2014届高三物理一轮复习4-1功自主学习训练教科版

-1-第四章机械能和能源1功(时间：60分钟)知识点基础中档稍难功的概念1、23功的正负45合力的功6、897综合提升10、1112知识点一功的概念1．下列关于做功的说法中正确的是()．A．凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功B．凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功C．只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功D．只要物体受力，又在力的方向上发生位移，则力一定对物体做功解析做功有两个要素，第一要有力，第二在力的方向上物体要发生位移．A项错；物体可能没有发生位移，B项错；物体可能没受力，C项错；位移和力可能垂直，D项正确．答案D2．关于功的概念，以下说法正确的是()．A．力是矢量，位移是矢量，但功是标量B．功有正、负之分，所以功也有方向性C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积解析功的正负表示的是动力做的功还是阻力做的功，功没有方向，B错．若某一个力对物体不做功，可能是因为力的方向与位移的方向垂直，C错，本题选A、D.答案AD3．如图4－1－14所示，在加速向左运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是()．A．做正功B．做负功图4－1－14-2-C．不做功D．无法确定解析先分析水平方向车厢对人的作用力的合力的方向．人随车厢加速运动，车厢对人的作用力的合力方向向左，则人对车厢的作用力方向向右，故人对车厢做负功．正确选项为B.答案B知识点二功的正负4．起重机吊钩下挂一质量为m的水泥袋，如果水泥袋以加速度a匀减速下降了距离h，则水泥袋克服钢索拉力做的功为()．A．mghB．m(g－a)hC．m(g＋a)hD．m(a－g)h解析取水泥袋为研究对象，在匀减速下降过程中，加速度方向向上，由牛顿第二定律知，钢索拉力F＝m(g＋a)．钢索拉力做负功，也就是水泥袋克服钢索拉力做功，大小为W＝m(g＋a)h.答案C5．如图4－1－15所示，物块B与水平地面接触，物块A置于物块B之上，两物体相对静止，一起向右运动(图中a为加速度，力F沿水平方向向右)，则()．图4－1－15A．甲图中，A、B间摩擦力对A做负功B．乙图中，A、B间摩擦力对B做负功C．丙图中，A、B间摩擦力对B做正功D．丁图中，A、B间摩擦力对A做负功解析对确定的研究对象，分析其所受静摩擦力方向与运动方向间的关系，根据功的定义判断做不做功，做正功还是负功．如图甲中，两物体a＝0，即匀速向右运动，A、B间必无摩擦力(若B对A有摩擦力，则A水平方向合力不为零，必加速运动，而不会a＝0，与B物体相对静止)，也就谈不上做功了．又如图乙中，A、B两物体相对静止，以同一加速度a向右运动，则A必受到B的静摩擦力(水平向右，与a方向一致，以产生a)，由牛顿第三定律知，A必对B施加向左的静摩擦力，与运动方向相反，对B做负功．同理C、D正确．(本例说明：静摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功．)答案BCD-3-知识点三合力的功6．如图4－1－16所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为()．A．7JB．1JC．5JD．3.5J解析求解合力对物体做的功，一般有两种方法：(1)先求合力，再用公式W＝F合xcosα求解．本题中因F1、F2的大小未知，故不能直接使用公式计算．(2)由于功是标量，合力对物体做的功等于各力对物体做功的代数和．即W＝W1＋W2＝4J＋3J＝7J.答案A7．如图4－1－17所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F向右推劈，使P与劈保持相对静止，当前进的水平位移为x时，劈对P做的功为()．A．FxB.mgsin2θ·x2C．mgcosθ·xD．mgtanθ·x解析由于物体P和劈相对静止，故P和劈均在水平方向发生位移，位移大小为x，P受力情况如右图所示，根据牛顿第二定律：在竖直方向：FNcosθ＝mg在水平方向：FNsinθ＝ma所以FN＝mgcosθ劈对P所做的功即为劈对P的支持力FN所做的功，力FN对P所做的功为W＝FN·xcos(90°－θ)＝mgcosθ·x·sinθ＝mgxtanθ.答案D8．有一根轻绳拴了一个物体，如图4－1－18所示，在悬点O以加速度a向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是()．A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功图4－1－16图4－1－17图4－1－18-4-C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功解析重力与位移同向，做正功，拉力与位移反向，做负功，由于做减速运动，所以物体所受合外力向上，与位移反向，做负功．答案A9．如图4－1－19所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3N和F2＝4N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10m，求：(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？(2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？解析(1)力F1做的功W1＝F1xcosθ1＝3×10×cos53°J＝18J，力F2做的功W2＝F2xcosθ2＝4×10×cos37°J＝32J.W1与W2的代数和W＝W1＋W2＝18J＋32J＝50J.(2)F1与F2的合力F＝F21＋F22＝32＋42N＝5N，合力F做的功W′＝Fx＝5×10J＝50J.答案(1)18J32J50J(2)5N50J10．质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速直线运动，2s后撤去F，其运动的速度图像如图4－1－20所示，g取10m/s2，则下列说法中正确的是()．A．拉力F对物体做功150JB．拉力F对物体做功500JC．物体克服摩擦力做功100JD．物体克服摩擦力做功175J解析设摩擦力大小为f，在0～2s内，a1＝2.5m/s2，F－f＝ma1，位移x1＝（5＋10）×22m＝15m，在2～6s内，a2＝－2.5m/s2，x2＝10×42m＝20m，只受摩擦力f作用，故f＝－ma2＝5N，代入上式得F＝10N，则拉力F做功为WF＝F·x1＝150J，摩擦力做功Wf图4－1－19图4－1－20-5-＝－f(x1＋x2)＝－5×(15＋20)J＝－175J，即物体克服摩擦力做功175J.答案AD11．两块相同材料的物块A和B放在光滑的水平地面上，在水平力F的作用下一同前进，如图4－1－21所示，其质量之比为mA∶mB＝1∶2.在运动过程中，力F一共对物体做功300J，则A对B的弹力对B所做的功为多少？解析对A、B整体，由牛顿第二定律F＝(mA＋mB)a①对B有：FAB＝mBa②①②联立得FAB＝23F③设AB移动距离为x，则F做功W＝Fx④A对B做功WAB＝FABx⑤③④⑤联立得WAB＝23W＝200J.答案200J12．如图4－1－22所示的水平传送装置，AB间距为s，传送带以速度v匀速运转．把一质量为m的零件无初速地放在传送带的A处，已知零件与传送带之间的动摩擦因数为μ，试求从A到B的过程中，摩擦力对零件所做的功．解析要求摩擦力对零件做的功，关键是要弄清零件在摩擦力方向上的位移是多少．由于题中没有给出各物理量之间的定量关系，故存在两种可能．当零件与传送带之间存在摩擦力时，摩擦力的大小为F＝μmg.分两种情况进行讨论：(1)零件在到达B处时的速度小于或刚好等于传送带的速度v，零件在从A到B的过程中一直受摩擦力作用，则摩擦力对零件所做的功W＝Fs＝μmgs.(2)零件在到达B处之前已经达到传送带的速度v，零件只是在达到速度v之前的一段时间内受摩擦力作用，此后零件与传送带以相同的速度v运动，零件就不受摩擦力作用，即无滑动摩擦力存在，也无静摩擦力存在，则摩擦力对零件所做的功W′＝Fs′＝μmg×v22μg＝12mv2.答案见解析图4－1－21图4－1－22-6-