 解析根据功的公式,可知力F对行李箱
2、做的功W=Fxcos,选项C正确。答案C3.(多选)物体在一恒力作用下做匀加速直线运动,关于这个恒力做功的情况,下列说法正确的是()A.在相等的时间内做的功相等B.在相等的位移上做的功相等C.做功的情况与物体运动速度有关D.做功的情况与物体运动速度无关解析由题意知,恒力的方向和物体速度方向相同,根据W=Fl,只要位移大小相等,恒力做的功就相等,与其他因素无关,B、D正确。答案BD4.大力士比赛在国外比较盛行,首次世界大力士比赛始于1977年,如图所示为某选手将20多吨的汽车在水平路面上拖行了20 m,下列说法正确的是()A.汽车受到的重力做了正功B.汽车受到的地面的摩擦力做了负功C.汽车受到的
3、拉力不做功D.汽车受到地面的支持力做了正功解析汽车所受重力的方向竖直向下,而位移的方向为水平方向,重力与位移方向垂直,故重力不做功,A项错误;汽车受到的地面的摩擦力与位移方向夹角为180,W=Fscos180=-Fs,故地面对汽车的摩擦力做负功,B项正确;汽车受到的拉力与位移方向夹角为锐角,拉力做正功,故C项错误;汽车受到地面的支持力与位移方向垂直,不做功,D项错误。答案B5.(多选)下列说法正确的是()A.-10 J的功大于+5 J的功B.功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C.一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动D.功是矢量,正、负表示方向解析功是标量,功
4、的正负既不表示方向也不表示功的大小,而是表示力对物体起动力作用(即力对物体做功)还是力对物体起阻力作用(即物体克服外力做功)。选项A、B、C正确。答案ABC6.倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止,如图所示,则()A.当传送带向上匀速运行时,物体克服重力和摩擦力做功B.当传送带向下匀速运行时,只有重力对物体做功C.当传送带向上匀加速运行时,摩擦力对物体做正功D.不论传送带向什么方向运行,摩擦力都做负功解析当传送带向上匀速运行时,根据平衡条件知,摩擦力沿斜面向上,则摩擦力做正功,故不是克服摩擦力做功,A错误;当传送带向下匀速运行时,根据平衡条件知,摩擦力沿斜面向上,则摩擦力做负功,不是
5、只有重力对物体做功,B错误;当传送带向上匀加速运行时,根据牛顿第二定律知合外力沿斜面向上,则摩擦力一定是沿斜面向上的,摩擦力做正功,C正确;由前面分析知摩擦力可以做正功,故D错误。答案C7.如图所示,一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中所注),比较此过程中两人分别对木箱做功的多少有()A.大人做的功多B.小孩做的功多C.大人和小孩做的功一样多D.条件不足,无法判断解析因为木箱匀速运动,小孩和大人所用的推力相等,又因为所走的位移相同,所以做功一样多,C选项正确。答案C8.质量为5103 kg的汽车,由静止开始沿平直公路行驶,当速度达到一定值后
6、,关闭发动机滑行,v-t图象如右图所示,求在汽车行驶的整个过程中,汽车克服摩擦力做的功。解析由v-t图象可得后40s内汽车做匀减速运动,其加速度大小a=2040m/s2=0.5m/s2,由牛顿第二定律求得汽车所受摩擦力Ff=ma=51030.5N=2.5103N。又由v-t图象可得整个过程中汽车通过的位移s=60202m=600m,所以汽车克服摩擦力做功Wf=Ffs=2.5103600J=1.5106J。答案1.5106 J能力提升1.(多选)质量为m的物体,静止在倾角为的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l,如图所示。物体相对斜面静止,则下列说法正确的是()A.重力对物体m做正功B.合
7、力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.支持力对物体m做正功解析物体的受力和位移如图所示。支持力FN与位移x的夹角90,故支持力做正功,D选项正确;重力与位移垂直,故重力不做功,A选项错误;摩擦力Ff与位移x的夹角大于90,故摩擦力做负功,C选项正确;物体做匀速运动,所受合力为零,合力不做功,故B选项正确。答案BCD2.下列选项中,人没有对物体做功的是()解析根据功的定义可知,力对物体是否做功关键是看力及力的方向上的位移两个因素,上述情景中,A项在力的方向上没有位移,故人对墙没做功,应选A项。答案A3.(多选)一同学穿着旱冰鞋处于静止状态,推一下竖直墙壁后有了向后的速度。关于该同学推墙的
8、过程中,下列说法正确的是()A.墙壁对该同学做正功B.墙壁对该同学没有做功C.该同学对墙壁做正功D.该同学对墙壁没有做功解析(1)先分析墙壁的受力及做功情况:墙壁受推力但没有位移该同学对墙壁不做功C错误,D正确(2)再分析人的受力及做功情况:墙壁对人的作用力是作用在手上的人的手在力的作用下没有位移墙壁对人不做功A错误,B正确答案BD4.(多选)如图所示,用恒定的拉力F拉置于光滑水平面上的质量为m的物体,由静止开始运动时间t,拉力F斜向上与水平面夹角为=60。如果要使拉力做的功变为原来的4倍,在其他条件不变的情况下,可以将()A.拉力变为2FB.时间变为2tC.物体质量变为m2D.拉力大小不变,
9、但方向改为与水平面平行解析本题要讨论的是恒力做功的问题,所以选择功的公式,要讨论影响做功大小的因素的变化,比较快捷的思路是先写出功的通式,再讨论变化关系。位移x=12at2=12Fcos60mt2,W=Fxcos60=F2cos2602mt2,当F=2F时,W=4W,当时间变为2t时,W=4W;当m=12m时,W=2W;当=0时,W=4W,由此可知,C错,A、B、D对。答案ABD5.如图,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为,则雪橇受到的()A.支持力做功为mglB.重力做功为mglC.拉力做功为Fl
10、cos D.滑动摩擦力做功为-mgl解析支持力和重力与位移垂直,不做功,A、B错误;拉力和摩擦力分别做功为W=Flcos,W=-(mg-Fsin)l,C正确,D错误。答案C6.(多选)质量为1 kg的物体在合外力作用下,做直线运动的v-t图象如图所示,下列表述正确的是()A.在01 s内,合外力做2 J正功B.在02 s内,合外力做4.5 J功C.在12 s内,合外力做-1.5 J功D.在03 s内,合外力总是做正功解析根据物体的速度图象可知,物体在01s内做加速度为a1=2m/s2的匀加速直线运动,位移x1=1m,合外力F合=ma=2N,合外力做功W1=F合x1=2J,故A选项正确;物体在1
11、2s内做加速度为a2=1m/s2的匀减速直线运动,位移x2=1.5m,合外力F合=ma=1N,合外力做功W2=F合x2=-1.5J,故C选项正确;在02s内,合外力做功W3=W1+W2=0.5J,选项B错误;在13s内物体做匀减速直线运动,合外力方向与速度方向相反,合外力做负功,D选项错误。答案AC7.一辆汽车质量为105 kg,从静止开始运动,其阻力为车重的0.05倍。其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F=103x+f,f是车所受的阻力。当车前进100 m时,牵引力做的功是多少?(g取10 m/s2)解析由于车的牵引力和位移的关系为F=103x+f,是线性关系,故前进100m过程中的牵引力做的功可看作是平均牵引力
