2017高一物理《功》五一练习及答案
- 格式:doc
- 大小:290.50 KB
- 文档页数:11
高中物理必修一功与功率同步练习含答案卷I(选择题)一、选择题(本题共计 10 小题,每题 3 分,共计30分,)1. 如图所示,一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下以速度v匀速前进了时间t,则在此过程中()A.拉力对物体的冲量大小为0B.拉力对物体的冲量大小为Ft cosθC.拉力对物体所做的功为FvtD.拉力对物体所做的功为Fvt cosθ2. 汽车发动机的额定功率为150kW,它在平直公路上行驶的最大速度可达30m/s,那么汽车在最大速度匀速行驶时所受的阻力是()A.1200NB.2400NC.5000ND.8000N3. 汽车在启动后的最初10s内,发动机共做5×104J的功,下列说法正确的是()A.发动机第10s内必定做5×103J的功B.发动机此后的10s内,必定再做5×104J的功C.这10s内发动机的平均功率必定是5×103WD.第10s末发动机的瞬时功率必定是5×103W4. 如图所示,一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上,另一端固定一质量为m的小球.水平向右的拉力作用于球上,使杆以角速度ω匀速转动,当杆与水平方向夹角为60∘时,拉力大小为F,则此时拉力的功率为()A.FωLB.√34FωL C.14FωL D.√32FωL5. 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的牵引力功率达到最大值P,此后,起重机保持该功率不变,继续提升重物.直到以最大速度v2匀速上升为止,则整个过程中,下列说法不正确的是()A.钢绳的最大拉力为pv2−gB.物做匀加速运动的加速度为a=pmv1C.重物的最大速度为v2=pmgD.重物做匀加速运动的时间为t=mv12p−mgv16. 下面关于功率的说法正确的是()A.做功多的汽车,功率必定大B.功率小的汽车牵引力一定小C.功率大的汽车做功一定快D.功率大小与做功快慢无关7. 质量为m的汽车从静止开始以恒定功率启动,经过t时间达到最大速度v,则汽车的功率P满足的关系为()A.P>B.P=C.P<D.以上三种情况均有可能8. 如图所示,在竖直平面内有一个半径为R,粗细不计的圆管轨道.半径OA水平、OB 竖直,一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落,小球恰能沿管道到达最高点B,已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中()A.重力做功2mgRB.机械能减少mgRmgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功129. 跳台滑雪就是运动员脚着特制的滑雪板,沿着跳台的倾斜助滑道下滑,借助速度和弹跳力,使身体跃入空中,运动员在空中飞行4∼5秒钟后,落在山坡上。
7.3 功率同步练习题解析(人教版必修2)1.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力F的作用下从静止开始运动,则开始运动时间t后F的功率是()。
A.22F tmB.222F tmC.2F tmD.22F tm2.一辆小车在水平路面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车受到的牵引力F和阻力f随时间的变化规律如图所示,则小车所受的牵引力的功率随时间变化的规律是()。
3.近年我国高速铁路技术得到飞速发展,20XX年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1千米,刷新了世界记录,对提高铁路运行速度的以下说法,错误的是()。
A.减少路轨阻力,有利于提高列车最高时速B.当列车保持最高时速行驶时,其牵引力与阻力大小相等C.列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术D.将列车车头做成流线形,减小空气阻力,有利于提高列车功率4.如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v 匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是()。
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为mg vD.人对皮带做功的功率为f v5.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v t图象如图所示。
已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10 m/s2,则()。
A.汽车在前5 s内的牵引力为4×103 NB.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 NC.汽车的额定功率为60 kWD.汽车的最大速度为30 m/s6.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。
若E1概念车的总质量为920 kg,在16 s内从静止加速到100 km/h(即27.8 m/s)。
受到恒定的阻力为1 500 N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为____N。
7.3 功率同步练习题解析(人教版必修2)1.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力F的作用下从静止开始运动,则开始运动时间t后F的功率是()。
A.22F tmB.222F tmC.2F tmD.22F tm2.一辆小车在水平路面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车受到的牵引力F和阻力f随时间的变化规律如图所示,则小车所受的牵引力的功率随时间变化的规律是()。
3.近年我国高速铁路技术得到飞速发展,2010年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1千米,刷新了世界记录,对提高铁路运行速度的以下说法,错误的是()。
A.减少路轨阻力,有利于提高列车最高时速B.当列车保持最高时速行驶时,其牵引力与阻力大小相等C.列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术D.将列车车头做成流线形,减小空气阻力,有利于提高列车功率4.如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v 匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是()。
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为mg vD.人对皮带做功的功率为f v5.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v t图象如图所示。
已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10 m/s2,则()。
A.汽车在前5 s内的牵引力为4×103 NB.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 NC.汽车的额定功率为60 kWD.汽车的最大速度为30 m/s6.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。
若E1概念车的总质量为920 kg,在16 s内从静止加速到100 km/h(即27.8 m/s)。
受到恒定的阻力为1 500 N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为____N。
高一物理功和机械能试题答案及解析1.下列关于使用机械的说法,错误的是:()A.实际情况下,使用机械总是费功的B.不管什么情况下,使用机械都不可能省功C.使用机械一定可以省力D.使用机械可能更费力【答案】C【解析】A、实际情况下,所有机械都存在摩擦阻力所以均费功;正确不选BCD、使用机械或省力,或省距离,就是不能省功;C错误应选故选C【考点】功的原理点评:使用机械或省力,或省距离,但是就是不能省功,实际情况下机械都存在摩擦力,都费功。
2.下列说法正确的是A.核能是一种常规能源B.煤、石油、天然气叫做新能源C.大量消耗常规能源产生了“温室效应”D.燃烧煤炭时生成的二氧化硫使雨水酸度升高,形成酸雨【答案】CD【解析】核能越用越少,短时间内不可再生,所以核能是不可再生资源,A错煤、石油、天然气是化石能源,不是新能源,B错的含量增大会引起温室效应,大量消耗常规能源会产生二氧化碳,故大量消耗常规能大气中CO2源产生了“温室效应”,C对燃烧煤炭时生成的二氧化硫使雨水酸度升高,形成酸雨,D对所以应该选CD3.起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是α,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功是。
()A.mgh B.mαh C.m(g+α)h D.m(g-α)h【答案】C【解析】略4.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。
其正上方A位置有一只小球。
小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零。
小球下降阶段下列说法中不正确的是A.在C位置小球动能最大B.在B位置小球动能最大C.从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D.从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加【答案】B【解析】因为小球在C时重力等于弹力,故此时小球的速度最大,此时的动能最大,而B处的速度不是最大,故B处的动能也不最大,所以A的说法正确,B的说法错误;小球从A→C位置,重力势减小,动能增大,弹簧的弹性势能也增大,减小的重力势能等于动能与弹性势能的增加量之和,故选项C的说法正确;而A与D位置的小球动能都是0,A处是重力势能,D处是弹簧的弹性势能,故从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加,选项D的说法正确,该题是让选不正确的,故B符合题意。
高一物理功1、用水平恒力F作用在质量为M的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s,恒力做功为W1,再用该恒力作用于质量为m(m<M)的物体上,使之在粗糙的水平面上移动同样距离s,恒力做功为W2,则两次恒力做功的关系是()A、W1>W2B、W1<W2C、W1=W2D、无法判断2、有一轻绳拴了一个物体,如图所示,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C、重力做正功,拉力做正功,合外力做正功重力做负功,拉力做负功,合外力做正功3、关于摩擦力做功的下列说法中不正确的是()A、滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功B、静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用,一定不做功C、静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功D、系统内相互作用的两物体间一对摩擦力做功的总和等于零4、下列哪些情况中力做的功为零()A、向上抛出一物体上升过程中,重力对物体做的功B、卫星做匀速圆周运动时,卫星受到的引力对卫星所做的功C、汽车匀速上坡时,车厢底部对货物的支撑力对货物所做的功D、汽车匀速上坡时,车厢底部摩擦力对货物所做的功5、如图所示,某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向始终保持于作用点的切线方向一致,则转动一周这个力F 做到总功应为()A、0B、20πJC、10JD、20J6、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7、如图7-(1、2)-8所示,图7-(1、2)-8木块A放在木块B的左上端,用恒力F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可以在光滑地面上自由滑动,F做的功为W2,比较两次做功,可能是()A.W1<W2B.W1=W2C.W1>W2D.无法比较8、人以20 N的恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m,人放手后,小车还前进了2.0 m才停下来,则小车在运动过程中,人的推力所做的功为() A.100 J B.140 J C.60 J D.无法确定9、质量是2 kg的物体置于水平面上,在运动方向上受拉力F作用沿水平面做匀变速运动,物体运动的速度—时间图象如图7-(1、2)-9所示,若物体受摩擦力为10 N,则下列说法正确的是()图7-(1、2)-9A.拉力做功150 J B.拉力做功100 JC.摩擦力做功250 J D.物体克服摩擦力做功250 J 10、如图所示,在加速运动的车厢中,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()vOA、做正功B、做负功C、不做功D、无法确定11、如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块,并留在木块中,在此过程中子弹钻入木块的深度为d,木块的位移为s,木块对子弹的摩擦力大小为F,则木块对子弹的摩擦力做的功为________;子弹对木块的摩擦力做的功为________。
功模块一功的基本概念知识导航1.做功的条件力和物体在力的方向上发生位移2.功的计算(1)若物体受到恒力作用时,力的方向与物体的运动方向一致:物体受力为F ,水平移动的位移为l ,则力F 所做的功为W =Fl(2)若力F 的方向与物体的运动方向存在一定角度时:将力F 分解为两个分力:跟位移方向一致的分力F与跟位移方向垂直的分力F21根据做功的条件,只有F1 分力做功,即W =F1l =Fl cosθ(其中θ为力和位移的夹角)3.功的定义物体受到力的作用,并且在力的方向上发生一段位移,我们就说,力对物体做了功。
功的大小等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦值三者的乘积。
公式:W =Fl cosθ(F 为恒力,l是受力点对地的位移)单位是J ,1J=1N ⋅ m 功是标量只有大小没有方向公式的两种理解:W =F (l c osθ)位移在力方向上的投影W =l(F cosθ)力在位移方向上的投影4.功的正负物体只受一个力的作用,如果使物体的能量增多了,我们就说这个力对物体做了正功:如果使物体的能量减少了,我们就说这个力对物体做了负功力对物体做正功还是负功,从公式的角度来说,由F 和l 方向间的夹角大小来决定:π当θ=时,cosθ= 0 ,W = 0 ,这说明力不做功2π当θ<时,cosθ> 0 ,W > 0 ,这说明力作正功,充当动力2π当θ>时,cosθ< 0 ,W < 0 ,这说明力作负功,充当阻力2注:某力对物体做负功,往往也说成“物体克服某力做功”1 / 65.总功(1)定义:当一个物体在几个力的作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功,等于各个力分别对物体所做的功的代数和,它可以看成是这几个力的合力对物体所做的功(2)公式:W =F合l cosθ或W合=W1+W2+W3+实战演练【例1】有下列几种运动情况a.用水平推力F 推一质量为m 的物体在光滑水平面上前进位移lb.用水平推力F 推一质量为2m 的物体在粗糙水平面上前进位移lc.用与水平方向成60︒角斜向上的拉力F 拉一质量为m 的物体在光滑水平地面上前进位移2ld.用与斜面平行的力F 拉一质量为3m 的物体在光滑斜面上前进位移l 关于上述四种情况下拉力F 做功多少的判断正确的是()A.b 情况做功最多B.a 情况做功最多C.d 情况做功最少D.四种情况做功一样多【例2】如图所示,滑轮和绳的质量及摩擦不计,用力F 开始提升原来静止的质量为m = 10 kg 的物体,以大小为a = 2m/s2 的加速度匀加速上升,求前3s 内力F 做的功。
功和功率--高一物理专题练习(内容+练习)一、功1.定义: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.公式:W=Fl cosα.3.功是标(选填“矢”或“标”)量.在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J.二、正功和负功1.正功和负功的判断由W=Fl cosα可知(1)当α=π2时,W=0,力F对物体不做功(填“做正功”“做负功”或“不做功”).(2)当0≤α<π2时,W>0,力F对物体做正功(填“做正功”“做负功”或“不做功”).(3)当π2<α≤π时,W<0,力F对物体做负功(填“做正功”“做负功”或“不做功”).2.总功的计算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等于:(1)各个力分别对物体所做功的代数和.(2)几个力的合力对物体所做的功.三、功率1.意义:功率是表示做功的快慢的物理量.2.定义:功W与完成这些功所用时间t之比..单位:瓦特,简称瓦,符号是W.3.定义式:P=Wt4.功率是标(选填“标”或“矢”)量.四、功率与速度的关系1.一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率,等于这个力与物体速度的乘积.2.关系式:P=F v.(1)若v是物体在恒力F作用下的平均速度,则P=F v对应这段时间内的平均功率.(2)若v是瞬时速度,则P表示该时刻的瞬时功率.3.应用:由功率与速度的关系知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的输出功率P 一定时,牵引力F 与速度v 成反(选填“正”或“反”)比,要增大牵引力,就要减小(选填“增大”或“减小”)速度.一、单选题1.人站在超市自动扶梯的斜面上,与扶梯一起沿斜面匀速上升,如图。
则在这个过程中,脚底所受的摩擦力()A .等于零,对人不做功B .沿斜面向上,对人做正功C .沿斜面向上,对人做负功D .垂直斜面向上,对人不做功2.质量m =5000kg 的汽车在水平面上以加速度22m/s a 启动,所受阻力大小是f =1000N ,汽车启动后第1s 末的瞬时功率为()A .2kWB .11kWC .20kWD .22kW3.物体放在斜面上,斜面放在光滑水平面上,当用水平力F 推斜面时,物体与斜面体相对静止一起向右加速一段路程,在这过程中()A .斜面体对物体的支持力一定不做功B .斜面体对物体的摩擦力一定做负功C .斜面体对物体可能不做功D .斜面体对物体一定做正功4.如图所示,两位同学在足球课上训练定点吊球,其踢出的足球A 、B 运动轨迹如图中实线所示,已知两球质量相等,上升的最大高度相同,空气阻力不计,下列说法正确的是()A .两同学踢球做的功相同B .两球在最高点速率大小相等C.两球在空中运动时间不相等D.B球落地速度较大5.纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
1、讨论力F在下列几种情况下做功的多少[ ](1)用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s.(2)用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s.(3)斜面倾角为θ,与斜面平行的推力F,推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s.[ ]A.(3)做功最多 B.(2)做功最多C.做功相等D.不能确定2.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是[ ]A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功D.静摩擦力对物体总是做正功3.如图1所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中[ ]A.摩擦力做的功为fs B.力F做的功为FscosθC.力F做的功为FssinθD.重力做的功为mgs4.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时,如图2所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中不正确的是[ ]A.摩擦力对物体m做功为零B.合力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.弹力对物体m做正功5.起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是α,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功是。
[ ]A.mgh B.mαhC.m(g+α)h D.m(g-α)h6.将横截面积为S的玻璃管弯成如图3所示的连通器,放在水平桌面上,左、右管处在竖直状态,先关闭阀门K,往左、右管中分别注在上述过程中,重力对液体做的功为。
[ ]上作用一个3N的水平拉力后,AB一起前进了4m,如图4 所示.在这个过程中B对A 做的功[ ]A.4 J B.12 JC.0 D.-4J8.质量为m的物块A始终附着在楔形物块B的倾角为θ的斜面上,如图5所示,下列说法中正确的是[ ]A.若B向右匀速移动距离s,则B对A做的功为零B.若B向上匀速移动距离s,则B对A做的功为mgsC.若B向左以加速度a移动距离s,则B对A做的功为masD.若B向下以加速度a移动距离s,则B对A做的功为m(g+a)s9.关于一对相互作用力在作用过程中,它们的总功W和总冲量I,下列说法中正确的是[ ]A.W和I一定都等于零B.W一定等于零,I不可能为零C.W可能不等于零,I一定等于零D.W和I都可能不等于零10.把一个物体竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是h,若物体的质量为m,所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中[ ]A.重力所做的功为零 B.重力所做的功为2mgh C.空气阻力做的功为零D.空气阻力做的功为-2fh[ ]A.汽车在公路上的最大行驶速度为20m/s功率为32kWD.汽车做C中匀加速运动所能维持的时间为5s12.关于功率以下说法中正确的是[ ]A.据 P=W/t可知,机器做功越多,其功率就越大B.据 P=Fv可知,汽车牵引力一定与速度成反比C.据 P=W/t可知,只要知道时间t内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D.根据 P=Fv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比。
高一物理(人教版)必修2同步练习题卷: 功(含解析)1 / 12高一物理(人教版)必修2同步练习卷: 功(含解析)一、单选题1.关于摩擦力做功,以下说法正确的是:()A .静摩擦力一定不做功;B .滑动摩擦力一定做负功;C .滑动摩擦力不可能做正功;D .只要是摩擦力,都有可能不做功。
【答案】D【解析】滑动摩擦力方向与物体的相对运动方向相反,与运动方向可以相同、相反、垂直,故滑动摩擦力对物体可以做正功、负功、不做功;静摩擦力方向与物体的相对运动趋势方向相反,与运动方向可以相同、相反、垂直,故静摩擦力对物体可以做正功、负功、不做功;由以上分析可知,只要是摩擦力,都有可能不做功,故D 正确,ABC 错误。
故选D 。
点睛:力对物体做功,必须具备两个条件:力和在力的方向上的位移.判断摩擦力是否做功及做什么功,要具体分析受力物体在摩擦力方向上是否有位移及位移的方向与摩擦力的方向是相同还是相反.2.2.如图所示,物块在与水平方向成θ角的恒力F 作用下,沿水平面向右运动一段距离x .在此过程中,恒力F 对物块做的功为A .Fx cos θB .Fx sin θC .sin Fx θD .cos Fx θ【答案】A【解析】由题意可知力F 、位移x 以及二者间的夹角为α;则根据功的公式可知,恒力F 的功W=Fxcos α,故A 正确,BCD 错误.故选A .点睛:本题考查功的公式,在解题时要注意夹角为力和位移之间的夹角.也可以采用分解的方向将F分解为水平方向和竖直方向上的分力,其中水平分力所做的功即为F所做的功.3.以一定的速度竖直向上抛出一小球m,小球上升的最大高度为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,重力和空气阻力分别对小球做的功为A.0 -2Fh B.mgh -Fh C.0 0 D.-2mgh -2Fh【答案】A【解析】从抛出至落回出发点的过程中,重力所做的功为W G=0,上升过程:空气阻力对小球做功W1=-Fh,下落过程:空气阻力对小球做功W2=-Fh,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为W=W1+W2=-2Fh,所以克服空气阻力做的功为-2Fh,故A正确,BCD错误。
高一物理 第 1 页阅读材料: 全方位“扫描”功在 “功”一节的新课中,虽然我们学习了功的要素、计算公式,以及功的正负和功的标量性,但在解决功的实际问题时,还是有一些情景让我们频频错误。
可以从下面几个角度来进一步丰富对功的认识,以提高我们求功的能力。
一、求哪个力的功求功时须首先看清楚是哪一个力的功。
物理情景变化了、某一个力做的功变化了,对另一个力的做功不一定会发生影响。
例题1:在图1中,地面粗糙,左图是使拉力F 使物体向右前进位移s ;如果把拉力F 换成推力F (右图),向右的位移相同,则在这两个过程中F 的做功是否相同?在这两个过程中,摩擦力做的功、合力做的功是否相同?解析:根据功的表达式W=FScosα可知,两个过程中力F 的做功都是W=FScosθ,故两次做功相同。
根据摩擦力公式求得:第一次摩擦力的大小为f 1=μ(mg -Fsinθ), 第二次摩擦力的大小为f 2=μ(mg+Fsinθ), 根据功的表达式W=FScosα可知,第二次摩擦力做的功大。
根据牛顿第二定律可求得:第一次合力的大小为F 1=Fcosθ-μ(mg -Fsinθ), 第二次合力的大小为F 2=Fcosθ-μ(mg+Fsinθ), 根据功的表达式W=F Scosα可知,第一次合做的功大。
可见,在此过程中,力F 的做功相同,摩擦力做的功、合力做的功都不同(前者绝对数变大,后者变小),而它们对F 做功不构成影响。
因此,我们在求功时一定要弄清楚是哪一个力的功。
二、用哪个的位移在功的表达式W=FScos α中出现的是力F ,位移S 应该是对应力的位移,可是高中物理教材中出现是物体位移,两者难道是等同一个意思?仔细体会,我们发现教材中的物体多理解为理想抽象的质点,这样物体位移与力的位移没有什么区别。
当两者不同时,我们计算功时应该用对应的力的位移。
例题2:如图2(甲)所示,恒力F 通过细绳使物体运动的位移为l ,求恒力F 所做的功;若恒力F 通过细绳和滑轮使物体运动的位移为l ,如图2(乙)所示,则恒力F 所做的功又是多少?2高一物理 第 2 页解析:甲情况中,力F 作用点的位移就是物体的位移,因此功Fl W =1;乙情况中,由初中动滑轮的知识,我们清楚力F 作用点的位移是物体的位移的2倍,所以功Fl W 22=;三、是哪个夹角在功的表达式W=FScosα中α角有至关重要的作用,也是常被忽视的一个因子。
它是力的方向与位移方向的夹角,而不是题目中的某一个以α命名的角。
例题3:如图3所示,三个物体均在力F 的作用下在水平面上发生了一段位移s ,分别计算这三种情形下力F 对物体做的功。
设这三种情形下力和位移大小都相同:F =10N ,s=2m 。
角α的大小如图所示。
解析:由上图可以看出,甲图中对应公式的角度应为30°,乙图对应公式中的角度为150°,丙图对应公式中的角度为30°。
甲图:W=10×2×cos300J=17.32J乙图:W=10×2×cos1500J=-17.32J丙图:W=10×2×cos300J=17.32J在用功的表达式计算时的α角并不一定是题目中出现的哪个值,而是力的方向与位移方向的夹角。
四、哪个过程的功在公式W = Fscos α中,如果F 和s 不在同一个物理过程,则代入公式计算是没有意义的。
例题4:运动员用200N 的力把质量为1kg 的球踢出去,球滚动了50m 停下来,则运动员对球所做的功为( )A 、500JB 、10000JC 、15000JD 、无法计算解析:在本题中200N 的力和50m 的位移并不在同一过程,故用功的公式计算200×50 = 10000J 是错误的。
鉴于在200N 作用时球的实际位移不祥,故应选D 。
五、功的计算中的易错题辨析有些同学由于对功的有关知识理解不准确、不全面,甚至错误地理解.因此,在功的计算中经常出错,现将几种常见错误列举如下:错误一:不注意公式的适用条件公式θcos FS W =只适用于恒力做功,对变力做功不能用它直接计算.有些同学在用公式高一物理 第 3 页θcos FS W =计算功时,不注意公式的适用条件,产生错解.例1:以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F ,则从抛出到落回原点的全过程中,空气阻力对小球做功为A .0B .-FhC .-2FhD .-4Fh错解:小球从抛出到落回原点的全过程中,位移0=S ,由公式θcos FS W =得:空气阻力做的功0=W .评析:错认为小球从抛出到落回原点的全过程中,空气阻力的位移为零,因而得出错误结果.事实上小球在上升阶段和下降阶段的空气阻力的方向不同,空气阻力是一个变力,不能用θcos FS W =直接求解.正解:把小球从抛出到落回原点的全过程分成上升和下降两个阶段分别计算,每一阶段都可以看作是恒力做功.把两个阶段空气阻力做的功相加得出全过程的功。
上升阶段:W 1=Fhcos1800=-Fh下降阶段:W 2=Fhcos1800=-Fh21W W W +==-2Fh .故正确答案为C 。
错误二:误认为S 就是物体的位移公式θcos FS W =中的S 是指力的作用点的位移,力的作用点的位移不一定等于物体的位移,误认为S 就是物体的位移会造成错解.例2:如图1-1所示,恒力F 拉细绳使物体A 在水平地面上产生位移S ,恒力F 的方向与水平面成θ角,求此过程中恒力F 对物体做的功.错解:物体A 的位移为S ,力F 的大小和方向始终不变,所以力F 做的功为θcos FS W =.评析:对θcos FS W =中S 的物理意义理解错误,F 的位移错认为就是物体的位移. 正解:物体移动位移S 的过程中,力F 的作用点由O ′移到O 点,所以本题中物体的位移S 与恒力作用点的位移L 是不同的,根据功的定义需要确定恒力F 作用点的位移L ,由图1-2中的几何关系可知:2cos 2θS L =,所以恒力做的功为2cos ·θL F W =2cos 22θFS =. 错误三:参考系的选取不正确导致错误位移是一个与参考系的选取有关的物理量,没有特别声明的情况下,在功的计算中通常选取地球为参考系.例3:一辆汽车在平直的路面上匀速行驶,一人站在车上用力F 拉物体,物体和人相对于汽车处于静止状态.如图2所示,当汽车通过的位移为S 时,F 做的功为:A .零B .FSC .可能是零,可能是FSD .条件不足,无法计算图1-1F 图1-2图2高一物理 第 4 页错解:因为物体相对于汽车处于静止状态,所以位移为零,0=W ,故选取A .评析:功的计算式θcos FS W =中的S 是一个相对量,所以功也是一个相对量.在计算时要明确是求相对于哪个参考系的功.通常情况下,S 均是指相对于地面的位移.所以本题应以地球为参考系.正解:物体和人相对于汽车静止,所以汽车通过的位移为S 时,物体的位移必然也为S ,则力F 做的功为FS W =.选B .错误四:误认为功是有方向的,需用平行四边形定则求几个力的总功作用在物体上的几个力的总功等于各个力对物体做功的代数和.但在具体计算中,往往受到力的合成的知识的干扰,用平行四边形定则去求几个力的总功. 例4:两个互相垂直的力F 1和F 2作用在同一物体上,使物体运动,如图3所示.物体通过一段位移,力F 1对物体做功4J ,力F 2对物体做功3J ,则F 1、F 2的合力对物体做功为:A .7JB .1JC .5JD .3.5J错解:参照力的的合成知识得2221W W W +=J J 53422=+=.选C评析:由于受到力的合成知识的干扰,求总功总认为同求合力一样,都满足平行四边形定则,结果造成错误.正解:几个力的总功应等于各个力的功的代数和.所以F 1、F 2的总功为:J J J W W W 73421=+=+= 故选A .错误五:误认为作用力和反作用力的功总是大小相等牛顿第三定律指出:作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上.有些同学错误地认为作用力和反作用力的功也一定大小相等,这就难免出现错误例6:如图5所示,物体A 放在足够长的木板B 上,木板B 放在水平地面上,在拉力F 的作用下,使物体A 做匀加速直线运动.当物体A 相对于地面运动了0.1m 时,B 对A 的摩擦力做的功为10J ,则A 对B 的摩擦力做功的大小可能是:A .0B .10JC .小于10JD .无法确定错解:B 对A 的摩擦力做功为10J ,则反作用力即A 对B 的摩擦力做功也为10J ,所以选B .评析:简单地理解为作用力和反作用力的功大小相等是导致错解的罪魁祸首.作用力和反作用力分别作用在两个物体上,二个物体的运动状态不一定相同,在相互作用力方向上的位移也不一定相同,所以作用力和反作用力的功不一定相等.正解:本题有三种可能:①B 静止,则A 对B 的摩擦力做功为零;②B 运动,且A 和B 间有相对运动,所以:B A S F W 摩=,B B S F W 摩'=,而S A >S B ,J W B 10< ③A 和B 相对静止一起运动,因为S A =S B ,所以J W W 1021== 故选ABC .F 1 F 2 图3图5练兵操场:动能定理一、基础训练之选择题1.若物体在运动过程中受到的合外力不为零,则:A.物体的动能不可能总是不变的B.物体的加速度一定变化C.物体的速度方向一定变化D.物体所受合外力做的功可能为零2.假设汽车紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多.当汽车以20m/s的速度行驶时,突然制动.它还能继续滑行的距离约为:A.40mB.20mC.10mD.5m3. 一个物体放在光滑的水平地面上,现用水平力F拉着物体由静止开始运动,当经过位移s1时,速度达到v,随后又经过位移s2时,速度达到2v.那么,在s1和s2两段路程中F对物体做的功之比为:A.1∶2B.2∶1C.1∶3D.1∶44.质量为m的滑块沿着高为h,长为L的粗糙斜面恰能匀速下滑,在滑块从斜面顶端下滑到底端的过程中:A、重力对滑块所做的功为mghB、滑块克服阻力所做的功等于mghC、合力对滑块所做的功为mghD、合力对滑块所做的功不能确定5.一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度是2m/s,则下列说法中错误的是(g取10m/s2):A、手对物体做功12JB、合外力对物体做功12JC、合外力对物体做功2JD、物体克服重力做功10J6.质点在恒力作用下从静止开始做直线运动,则此质点任一时刻的动能:A.与它通过的位移s成正比B.与它通过的位移的平方成正比C.与它运动的时间t成正比D.与它运动的时间的平方成正比7.不同质量的两个物体由同一地点以相同的动能竖直向上抛出,不计空气阻力,则这两个物体:A.所能达到的最大高度和最大重力势能都相同B.所能达到的最大高度不同,但最大重力势能相同C.所能达到的最大高度和最大重力势能均不同D.所能达到的最大高度相同,但最大重力势能不同8.速度为v的子弹,恰可穿透一固定着的木板,如果子弹速度为2v,子弹穿透木板的阻力视为不变,则可穿透同样的木块:A.2块B.3块C.4块D.1块9.对水平地面上的物体施加一水平恒力F,物体从静止开始运动了位移s,此时撤去力F,此后物体又运动了位移s而静止下来.若物体的质量为m,则有:高一物理第5 页高一物理 第 6 页A.物体所受阻力的大小为FB.物体所受阻力的大小为2F C.力F 所做的功为零 D.力F 所做的功为mFs 4 10.质量为m 的金属块,当初速度为v 0时,在水平面上滑行的最大距离为s ,如果金属块的质量增加到2m ,速度增大到2v 0时,在同一水平面上金属块滑行的最大距离为:A.sB.2sC.4sD.41s 11.一个25kg 的小孩从高度为3.0m 的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时速度为2.0m /s 。