【優(yōu)化方案】2020高中物理 第7章第一節(jié)第二節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版必修2

1(2020年天水高一檢測(cè))關(guān)于功和能，下列說(shuō)法正確的是()A功就是能，功可以轉(zhuǎn)化為能B做功越多，物體的能越大C能量轉(zhuǎn)化中，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越多D物體能量變化多少，就做了多少功解析：選CD.功與能是兩個(gè)不同的物理量，物體能量的大小與功無(wú)關(guān)，但能量的轉(zhuǎn)化卻由做功來(lái)實(shí)現(xiàn)，做了多少功，就表明有多少能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化就越多，故C、D正確2.圖7114如圖7114所示，滑塊A和B疊放在固定的斜面體上，從靜止開(kāi)始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑已知B與斜面體間光滑接觸，則在A、B下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()AB對(duì)A的支持力不做功BB對(duì)A的支持力做負(fù)功CB對(duì)A的摩擦力做正功DB對(duì)A的摩擦力做負(fù)功解析：選BC.B對(duì)A的支持力豎直向上，與A的位移方向夾角滿(mǎn)足90°<<180°，故做負(fù)功，A錯(cuò)B對(duì)；B對(duì)A的摩擦力水平向左，與A的位移方向夾角<90°，故做正功，C對(duì)D錯(cuò)3如圖7115所示，力F大小相等，A、B、C、D物體沿地面向右運(yùn)動(dòng)的位移l也相同，哪種情況F做功最小()圖7115解析：選D.選項(xiàng)A中，力F做的功W1Fl；選項(xiàng)B中，力F做的功W2Flcos30°Fl；選項(xiàng)C中，力F做的功W3Flcos30°Fl；選項(xiàng)D中，力F做的功W4Flcos60°Fl.4.圖7116質(zhì)量為2 kg的物體置于水平面上，在運(yùn)動(dòng)方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，2 s后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖7116所示，g取10 m/s2，則下列說(shuō)法中正確的是()A拉力F對(duì)物體做功150 JB拉力F對(duì)物體做功500 JC物體克服摩擦力做功100 JD物體克服摩擦力做功175 J解析：選AD.前2秒的加速度a12.5 m/s2,2秒6秒的加速度a2m/s2.5 m/s2，由牛頓第二定律得：FFfma1，F(xiàn)fma2，解得：F10 N，F(xiàn)f5 N，前2秒位移：x1(510)×2 m15 m,2秒6秒位移：x2×(100)×4 m20 m，WFFx1150 J, WFfFf(x1x2)175 J，故A、D對(duì)5.圖7117如圖7117所示，質(zhì)量為3 kg的物體，受到與斜面平行向下的拉力F10 N，沿固定斜面下滑距離l2 m斜面傾角30°，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，求各力對(duì)物體所做的功，以及合力對(duì)物體所做的總功(g取10 m/s2)解析：如圖所示，物體受到重力 mg，拉力F，斜面的支持力FN和摩擦力Ff的作用，做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其位移為l，所以重力做功為WGmglcos(90°)3×10×2×cos60° J30 J支持力與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直，故WFN0.摩擦力方向與位移方向相反，做負(fù)功，即WFf(mgcos)l×3×10×2× J30 J.拉力所做的功WFFl10×2 J20 J，總功W總WGWFWFNWFf30 J20 J(30)J20 J.答案：見(jiàn)解析一、選擇題1足球運(yùn)動(dòng)員用20 N的力，把重力為10 N的足球踢出10 m遠(yuǎn)，在這一過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功為()A200 JB100 JC98 J D無(wú)法確定解析：選D.足球運(yùn)動(dòng)員用20 N的力作用在足球上，一瞬間就能把球踢出去，足球在這個(gè)力的作用下的位移不知道，所以無(wú)法計(jì)算運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球所做的功題中的10 m是足球的位移，不是力的作用點(diǎn)的位移，故正確答案為D.2.圖7118如圖7118所示，B物體在拉力F的作用下向左運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，A、B之間有相互作用的摩擦力，則對(duì)摩擦力做功的情況，下列說(shuō)法中正確的是()AA、B都克服摩擦力做功B摩擦力對(duì)A不做功C摩擦力對(duì)B做負(fù)功D摩擦力對(duì)A、B都不做功解析：選BC.對(duì)A、B受力分析如圖所示，物體A在Ff2作用下沒(méi)有位移，故選項(xiàng)B對(duì)對(duì)物體B，F(xiàn)f1與位移夾角為180°，做負(fù)功，故選項(xiàng)C對(duì)3.圖7119如圖7119所示，某力F10 N作用于半徑R1 m的轉(zhuǎn)盤(pán)的邊緣上，力F的大小保持不變，但方向始終保持與作用點(diǎn)的切線(xiàn)方向一致，則轉(zhuǎn)動(dòng)一周這個(gè)力F做的總功應(yīng)為()A0 J B20 JC10 J D20 J解析：選B.把圓周分成無(wú)限個(gè)小元段，每個(gè)小元段可認(rèn)為與力在同一直線(xiàn)上，故WFs，則轉(zhuǎn)一周中各個(gè)小元段做功的代數(shù)和為WF×2R10×2 J20 J，故B正確4.圖7120如圖7120所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平恒力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)移到Q點(diǎn)，則水平力F所做的功為()Amglcos BFlsinCmgl(1cos) DFl解析：選B.F為恒力，故可以用功的定義式進(jìn)行求解，關(guān)鍵是力F與位移的夾角的確定設(shè)小球的位移大小為s，力F與位移的夾角為，由功的公式得：WF·scos ，由幾何知識(shí)得scoslsin，所以WF·lsin ，只有B對(duì)5.圖7121有一根輕繩系一個(gè)物體，如圖7121所示，在懸點(diǎn)O以加速度a向下做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用在物體上的各力做功的情況是()A重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做負(fù)功B重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做正功C重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D重力做負(fù)功，拉力做負(fù)功，合外力做正功解析：選A.由WFlcos可知WGGl>0，WFFl<0，W合mal<0，A對(duì)，B、C、D錯(cuò)6(2020年廈門(mén)高一檢測(cè))一質(zhì)量為4 kg的滑塊，以4 m/s的速度在光滑水平面上向右滑行，從某一時(shí)刻起，在滑塊上作用一個(gè)向左的水平力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蜃螅笮∪詾? m/s，在這段時(shí)間里水平力做的功為()A0 B8 JC16 J D32 J解析：選A.功是一個(gè)過(guò)程量，只與力和物體在力的方向上發(fā)生的位移有關(guān)該滑塊在向左的水平力的作用下，速度減為零時(shí)所走的位移與該滑塊在該力的作用下向左運(yùn)動(dòng)達(dá)到4 m/s時(shí)的位移大小相同即該滑塊在這段時(shí)間內(nèi)又回到了原位置，位移為0，故在這段時(shí)間內(nèi)水平力做的功為零，A選項(xiàng)正確7(2020年浙江五校第一次聯(lián)考)如圖7122所示，三個(gè)固定的斜面底邊長(zhǎng)度都相等，斜面傾角分別為30°、45°、60°，斜面的表面情況都一樣完全相同的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))A、B、C分別從三斜面的頂部滑到底部的過(guò)程中()圖7122A物體A克服摩擦力做的功最多B物體B克服摩擦力做的功最多C物體C克服摩擦力做的功最多D三物體克服摩擦力做的功一樣多解析：選D.設(shè)底邊長(zhǎng)度為b，則WFfmgcos·mgb，即克服摩擦力做功為定值mgb，只有D正確8一滑塊在水平地面上沿直線(xiàn)滑行，t0時(shí)其速度為1 m/s.從此刻開(kāi)始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F，力F和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖7123甲、乙所示設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對(duì)滑塊做的功分別為W1、W2、W3，則以下關(guān)系式正確的是()圖7123AW1W2W3 BW1W2W3CW1W3W2 DW1W2W3解析：選B.由vt圖象可知第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的力和位移均為正方向，x1t m，x2t m，x3v0t1 m，F(xiàn)11 N，F(xiàn)23 N，F(xiàn)32 N，則W1F1x1 J，W2F2x2 J，W3F3x32 J所以W1W2W3.9.圖7124如圖7124所示，站在平板卡車(chē)上的人用水平力F推車(chē)，腳對(duì)車(chē)的靜摩擦力向后為Ff，則下列說(shuō)法中正確的是()A當(dāng)車(chē)勻速前進(jìn)時(shí)，F(xiàn)和Ff對(duì)車(chē)做的功代數(shù)和為零B當(dāng)車(chē)加速前進(jìn)時(shí)，F(xiàn)和Ff對(duì)車(chē)做的功代數(shù)和為正值C當(dāng)車(chē)減速前進(jìn)時(shí)，F(xiàn)和Ff對(duì)車(chē)做的功代數(shù)和為正值D不管車(chē)如何運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)和Ff對(duì)車(chē)做的功代數(shù)和均為零解析：選AC.對(duì)人勻速時(shí)受力平衡，則FFf，即A對(duì)加速時(shí)對(duì)人有FfFma>0，即B錯(cuò)減速時(shí)FFfma>0，即C對(duì)，D錯(cuò)二、非選擇題10放在地面上的木塊與一勁度系數(shù)為k200 N/m的輕彈簧相連現(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)l10.2 m時(shí)，木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動(dòng)了l20.4 m的位移，求上述過(guò)程中拉力所做的功解析：本題考查變力做功由題意作出Fl圖象如圖所示，在木塊運(yùn)動(dòng)之前，彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的變化量是線(xiàn)性關(guān)系木塊緩慢移動(dòng)時(shí)彈簧的彈力不變圖線(xiàn)與橫軸所圍梯形面積即為拉力所做的功，即W×(0.60.4)×40 J20 J.答案：20 J11.圖7125如圖7125所示，滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不計(jì)，用力F開(kāi)始提升原來(lái)靜止的質(zhì)量為m10 kg的物體，以大小為a2 m/s2的加速度勻加速上升，求前3 s內(nèi)力F做的功(g取10 m/s2)解析：物體受到兩個(gè)力的作用：拉力F和重力mg，由牛頓第二定律得Fmgma，所以Fm(ga)10×(102)N120 N.則FF60 N.物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，3 s內(nèi)的位移為xat2×2×32 m9 m.力F的作用點(diǎn)為繩的端點(diǎn)，而在物體發(fā)生9 m位移的過(guò)程中，繩的端點(diǎn)的位移為2x18 m，所以，力F做的功為WF·2x60×18 J1080 J.答案：1080 J12如圖7126所示，水平的傳送帶以速度v順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，兩傳動(dòng)輪M、N之間的距離為l10 m，若在M輪的正上方，將一質(zhì)量為m3 kg的物體輕放在傳送帶上，已知物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3 ，在以下兩種情況下物體由M處傳送到N處的過(guò)程中，傳送帶對(duì)物體的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)圖7126(1)傳送帶速度v6 m/s；(2)傳送帶速度v9 m/s.解析：物體在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)ag3 m/s2.剛好加速運(yùn)動(dòng)10 m時(shí)速度v0 m/s2 m/s.(1)由于v6 m/s<v02 m/s，所以物體是加速至6 m/s再勻速，加速過(guò)程位移為l m6 m傳送帶摩擦力做功WFlmgl9×6 J54 J.(2)由于v9 m/s>v02 m/s，所以物體從M至N的過(guò)程中一直加速，摩擦力做功WFlmgl9×10 J90 J.答案：(1)54 J(2)90 J