高中物理滬科技版（2020）必修第二冊第一節(jié) 功精練

這是一份高中物理滬科技版（2020）必修第二冊第一節(jié) 功精練，共13頁。試卷主要包含了解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、解答題
1．一個質(zhì)量m＝150 kg的雪橇，受到與水平方向成＝37°角斜向左上方500 N的拉力F作用，在水平地面上移動的距離l＝5 m（如圖所示）。物體與地面間的滑動摩擦力F阻＝100 N，求：
（1）力F對物體所做的功；
（2）摩擦力對物體所做的功；
（3）求合外力對物體所做的總功。
2．飼養(yǎng)員對著長l＝1.0m的水平細長管的一端吹氣，將位于吹氣端口的質(zhì)量m＝0.02kg的注射器射到動物身上。如圖所示，注射器飛離長管末端的速度大小v＝20m/s。可視為質(zhì)點的注射器在長管內(nèi)做勻變速直線運動，離開長管后做平拋運動。（g取10m/s2）
（1）求注射器在長管內(nèi)運動時的加速度大小；
（2）求注射器在長管內(nèi)運動時外力對注射器做功多少？
（3）若動物與長管末端的水平距離x＝4.0m，求注射器下降的高度h。
3．如圖所示，質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平地面上，受到與水平地面夾角為θ=37°、大小F=10N的拉力作用，物體移動了l=2m，物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，g取10m/s2，cs37°=0.8。求：
（1）物體所受各個力所做的功；
（2）合力F合所做的功W。
4．如圖所示，一質(zhì)量為m=1.0 kg的物體從半徑為R=5.0 m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運動到B端（圓弧AB在豎直平面內(nèi)）。拉力F大小不變，始終為15 N，方向始終與物體在該點的切線成37°角。圓弧所對應(yīng)的圓心角為60°，BO邊在豎直方向上。求這一過程中拉力F做的功。（sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，π=3.14）
5．某人利用如圖所示的裝置,用100 N的恒力F作用于不計質(zhì)量的細繩的一端,將物體從水平面上的A點移到B點。已知α1=30°,α2=37°,h=1.5 m,不計滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦。求繩的拉力對物體所做的功（sin 37°=0.6,cs 37°=0.8）。
6．如圖所示，小孩與冰車靜止在冰面上，大人用N的恒定拉力，使小孩與冰車沿水平冰面一起滑動。已知拉力方向與水平冰面的夾角，小孩與冰車的總質(zhì)量kg，冰車與冰面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度m/s2，，。求：
（1）小孩與冰車所受支持力的大??；
（2）小孩與冰車加速度的大小a；
（3）s內(nèi)合力所做的功W。
7．我國自行研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機C919首飛成功后，拉開了全面試驗試飛的新征程，假設(shè)飛機在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運動，當(dāng)位移時才能達到起飛所要求的速度。已知飛機質(zhì)量，滑跑時受到的阻力為自身重力的0.1倍，取重力加速度，在飛機滑跑過程中，求：
（1）飛機克服阻力所做的功；
（2）牽引力的大??；
（3）牽引力對飛機所做的功。
8．放在地面上的木塊與一輕彈簧相連，彈簧處于自由伸長狀態(tài)，現(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力的作用點移動x1=0.2m時，木塊開始運動，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動了x2=0.4m的位移，其F－x圖象如圖所示，求上述過程中拉力所做的功。
9．如圖1，載有質(zhì)量為貨物的貨車以的速度在平直的高速公路上勻速行駛。因司機看到前方警示標識，采取緊急制動。車廂內(nèi)貨物向前滑行，恰好在車停止時與車廂前壁相撞并反彈，其圖像如圖2所示。設(shè)貨車勻減速剎停后不再移動。重力加速度g取。則從貨車開始剎車到貨物停止運動的過程中，求：
（1）貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)；
（2）貨車的位移大??；
（3）貨物相對車廂滑行的位移大??；
（4）摩擦力對貨物做的功。
10．如圖所示，一質(zhì)量m=1.0kg的物體從半徑R=5.0m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運動到B端（圓弧AB在豎直平面內(nèi)）。拉力F的大小始終為15N不變，方向始終沿物體在該點的切線方向。。圓弧所對應(yīng)的圓心角為60°，BO邊沿豎直方向，g取10m/s2。在這一過程中，求：
（1）拉力F做的功；
（2）重力G做的功；
（3）圓弧面對物體的支持力FN做的功。
7.1.2 功的計算 （備作業(yè)）（解析版）
學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、解答題
1．一個質(zhì)量m＝150 kg的雪橇，受到與水平方向成＝37°角斜向左上方500 N的拉力F作用，在水平地面上移動的距離l＝5 m（如圖所示）。物體與地面間的滑動摩擦力F阻＝100 N，求：
（1）力F對物體所做的功；
（2）摩擦力對物體所做的功；
（3）求合外力對物體所做的總功。
【答案】（1）2000J；（2）-500J；（3）1500J
【詳解】
（1）根據(jù)
W＝Fscsθ
代入數(shù)據(jù)得
WF＝Flcs37°＝500×5×0.8 J＝2000 J
（2）摩擦力做功為
WF阻＝－F阻·l＝－100×5 J＝－500 J
（3）則合外力做的總功為
W總＝WF＋WF阻＝2000J－500 J＝1500 J
2．飼養(yǎng)員對著長l＝1.0m的水平細長管的一端吹氣，將位于吹氣端口的質(zhì)量m＝0.02kg的注射器射到動物身上。如圖所示，注射器飛離長管末端的速度大小v＝20m/s?？梢暈橘|(zhì)點的注射器在長管內(nèi)做勻變速直線運動，離開長管后做平拋運動。（g取10m/s2）
（1）求注射器在長管內(nèi)運動時的加速度大小；
（2）求注射器在長管內(nèi)運動時外力對注射器做功多少？
（3）若動物與長管末端的水平距離x＝4.0m，求注射器下降的高度h。
【答案】(1)200m/s2；(2)4J；(3)0.2m
【詳解】
(1)由
可得
(2)由牛頓第二定律可得
注射器在長管內(nèi)運動時外力對注射器做功
(3)由勻速運動的位移公式可得注射器下降所以時間為
則注射器下降高度為
3．如圖所示，質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平地面上，受到與水平地面夾角為θ=37°、大小F=10N的拉力作用，物體移動了l=2m，物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，g取10m/s2，cs37°=0.8。求：
（1）物體所受各個力所做的功；
（2）合力F合所做的功W。
【答案】（1）重力和支持力做功均為零，拉力做功16J，摩擦力做功-8.4J；（2）7.6J
【詳解】
（1）對物體進行受力分析，如圖所示
拉力F所做的功
W1=Flcs37°=16J
重力和支持力方向與位移方向垂直，做功為零。
摩擦力
Ff=μFN=μ(mg-Fsin37°)
摩擦力做功
W2=Fflcs 180°=-8.4 J
（2）總功
W=W1+W2 =7.6 J
4．如圖所示，一質(zhì)量為m=1.0 kg的物體從半徑為R=5.0 m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運動到B端（圓弧AB在豎直平面內(nèi)）。拉力F大小不變，始終為15 N，方向始終與物體在該點的切線成37°角。圓弧所對應(yīng)的圓心角為60°，BO邊在豎直方向上。求這一過程中拉力F做的功。（sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，π=3.14）
【答案】62.8 J
【詳解】
將圓弧AB分成很多小段s1、s2、…、sn，拉力在每一小段上做的功為W1、W2、…、Wn，因拉力F大小不變，方向始終與物體在該點的切線成37°角，所以
W1=Fs1 cs 37°
W2=Fs2 cs 37°
…
Wn=Fsn cs 37°
故
WF=W1+W2+…+Wn=F cs 37°（s1+s2+…+sn）=F cs 37°·R=62.8 J
5．某人利用如圖所示的裝置,用100 N的恒力F作用于不計質(zhì)量的細繩的一端,將物體從水平面上的A點移到B點。已知α1=30°,α2=37°,h=1.5 m,不計滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦。求繩的拉力對物體所做的功（sin 37°=0.6,cs 37°=0.8）。
【答案】50 J
【詳解】
由于不計繩的質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦,故恒力F做的功和繩對物體的拉力做的功相等。由于恒力F作用在繩的端點,故需先求出繩的端點的位移l,再求恒力F做的功。
由幾何關(guān)系知,繩的端點的位移為
l=-=h=0.5 m
在物體從A移到B的過程中,恒力F做的功為
W=Fl=100×0.5 J=50 J
故繩的拉力對物體所做的功為50 J。
6．如圖所示，小孩與冰車靜止在冰面上，大人用N的恒定拉力，使小孩與冰車沿水平冰面一起滑動。已知拉力方向與水平冰面的夾角，小孩與冰車的總質(zhì)量kg，冰車與冰面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度m/s2，，。求：
（1）小孩與冰車所受支持力的大小；
（2）小孩與冰車加速度的大小a；
（3）s內(nèi)合力所做的功W。
【答案】（1）N；（2）m/s2；（3）J
【詳解】
（1）冰車和小孩受力如圖所示，
豎直方向合力為零
解得
N
（2）水平方向根據(jù)牛頓第二定律
由滑動摩擦力公式
聯(lián)立得
m/s2
（3）由牛頓第二定律有
由功的定義式得
由位移公式得
聯(lián)立解得
J
7．我國自行研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機C919首飛成功后，拉開了全面試驗試飛的新征程，假設(shè)飛機在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運動，當(dāng)位移時才能達到起飛所要求的速度。已知飛機質(zhì)量，滑跑時受到的阻力為自身重力的0.1倍，取重力加速度，在飛機滑跑過程中，求：
（1）飛機克服阻力所做的功；
（2）牽引力的大小；
（3）牽引力對飛機所做的功。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【詳解】
（1）飛機克服阻力所做的功

解得

（2）飛機作勻變速直線運動，有
由牛頓第二定律，有
聯(lián)立解得
（3）在滑跑階段，牽引力所做的功

解得
8．放在地面上的木塊與一輕彈簧相連，彈簧處于自由伸長狀態(tài)，現(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力的作用點移動x1=0.2m時，木塊開始運動，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動了x2=0.4m的位移，其F－x圖象如圖所示，求上述過程中拉力所做的功。
【答案】20J
【詳解】
由F－x圖象可知，在木塊運動之前，彈簧彈力隨彈簧伸長量的變化是線性關(guān)系，木塊緩慢移動時彈簧彈力不變，圖線與橫軸所圍梯形面積即為拉力所做的功，即
9．如圖1，載有質(zhì)量為貨物的貨車以的速度在平直的高速公路上勻速行駛。因司機看到前方警示標識，采取緊急制動。車廂內(nèi)貨物向前滑行，恰好在車停止時與車廂前壁相撞并反彈，其圖像如圖2所示。設(shè)貨車勻減速剎停后不再移動。重力加速度g取。則從貨車開始剎車到貨物停止運動的過程中，求：
（1）貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)；
（2）貨車的位移大??；
（3）貨物相對車廂滑行的位移大?。?br>（4）摩擦力對貨物做的功。
【答案】（1）；（2）81m；（3）8.5m；（4）
【詳解】
（1）對貨物由圖像可知，貨物的加速度大小為
根據(jù)牛頓第二定律有
解得
（2）設(shè)貨車制動前速度為，制動距離為，用時為t，則有
（3）設(shè)貨物碰撞車廂時的速度大小為，碰撞前的位移大小為，碰撞后瞬間速度大小為，返回的位移大小為。由圖像可知
又因為
即
設(shè)貨物相對車廂的位移為，則有
解得
（4）全程摩擦力對貨物做負功，則摩擦力對貨物做的功
10．如圖所示，一質(zhì)量m=1.0kg的物體從半徑R=5.0m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運動到B端（圓弧AB在豎直平面內(nèi)）。拉力F的大小始終為15N不變，方向始終沿物體在該點的切線方向。。圓弧所對應(yīng)的圓心角為60°，BO邊沿豎直方向，g取10m/s2。在這一過程中，求：
（1）拉力F做的功；
（2）重力G做的功；
（3）圓弧面對物體的支持力FN做的功。
【答案】（1）；（2）-25J；（3）0
【詳解】
（1）（3）將圓弧AB分成無數(shù)小段，每段為?x，則在每段上力F可認為是恒力，做功為F?x，則從A到B做的總功
圓弧面對物體的支持力FN與速度方向總垂直，則根據(jù)
可知支持力做功為零。
（2）重力G做的功