功_章节学习_百度题库

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题型：填空题

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填空题

如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1=3N和F2=4N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10m，在这一过程中力F1做的功为______J；力F2做的功为______J；合力F做的功为______J．

正确答案

18

32

50

解析

解：根据W=Fscosθ得：

代数和为W=W1+W2=18+32=50J

故答案为：18　32　50

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题型：简答题

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简答题

一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m的物体，如图所示．绳的P端拴在车后的挂钩上，Q端拴在物体上．设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计．开始时，车在A点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长为H．提升时，车加速向左运动，沿水平方向从A经过B驶向C．设A到B的距离也为H，车过B点时的速度为v0．

求：（1）车在B点时物体的速度

（2）在车由A移到B的过程中，绳Q端的拉力对物体做的功．

正确答案

解：（1）车与重物的速度关系如右图所示，v=v0cos45°=v0，方向竖直向上；

（2）设绳Q端对物体做功为W，由几何关系可得重物上升的高度h=（-1）H

所以物体克服重力做功WG=mgh=mg（-1）H

对重物应用动能定理得：W-WG=mv2

解得：W=mv02+（-1）mgH

答：（1）车在B点时物体的速度为v0，方向竖直向上；

（2）在车由A移到B的过程中，绳Q端的拉力对物体做的功W=mv02+（-1）mgH．

解析

解：（1）车与重物的速度关系如右图所示，v=v0cos45°=v0，方向竖直向上；

（2）设绳Q端对物体做功为W，由几何关系可得重物上升的高度h=（-1）H

所以物体克服重力做功WG=mgh=mg（-1）H

对重物应用动能定理得：W-WG=mv2

解得：W=mv02+（-1）mgH

答：（1）车在B点时物体的速度为v0，方向竖直向上；

（2）在车由A移到B的过程中，绳Q端的拉力对物体做的功W=mv02+（-1）mgH．

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题型：多选题

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多选题

如图所示，木块A放置在光滑水平面上，当受到6N水平拉力作用时，产生了3m/s2的加速度．若在静止的木块A上面放置质量为4kg的木块B，A、B之间的动摩擦因数为0.3．取重力加速度g=10m/s2，当6N水平拉力作用在B木块上，（　　）

A木块A、B可能相对滑动

B木块B的加速度大小为1.5m/s2

C木块A对木块B的摩擦力大小为2N

D10s内木块B对木块A做的功为100J

正确答案

C,D

解析

解：对A，根据牛顿第二定律：F=mAa

得：mA==2kg

假设AB能保持相对静止，以AB整体为研究对象：F=（mA+mB）a′

得：a′==1m/s2

对A所需要的摩擦力：f=mAa′=2×1=2N

AB间最大静摩擦力：fmax=μmBg=0.3×40=12N

12N＞2N，故AB能保持相对静止，即AB一起加速，加速度为1m/s2；AB错误，

由前面分析知木块A对木块B的摩擦力大小为2N，C正确；

根据动能定理，10s内木块B对木块A做的功W=mAvA2=×2×102=100J，D正确；

故选：CD．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，质量m=10kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.4，取g=10m/s2，今用大小为F=50N的水平恒力作用于物体，使物体由静止开始做匀变速直线运动，经t=2s后撤去F．求：

（1）力F所做的功；

（2）撤去F后还能滑多远．

正确答案

解：（1）根据牛顿第二定律得：F-μmg=ma

加速度a=1m/s2

2s内位移：

s==2m

F所做功W=FS=100J

（2）由动能定理　FS-Ff（S+S1）=0得

滑行距离S1=0.5m

答：（1）力F所做的功为100J；

（2）撤去F后还能滑行0.5m．

解析

解：（1）根据牛顿第二定律得：F-μmg=ma

加速度a=1m/s2

2s内位移：

s==2m

F所做功W=FS=100J

（2）由动能定理　FS-Ff（S+S1）=0得

滑行距离S1=0.5m

答：（1）力F所做的功为100J；

（2）撤去F后还能滑行0.5m．

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题型：填空题

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填空题

如图1所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上有一质量为m=1kg的物体，它受到沿斜面方向的力F的作用．力F按图2变化（图中纵坐标是力F与mg的比值，力F沿斜面向上为正）．已知此物体在t=0时速度为零，那么此物体在4s末的速率为______m/s，力F做的功是______J．（g取10m/s2）

正确答案

30

150

解析

解：由题意知：

（1）物体在第1s内不受力F作用，只受竖直向下的重力和垂直斜面向上的弹力作用，物体沿斜面做加速度的匀加速运动，1s末物体的速度为5m/s，方向沿斜面向下；

（2）物体在1-3s内受沿斜面向下的大小为的力F作用，此时物体沿斜面向下的合力为mgsinθ+F=mg，物体的加速度大小为g，方向沿斜面向下，物体做初速度为5m/s，加速度为10m/s2的匀加速运动，根据运动规律可得，物体在2s末的速度为25m/s，物体产生的位移x==30m．力F做功为：

（3）物体在3-4s内，仅受重力和弹力作用，产生加速度为，物体做初速度为25m/s，加速度为5m/s2的匀加速运动，1s末的速度为30m/s

故答案为：30，150

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题型：单选题

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单选题

如图所示，D、A、B、C四点的水平间距相等，DA、AB、BC在竖直方向上的高度差之比为1：4：9．在A、B、C三点分别放置相同的小球，释放三个压缩的弹簧，小球沿水平方向弹出，小球均落在D点，不计空气阻力，则下列关于A、B、C三点处的小球说法正确的是（　　）

A三个小球在空中运动的时间之比为1：2：3

B三个小球弹出时的动能之比为1：4：9

C三个小球在空中运动过程中重力做功之比为1：5：14

D三个小球落地时的动能之比为2：5：10

正确答案

C

解析

解：A、DA、AB、BC竖直方向高度差之比为1：4：9，高度之比为1：5：14，由h=，A、B、C三个小球运动的时间之比为1：：，故A错误；

B、A、B、C三个小球的水平位移之比1：2：3，由x=vt知可得初速度之比为1：：，根据动能之比不是1：4：9，故B错误；

C、根据W=mgh知重力做功之比为：1：5：14，故C正确；

D、根据动能定理知mgh=Ek2-Ek1，由于质量相等且已知高度之比，可得落地时动能之比即为（mgh+Ek1）：（5mgh+Ek1）：（10mgh+Ek1），故D错误；

故选：C．

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题型：简答题

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简答题

在粗糙水平面上的A点处，放置一质量为M、边长为a的立方体形的大木箱子，现在将该箱子从A点移到远处的B点，两点之间的距离为S（S＞＞a），关于在这一过程中外力所做的功，

甲同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定要比木箱子从A点翻滚到B点时外力做的功少．（不计翻箱子过程中外力做的负功）

乙同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定要比木箱子从A点翻滚到B点时外力做的功多．（不计翻箱子过程中外力做的负功）

丙同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定和先在外力作用下由静止开始加速运动，在中途适当的地方撤去外力，再让箱子自行滑到B点停下做功一样多．

对以上三位同学的论述是否正确？如果不正确，给出你的观点，要求有详细的推理、说明．

正确答案

解：甲、乙两位同学的判断不正确，丙同学的判断正确．

用水平恒力将木箱匀速地从A点推到B点时外力做的功：W1=μmgS=μmg（na）；

木箱子从A点翻滚到B点时外力做的功为：；

当时，翻滚木箱前进更合理，做功较少；

当时，推动木箱前进更合理，做功较少；

答：甲、乙两位同学的判断不正确，丙同学的判断正确；当时，翻滚木箱前进更合理，做功较少；当时，推动木箱前进更合理，做功较少；

解析

解：甲、乙两位同学的判断不正确，丙同学的判断正确．

用水平恒力将木箱匀速地从A点推到B点时外力做的功：W1=μmgS=μmg（na）；

木箱子从A点翻滚到B点时外力做的功为：；

当时，翻滚木箱前进更合理，做功较少；

当时，推动木箱前进更合理，做功较少；

答：甲、乙两位同学的判断不正确，丙同学的判断正确；当时，翻滚木箱前进更合理，做功较少；当时，推动木箱前进更合理，做功较少；

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题型：单选题

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单选题

两个物体A、B的质量分别为m1和m2，并排静止在水平地面上，用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段后停止下来，两物体运动的速度一时间图象分别如图中图线a、b所示．已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的速度时间图彼此平行（相关数据已在图中给出）．由图中信息可得（　　）

A若F1=F2，则m1小于m2

B若m1=m2，则力F1对物体A所做的功较多

C若m1=m2，则整个过程中摩擦力对B物体做的功较大

D若m1=m2，则力F1小于力F2

正确答案

A

解析

解：A、由斜率等于加速度知，撤除拉力后两物体的速度图象平行，故加速度大小相等，求得：

a1=a2=μg=1m/s2

则：μ1=μ2==0.1．

若F1=F2，对于m1则有：

F1-μ1m1g=m1a1

解得：m1=

对于m2则有：

F2-μ2m2g=m2a2

解得：m2=

由图可知a1＞a2，则m1＜m2，故A正确．

B、若m1=m2，则f1=f2，

根据动能定理，对a有：

WF1-f1s1=0

同理对b有：

WF2-f2s2=0

因为s1=4×2.5×=5.0m

s2=2×5×=5.0m

所以WF1=WF2，故B错误．

C、若m1=m2，则f1=f2，由B可知，s1=s2，所以摩擦力做功相等，故C错误；

D、根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，F1作用时的位移为：，F2作用时的位移为：，而两个力做功相等，所以F1大于力F2，故D错误．

故选：A

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题型：多选题

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多选题

如图所示，两根光滑直杆（粗细可忽略不计）水平平行放置，一质量为m、半径为r的均匀细圆环套在两根直杆上，两杆之间的距离为r，甲图为立体图，乙图为侧视图，现将两杆沿水平方向缓慢靠近直至两杆接触为止，在此过程中（　　）

A每根细杆对圆环的弹力均增加

B每根细杆对圆环的最大弹力均为mg

C每根细杆对圆环的弹力均不做功

D每根细杆对圆环所做的功均为-mgr

正确答案

B,D

解析

解：A、对圆环受力分析，受到重力和两个杆的支持力，如图；

根据三力平衡条件，两个弹力的合力与第三力重力等值、反向、共线，即大小和方向都不变，当两个分力的夹角变小时，得到杆的弹力不断减小（如图）；故A错误；

B、在初始位置，两个弹力的夹角最大，弹力最大；根据几何关系可以得到两个弹力的夹角为120°；

两个弹力的合力与重力平衡，竖直向上，故合力方向在两个弹力的角平分线上，故两个弹力大小相等；

根据几何关系可得每根细杆对圆环的弹力均为mg；

故B正确；

C、D、圆环运动过程中，重力做正功，弹力做功设为W，则对圆环运动过程运用动能定理，有

解得

即圆环克服每根细杆对其弹力做功均为mgr；故C错误，D正确；

故选BD．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，质量为60kg的工人用滑轮组提升重物，每个滑轮的重力均为50N．

（1）用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中，人做的有用功为多少？

（2）若绳子能够承受的最大拉力为400N，重物提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，求滑轮组的最大机械效率．

正确答案

解：（1）人做的有用功：

W有=Gh=250N×2m=500J；

（2）当以绳子能够承受的最大拉力提升物体时，滑轮组的机械效率最大，

由图可知n=2，s=nh，

拉力做的总功：

W总=Fs=2Fh，

克服动滑轮重力做的额外功：

W动=G动h，

因重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，

由P=可得，重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功：

W绳摩=10%P总t=10%W总=10%×2Fh=0.2Fh，

滑轮组做的有用功：

W有=W总-W动-W绳摩=2Fh-G动h-0.2Fh=1.8Fh-G动h，

滑轮组的最大机械效率：

η=×100%=×100%=83.75%

答：（1）人做的有用功为500J；

（2）滑轮组的最大机械效率为83.75%．

解析

解：（1）人做的有用功：

W有=Gh=250N×2m=500J；

（2）当以绳子能够承受的最大拉力提升物体时，滑轮组的机械效率最大，

由图可知n=2，s=nh，

拉力做的总功：

W总=Fs=2Fh，

克服动滑轮重力做的额外功：

W动=G动h，

因重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，

由P=可得，重力提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功：

W绳摩=10%P总t=10%W总=10%×2Fh=0.2Fh，

滑轮组做的有用功：

W有=W总-W动-W绳摩=2Fh-G动h-0.2Fh=1.8Fh-G动h，

滑轮组的最大机械效率：

η=×100%=×100%=83.75%

答：（1）人做的有用功为500J；

（2）滑轮组的最大机械效率为83.75%．

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