沪科版上海必修第二册高一物理下学期课后培优分级练专题12功(原卷版+解析)

这是一份沪科版上海必修第二册高一物理下学期课后培优分级练专题12功(原卷版+解析)，共19页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，三个质量相同的物体静止于同一光滑水平面上，分别施三个不同方向的外力，使它们以相同的加速度运动了相同的时间，则三个力对物体做功的大小关系是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】依题意，三个质量相同的物体在水平方向运动时加速度相同，且水平面光滑，假定物体质量为m、加速度为a，则有
则根据功的定义，三个力分别对物体所做的功为
假定运动时间为t，依题意有
则有
故BCD错误，A正确。
故选A。
2．（2022春·上海黄浦·高一期末）如图，细线一端跨过定滑轮与水平地面上的物体相连，另一端在大小为F的恒力作用下移动距离h，物体沿地面移动的距离为s，绳与水平地面的夹角由变为。在此过程中，该恒力做功为（ ）
A．FsB．FhC．D．
【答案】B
【详解】由功的定义可知此过程中，该恒力做功为
故选B。
3．（2021春·上海浦东新·高一期末）关于功，下列说法不正确的是（ ）
A．的功小于的功
B．功是标量，其正、负不表示方向
C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
D．功是能量转化的量度
【答案】A
【详解】AB．功是标量，功的正负不表示方向，也不表示大小，而是表示该力对物体运动起动力作用还是阻力作用，比较功的大小，比较的是绝对值，故A错误，B正确；
C．一个力对物体做了负功，说明这个力一定阻碍物体的运动，故C正确；
D．功是能量转化的量度，做了多少功就对应有多少能量发生转化，故D正确。
由于本题选择错误的，故选A。
4．（2022·上海金山·统考一模）光滑圆弧固定，小球在图示恒力F作用下从最高点下滑的过程中，F（ ）
A．一直做正功B．先做正功后做负功
C．一直做负功D．先做负功后做正功
【答案】B
【详解】小球速度方向与力F方向的夹角由锐角逐渐变为钝角，力F对小球先做正功后做负功。
故选B。
5．（2022秋·上海普陀·高三曹杨二中阶段练习）如图，半径为R的光滑半圆轨道放在光滑水平面上，质量为m的物体从轨道上A点由静止下滑，在m下滑过程中，设半圆轨道对物体支持力为N，物体对半圆轨道的压力为，则（ ）
A．不做功B．做正功C．N不做功D．N做正功
【答案】B
【详解】AB．在m下滑过程中，光滑半圆轨道受到向左下方的压力，其位移水平向左，因此做正功，故B正确A错误；
CD．小球m受到向右上方的支持力，其位移与方向夹角大于，N对m做负功，故CD错误。
故选B。
6．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，人站在自动扶梯上一起斜向上匀速运动，则下列说法中不正确的是（ ）
A．重力对人做负功B．摩擦力对人做负功
C．支持力对人做正功D．合外力对人做功为零
【答案】B
【详解】A．由于人受到的重力方向是竖直向下的，而人的运动方向是斜向右上方，重力方向与人的运动方向的夹角大于，故重力对人做负功，故A正确，不符合题意；
B．人站在扶梯上，只受重力和支持力，人没有在水平方向的运动趋势，故他不受摩擦力的作用，所以也就谈不上摩擦力对人的做功问题，故B错误，符合题意；
C．支持力是向上的，该力方向与人的运动方向的夹角小于，故支持力对人做正功，故C正确，不符合题意；
D．由于人做的是匀速直线运动，故人受到的力是平衡力，其合力为0，故合力对人做的功也为0，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．（2021春·上海闵行·高一期中）质量为的物体静止在倾角为的斜面上，现在使斜面体向右匀速移动距离，物体相对斜面静止，则下列物体所受各力对物体做功的说法中正确的是（ ）
A．重力做正功B．支持力不做功
C．摩擦力不做功D．支持力做正功
【答案】D
【详解】对物体受力分析可知物体受重力、弹力和摩擦力，受力分析图如图所示
由于物体在水平方向移动，重力的方向与物体位移方向垂直，所以重力对物体不做功，支持力的方向与位移方向的夹角小于90°，则支持力对物体做正功，摩擦力的方向与位移方向的夹角大于90°，所以摩擦力对物体做负功。
故选D。
8．（2021春·上海闵行·高一期中）在加速向左运动的车厢中，一个人用力向前推车厢，如图所示。人相对车厢未移动，则下列说法正确的是（ ）
A．人对车厢不做功B．人对车厢做正功
C．人对车厢做负功D．车厢对人做负功
【答案】C
【详解】对人进行受力分析如图所示
由于人车向左加速运动，则加速度方向向左，则
则车厢底部对人的静摩擦力大于车厢竖直面对人的作用力，即车厢对人的作用力为f与F0的合力方向水平向左，车厢向左运动，位移方向向左，根据
可知，车厢对人做正功，根据牛顿第三定律，可知，人对车厢的作用力为f与F0的反作用力的合力，方向水平向右，车厢向左运动，位移方向向左，根据
可知，人对车厢做负功，ABD错误，C正确。
故选C。
9．（2022春·上海杨浦·高一校考期中）如图所示，重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中（ ）
A．弹力对物体做功为GxcsαB．静摩擦力对物体做功为Gxsinα
C．重力对物体做功为GxD．合力对物体做功为0
【答案】D
【详解】ABC．分析物体的受力情况为重力mg、弹力N和摩擦力f，根据平衡条件，有
重力与位移垂直，做功为零；摩擦力f与位移的夹角为α，所以摩擦力对物体m做功为
斜面对物体的弹力做功为
ABC错误；
D．因物体做匀速运动，根据动能定理可知，合外力做功为零，D正确。
故选D。
10．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，一恒力通过一固定在物体上的滑轮拉物体沿光滑水平面前进了位移，在运动过程中，与水平方向保持角，则拉力对物体所做的功为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】绳上的拉力大小等于F，定滑轮受到两侧绳的拉力作用，其做的总功等于拉力F对物体所做的功，即
故选C。
11．（2022春·上海长宁·高一上海市延安中学期中）关于各类恒力做功问题，下列说法正确的是（ ）
A．滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功，但不可能不做功
B．静摩擦力发生在相对静止的物体之间，所以静摩擦力对物体一定不做功
C．一对作用力与反作用力所做的功一定大小相等，正负相反
D．一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值
【答案】D
【详解】A．滑动摩擦力的方向与物体相对接触面的运动方向相反，但与物体相对地面的位移可能同向，也可能反向，物体相对地面也可能没有位移，故滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功，也可能不做功，A错误；
B．静摩擦力发生在相对静止的物体之间，静摩擦力可以对物体做正功，如物体相对倾斜传送带静止被送到顶端的过程，B错误；
C．一对作用力与反作用力所做的功可能大小相等，正负相同，如冰面上的两人相互推一下之后朝相反的方向加速运动，相互作用的推力均做正功，C错误；
D．两个物体间存在相互作用的滑动摩擦力，由发生相对运动，一定有内能的产生，据功能关系可知，这对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值，D正确。
12．（2022春·上海宝山·高一上海市行知中学期中）在水平推力F作用下，光滑斜面与物块相对静止且沿水平面向左做匀加速直线运动，斜面倾角为α，物块质量为m，当斜面的位移为s时，斜面对物体的做功为（ ）
A．0B．
C．D．Fs
【答案】B
【详解】由题意可知，斜面对物块只存在支持力FN，且物块在竖直方向上合力为零，即
解得
当斜面的位移为s时，斜面对物体的做功为
故选B。
二、填空题
13．（2022春·上海闵行·高一上海市七宝中学期中）如图，长为 L 的细线拴一个质量为 m 的小球悬挂于 O 点，重力加速度为 g，现将小球拉至与 O 点等高的位置使细线呈水平状态，从释放小球到细线和小球摆至竖直位置的过程中，重力对小球做的功为__________，细线的拉力对小球做的功为__________。
【答案】 mgL 0
【详解】[1]竖直方向分位移为L，则重力做功为
[2]绳线拉力与小球瞬时速度方向总是垂直，则细线的拉力对小球做的功为0。
14．（2022春·上海黄浦·高一格致中学期中）如图所示，手持一根长为的轻绳的一端在水平的粗糙桌面上做半径为、角速度为的匀速圆周运动，绳始终保持与该圆周相切，绳的另一端系一质量为的木块，木块也在桌面上做匀速圆周运动，不计空气阻力，绳的拉力大小为________；木块运动一周，阻力做功为________。
【答案】
【详解】[1]木块做匀速圆周运动，角速度为，绳的拉力T沿半径方向上的分力提供向心力，有
解得
[2]如图所示，切线的合力为零，因为绳子在切线方向的分力不为零，则木块受到的摩擦力不为零，与绳子拉力切线方向的分力相等，所以木块受到的阻力为
木块运动一周，阻力做功为
解得
15．（2023·上海·高三专题练习）用v-t图像推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，可近似认为在每一小段内物体做___________运动。然后将所有微元累加即v-t图像与t轴围成的面积表示整个过程中的位移大小。同理，F-s图与s轴围成的面积表示___________。
【答案】 匀速直线 整个过程中力F做功的大小
【详解】[1] 把整个运动过程划分成很多小段，每小段的时间极短，可近似认为在每一小段内物体做匀速直线运动。
[2] 已知位移x=vt，微元累加可得v-t图像与t轴围成的面积表示整个过程中的位移大小，同理，因为W=Fs，则F-s图像与s轴围成的面积表示整个过程中力F做功的大小。
16．（2022春·上海浦东新·高一期中）如图物体在力F的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的：F＝10N，l＝m，角θ的大小如图所示。=_____J，=_____J，=_____J。
【答案】 15 15 15
【详解】[1]当力的方向与位移方向成角时，甲图中，则功的大小为
[2]乙图力的方向与位移方向夹角，则功的大小为
[3]丙图力的方向与位移方向夹角，则功的大小为
17．（2022春·上海奉贤·高一上海市奉贤中学期中）质量为m的物体从倾角为的固定长直斜面顶端由静止开始下滑，已知斜面与物体间的动摩擦因数μ与物体离开斜面顶端距离x之间满足（k为已知量），则物体下滑到最大速度时的位移为___________，达到最大速度这一过程中摩擦力做功为___________。
【答案】
【详解】[1]设物体下滑到最大速度时的位移为s，此时物体所受合外力恰好为零，即
解得
[2]物体所受摩擦力f与x的关系为
f-x关系图线也为过原点的直线，图线与坐标轴所围面积表示摩擦力做功的绝对值，所以x从0到过程中，摩擦力做功为
18．（2022秋·上海金山·高三期中）如图，水平传送带顺时针匀速运转，速度大小为2m/s。质量为1.5kg的货箱无初速度放上传送带，经过0.5s时间，货箱与传送带恰好相对静止。取重力加速度，则货箱与传送带之间的动摩擦因数为____________，因摩擦产生的热量为__________J。
【答案】 0.4 3
【详解】[1]货箱在摩擦力的作用下加速运动，根据牛顿第二定律可得
又
代入数据，解得
[2]根据摩擦力产生热量的公式，即
又
代入数据，解得
故可得因摩擦产生的热量为
三、解答题
19．（2022秋·上海奉贤·高三校考阶段练习）如图（a）所示，质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙长直水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图（b）所示，g取10m/s2.求：
（1）物块在0—4s内的加速度a1的大小和4—8s内的加速度a2的大小；
（2）恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ。
（3）8s内F所做的功。
有同学认为：由于F是恒力，先求出8s内总位移，根据恒力做功的公式W=FScsα，就可以求出8s内F所做的功。你认为他的说法正确吗，如果正确请依照这个思路求8s内F所做的功。如果认为他的说法错误，请说明理由，并求出8s内F所做的功。
【答案】（1）5m/s2；2m/s2（2）7N；0.15；（3）正确；-168J
【详解】（1）物块在0—4s内的加速度a1的大小

4—8s内的加速度a2的大小
（2）根据牛顿第二定律
解得
F=7N
μ=0.15
（3）该同学的说法正确；8s内物体的位移
方向向右；
8s内F所做的功
20．（2022春·上海长宁·高一上海市复旦中学期中）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块的速度v与时间t的关系分别如图所示。利用两图线计算：
（1）物块的质量；
（2）物块与地面间的动摩擦因数；
（3）力F在内做的功。
【答案】（1）1kg；（2）0.4；（3）126J
【详解】（1）设3~6s推力为F1，6~9s推力为F2，根据图像可知6~9s过程中，物体做匀速运动，水平方向受力平衡，则
根据图像可知，在3~6s运动过程中，物体做匀加速运动
根据牛顿第二定律，可得
代入数据，得到
（2）在水平地面上运动，摩擦力有
代入数据，可得
（3）根据v-t图像，可知0~3s的位移为0，3~6s的位移x1和6s~9s的位移x2为
，
所以力F在9s内做的功为
一、单选题
1．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，三个质量相同的物体静止于同一光滑水平面上，分别施三个不同方向的外力，使它们以相同的加速度运动了相同的时间，则三个力对物体做功的大小关系是（ ）
A．B．
C．D．
2．（2022春·上海黄浦·高一期末）如图，细线一端跨过定滑轮与水平地面上的物体相连，另一端在大小为F的恒力作用下移动距离h，物体沿地面移动的距离为s，绳与水平地面的夹角由变为。在此过程中，该恒力做功为（ ）
A．FsB．FhC．D．
3．（2021春·上海浦东新·高一期末）关于功，下列说法不正确的是（ ）
A．的功小于的功
B．功是标量，其正、负不表示方向
C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
D．功是能量转化的量度
4．（2022·上海金山·统考一模）光滑圆弧固定，小球在图示恒力F作用下从最高点下滑的过程中，F（ ）
A．一直做正功B．先做正功后做负功
C．一直做负功D．先做负功后做正功
5．（2022秋·上海普陀·高三曹杨二中阶段练习）如图，半径为R的光滑半圆轨道放在光滑水平面上，质量为m的物体从轨道上A点由静止下滑，在m下滑过程中，设半圆轨道对物体支持力为N，物体对半圆轨道的压力为，则（ ）
A．不做功B．做正功C．N不做功D．N做正功
6．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，人站在自动扶梯上一起斜向上匀速运动，则下列说法中不正确的是（ ）
A．重力对人做负功B．摩擦力对人做负功
C．支持力对人做正功D．合外力对人做功为零
7．（2021春·上海闵行·高一期中）质量为的物体静止在倾角为的斜面上，现在使斜面体向右匀速移动距离，物体相对斜面静止，则下列物体所受各力对物体做功的说法中正确的是（ ）
A．重力做正功B．支持力不做功
C．摩擦力不做功D．支持力做正功
8．（2021春·上海闵行·高一期中）在加速向左运动的车厢中，一个人用力向前推车厢，如图所示。人相对车厢未移动，则下列说法正确的是（ ）
A．人对车厢不做功B．人对车厢做正功
C．人对车厢做负功D．车厢对人做负功
9．（2022春·上海杨浦·高一校考期中）如图所示，重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中（ ）
A．弹力对物体做功为GxcsαB．静摩擦力对物体做功为Gxsinα
C．重力对物体做功为GxD．合力对物体做功为0
10．（2021春·上海闵行·高一期中）如图所示，一恒力通过一固定在物体上的滑轮拉物体沿光滑水平面前进了位移，在运动过程中，与水平方向保持角，则拉力对物体所做的功为（ ）
A．B．C．D．
11．（2022春·上海长宁·高一上海市延安中学期中）关于各类恒力做功问题，下列说法正确的是（ ）
A．滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功，但不可能不做功
B．静摩擦力发生在相对静止的物体之间，所以静摩擦力对物体一定不做功
C．一对作用力与反作用力所做的功一定大小相等，正负相反
D．一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值
12．（2022春·上海宝山·高一上海市行知中学期中）在水平推力F作用下，光滑斜面与物块相对静止且沿水平面向左做匀加速直线运动，斜面倾角为α，物块质量为m，当斜面的位移为s时，斜面对物体的做功为（ ）
A．0B．
C．D．Fs
二、填空题
13．（2022春·上海闵行·高一上海市七宝中学期中）如图，长为 L 的细线拴一个质量为 m 的小球悬挂于 O 点，重力加速度为 g，现将小球拉至与 O 点等高的位置使细线呈水平状态，从释放小球到细线和小球摆至竖直位置的过程中，重力对小球做的功为__________，细线的拉力对小球做的功为__________。
14．（2022春·上海黄浦·高一格致中学期中）如图所示，手持一根长为的轻绳的一端在水平的粗糙桌面上做半径为、角速度为的匀速圆周运动，绳始终保持与该圆周相切，绳的另一端系一质量为的木块，木块也在桌面上做匀速圆周运动，不计空气阻力，绳的拉力大小为________；木块运动一周，阻力做功为________。
15．（2023·上海·高三专题练习）用v-t图像推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，可近似认为在每一小段内物体做___________运动。然后将所有微元累加即v-t图像与t轴围成的面积表示整个过程中的位移大小。同理，F-s图与s轴围成的面积表示___________。
16．（2022春·上海浦东新·高一期中）如图物体在力F的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的：F＝10N，l＝m，角θ的大小如图所示。=_____J，=_____J，=_____J。
17．（2022春·上海奉贤·高一上海市奉贤中学期中）质量为m的物体从倾角为的固定长直斜面顶端由静止开始下滑，已知斜面与物体间的动摩擦因数μ与物体离开斜面顶端距离x之间满足（k为已知量），则物体下滑到最大速度时的位移为___________，达到最大速度这一过程中摩擦力做功为___________。
18．（2022秋·上海金山·高三期中）如图，水平传送带顺时针匀速运转，速度大小为2m/s。质量为1.5kg的货箱无初速度放上传送带，经过0.5s时间，货箱与传送带恰好相对静止。取重力加速度，则货箱与传送带之间的动摩擦因数为____________，因摩擦产生的热量为__________J。
三、解答题
19．（2022秋·上海奉贤·高三校考阶段练习）如图（a）所示，质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙长直水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图（b）所示，g取10m/s2.求：
（1）物块在0—4s内的加速度a1的大小和4—8s内的加速度a2的大小；
（2）恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ。
（3）8s内F所做的功。
有同学认为：由于F是恒力，先求出8s内总位移，根据恒力做功的公式W=FScsα，就可以求出8s内F所做的功。你认为他的说法正确吗，如果正确请依照这个思路求8s内F所做的功。如果认为他的说法错误，请说明理由，并求出8s内F所做的功。
20．（2022春·上海长宁·高一上海市复旦中学期中）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块的速度v与时间t的关系分别如图所示。利用两图线计算：
（1）物块的质量；
（2）物块与地面间的动摩擦因数；
（3）力F在内做的功。