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2020-2021学年新教材高中物理 第八章 机械能守恒定律 第1节 第一课时 功提升训练(含解析)新人教版必修2.doc

上传人:高**** 文档编号:531702 上传时间:2024-05-28 格式:DOC 页数:7 大小:215.50KB
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资源描述

1、第一课时功1功(1)力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。(2)表达式:WFlcos。(3)功是标量。在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生1 m位移的过程中所做的功。2正功和负功(1)正功和负功续表(2)合力的功当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功,是各个力分别对物体所做功的代数和,也就是这几个力的合力对物体所做的功。典型考点一对功及其公式的理解1下面列举的情况中所做的功不为零的是()A举重运动员,举着杠铃在头上方停留3 s,运动员对杠铃做的功B木块在粗糙水平面上滑动

2、,支持力对木块做的功C一个人用力推一个笨重的物体,但没推动,人的推力对物体做的功D自由落体运动中,重力对物体做的功答案D解析举重运动员举着杠铃在头上方停留3 s的时间内,运动员对杠铃施加了竖直向上的支持力,但杠铃在支持力方向上没有位移,所以运动员对杠铃没有做功,故A错误;木块滑动过程中,在支持力方向上没有位移,故支持力对木块没有做功,故B错误;推而不动,只有力而没有位移,做的功等于零,故C错误;重力竖直向下,做自由落体运动的物体的位移也竖直向下,故重力对物体做了功,故D正确。2用水平恒力F作用于质量为M的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l,恒力做功为W1;再用该恒力作用于质量为m

3、(mW2 BW1W2 CW1W2 D无法判断答案C解析根据功的定义,力F所做的功只与力F的大小及物体在力F的方向上发生的位移的大小有关,不需考虑其他力的影响,因两次的恒力相同,位移也相同,所以恒力做功相同,C正确。3大小相等的力F分别按图示的四种方式作用在同一物体上,使物体沿着水平面移动相同的距离,力F做功最多的是()答案A解析力F做的功WFlcos,由图可知,A中夹角为0,B中夹角为30,C中夹角为30,D中夹角为60,因夹角越大,cos越小,故A中力F做功最多,故选A。典型考点二正功和负功4(多选)关于功的正、负,下列叙述正确的是()A正功表示功的方向与物体运动方向相同,负功为相反B正功表

4、示功大于0,负功表示功小于0C正功表示力和位移之间的夹角小于90,负功表示力和位移之间的夹角大于90D正功表示做功的力为动力,负功表示做功的力为阻力答案CD解析功的正负不表示大小,仅表示力对物体的做功效果,正功表示力和位移之间的夹角小于90,做功的力为动力,负功表示力和位移之间的夹角大于90,做功的力为阻力,故A、B错误,C、D正确。5.如图,物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中,下列关于A对地面的滑动摩擦力做功和B对A的静摩擦力做功的说法,正确的是()A静摩擦力做正功,滑动摩擦力做负功B静摩擦力不做功,滑动摩擦力做负功C静摩擦力做正功,滑动摩擦力不做功D静摩擦力做负

5、功,滑动摩擦力做正功答案C解析物块A、B在外力F的作用下一起向右匀速运动的过程中,A对地面的滑动摩擦力向右,但地面没有位移,故A对地面的滑动摩擦力不做功;B对A的静摩擦力向右,A有向右的位移,故B对A的静摩擦力做正功,C正确,A、B、D错误。6(多选)如图所示,在加速向左运动的车厢中,一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止),则下列说法正确的是()A人对车厢做正功 B车厢对人做负功C人对车厢做负功 D车厢对人做正功答案CD解析人与车一起加速向左运动的过程中,车厢给人的力向左,人的位移向左,车厢对人做正功;根据牛顿第三定律,人给车厢的作用力向右,车厢的位移向左,人对车厢做负功,故A、B错误

6、,C、D正确。典型考点三总功7如图所示,一个质量为m的木块,放在倾角为的斜面体上,当斜面与木块保持相对静止沿水平方向向右匀速移动距离s的过程中,作用在木块上的各个力分别做功多少?合力的功是多少?(重力加速度为g)答案见解析解析沿斜面建立直角坐标将重力正交分解,由于木块相对斜面静止沿水平方向做匀速运动,根据力的平衡条件可得斜面对木块的支持力F1mgcos;斜面对木块的静摩擦力F2mgsin。支持力F1与位移s间的夹角为90,则支持力做的功为W1F1scos(90)mgscossin。摩擦力F2与位移s的夹角为,则摩擦力F2做功为W2F2scosmgssincos。重力与位移的夹角为90,则重力做

7、的功为WGmgscos900。法1:合力做的功等于各个力做功的代数和,即WW1W2WGmgscossinmgssincos00。法2:木块向右做匀速直线运动,受到的合力F合0,故合力做的功WF合s0。1关于功的概念,下列说法正确的是()A物体受力越大,位移越大,力对物体做功越多B合力做的功等于各分力做功的矢量和C摩擦力可以对物体做正功D功有正负,但正负不表示方向,而表示大小答案C解析因功的决定因素为力、位移及二者的夹角,若力大、位移大,但两者夹角为90,则做功为0,故A错误;功是标量,有正负之分,但功的正负不表示功的大小,而表示力对物体的做功效果,合力做的功等于各分力做功的代数和,所以B、D错

8、误;摩擦力可以做正功,也可做负功,这要看摩擦力与位移的方向关系,故C正确。2(多选)一个力对物体做了负功,则说明()A这个力一定阻碍物体的运动B这个力不一定阻碍物体的运动C这个力与物体运动方向的夹角90答案AD解析由功的表达式WFlcos知,只有当90时,cos0,力对物体做负功,此力阻碍物体的运动,故A、D正确。3如图所示,人站在电动扶梯的水平台阶上,假定人与扶梯一起沿斜面加速上升,在这个过程中,人脚所受的静摩擦力()A等于零,对人不做功B水平向左,对人做负功C水平向右,对人做正功D斜向上,对人做正功答案C解析将人的加速度正交分解,在水平方向只有静摩擦力可以提供水平向右的加速度,因此,人受到

9、的静摩擦力水平向右,与位移方向的夹角小于90,故静摩擦力对人做正功,故C正确。4. (多选)如图所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成角的斜向下的推力F的作用下沿平面向右移动了距离s,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为Ff,则在此过程中()A摩擦力做的功为FfsB力F做的功为FscosC合力F做的功为FssinFfsD重力做的功为mgs答案AC解析物体与地面之间的摩擦力大小为Ff,物体的位移的大小为s,由功的公式可得摩擦力做的功为Ffs,所以A正确;力F与竖直方向成角,所以在水平方向的分力为Fsin,故F做的功为Fssin,所以B错误;物体所受合力F合FsinFf,故合力做的功

10、W合(FsinFf)sFssinFfs,C正确;重力在竖直方向上,物体在竖直方向的位移是零,所以重力做的功为零,D错误。5以一定速度竖直上抛一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为Ff,则从抛出至落回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为()A0 BFfhC2Ffh D4Ffh答案C解析上升阶段,空气阻力做功W1Ffh,下落阶段空气阻力做功W2Ffh,整个过程中空气阻力做功WW1W22Ffh,故C正确。6.如图所示,木块静止在光滑的水平面上,一子弹沿水平方向射入木块并留在其中。在此过程中,子弹钻入木块的深度为d,木块的位移为l,木块对子弹的阻力大小为F。则木块对子弹的阻力做的功

11、为_,子弹对木块的作用力做的功为_。答案F(ld)Fl解析对子弹受力分析可知,子弹受到木块对它的作用力F,其方向与子弹发生的位移方向相反,子弹发生的位移大小是ld,方向与木块(子弹)运动方向相同。对子弹而言,力与位移的夹角180,所以木块对子弹的阻力做的功W1F(ld)cos180F(ld)。由牛顿第三定律可知,子弹对木块的作用力大小也等于F,其方向与木块发生的位移l方向相同,故子弹对木块的作用力做的功WFlcos0Fl。7.如图所示,一个人用与水平方向成60角的力F40 N拉一个木箱,在水平地面上沿直线匀速前进了8 m,求:(1)拉力F对木箱所做的功;(2)摩擦力对木箱所做的功;(3)外力对木箱所做的总功。答案(1)1.6102 J(2)1.6102 J(3)0解析如图所示,木箱受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用。其中重力和支持力的方向与位移的方向垂直,所以只有拉力和摩擦力对木箱做功。由于木箱做匀速直线运动,所以摩擦力跟拉力在水平方向上的分力大小相等,方向相反,拉力做正功,摩擦力做负功。根据WFlcos可得(1)拉力对木箱所做的功为W1Flcos604080.5 J1.6102 J。(2)摩擦力Ff对木箱所做的功为W2Fflcos180Fcos60lcos180400.58(1) J1.6102 J。(3)外力对木箱所做的总功为WW1W20。

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