高中物理,功率例题

高中物理,功率例题 篇一:高中物理功和功率试题有答案 2011-2012学年度下学期 高中物理功和功率单元 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 [人教版] 说明: 1(本题分I、II两卷，请将第I卷正确答案的序号填写在答题卡上，第II卷的正确 答案按要求填定在第II卷上，考试结束后只交答题卡和第II卷。 2(本试题满分100分，答卷时间90分钟。 第?卷(选择题，共40分) 一、选择题(每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分。) 1(足球运动员一脚把足球踢出，足球沿水平地面运动，速度逐渐变小，在球离开运动员以 后的运动过程中 ( ) A(运动员对球做了功 B(球克服支持力做了功 C(重力对球做了功 D(球克服阻力做了功 2(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( ) 1 A(如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功 B(如果物体做加速直线运动，F也可能对物体做负功 C(如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功 D(如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功 3(质量为0.5kg的小球从高空自由下落，经2s落到地面，在小球下落过程中重力做功的平 均功率是 A(5W A( 2Hg B(10W B( Hg C(50W C( H2g D(100W D(以上都不对 ( ) ( ) 4(一物体由H高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体所经历的时间为 5(一辆小车原先在平直公路上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力F和阻 力F1随时间的变化规律如图(甲)所示，则作用在小车上的牵引力的功率随时间变化 2 规律是图(乙)中的 ( ) 6(某物体速直线运 (甲) 做变动， A B (乙 ) C D ( ) 则下列说法中不正确的是 ((( A(若改变物体速度的是重力，物体的机械能不变 B(若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能必定减少 C(若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能可能增加 D(在物体速度增加的过程中，物体的机械能必定增加 7(质量为m的汽车，发动机的功率恒为P，摩擦阻力恒为F1，牵引力为F，汽车由静止开始， 经过时间t行驶了位移s时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功为 ( ) A(Pt B(Fs C(mvm 21 2 D( mP2F1 3 22 ? Psvm 8(某人把原来静止于地面上的质量为2kg的物体向上提起1m，并使物体获得1m/s的速度， 取g=10m/s，则这过程中下列说法中正确的是 A(人对物体做的功为21J B(合外力对物体做的功为21J C(合外力对物体做功20J 2 ( ) D(物体的重力势能增加20J 9(放在光滑水平面上的静止物体，在水平拉力F1作用下，移动距离s时做功W。如拉力改 为F2，与水平方向间夹角为30?，使物体移动距离2s时做功也是W，则F1和F2的大小之比为 ( ) A(2?1 B 1 C(3?1 D 1 10(如图所示，质量均为m的小球A、B用长为L的细线相连，放在高为h的光滑水平桌面 上(L,2h)，A球刚好在桌边。从静止释放两球，若A、B两球落地后均不再弹起，则下面说法中正确的是 ( ) A(A球落地前的加速度为 4 g2 B(B C(A、B h D(绳L对B球做的功为mgh 21 第?卷(非选择题，共60分) 二、填空题(每小题4分，共24分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。) 11(在水平地面上铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地叠放起来， 至少需做的功为_________。 12(某地强风的风速约为v=20 m/s，设空气密度为ρ=1.3 kg/m3，如果把通过横截面积为 S=20m2的风的动能全部转化为电能，则电功率的大小约为_________W(取一位有效数 字)。 13(一个倾角为30o的光滑斜面长为L高为h，一质量为m的物体从顶端静止开始下滑，当 所用时间是滑到底端的时间的一半时，重力做功为___________，重力做功的瞬时功率 为___________，重力做功的平均功率为___________。 14(如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质 5 量为m1，m2的物块1、 2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上 (不拴接)，整个系统处于平衡状态.现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中，物块2 的重力势能 增加了________，物块1的重力势能增加了________。 15(在《验证机械能守恒定律》的实验中，需直接测量的物理量是____________，间接测量 的物理量是____________________。 16(在《验证机械能守恒定律》的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力 加速度g=9.80m/s2。实验选用重锤质量为m(kg)，从所打纸带中选择一条合适的纸带， 此纸带第1、2点间的距离应接近 纸带上连续的点A、B、C、D至第1点O的距离 如图1所示，则重锤从O运动到C，重力势能减 少_______J，重锤经过C时的速度为m/s， 其动能增加 J。 图1 三、计算题(共36分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计 6 算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。) 17((10分)如图2所示，质量m=10kg的物体放在水平面上，物体与水平面间动摩擦因数 为μ=0.4，取g=10m/s2，今用大小为F=50N的水平恒力作用于物体，使物体由静止开始作匀加速直线运动，经t=8s后撤去F，求: (1)力F所做的功: (2)8s末物体的动能; (3)物体从开始运动直到最终静止的整个过程中克服摩擦力所做的功。 18((10分)两个人要将质量M=1000 kg的小车沿一小型铁轨推上长l=5 m、高h=1 m的斜 坡顶端。已知车在任何情况下所受的摩擦阻力恒为车重的0.12倍，两人能发挥的最大推力各为800 N。在不允许使用别的工具的情况下，两人能否将车刚好推到坡顶,如果能，应如何办,(g=10 m/s2) 19((16分)额定功率为8W的玩具汽车，质量为2kg，汽车在水平桌面上由静止开始以 a=0.5m/s2做匀加速直线运动，在运动过程中汽车的最大速率可达2m/s，求: 图2 (1)汽车牵引力为多大,匀加速运动过程可维持多长时间, (2)汽车在匀加速运动过程中，牵引力、摩擦力对其 7 各做多少功, 参考答案 一、选择题 1(D【解析】足球沿地面运动，受重力mg、支持力FN和阻力F1作用。运动员对足球不再有 力，不可能对球做功;重力与支持力与运动方向垂直，不做功;阻力与运动方向相反，球克服阻力做了功，一部分动能转化为内能。 2(AD【解析】在粗糙的水平面上，如果物体做加速运动，F一定与运动方向相同，F一定对 物体做正功;物体做减速运动，F可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，F对物体做功的情况不定; 3(C【解析】根据自由落体规律知，小球2s下落的高度为20m，重力做的功为W=mgh=100J，所以小球下落过程中重力做功的平均功率是P=50W。 4(B【解析】物体由H高处自由落下，当物体的动能等于势能时，应下落高度的一半，所以 有: 12H? 12 gt，得t= 2 Hg 8 。 F?fm 5(C【解析】开始以初速度v0匀速运动，某时刻起由甲图知加速度恒定a=，加速度 恒定，速度v=v0+at，则牵引力的功率P=Fv，即P=F v0，Fat，所以C项正确。 6(BD【解析】若改变物体速度的是重力，只引起动能和重力势能的转化，物体的机械能不 变，A正确;若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能不一定减少，如摩擦力可以使 物体加速，B错，C正确;物体的速度增加，动能增加，物体的机械能不一定增加，D错。本题选择的是不正确的选项。 7(AD【解析】发动机的功率恒为P，经过时间t，发动机做的功为W=Pt，当达到最大速度 时，有P=Fv=F1vm，解得:F1= Pvm ，vm= PF1 ，从功能关系的角度，整个过程中 发动机做的功应等于克服阻力做的功与物体获得的动能之和，则 9 W? 12 mv?F1s? 2m mP2F1 22 ? Psvm 。 8(AD【解析】在这一过程中人克服重力做功20J，物体的重力势能增加20J，D正确;物体 的动能增加1J，根据动能定理合外力对物体做的功为1J，B、C错误;人对物体做的功等于物体增加的机械能，即人对物体做的功为21J，A正确。 9(D【解析】根据题意及功的计算公式有:W=F1s=F2?2scos30o，得F1和F2 1。 10(ACD【解析】A球落地前以两球整体为对象，根据牛顿第二定律有，求得加速度为 正确;从释放到A球落地，根据机械能守恒，有:mgh? 12 2 ? 10 2mv，解得:v? g2 ，A 两球落地后均不再弹起，所以A、B两落地的水平距离为 ?s=vt ，B错，C正确。绳L对B球做的功等于B球获得的动能， W=mv2? 21 12 mgh，D正确。 二、填空题 11( 12 n(n,1)mgh 12(1×105 13( 14mgh 1k1 1k2 14(m2 (m1?m2) k2 g2; m1(m1+m2)(?)g 2 11 15(重锤下落的高度h ;重锤运动的速度v 16(2 mm;5.50m;3.30;5.45m 三、计算题 17((10分)【解析】(1)根据牛顿第二定律 F,μmg=ma(2分) 解得:a=1m/s2 由运动学公式有:s=at2=32m(1分) 21 根据功的公式 W=Fs=1600J(1分) (2)由运动学公式有: v=at=8m/s(2分) 所以:EK=mv2=320J(1分) 21 (3)对整个过程用动能定理:Fs,WF=0(2分) 篇二:高中物理功率练习(含答案) 一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分) 1((2010?济宁模拟)如图1所示，分别用F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一 光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F1、 F2、F3的功率关系为( ) 图1 A(P1,P2,P3 C(P3,P2,P1 12 B(P1,P2,P3 D(P1,P2,P3 2(如图2所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳 系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳， 使滑块从A点起由静止开始上升(若从A点上升至B点和 从B点上升至C点的过程中FT做的功分别为W1、W2，滑 块经B、C两点的动能分别为EkB、EkC，图中AB,BC， 则一定有 A(W1,W2C(W1,W2 ( )图2 B(W1,W2 D(无法判断 3((2010?济南模拟)质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，汽车匀速行 驶时的速率为v1，则当汽车的速率为v2(v2<v1)时，汽车的加速度为 A.C. ( ) P mv1 B. P mv2 D. Pv1,v2mv1v2Pv1v2 mv1,v24(起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图象如图3所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图4中的( ) 13 图3 图4 5((2010?中山月考)用一个机械将货箱全部吊上离地12 m高的平台，现有30个货箱，总质量为150 kg，这个机械在吊箱子时所能提供的功率取决于所吊物体质量的多少，如图5所示((不计放下吊钩、搬起和放下箱子等时间)根据图线可得出下列结论，其中错误的是 ( ) A(每次吊起3个货箱，吊起货箱所需时间最短 B(吊完所有货箱至少需要12 min C(每次吊起的货箱越多，上升速度越小 D(一次吊起3个货箱时，上升速度最大 二、多项项选择题 6((2009?海南高考)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运合外力方向不变，大小随时间的变化如图6所示(设该物体在t0 和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1 和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做 的功是W2，则 ( ) 动， 图5 A(x2,5x1 v2,3v1 C(x2,5x1 W2,8W1 B(x2,9x1 v2,5v1 图6 D(v2,3v1 W2,9W1 14 7((2010?银川模拟)提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减 小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即Ff,kv，k是阻力因数)(当 发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm，如果要使物体运动的速率增 大到2vm，则下列办法可行的是 ( ) 2 A(阻力因数不变，使发动机额定功率增大到2P0 B4C(阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P0 D8 8((2010?佛山测试)如图7所示是某中学科技小组制作的利用太 阳能驱动小车的装置(当太阳光照射到小车上方的光电板时， 光电板中产生的电流经电动机带动小车前进(若小车在图7 平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离l，速度达到最大值vm， 设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么 ( ) A(这段时间内小车先做匀加速运动，然后做匀速运动 B(这段时间内电动机所做的功为Pt 12 C(这段时间内电动机所做的功为mvm 212 15 D(这段时间内电动机所做的功为Fl，mvm 2 9(如图8所示，一小球自A点由静止开始自由下落，到达B点 时与弹簧接触(到C点时弹簧被压缩至最短(若不计弹簧质量 k k 和空气阻力， 让小球由A至B到C的运动过程中 ( ) A(小球的机械能守恒 B(小球在B点时动能最大 C(小球由B到C加速度先减少后增大 图8 D(小球由B到C的过程中，机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 10((2010?苏北四市联考)在2008年北京奥运会上，俄罗斯著 名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05 m的成绩第24次打破 世界纪录(如图9所示为她在比赛中的几个画面的示意 图(下列说法中正确的是( ) 图9 A(运动员过最高点时的速度为零 B(撑杆恢复形变时，弹性势能完全转化为运动负的机械能 C(运动员要成功跃过横杆，其重心必须高于横杆 D(运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功 三、非选择题(本题共2小题，共30分) 11((13分)(2010?云浮联考)如图10甲所示，质量m,2.0 kg 16 的物体静止在水平面上， 物体跟水平面间的动摩擦因数μ,0.20.从t,0时刻起，物体受到一个水平力F的作 用而开始运动，前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示， g取10 m/s2 .求: 图10 (1)在图丙所示的坐标系中画出物体在前8 s内的v,t图象; (2)前8 s内水平力F所做的功( 12((17分)(2010?上海浦东模拟)一辆汽车质量为1×103 kg， 最大功率为2×104 W，在水平路面上由静止开始做直线 运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定(发动 机的最大牵引力为3×103 N，其行驶过程中牵引力F与 车速的倒数1 v 的关系如图11所示(试求: 图11 (1)根据图线ABC判断汽车做什么运动,(2)v2的大小; (3)整个运动过程中的最大加速度; (4)匀加速运动过程的最大速度是多大,当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大, 17 1解析:设物体的质量为m，三种情况下物体的加速度a相同，据牛顿第二定律得F1 ,mgsinα,ma，F2cosα,mgsinα,ma，F3cosθ,mgsinα,ma.所以F1,F2cosα, F3cosθ，在速度方向上的分量都相同，又因加速度相同，斜面长度相同，所以三种情 况下到达斜面顶端时的速度相等，所以据功率公式可知P1,P2,P3，故选A. 2解析:由于FT做的功等于F做的功，因此可将变力FT做功的问题转化成恒力F做 功的(转 载 于:wWW.xlTkWJ.Com 小 龙文 档 网:高中物理,功率例题)问题(由几何知识知滑块由A?B，F拉过的绳的长度比由B?C拉过的绳的长 度更长，由W,Fl得W1,W2，故A正确( 3解析:汽车所受阻力为FPPf,vv2时的牵引力为F,，由牛顿第二定 1v2 律得F,Ff,maPP,ma，所以a, Pv1,v2vmv，应选C. 2v11v2 4解析:从图中可以看出，在0,t1时间内，重物做匀加速运动，钢索对重物的拉力为 恒力，且F1,G，由P1,Fv知，拉力的功率随速度的增大而增大;t1,t2时间内， 重物做匀速运动，F2,G，所以t1时刻功率发生了突变，且在t1,t2时间内功率恒定 并小于t1时刻的功率;t2,t3时间 18 内重物做匀减速运动，拉力恒定，F3,G，所以t2 时刻功率也发生了突变，t2,t3时间内功率逐渐减小，且小于t2时刻的功率(综上所 述，B正确( 5解析:根据题意可知每个箱子的质量为5 kg，再根据图象可得，当吊起一个箱子时，上升的最大速度约为v12.521 1,50，当吊起两个箱子时，上升的最大速度约为v2,100m/s，当吊起三个箱子时，机械提供的功率最大，此时上升的最大速度约为v25 3,150 m/s，随着功率减小及重物的增加，货箱上升的速度越来越小，故C正确，D错误(因 提3个货箱时机械的功率最大，由Pt,W可知以最大功率提升货箱用的时间最少， 是12 min，故A、B正确( 6解析:设t0时刻前后的加速度分别为a1、a2，则a2,2a1，所以v1,a1t0，v2,v1，a2t0 ,3v122，v12 1;x11t0，x2,x11t022t0,5x1;W1,F0x1，W2,2F0(x2,x1),8W1， 故选项A、C对，B、D错( 7解析:物体运动的最大速度为匀速运动时的速度，此时牵引力与阻力相等，由公式 P30,Fvm,Ffvm,kv2m?vm,kvm，若速率增大到2vm，则牵引力的功率的表达式为P′ 19 ,8k′v3 m，则当阻力因数不变时，即k,k′时，则P′,8P0，A错C对;当发动 机额定功率不变时，即Pk 0,P′时，则k,8k′，k′,8 ，D对B错( 8解析:小车以恒定功率启动，则小车先做变加速运动，速度达到vm后再做匀速运动，A错误(当行驶时间t时，电动机所做的功为Pt，B正确(根据能量关系，电动机所 篇三:高中物理功和功率复习指导(含例题和习题) 机械能守恒定律 功和功率 基础知识回顾 1(追寻守恒量 (1) 能量:简称物质运动的一般量度.任何物质都离不开运动,如引力运动、机械运动、分子热运动、电磁运动、化学运动、原子核与基本粒子运动......等.对运动所能作的最一般的量度就是能量,用数学的语言说,能量是物质运动状态的一个单值函数.相应于不同形式的运动,能量分为机械能、内能、电能、磁能、化学能、原子能等.当物质的运动形式发生转变时,能量形式同时发生转变.能量可以在物质之间发生传递,这种传递过程就是作功或传递热量.例如,河水冲击水力发电机作功的过程就是河水的机械能传递给发电机,并转变为电能. 20 自然界一切过程都服从能量转化和守恒定律,物体要对外界作功,就必须消耗本身的能量或从别处得到能量的补充.因此.一个物体的能量愈大,它对外界就有可能做更多的功. (2) 机械能:物质机械运动的量度.(3) 动能:. (4) 势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量. 2(功的概念 (1)定义:一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说这个力做了功. (2)做功的两个必要条件:a、力; b、物体在力的方向上发生位移. (3)功的单位:在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号J，其物理意义是:1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功. (4)功是标量，只有大小，没有方向. (5)功是过程量，即做功必定对应一个过程(位移)应明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功. 3、功的计算 (1)功的一般计算公式: W=Flcosθ (2 (3)字母意义:F——力 l—— θ——F、l正方向之间的夹角 21 4、正负功的意义 (1)根据功的计算公式W=Flcosθ可得到以下几种情况: ?当θ,90o时，cosθ,0，则W,0即力对物体不做功; 0?当0?θ<90o时， cosθ0，则W0，即力对物体做正功; ?当90o<θ?180o时，则cosθ<0，即力对物体做负功，也常说成物体克服这个力做功; (2)功的正负既不表示方向，也不表示大小，它表示:正功是动力对物体做功，负功是阻力对物体做功. 5、作用力与反作用力的功 作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功也可能做负功;不要以为作用力与反作用力大小相等，方向相反，就一定有作用力、反作用力的功，数值相等，一正一负. 6、总功的求法 (1)先求外力的合力F合，再应用功的公式求出总功:W=F合lcosα (2)先分别求出各外力对物体所做的功W1、W2、W3…… 一对作用力与反作用力的做功情况: 1)作用力与反作用力做的功大小相等、符号相反: 1 如，在光滑的水平面上，用力F推靠在一起的A、B两物 22 体向前运动一段位移，由于有FAB,,FBA，SA,SB，所以得:WAB,,WBA。 再如，A、B两物体叠放在一起在水平外力F作用下向前加速运动过程中，存在于两物体间的静摩擦力做的功大小相等、符号相反。 2)作用力与反作用力做的功可以大小相等、符号相同: (A)都做正功:如，放置于光滑水平面上的两个带异种电荷且完全相同的带电物体A、B，由静止开始在静电引力作用下各移动了一段大小相等的位移，由于两力的方向与其对应的位移同向，则两相互作用力做的功大小相等、符号相同。 (B)都做负功:上例中，若两物体以相同的初速度分别向相反的方向运动，在任一段时间内通过的位移大小相等，则两物体间的相互作用力做大小相等的负功。 3)作用力与反作用力做的功大小不等、符号相同: 若A、B两物体的质量不等，则它们在相同的时间内完成的位移不等，则两相互作用力做的功大小不等、符号相同。 4)作用力与反作用力做的功大小不等、符号相反: 如物体A以一定速度V滑上表面粗糙的木板B，木板B放在光滑水平面在两物体达共同速度之前，由于SA,SB，则两物体间的滑动摩擦力做的功分别为W fBA,fBA?SA WfAB,fAB?SB 其大小不等、符号相反。 23 5)作用力与反作用力中可以是一个力做功，而另一个力不做功: 在上例中，若将木板B固定，则SB,0，即物体A对B的滑动摩擦力不做力，而B对A做负功。 综上所述，一对作用力与反作用力做的功并不一定是大小相等、符号相反的，其原因是作用力与反作用力的作用点分别作用于两个不同的物体，在相互作用的过程中其位移并不一定相同。也正因为如此，由两个物体组成的系统若不受外力或所受外力做的功为零，但由于内力做功的代数和不一定为零，则该系统的总动能并不一定守恒，如在爆炸过程中，系统的内力做正功，系统的总动能增加。 重点难点例析 一、判断力是否做功及其正负的方法: 1.看力F与l夹角α——常用于恒力做功的情形. 2.看力F与v方向夹角α——常用于曲线运动情形. 若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功. 【例1】如图1-1所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水 平地面上，从地面上看，在小物体沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力( ) A.垂直于接触面，做功为零; B.垂直于接触面，做功不为零; 24 图1-1 C.不垂直于接触面，做功为零; D.不垂直于接触面，做功不为零. 【解析】由于斜面是光滑的，斜面对物体的作用力只有支持力N，方向一定垂直于斜面.若斜面固定不动，物体沿斜面运动时，支持力N与物体位移方向垂直，不做功，但当斜面不固定时，物体沿斜面下滑的同时，在N的反作用力作用下，斜面要向后退，如图5-1-1所示，物体参与了两个分运动:沿斜面的下滑;随斜面的后移，物体的合位移l与支持力N的夹角α大于90?，故支持力N对物体做负功，做功不为零.选项B正确. 【答案】B 【点拨】恒力是否做功及做功的正负关见看力F与l夹角α, 若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功. ? 拓展 下面列举的哪几种情况下所做的功是零( ) A(卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功 B(平抛运动中，重力对物体做的功 2 C(举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s，运动员对杠铃做的功 D(木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功 25 【解析】:A引力作为卫星做圆周运动的向心力，向心力与卫星运动速度方向垂直，所以，这个力不做功.C杠铃在此时间内位移为零.D木块的支持力与位移方向垂直，所以，支持力不做功.故A、C、D是正确的. 【答案】ACD 二、求变力的功: 1.化变力为恒力: (1) 分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功. (2)用转换研究对象的方法求变力所做的功. 2. 若F是位移l的线性函数时，先求平均值?F1?F2，由W?cos?求其功. 2 例如:用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次进入木板的深度是多少? ?解:kd?d?kd?k(d?d)d? 22 ?d??1)d 3. 作出变力变化的F,l图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功. 在F-l图象中，图线与坐标轴所围成的“面积”表示功.对于方向不变，大小随位 26 移变化的力，作出F-l图象，求出图线与坐标轴所围成的“面积”，就求出了变力所 做的功,上述例题也可用图象法来求解.因为木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成 正比，即F=kd，其图象为图1-2所示. 铁锤两次对钉子做功相同，则三角形OAB的面积与梯形ABCD的面积相等， 即1d?(kd)?1?kd?k(d?d?)??d' 22 解得 d??1)d 【例2】以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大速度为h，空气的阻力大小恒为F，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为() A(0B(,Fh C(,2Fh D(,4Fh 【解析】从全过程看，空气的阻力为变力，但将整个过程分为两个阶段:上升阶段和下落阶段，小球在每个阶段上受到的阻力都是恒力，且总是跟小球运动的方向相反，空气阻力对小球总是做负功，全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做功的代数和， 即W?W上?W下???Fh????Fh???2Fh 【答案】C 【点拨】空气阻力、摩擦阻力是一种特殊的力，在计算这 27 种力做功时，不可简单地套用功的计算公式Kd+d 图1-2 W?Flcos?得出W=0的错误结论.从上面的正确结果可以看出:空气阻力做的功在数值上等于阻力与全过程小球路程的乘积. ? 拓展 3 如图1-3在光滑的水平面上，物块在恒力F,100,的作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦，,,2.4 ,，α,37?， 图1-3 β,53?，求绳的拉力对物体所做的功. 【解析】绳的拉力对物体来说是个变力(大小不变，方向改变)，但 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 发现，人拉绳却是恒力，于是转换研究对象，用人对绳子做的功来求绳对物体所做的功 W=F?l=F(H?H)=100 J sin?sin? 【答案】W=F?l=F(H?H)=100J sin?sin? 三、分析摩擦力做功: 不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功.力做功是要看哪个力对哪个物体在哪个过程中做的功，而不是由力的性质来决定的.力做正功还是做负功要看这个力是动力还是阻力.摩擦力可以是动力也可以是阻力，也可能与位移方向垂直. ? 易错门诊 28 【例3】物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落 到地面上的Q点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运 动，如图1-4所示，再把物块放到P点自由滑下则( ) A.物块将仍落在Q点 图 1-4 B.物块将会落在Q点的左边 C.物块将会落在Q点的右边 D.物块有可能落不到地面上 【错解】因为皮带轮转动起来以后，物块在皮带轮上的时间长，相对皮带位移量大，摩擦力做功将比皮带轮不转动时多，物块在皮带右端的速度将小于皮带轮不动时，所以落在Q点左边，应选B选项.【错因】学生的错误主要是对物体的运动过程中的受力分析不准确.实质上当皮带轮逆时针转动时，无论物块以多大的速度滑下来，传送带给物块施的摩擦力都是相同的，且与传送带静止时一样，由运动学公式知位移相同.从传送带上做平抛运动的初速度相同，水平位移相同，落点相同. 【正解】物块从斜面滑下来，当传送带静止时，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，物块将做匀减速运动.离开传送带时做平抛运动.当传送带逆时针转动时物体相对传送 29 带都是向前运动，受到滑动摩擦力方向与运动方向相反. 物体做匀减速运动，离开传送带时，也做平抛运动，且与传送带不动时的抛出速度相同，故落在Q点，所以A选项正确. 【点悟】若此题中传送带顺时针转动，物块相对传送带的运动情况就应讨论了. (1)当v0=vB物块滑到底的速度等于传送带速度，没有摩擦力作用，物块做匀速运动，离开传送带做平抛的初速度比传送带不动时的大，水平位移也大，所以落在Q点的右边. (2)当v0,vB物块滑到底速度小于传送带的速度，有两种情况，一是物块始终做匀加速运动，二是物块先做加速运动，当物块速度等于传送带的速度时，物体做匀速运动。这两种情况落点都在Q点右边. (3)v0,vB当物块滑上传送带的速度大于传送带的速度，有两种情况，一是物块一直减速，二是先减速后匀速。第一种落在Q点，第二种落在Q点的右边. 课堂自主训练 1.如图1-5所示，木块A放在木块B的左上端，用恒力F将A拉至B的右端(第一次将B固定在地面上，F做的功为 W1;第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动，F做的功为 W2(比较两次做功，应有() A(W1?W2 B(W1? 30 W2 4 图1-5 C(W1?W2 D(无法比较( 【解析】根据功的定义，力F做的功只与力的大小及力的方向上发生的位移大小的乘积有关，位移的大小与参考系的选择有关，在没有指定参考系时，一般是以地球为参考系，A物相对于B的位移在两种情况下是一样的，但在第一种情况中，B相对于地面是静止的，故第二次A对地的位移大于第一次A对地的位移，即第二次做功多一些(正确选项为A( 【答案】A 【点悟】功的计算公式W?Flcos?中的位移l一般均是以地球为参考系 2(如图1-6所示，一个质量为m的木块，放在倾角为α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, 【解析】木块发生水平位移的过程中，作用在木块上共有三个图1-6 力，重力mg，支持力F1，静摩擦力F2，根据木块的平衡条件， 31 由这三个力的大小，物体的位移及力与位移的夹角(即可由功的计算公式算出它们的功( 沿斜面建立直角坐标将重力正交分解，由于物体相对斜面静止而在水平面上做匀速运动，根据力的平衡条件可得: 斜面对木块的支持力 F1=mgcosа;斜面对木块的静摩擦力 F2=mgsinа 支持力F1与位移S间的夹角为900+а，则支持力做的功为 W1= F1Scos(900+а)=,mgScosаsinа 摩擦力F2与位移s的夹角为α，则摩擦力F2做功为W2 重力与位移的夹角为90?，则重力做的功为?F2scos??mgsin?cos? WG?mgscos90??0 合力做的功等于各个力做功的代数和，即 W?W1?W2?WG ??mgscos?sin??mgssin?cos??0?0 课后创新演练 1(关于功是否为矢量，下列说法正确的是( B ) A(因为功有正功和负功，所以功是矢量 B(.因为功没有方向性，所以功是标量 C(力和位移都是矢量，功也一定是矢量 D(力是矢量，功也是矢量 2(物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做 32 功为( D ) A(14JB(10J C(2J D(,2J 3(一个水平方向的恒力F先后作用于甲、乙两个物体，先使甲物体沿着粗糙的水平面运动距离s，做功的数值为W1;再使乙物体沿光滑的斜面向上滑过距离s，做功的数值为W2，则( A ) A(W1=W2 B(W1W2 C(W1<W2 D(条件不足，无法比较W1,W2 4(质量为m的物体，在水平力F作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法正确(ACD ) 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 5(关于力对物体做功，如下说法正确的是( B ) A(滑动摩擦力对物体一定做负功 B(静摩擦力对物体可能做正功 5 33