在一维运动(即在一条直线上的运动)中,如果物体因为力F从A运动到B,位移了x,物体做了W的功。以下是功的计算专题练习,请考生及时练习。
一、选择题
1.关于作用力与反作用力做功的关系,下列说法正确的是()
A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功
B.作用力不做功时,反作用力也不做功
C.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等
D.作用力做正功时,反作用力也可以做正功
2.关于摩擦力做功的下列说法中正确的是()
A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功
B.静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用,一定不做功
C.静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功
D.滑动摩擦力可以对物体做正功
3.人以20 N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m,人放手后,小车又前进了2.0 m才停下来,则小车在运动过程中,人的推力所做的功为()
A.100 J B.140 J
C.60 J D.无法确定
4.一根木棒沿水平桌面从A运动到B,如图1所示,若棒与桌面间的摩擦力大小为F,则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为()
A.-Fx,-Fx
B.Fx,-Fx
C.0,-Fx
D.-Fx,0
图2
5.物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功的情况可能是()
A.始终不做功
B.先做负功后做正功
C.先做正功后不做功
D.先做负功后不做功
6滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由下滑,然后在水平面上前进至B点后停止.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为x.在滑雪者运动的过程中,克服摩擦力做的功()
A.大于mgx
B.小于mgx
C.等于mgx
D.以上三种情况都有可能
二、非选择题
7.两块相同材料的物块A和B放在光滑的水平地面上,在水平力F的作用下一同前进,如图4所示,其质量之比为mA∶mB=1∶2.在运动过程中,力F一共对物体做功300 J,则A对B的弹力对B所做的功为多少?
8.质量为M的长木板放在光滑的水平面上,一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点,在木板上前进了x,而木板前进了x,若滑块与木板间的动摩擦因数为,求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少?
9.水平传送带以速度v顺时针运转,两传动轮M、N之间的距离为x=10 m,若在M轮的正上方,将一质量为m=3 kg的物体轻放在传送带上,已知物体与传送带之间的动摩擦因数=0.3,在以下两种情况下物体由M处传送到N处的过程中,传送带对物体的摩擦力做了多少功?(g取10 m/s2)
(1)传送带速度v=6 m/s;
(2)传送带速度v=9 m/s.参考答案
1.D [由功的公式W= Fxcos 可知W大小、正负取决于F、x、的大小,作用力、反作用力虽然大小相等,方向相反,但两物体对地的位移大小、方向关系不确定,故作用力、反作用力做功的关系不确定,A、B、C错,D对.]
2.D [摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,而且摩擦力对物体既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.综上所述,只有D正确.]
3.A [人的推力作用在小车上的过程中,小车发生的位移是5.0 m,故该力做功为
W=Fxcos =205.0cos 0 J=100 J.]
4.C [桌面静止不动,故棒对桌面的摩擦力不做功.桌面对棒的摩擦力对棒做负功W=-Fx.]
5.ACD [设传送带速度大小为v1,物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.
(1)当v1=v2时,物体随传送带一起匀速运动,故传送带与物体之间不存在摩擦力,即传送带对物体始终不做功;
(2)当v1
(3)当v1v2时,物体相对传送带向左运动,物体受到的滑动摩擦力方向向右,则物体先匀加速运动,直到速度增为v1才匀速运动,故传送带对物体先做正功后不做功.]
6.C [滑雪者运动过程中摩擦力做功为
Wf=-mgcos xAO-mgxOB
=-mg(xAOcos +xOB)=-mgx.
故此过程中,滑雪者克服摩擦力做的功为mgL,C正确.]
7.200 J
解析 对A、B整体由牛顿第二定律得
F=(mA+mB)a①
对B有:FAB=mBa②
①②联立得FAB=F③
设A、B移动距离为x,则F做功W=Fx④
A对B做功WAB=FABx⑤
③④⑤联立得WAB=W=200 J
8.-mg(x+x) mgx
解析 滑块受力如图甲所示,摩擦力的方向与滑块的运动方向相反,摩擦力做负功,在摩擦力的作用下滑块对地的位移为(x+x),所以摩擦力对滑块做的功为W1=-mg(x+x)
木板受力如图乙所示,摩擦力的方向与木板运动的方向相同,即对木板做正功,在摩擦力的作用下木板对地的位移为x,故
W2=mgx
9.(1)54 J (2)90 J
解析 物体在传送带上加速运动时a=g=3 m/s2.
刚好加速运动10 m时的速度v0== m/s=2 m/s
(1)由于v=6 m/sv0=2 m/s,所以物体从M至N的过程中一直加速,摩擦力做功W2=fx=mgx=910 J=90 J.
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