（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 微專題36 功的計(jì)算加練半小時(shí)（含解析）

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1、功的計(jì)算 [方法點(diǎn)撥]　(1)要注意區(qū)分是恒力做功，還是變力做功，求恒力的功常用定義式.(2)變力的功根據(jù)特點(diǎn)可將變力的功轉(zhuǎn)化為恒力的功(如大小不變、方向變化的阻力)，或用圖象法、平均值法(如彈簧彈力的功)，或用W＝Pt求解(如功率恒定的力)，或用動(dòng)能定理等求解. 1.(2019·湖北省黃岡市模擬)一女士站立在臺(tái)階式自動(dòng)扶梯上正在勻速上樓，一男士站立在履帶式自動(dòng)人行道上正在勻速上樓.下列關(guān)于兩人受到的力做功判斷正確的是(　　) A.支持力對(duì)女士做正功 B.支持力對(duì)男士做正功 C.摩擦力對(duì)女士做負(fù)功 D.摩擦力對(duì)男士做負(fù)功 2.如圖1所示，自動(dòng)卸貨車靜止在水平地面上，在液壓機(jī)的作用下，

2、車廂與水平方向的夾角θ緩慢增大，在貨物滑動(dòng)之前的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖1 A.貨物受到的靜摩擦力減小 B.地面對(duì)貨車有水平向右的摩擦力 C.貨物受到的摩擦力對(duì)貨物做正功 D.貨物受到的支持力對(duì)貨物做正功 3.如圖2所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的小車置于光滑的水平面上，小車右端放一小物塊，用大小為F的水平力將小車向右拉動(dòng)一段距離s，物塊剛好滑到小車的左端.物塊與小車間的摩擦力大小為Ff，在此過(guò)程中(　　) 圖2 A.摩擦力對(duì)小物塊做的功為Ffs B.摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功為零 C.力F對(duì)小車做的功為FL D.小車克服摩擦力所做的功為Ffs 4.如圖3所示，光滑水平地面

3、上固定一帶滑輪的豎直桿，用輕繩系著小滑塊繞過(guò)滑輪，用恒力F1水平向左拉滑塊的同時(shí)，用恒力F2拉繩，使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，B和C是A點(diǎn)右方的兩點(diǎn)，且AB＝BC，則以下說(shuō)法正確的是(　　) 圖3 A.從A點(diǎn)至B點(diǎn)F2做的功小于從B點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功 B.從A點(diǎn)至B點(diǎn)F2做的功大于從B點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功 C.從A點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功一定等于滑塊克服F1做的功 D.從A點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功一定大于滑塊克服F1做的功 5.(2018·江西省臨川一中等九校聯(lián)考)如圖4甲所示，一次訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員腰部系著不可伸長(zhǎng)的繩拖著質(zhì)量m＝11kg的輪胎從靜止開(kāi)始沿著筆直的跑道加速奔跑，繩與水平跑

4、道的夾角是37°，5s后繩從輪胎上脫落，輪胎運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A.輪胎與水平跑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2 B.繩的拉力F的大小為55N C.在0～5s內(nèi)，輪胎克服摩擦力做的功為1375J D.在6s末，摩擦力的瞬時(shí)功率大小為275W 6.(2018·安徽省安慶一中等四省五校聯(lián)考)如圖5所示，相距4m的兩個(gè)豎直固定桿之間拴著一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)柔軟細(xì)繩，細(xì)繩的長(zhǎng)度為5m.細(xì)繩上有一輕質(zhì)小滑輪下面吊著質(zhì)量為2kg的重物，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，滑輪可視為質(zhì)點(diǎn)且不計(jì)滑輪

5、軸心處的摩擦.現(xiàn)將細(xì)繩的右端緩慢地從B點(diǎn)拉到正上方的B1點(diǎn)，整個(gè)過(guò)程中重物、滑輪與桿不接觸，B、B1間的距離為10cm(g取10m/s2).下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖5 A.細(xì)繩AO段和豎直桿的夾角將變大 B.細(xì)繩上的張力將變大 C.細(xì)繩上的拉力對(duì)重物所做的功為1J D.細(xì)繩上的拉力對(duì)重物所做的功為2J 7.(2018·山東省泰安市統(tǒng)考)如圖6所示，質(zhì)量為m＝1kg的滑塊A放在質(zhì)量為M＝2kg的長(zhǎng)木板B上，B放在水平地面上，A與B之間、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.1，B的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝2.5m，A的大小不計(jì).A、B之間由一繞過(guò)光滑輕質(zhì)動(dòng)滑輪的柔軟輕繩相連，開(kāi)始時(shí)A位于B

6、的最左端，滑輪位于B的右端.給滑輪施加一水平恒力F＝20N，滑輪兩側(cè)與A、B相連的繩子保持水平，重力加速度g取10m/s2.求： 圖6 (1)A在B上滑行的時(shí)間； (2)此過(guò)程中水平恒力F做的功. 答案精析 1.A　[如圖甲所示，女士勻速上樓，所受支持力方向豎直向上，與速度方向夾角小于90°，做正功.因勻速上樓，故女士不受摩擦力作用，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；如圖乙所示，男士勻速上樓，支持力方向垂直履帶向上，摩擦力方向沿履帶向上，支持力與位移方向垂直，支持力不做功，摩擦力對(duì)男士做正功，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.] 2.D　[由于貨物未滑動(dòng)，所以貨物處于平衡狀態(tài)，有mgsinθ＝Ff，F(xiàn)

7、N＝mgcosθ，θ增大時(shí)，F(xiàn)f增大，F(xiàn)N減小，故A錯(cuò)誤；對(duì)卸貨車與貨物整體受力分析可知，整體處于平衡狀態(tài)，在水平方向不受外力，地面對(duì)貨車沒(méi)有摩擦力，故B錯(cuò)誤；貨物所受摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，摩擦力不做功，故C錯(cuò)誤；貨物受到的支持力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，支持力做正功，故D正確.] 3.D　[摩擦力對(duì)小物塊做的功為Ff(s－L)，小車克服摩擦力所做的功為Ffs，摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功為－FfL，力F對(duì)小車做的功為Fs，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤.] 4.B 　[滑塊受力如圖所示，由于滑塊被繞過(guò)光滑定滑輪的輕繩系著，拉力F2為恒力，所以拉力F2做的功等于細(xì)繩對(duì)滑塊所做的功.根據(jù)功的

8、定義式得W＝F2Lcosθ，F(xiàn)2不變且AB＝BC，B點(diǎn)到C點(diǎn)，θ增大，F(xiàn)2在位移上的投影減小，故在相同位移L上拉力F2做的功減少，所以從A點(diǎn)至B點(diǎn)F2做的功大于從B點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功，故A錯(cuò)誤，B正確；滑塊從A點(diǎn)至C點(diǎn)過(guò)程中，可能一直加速，滑塊在C點(diǎn)的速率大于在A點(diǎn)的速率，根據(jù)動(dòng)能定理可知，滑塊從A運(yùn)動(dòng)至C過(guò)程中動(dòng)能變化量大于0，總功大于0，同理若滑塊在C點(diǎn)速度減為0，則總功等于0，則從A點(diǎn)至C點(diǎn)F2做的功可能大于或等于滑塊克服F1做的功，故C、D錯(cuò)誤.] 5.D 　[繩從輪胎上脫落后，輪胎的受力情況如圖a所示.由輪胎的速度—時(shí)間圖象可得此過(guò)程的加速度為a2＝－5m/s2，根據(jù)牛頓第二

9、定律有－Ff2＝ma2，又因?yàn)镕f2＝μFN2，F(xiàn)N2－mg＝0，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；繩拉輪胎的過(guò)程中，輪胎的受力情況如圖b所示.根據(jù)牛頓第二定律有Fcos37°－Ff1＝ma1，又因?yàn)镕f1＝μFN1，mg－Fsin37°－FN1＝0，由輪胎的速度—時(shí)間圖象得此過(guò)程的加速度a1＝2m/s2，聯(lián)立解得F＝70N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在0～5s內(nèi)，輪胎克服摩擦力做功為W＝Ff1s1＝μ(mg－Fsin37°)s1＝0.5×68×25J＝850J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由速度—時(shí)間圖象得6s末輪胎的速度為5m/s，在6s末，摩擦力的瞬時(shí)功率為P＝μmgv＝275W，選項(xiàng)D正確.] 6.C　[滑輪兩

10、邊細(xì)繩的拉力大小相等，則細(xì)繩與豎直方向的夾角相等，設(shè)OA段與豎直桿的夾角為α，則由幾何關(guān)系得OAsinα＋OBsinα＝d，即Lsinα＝d，解得sinα＝0.8，α＝53°為定值，則將細(xì)繩的右端緩慢地從B點(diǎn)拉到正上方的B1點(diǎn)，細(xì)繩AO和豎直桿的夾角將不變，細(xì)繩上的張力大小不變，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可知，B、B1間的距離為10cm，則重物上升5cm，細(xì)繩上拉力對(duì)重物所做的功為W＝mgh＝2×10×0.05J＝1J，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.] 7.(1)1s　(2)65J 解析　(1)設(shè)繩中張力大小為FT，則分別對(duì)A、B分析，根據(jù)牛頓第二定律有FT－μmg＝ma1，F(xiàn)T＋μmg－μ(m＋M)g＝Ma2，其中FT＝，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有x1＝a1t2，x2＝a2t2，而由幾何關(guān)系得x1－x2＝L，解得t＝1s； (2)此過(guò)程中滑輪的位移x＝x2＋，F(xiàn)做的功W＝Fx，解得W＝65J. 6