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1、2020版高三物理一轮复习 功 1.如图所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面以速度v0运动.设滑动运动到A点的时刻为t=0,跟A点的水平距离为x,水平速度为vx,由于v0不同,从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示,其中表示摩擦力做功最大的是( )解析:A图象表示物体从A点做平抛一直到落在x轴上.(水平方向匀速运动)不受摩擦力作用;B图象表示物体从A点做平抛运动落在斜面上又弹起后再落在x轴上(水平方向两种匀速运动),也不是受摩擦力作用;C图象表示平抛运动(水平方向速度不变)不受摩擦力作用;D图象表示物体沿斜面加速运动mgsinf,受到摩擦力的作用,所以摩擦力做功最多的是D
2、项.答案:D2.如图所示,劈a放在光滑的水平桌面上,斜面光滑,把b物体放在a斜面顶端由静止滑下,则在下滑过程中,a对b的弹力对b做的功为W1,b对a的弹力对a做的功为W2,对下列关系正确的是( )A.W1=0,W2=0 B.W10,W2=0C.W1=0,W20 D.W10解析:当b下滑时,因桌面光滑,a在b的压力下将向右加速运动,则物体b实际位移如图中的s,由于弹力FN恒垂直于斜面,因而FN与s的夹角大于90,所以a对b的弹力对b做负功,即W10,所以正确的选项为D.答案:D3.一个人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,则电梯支持力对人做功情况是( )A.加
3、速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B.加速时做正功,匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功,减速时做负功D.始终做正功解析:因为在整个过程中电梯对人的支持力始终竖直向上,则支持力始终对人做正功,故D正确.答案:D4.如图所示,分别用恒力F1F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,两次所用的时间相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向.则两个过程( )A.合外力做的功相同B.物体机械能变化量相同C.F1做的功与F2做的功相同D.F1做的功比F2做的功多解析:由题意知,物块在F1和F2的作用下沿同一斜面上升所用时间一样,则物块到达顶端时的速度一样,由
4、动能定理可知合外力做的功相同.而物体机械能的改变量为故B正确.而在第二种情况下物体克服阻力做功较多,故有F2做功较多,故正确选项为AB.答案:AB5.一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶,经过一段时间t,前进了距离x,此时恰好达到其最大速度vmax.设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作,汽车所受的阻力恒定为F,则在这段时间里,发动机所做的功为( )A.FvmaxtB.PtC.D.解析:汽车在恒定功率作用下做变牵引力的加速运动,所以发动机做功为变力做功.根据P=W/t,可求出W=Pt,而P=Fvmax,所以W=Fvmaxt根据能量守恒:所以答案:ABC6.小物块位于光滑的斜面Q上,斜
5、面位于光滑的水平地面上(如图所示),从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( )A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零解析:小物块P在下滑过程中和斜面之间有一对相互作用力F和F,如图所示.如果把斜面Q固定在水平桌面上,物体P的位移方向和弹力方向垂直,这时斜面对物块P不做功.但此题告诉的条件是斜面放在光滑的水平面上,可以自由滑动.此时弹力方向仍然垂直于斜面,但是物块P的位移方向却是从初位置指向末位置.如图所示,弹力和位移方向不再垂直而是成一钝角,所以弹力对小物块P做负功.B选项正确.答案:B7.在水平
6、面上,有一弯曲的槽道槽道由半径分别为和R的两个半圆构成.如图所示,现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点,若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为( )A.0 B.FRC.FR D.2FR解析:把圆轨道分成x1、x2、x3、xn微小段,拉力在每一段上为恒力,则在每一段上做的功W1=Fx1,W2=Fx2,W3=Fx3,Wn=Fxn.拉力在整个过程中所做的功W=W1+W2+Wn=F(x1+x2+xn)=F(+R)=FR.答案:C8.物体沿直线运动的v-t关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做功为W,则( )A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB.从
7、第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W解析:设01秒加速度为a,合外力F=ma,位移.13秒末加速度a13=0,F合13=0,W13=0,故A错;35秒末加速度,F合=,s35=|a35| =a,W35=-W,故B错.57秒末a57=,s57=-a.W57=F57s57cos0=W,故C正确.34秒末,S34=S35(F34=F35),W34=F34s34=-0.75W,故D正确.答案:CD9.人的心脏每跳动一次大约输送810-5 m3血液,人的收缩压为90 mm汞柱130 mm汞柱,计算他的心脏每收缩一次所做
8、的功大约是_ J(汞的密度是13.6103 kg/m3,g取10 m/s2).解析:人的收缩压为90 mm汞柱130 mm汞柱,取120 mm汞柱代入,心脏收缩一次所做的功为W=Fl=plS=pV=ghV=13.61031012010-3810-5 J=1.3 J.答案:1.310.如图所示,在长为L的细线下挂一质量为m的小球,用水平恒力F拉小球直到细线偏离竖直方向60角.求该过程中F所做的功和重力所做的功.解析:拉力和重力都是恒力,可直接应用功的公式计算.F方向的位移xF=Lsin60=,可得F的功WF=FxF=,重力方向的位移xG=-L(1-cos60)=可得重力的功WG=mgxG=.答案
9、:WF= WG=11.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=2 m/s2的加速度匀加速上升,求头3 s内力F做的功.(取g=10 m/s2)解析:利用W=Flcos求力F的功时,要注意其中的l必须是力F作用的质点的位移.可以利用等效方法求功,要分析清楚哪些力所做的功具有等效关系.物体受到两个力的作用,拉力F-mg=ma,所以F=m(g+a)=10(10+2) N=120 N则力F=60 N物体从静止开始运动,3 s内的位移为232 m=9 m.解法一:力F作用的质点为绳子的端点,而在物体发生9 m的位移的过程中,绳的端点的位移为2l
10、=18 m,所以,力F的功为W=F2l=6018 J=1080 J.解法二:本题还可以用等效法求力F的功.由于滑轮和绳的质量及摩擦力不计,所以拉力F做的功和拉力F对物体做的功相等.即WF=WF=Fl=1209 J=1080 J.答案:1080 J12.质量为M的长板放在光滑水平面上,一个质量为m的滑块以速度v沿木板表面从A点滑到B点,在木板上前进了L,而木板在水平面上前进了s,如图,设滑块与木板间的动摩擦因数为,求:摩擦力做的总功和转化为内能的大小.解析:分别对滑块和木块进行受力分析,f=-mg,f=-f摩擦力对滑块做的功为Wm=f(s+L)=-mg(s+L),摩擦力对木板做的功为WM=fs=mgs,摩擦力做的总功为W=Wm+WM=-mgL,转化为内能的大小为Q=-W=mgL.答案:-mgL mgL
