2016新课标三维人教物理必修2 第七章 机械能守恒定律 第1、2节 追寻守恒量 - 能量 功 联系客服

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W1=Fhcos 180°=-Fh。

在下降的过程中,空气阻力方向向上,还是对小球做负功,W2=Fhcos 180°=-Fh。所以空气阻力的总功应为它们的代数和W=W1+W2=-2Fh。

答案:0 -2Fh

几种常见力做功的特点

1.一对平衡力做功的特点

一对平衡力作用在同一物体上,若物体静止,则两个力都不做功;若物体运动,则这一对力所做的功均为零或一正一负代数和为零。

2.一对作用力与反作用力做功的特点

两个力作用在不同物体上,作用力做正功时,反作用力可能做正功,可能做负功,还可能不做功,总之,作用力做功与反作用力做功没有必然的联系,应具体情况具体分析。

3.摩擦力做功的特点

(1)摩擦力可以是动力,也可以是阻力,所以摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功(既不是动力也不是阻力)。

(2)互为作用力和反作用力的一对静摩擦力做功代数和为零。 (3)互为作用力和反作用力的一对滑动摩擦力做功代数和为负。

1.关于力对物体做功,下列说法正确的是( ) A.静摩擦力对物体一定不做功 B.滑动摩擦力对物体一定做功

C.一对平衡力对物体做功的代数和一定为零 D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态

解析:选C 如果静摩擦力是动力或者阻力,就会对物体做正功或者负功,A错误;如果滑动摩擦力既不是动力也不是阻力,就对物体不做功,B错误;一对平衡力要么对物体都不做功,要么一个正功一个负功且代数和为零,C正确;根据匀速圆周运动知识,D错误。

2.如图7-1-8所示,A、B叠放在一起,用绳将A连在墙上,用力F拉着B向右移动,用F拉、fAB、fBA分别表示绳子的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力,则下列说法中正确的是( )

图7-1-8

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A.F做正功,fAB做负功,fBA做正功,F拉不做功 B.F和fBA做正功,F拉和fAB做负功 C.F做正功,fAB做负功,fBA和F拉不做功 D.F做正功,其他力不做功

解析:选C 由W=Flcos α和题意知,力F的作用点位移不为零,且与F方向相同,故F做正功;绳子拉力F拉的作用点位移为零,故F拉不做功;fBA的作用点位移为零,fBA不做功;fAB的作用点位移不为零,且与fAB方向相反,故fAB做负功,故C正确。

1.关于功的概念,以下说法正确的是( ) A.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量 B.功有正、负之分,所以功可能有方向性

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、物体在该力作用下位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积

解析:选D 功是标量,只有大小没有方向,功的正负只是说明力是动力还是阻力,A、B选项错误;力对物体不做功,不一定物体没有位移,当力和位移夹角为90°时,力对物体也不做功,C选项错误;根据功的计算式W=Flcos α知D选项正确。

2.有下列几种运动情况:

①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l; ②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l;

③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2l;

④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。 关于以上四种情况下力F做功的判断,正确的是( ) A.②情况做功最多 C.④情况做功最少

B.①情况做功最少 D.四种情况做功一样多

解析:选D 本题考查了对功的概念的理解,求解此类题目的关键是抓住力F、位移l和其夹角分析,找出在每一具体的物理情景中的F、l、α,代入W=Flcos α进行计算,即可得到正确的答案。

3.如图1所示,用水平力F拉着重为100 N的物体,在水平地面上向左匀速移动了5 m,物体所受地面的摩擦力大小为20 N,则( )

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图1

A.重力做的功是500 J C.拉力大小为120 N

B.拉力做的功为100 J D.拉力大小为100 N

解析:选B 重力方向上没有位移,所以重力不做功,A选项错误;在拉力作用下匀速移动,说明受力平衡,所以拉力大小等于摩擦力大小,即拉力大小为20 N,选项C、D错误;由功的计算式可得拉力做的功为100 J,选项B正确。

4.如图2所示,线拴着小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,圆的半径是1 m,球的质量是0.1 kg,线速度v=1 m/s,小球由A点运动到B点恰好是半圆周。那么在这段运动中线的拉力做的功是( )

图2

A.0 C.0.314 J

B.0.1 J D.无法确定

解析:选A 物体所做的运动为曲线运动,物体受到线的拉力为变力,但由于线的拉力方向始终垂直于物体的速度方向,所以线的拉力对物体所做的功为零。

5.(多选)如图3所示,一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块,手持木板的另一端,使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转,则在物块相对于木板滑动前的过程中( )

图3

A.重力做正功 C.摩擦力不做功

B.摩擦力做负功 D.支持力不做功

解析:选AC 重力与速度方向成锐角,重力做正功;摩擦力与速度方向垂直,摩擦力不做功;支持力与速度方向成钝角,支持力做负功。综上所述,A、C项正确。

6.如图4所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下。已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数均为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为L。在滑雪者经过AB段的过程中,摩擦力所做功的大小为( )

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图4

A.大于μmgL C.等于μmgL

B.小于μmgL

D.以上三种情况都有可能

解析:选C 设水平部分的长度为x1,斜坡的长度为x2,斜坡与水平面的夹角为θ,则下滑的过程中摩擦力做功为W=μmgx1+μmgcos θ·x2=μmg(x1+x2cos θ)=μmgL。

7.如图5所示,均匀长木板长l=40 cm,放在水平桌面上,它的右端与桌边相齐,木板质量为m=2 kg,与桌面间的动摩擦因数μ=0.2。今用水平推力F将其匀速推下桌子,则水平推力做功为(g取10 m/s2)( )

图5

A.0.8 J C.8 J

B.1.6 J D.4 J

解析:选A 只要将木板的重心推离桌面,木板就会掉下桌面,由滑动摩擦力公式得f=μN=μmg=0.2×2×10 N=4 N,W=F·s=4×0.2 J=0.8 J,A正确。明确木板离开桌面的临界条件,准确利用功的公式求解。

8.(多选)如图6所示,物块B与水平地面接触,物块A置于物块B之上,两物块相对静止,一起向右运动(图中a为加速度,力F沿水平方向向右),则( )

图6

A.图甲中,A、B间摩擦力对A做正功 B.图乙中,A、B间摩擦力对B做负功 C.图丙中,A、B间摩擦力对B做正功 D.图丁中,A、B间摩擦力对A做负功

解析:选BCD 先确定摩擦力方向,再结合物块相对地面的位移方向进行分析判断。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、做正功还是做负功。如图甲中,两物块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水平方向所受合力不为零,必做加速运动,而不会a=0),也

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