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2025粵教版高中物理必修第二冊
分層作業16　功
A組 必備知識基礎練
　　　　　　　　　　　　　　　　　
題組一　功的理解
1.下列過程中人對物體做了功的是(　　)
A.小華用力推石頭,但沒有推動
B.小明舉起杠鈴后,在空中停留3秒
C.小紅提著書包,隨電梯一起勻速上升
D.小陳將冰壺推出后,冰壺在水平冰面上滑行了5米
2.有一種飛機在降落的時候,要打開尾部的減速傘輔助飛機減速,在飛機減速滑行過程中,減速傘對飛機的拉力的做功情況是(　　)
A.始終做正功 B.始終做負功
C.先做負功后做正功 D.先做正功后做負功
3.如圖所示,物體在力F作用下沿速度方向發生了一段位移,其中力F對物體做負功的是(　　)
題組二　功的計算
4.某同學周末參加志愿者活動,在敬老院打掃衛生時,他用100 N的水平恒力推動靜止的沙發直線前進5 m,在該過程中,他對沙發所做的功為(　　)
A.20 J B.50 J
C.600 J D.500 J
5.(2024福建莆田檢測)一端固定的輕質彈簧處于原長,第一次用互成角度的兩個力F1、F2拉彈簧的另一端至O點,如圖所示,在此過程中F1、F2分別做了4 J、8 J的功;第二次換用另一個力F仍使彈簧重復上述過程,該過程中F所做的功是(　　)
A.4 J B.8 J
C.10 J D.12 J
題組三　求變力做功
6.某同學去外地度假,在農家樂旅游地發現有驢拉磨,如圖甲所示,假設驢拉磨的平均作用力大小為800 N,運動的半徑為1.25 m,如圖乙所示,則驢拉磨轉動一周所做的功為(π取3)(　　)
甲
乙
A.0 B.3 000 J
C.6 000 J D.12 000 J
B組 關鍵能力提升練
7.兩人同時對重物各施加一個與豎直方向的夾角相同的拉力F,重物在地面上方保持靜止,現兩人同時緩慢后退,拉力F與豎直方向的夾角始終相等,重物在同一位置保持靜止,下列說法正確的是(　　)
A.拉力F減小
B.拉力F增大
C.拉力F對重物做負功
D.拉力F對重物做正功
8.玩具起重機上懸掛一個質量為500 g的砝碼,從靜止開始以2 m/s2的加速度提升砝碼,3 s內拉力所做的功為(g取10 m/s2)(　　)
A.9 J B.18 J
C.24 J D.54 J
9.(2024廣東深圳檢測)如圖所示,站在汽車上的人用手推車的力為F,腳對車向后的靜摩擦力為f,下列說法正確的是(　　)
A.當車勻速運動時,F和f做的總功為零
B.當車加速運動時,F和f做的總功為正功
C.當車加速運動時,F和f做的總功為零
D.不管車做何種運動,F和f做的總功都為零
10.(2024重慶階段練習)某款兒童滑梯如圖所示,其滑面可視為與水平地面夾角為θ的平直斜面,滑面頂端距離地面高度為h.一質量為m的兒童從滑面頂端由靜止開始下滑至底端,已知兒童與滑面間的動摩擦因數為μ,兒童沿滑面下滑的過程,可以看作質點沿斜面直線運動,重力加速度為g,忽略空氣阻力的影響.求:
(1)兒童下滑過程中,兒童的加速度及滑至底端的時間;
(2)兒童下滑過程中,所受合力做的功W合.
C組 核心素養拔高練
11.(多選)(2024新疆烏魯木齊檢測)如圖所示,烏魯木齊機場在運輸旅客行李的過程中,行李從一個斜面滑下.為防止行李下滑時速度過大,斜面上設置了一段“減速帶”(行李與“減速帶”間動摩擦因數較大).小梁的行李箱質量為m、長度為L,“減速帶”的長度為2L,該行李箱與“減速帶”間的動摩擦因數為μ,斜面與水平面間的夾角為θ,重力加速度的大小為g,行李箱滑過“減速帶”的過程中,不會發生轉動且箱內物品相對行李箱靜止.設該行李箱質量分布均勻和不均勻的兩種情況下滑過“減速帶”的過程中,克服“減速帶”的摩擦力做的功分別為W1和W2.則(　　)
A.W1一定等于2μmgLcos θ
B.W1一定大于2μmgLcos θ
C.W2一定等于W1
D.W2可能大于W1
12.(2024內蒙古赤峰檢測)機械臂廣泛應用于機械裝配.如圖所示,某質量m=2 kg的工件(視為質點)被機械臂抓取后,在豎直平面內由靜止開始斜向上做勻加速直線運動,加速度大小為a=0.8 m/s2,運動方向與豎直方向的夾角θ=37°,提升的高度h=8 m.g取10 m/s2.求:
(1)提升高度為h時,工件的速度大小;
(2)在此過程中,工件運動的時間及合力對工件做的功.
分層作業16　功
1.C　解析 選項A、B所述情景中,位移都為零,選項D中冰壺滑行時,不受人的推力,故人對物體不做功,故只有選項C正確.
2.B　解析 減速傘對飛機的作用力與飛機運動方向相反,對飛機做負功.故選B.
3.D　解析 圖中F的方向與速度方向相同,力F對物體做正功,故A錯誤;圖中F的方向與速度方向夾角小于90°,力F對物體做正功,故B錯誤;圖中F的方向與速度方向垂直,力F不做功,故C錯誤;圖中F的方向與速度方向夾角大于90°,力F對物體做負功,故D正確.
4.D　解析 由功的定義式可知,人對沙發做的功為W=Fs=100×5 J=500 J,故選D.
5.D　解析 F1、F2拉彈簧的作用效果與力F拉彈簧的作用效果相同,故力F拉彈簧做的功等于力F1、F2拉彈簧做功之和,故W=(4+8) J=12 J.故選D.
6.C　解析 由于F的方向保持與作用點的速度方向一致,因此可把圓周劃分成很多小段研究,如圖所示.當各小段的弧長Δli足夠小(Δli→0)時,在這Δli內F的方向幾乎與該小段的位移方向重合,故WF=FΔl1+FΔl2+FΔl3+…=F·2πR=6 000 J,A、B、D錯誤,C正確.
7.B　解析 設拉力F與豎直方向的夾角為θ,重物處于平衡狀態,由2Fcos θ=mg可知,兩人同時緩慢后退,角度θ變大,所以cos θ變小,拉力F增大,故A錯誤,B正確;重物在同一位置保持靜止,所以拉力F對重物不做功,故C、D錯誤.
8.D　解析 砝碼上升過程中,受到重力mg和拉力F,根據牛頓第二定律得F-mg=ma,得F=m(g+a)=6 N,3 s內上升的高度為h=at2=×2×32 m=9 m,則3 s內拉力所做的功為W=Fh=6×9 J=54 J,選項D正確.
9.A　解析 根據牛頓第三定律,車對人向后的推力大小也為F,車對人向前的靜摩擦力大小也為f;以人為研究對象,取車前進的方向為正方向,由牛頓第二定律得f-F=ma,當車勻速運動時,則有a=0,F=f,由于人對車的推力F對車做正功,人對車的摩擦力f對車做負功,而兩力做功的絕對值相等,所以,F和f的總功為零;當車加速運動時,則有a>0,f>F,則f對車做的負功多,F對車做的正功少,故F和f的總功為負功;當車減速運動時,則有a<0,f10.解析 (1)兒童下滑過程中,對兒童受力分析有
mgsin θ-f=ma
f=μmgcos θ
解得a=gsin θ-μgcos θ
方向沿滑梯向下,斜面長度L=
由勻變速直線運動規律得L=at2
解得t=.
(2)兒童下滑過程中,所受合力做的功W合=F合·L
F合=mgsin θ-μmgcos θ
L=
結合上述解得W合=mg(sin θ-μcos θ).
答案 (1)gsin θ-μgcos θ　
(2)mg(sin θ-μcos θ)
11.AC　解析 將行李箱看成無數段距離很小的質量微元,每段質量微元在“減速帶”中受到的摩擦力為Δf=μΔmgcos θ,每段質量微元經過“減速帶”時,摩擦力的作用距離均為2L,則克服“減速帶”的摩擦力做的功W=∑Δf·2L=∑μΔmgcos θ·2L=2μgLcos θ∑Δm=2μmgLcos θ,可得W1=W2=W=2μmgLcos θ,故選AC.
12.解析 (1)根據題意可知,工件被提升過程中,運動的位移為
s==10 m
根據勻變速直線運動位移與速度關系有v2=2as
解得v=4 m/s.
(2)根據速度公式有v=at
解得t=5 s
根據牛頓第二定律有F合=ma=1.6 N
合力對工件做的功W合=F合s=16 J.
答案 (1)4 m/s　(2)5 s　16 J
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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