2017_2018学年高中物理第1章功和功率第1节机械功课下作业含解析鲁科版必修2

机械功
1.如图1所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。

如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是
( ) A．轮胎受到地面的摩擦力做了负功图1
B．轮胎受到的重力做了正功
C．轮胎受到的拉力不做功
D．轮胎受到地面的支持力做了正功
解析：根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C错误。

答案：A
2．一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一定在一条直线上
D．这个力与物体运动方向的夹角α<90°
解析：由功的表达式W＝Fs cos α知，只有当α>90°时，cos α<0，力对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故选项A正确。

答案：A
3.有一根轻绳系一个物体，如图2所示，在悬点O以加速度a向下做匀减速运动时，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2 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。

由于物体向下做匀减速运动，所以物体所受合外力向上，合外力与位移反向，合外力做负功。

答案：A
4．如图3所示，用同样的力F拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是( )
图3
A．甲中做功最少B．丁中做功最多
C．做功一样多D．无法比较
解析：同样的力F使物体在力的方向上通过同样的距离，由W＝Fs知拉力F做功一样多，C正确。

答案：C
5．以一定的初速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小值为f，则从抛出到回到原出发点的过程中，下列说法中正确的是( ) A．空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功也为零
B．空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为2mgh
C．空气阻力对小球做的功为－2fh，重力对小球做的功为零
D．空气阻力对小球做的功为－2fh，重力对小球做的功为2mgh
解析：空气阻力的方向始终与小球运动方向相反，做负功，其中上升阶段做功－fh，下降阶段做功－fh。

上升阶段重力做功－mgh，下降阶段重力做功mgh，故全过程中阻力做功为－2fh，重力做功为零。

答案：C
6．关于两物体间的作用力和反作用力的做功情况，下列说法正确的是( )
A．作用力做功，反作用力一定做功
B．作用力做正功，反作用力一定做负功
C．作用力和反作用力可能都做负功
D．作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零
解析：比较一对作用力和反作用力的功时，不要只看到力的大小相等，还要分析两力对应的物体的位移情况。

作用力和反作用力各自做功，没有必然的联系。

故C正确。

答案：C
7.物体A、B叠放在光滑水平面上，m A＝1 kg，m B＝2 kg。

在B上作用一个大小为3 N 的水平拉力F后，A、B一起前进了4 m，如图4所示。

在这个过程中B对A做的功为( )
图4
A．4 J B．12 J
C．0 D．－4 J
解析：B对A做的功就是B对A的作用力对A做的功，B对A的作用力就是B施加给A 的所有力的合力。

对整体，由牛顿第二定律得F＝(m A＋m B)a，故a＝1 m/s2，对A，由牛顿第二定律得f＝m A a＝1 N，所以W＝fs＝4 J。

答案：A
8.质量为2 kg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运动，拉力F作用2 s后撤去，物体运动的速度图像如图5所示，则下列说法正
确的是(取g ＝10 m/s 2
)( )
A ．拉力F 做功150 J
B ．拉力F 做功350 J
C ．物休克服摩擦力做功100 J 图5
D ．物体克服摩擦力做功150 J
解析：由题图可以求出0～2 s 内的加速度a 1＝2.5 m/s 2,
2～6 s 内的加速度a 2＝－2.5 m/s 2
，F ＋f ＝ma 1，f ＝ma 2，得F ＝10 N ，f ＝－5 N ，由题图还可求出前2 s 内的位移s 1＝15 m,2～6 s 内的位移s 2＝20 m 。

所以拉力做功W F ＝Fs 1＝10×15 J＝150 J ；摩擦力做功W f ＝f (s 1＋
s 2)＝－5×(15＋20) J ＝－175 J ，即物体克服摩擦力做功175 J ，故A 正确。

答案：A
9.如图6所示，一个质量为m ＝2 kg 的物体，受到与水平方向成37°角斜向下方的推力F 1＝10 N 作用，在水平地面上移动了距离s 1＝2 m 后撤去推力，此后物体又滑行了s 2＝1.4 m 的距离后停止了运动。

设物体与
地面间的滑动摩擦力为它们间弹力的0.2倍，(取g ＝10 m/s 2
)求：
图6
(1)推力F 1对物体做的功；
(2)全过程中摩擦力对物体所做的功； (3)推力作用时合外力对物体所做的总功。

解析：(1)W F 1＝F 1s 1cos 37°＝10×2×0.8 J＝16 J (2)N 1＝mg ＋F 1sin 37°＝20 N ＋6 N ＝26 N
N 2＝mg ＝20 N
W f ＝W f 1＋W f 2＝－0.2N 1s 1－0.2N 2s 2＝－16 J
(3)W ＝(F 1cos 37°－0.2N 1)s 1＝(8－5.2)×2 J＝5.6 J 答案：(1)16 J (2)－16 J (3)5.6 J
10.如图7所示，质量为m 的物体静止于倾角为α的斜面体上，当斜面受力后，物体随斜面一起沿水平面匀速移动距离s ，在这过程中，求：
(1)物体所受各力对物体做的功分别是多少？
图7
(2)物体所受斜面的力做功是多少？ (3)合外力做的功是多少？
解析：(1)物体做匀速直线运动，在重力G ，支持力N 和摩擦力f 这三个力的作用下处于平衡状态，各力均为恒力，由物体受力分析图可得各力的大小分别为：
G ＝mg ，N ＝mg cos α，f ＝mg sin α。

物体的位移方向水平向右，与重力G 的夹角为π2；与支持力N 的夹角为π
2＋α；与摩擦
力f 的夹角为α。

根据公式W ＝Fs cos α可得W G ＝G ·cos π
2
＝0
W N ＝N ·s cos (π2
＋α)＝mg cos α·s ·(－sin α)＝－mgs sin αcos α＝－mgs sin 2α
2
W f ＝f sin α·s cos α＝mgs sin 2α2。

(2)W N ＋W f ＝0或N 与f 的合力与G 等大反向，做功为零。

即斜面对物体做功为0。

(3)因物体平衡，F 合＝0，故W 总＝0 或W 总＝W G ＋W N ＋W f ＝0＋(－mgs sin 2α
2)＋
mgs sin 2α
2＝0，即合力对物体做功为0。

答案：(1)W G ＝0 W N ＝－mgs sin 2α
2
W f ＝
mgs sin 2α
2
(2)0 (3)0。