2020版高考物理一轮复习第五章 微专题36功的计算

2020版高考物理一轮复习第五章 微专题36功的计算

功的计算 ‎[方法点拨]　(1)要注意区分是恒力做功，还是变力做功，求恒力的功常用定义式.(2)变力的功根据特点可将变力的功转化为恒力的功(如大小不变、方向变化的阻力)，或用图象法、平均值法(如弹簧弹力的功)，或用W＝Pt求解(如功率恒定的力)，或用动能定理等求解.‎ ‎1.(2019·湖北省黄冈市模拟)一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼.下列关于两人受到的力做功判断正确的是(　　)‎ A.支持力对女士做正功 B.支持力对男士做正功 C.摩擦力对女士做负功 D.摩擦力对男士做负功 ‎2.如图1所示，自动卸货车静止在水平地面上，在液压机的作用下，车厢与水平方向的夹角θ缓慢增大，在货物滑动之前的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A.货物受到的静摩擦力减小 B.地面对货车有水平向右的摩擦力 C.货物受到的摩擦力对货物做正功 D.货物受到的支持力对货物做正功 ‎3.如图2所示，长为L的小车置于光滑的水平面上，小车右端放一小物块，用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s，物块刚好滑到小车的左端.物块与小车间的摩擦力大小为Ff，在此过程中(　　)‎ 图2‎ A.摩擦力对小物块做的功为Ffs B.摩擦力对系统做的总功为零 C.力F对小车做的功为FL D.小车克服摩擦力所做的功为Ffs ‎4.如图3所示，光滑水平地面上固定一带滑轮的竖直杆，用轻绳系着小滑块绕过滑轮，用恒力F1水平向左拉滑块的同时，用恒力F2拉绳，使滑块从A点起由静止开始向右运动，B和C是A点右方的两点，且AB＝BC，则以下说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A.从A点至B点F2做的功小于从B点至C点F2做的功 B.从A点至B点F2做的功大于从B点至C点F2做的功 C.从A点至C点F2做的功一定等于滑块克服F1做的功 D.从A点至C点F2做的功一定大于滑块克服F1做的功 ‎5.(2018·江西省临川一中等九校联考)如图4甲所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m＝11kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°，5s后绳从轮胎上脱落，轮胎运动的v－t图象如图乙所示，不计空气阻力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A.轮胎与水平跑道间的动摩擦因数μ＝0.2‎ B.绳的拉力F的大小为55N C.在0～5s内，轮胎克服摩擦力做的功为1375J D.在6s末，摩擦力的瞬时功率大小为275W ‎6.(2018·安徽省安庆一中等四省五校联考)如图5所示，相距4m的两个竖直固定杆之间拴着一根不可伸长的轻质柔软细绳，细绳的长度为5m.细绳上有一轻质小滑轮下面吊着质量为2kg的重物，系统处于静止状态，滑轮可视为质点且不计滑轮轴心处的摩擦.现将细绳的右端缓慢地从B点拉到正上方的B1点，整个过程中重物、滑轮与杆不接触，B、B1间的距离为10cm(g取10m/s2).下列说法中正确的是(　　)‎ 图5‎ A.细绳AO段和竖直杆的夹角将变大 B.细绳上的张力将变大 C.细绳上的拉力对重物所做的功为1J D.细绳上的拉力对重物所做的功为2J ‎7.(2018·山东省泰安市统考)如图6所示，质量为m＝1kg的滑块A放在质量为M＝2kg的长木板B上，B放在水平地面上，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.1，B的长度为L＝2.5m，A的大小不计.A、B之间由一绕过光滑轻质动滑轮的柔软轻绳相连，开始时A位于B的最左端，滑轮位于B的右端.给滑轮施加一水平恒力F＝20N，滑轮两侧与A、B 相连的绳子保持水平，重力加速度g取10m/s2.求：‎ 图6‎ ‎(1)A在B上滑行的时间；‎ ‎(2)此过程中水平恒力F做的功.‎ 答案精析 ‎1.A　[如图甲所示，女士匀速上楼，所受支持力方向竖直向上，与速度方向夹角小于90°，做正功.因匀速上楼，故女士不受摩擦力作用，选项A正确，C错误；如图乙所示，男士匀速上楼，支持力方向垂直履带向上，摩擦力方向沿履带向上，支持力与位移方向垂直，支持力不做功，摩擦力对男士做正功，选项B、D错误.]‎ ‎2.D　[由于货物未滑动，所以货物处于平衡状态，有mgsinθ＝Ff，FN＝mgcosθ，θ增大时，Ff增大，FN减小，故A错误；对卸货车与货物整体受力分析可知，整体处于平衡状态，在水平方向不受外力，地面对货车没有摩擦力，故B错误；货物所受摩擦力的方向与运动方向垂直，摩擦力不做功，故C错误；货物受到的支持力的方向与运动方向相同，支持力做正功，故D正确.]‎ ‎3.D　[摩擦力对小物块做的功为Ff(s－L)，小车克服摩擦力所做的功为Ffs，摩擦力对系统做的总功为－FfL，力F对小车做的功为Fs，选项D正确，选项A、B、C错误.]‎ ‎4.B ‎　[滑块受力如图所示，由于滑块被绕过光滑定滑轮的轻绳系着，拉力F2为恒力，所以拉力F2做的功等于细绳对滑块所做的功.根据功的定义式得W＝F2Lcosθ，F2不变且AB＝BC，B点到C点，θ增大，F2在位移上的投影减小，故在相同位移L上拉力F2做的功减少，所以从A点至B点F2做的功大于从B点至C点F2做的功，故A错误，B正确；滑块从A点至C点过程中，可能一直加速，滑块在C点的速率大于在A点的速率，根据动能定理可知，滑块从A运动至C过程中动能变化量大于0，总功大于0，同理若滑块在C点速度减为0，则总功等于0，则从A点至C点F2做的功可能大于或等于滑块克服F1做的功，故C、D错误.]‎ ‎5.D ‎　[绳从轮胎上脱落后，轮胎的受力情况如图a所示.由轮胎的速度—时间图象可得此过程的加速度为a2＝－5m/s2，根据牛顿第二定律有－Ff2＝ma2，又因为Ff2＝μFN2，FN2－mg＝0，代入数据解得μ＝0.5，选项A错误；绳拉轮胎的过程中，轮胎的受力情况如图b所示.根据牛顿第二定律有Fcos37°－Ff1＝ma1，又因为Ff1＝μFN1，mg－Fsin37°－FN1＝0，由轮胎的速度—时间图象得此过程的加速度a1＝2m/s2，联立解得F＝70N，选项B错误；在0～5s内，轮胎克服摩擦力做功为W＝Ff1s1＝μ(mg－Fsin37°)s1＝0.5×68×25J＝850J，选项C错误；由速度—时间图象得6s末轮胎的速度为5m/s，在6s末，摩擦力的瞬时功率为P＝μmgv＝275W，选项D正确.]‎ ‎6.C　[滑轮两边细绳的拉力大小相等，则细绳与竖直方向的夹角相等，设OA段与竖直杆的夹角为α，则由几何关系得OAsinα＋OBsinα＝d，即Lsinα＝d，解得sinα＝0.8，α＝53°为定值，则将细绳的右端缓慢地从B点拉到正上方的B1点，细绳AO和竖直杆的夹角将不变，细绳上的张力大小不变，选项A、B错误；由几何关系可知，B、B1间的距离为10cm，则重物上升5cm，细绳上拉力对重物所做的功为W＝mgh＝2×10×0.05J＝1J，选项C正确，选项D错误.]‎ ‎7.(1)1s　(2)65J 解析　(1)设绳中张力大小为FT，则分别对A、B分析，根据牛顿第二定律有FT－μmg＝ma1，FT＋μmg－μ(m＋M)g＝Ma2，其中FT＝，根据运动学规律有x1＝a1t2，x2＝a2t2，而由几何关系得x1－x2＝L，解得t＝1s；‎ ‎(2)此过程中滑轮的位移x＝x2＋，F做的功W＝Fx，解得W＝65J.‎