《(全國通用)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)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(全國通用)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)(6頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
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),或用動能定理等求解.
1.(2019·湖北省黃岡市模擬)一女士站立在臺階式自動扶梯上正在勻速上樓,一男士站立在履帶式自動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.支持力對女士做正功 B.支持力對男士做正功
C.摩擦力對女士做負(fù)功 D.摩擦力對男士做負(fù)功
2.如圖1所示,自動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,在貨物滑動之前的過程中,下列說法正確的是( )
圖1
A.貨物受到的靜摩擦力減小
B.地面對貨車有水平向右的摩擦力
C.貨物受到的摩擦力對貨物做正功
D.貨物受到的支持力對貨物做正功
3.如圖2所示,長為L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,在此過程中( )
圖2
A.摩擦力對小物塊做的功為Ffs
B.摩擦力對系統(tǒng)做的總功為零
C.力F對小車做的功為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)起由靜止開始向右運(yùn)動,B和C是A點(diǎn)右方的兩點(diǎn),且AB=BC,則以下說法正確的是( )
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)動員腰部系著不可伸長的繩拖著質(zhì)量m=11kg的輪胎從靜止開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,則下列說法正確的是( )
圖4
A.輪胎與水平跑道間的動摩擦因數(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的輕質(zhì)柔軟細(xì)繩,細(xì)繩的長度為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)繩上的拉力對重物所做的功為1J
D.細(xì)繩上的拉力對重物所做的功為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與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1,B的長度為L=2.5m,A的大小不計(jì).A、B之間由一繞過光滑輕質(zhì)動滑輪的柔軟輕繩相連,開始時(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,摩擦力對男士做正功,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.]
2.D [由于貨物未滑動,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,地面對貨車沒有摩擦力,故B錯(cuò)誤;貨物所受摩擦力的方向與運(yùn)動方向垂直,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)動方向相同,支持力做正功,故D正確.]
3.D [摩擦力對小物塊做的功為Ff(s-L),小車克服摩擦力所做的功為Ffs,摩擦力對系統(tǒng)做的總功為-FfL,力F對小車做的功為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)動能定理可知,滑塊從A運(yùn)動至C過程中動能變化量大于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)此過程中滑輪的位移x=x2+,F(xiàn)做的功W=Fx,解得W=65J.
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