鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 机械功课前预习ppt课件

课后素养落实(一)　机械功

(建议用时：40分钟)

考点一　机械功的含义

1．关于功，下列说法正确的是(　　)

A．因为功有正、负，所以功是矢量

B．因为力是矢量，所以功也是矢量

C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移

D．一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦这三者的乘积

D　[功是标量，故A、B选项错误；根据W＝Fs cos α可判断C错误，D正确。]

2.如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情玩耍。在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力做功情况是(　　)

A．先做负功，再做正功     B．先做正功，再做负功

C．一直做正功     D．一直做负功

D　[在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力方向竖直向上，力的方向与小朋友运动方向相反，床面对小朋友的弹力一直做负功。故D项正确，A、B、C三项错误。]

3．有一根轻绳拴了一个物体，如图所示，若整体以加速度a向下做减速运动，则作用在物体上的各力做功的情况是(　　)

A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功

B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功

C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功

D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功

A　[重力与位移同向，做正功，拉力与位移反向，做负功，由于做减速运动，所以物体所受合力向上，与位移反向，做负功，A选项正确。]

4．(多选)如图所示，质量为M的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是(　　)

A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功

B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功

C．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功

D．如果物体做减速直线运动，F可能对物体做负功

AC　[判断一个力做正功还是负功，关键看力的方向和物体运动的方向是否相同，题目中不论物体加速、减速还是匀速运动，力的方向始终和运动方向相同，因此力F一定做正功，A、C正确。]

考点二　机械功的计算

5．用水平恒力F作用于质量为m的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离s，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是(　　)

A．W1>W2     B．W1<W2

C．W1＝W2     D．无法判断

C　[物体沿力的方向运动，恒力做功就是指力F做的功，根据W＝Fs cos α，两次做功中的F、s、α均相同，所以两次F做功相同，即W1＝W2，故C正确。]

6．某同学将一本高中物理教科书从教室的地面捡起放到课桌上，该同学对物理教科书做功的大小最接近于(　　)

A．0.1 J    B．2.0 J    C．50 J    D．1 000 J

B　[课桌的高度约为0.7 m，物理教科书的质量约为m＝0.3 kg，该同学对物理教科书所做的功的大小为：W＝mgh＝0.3×10×0.7 J＝2.1 J。故B正确，A、C、D错误。故选B。]

7．(2020·济宁高一检测)在足球比赛中，某足球运动员用20 N的力，把重为5 N的足球踢出10 m远，在这一过程中运动员对足球做的功为(　　)

A．200 J         B．50 J

C．98 J        D．无法确定

D　[足球运动员用20 N的力作用在足球上，一瞬间就能把足球踢出去，足球在这个力的作用下的位移不知道，所以无法计算运动员对足球所做的功，则D正确，A、B、C错误。]

8.(多选)如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，在与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F作用下，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦力大小恒为f，则在此过程中(　　)

A．摩擦力做的功为－fs

B．力F做的功为Fs cos θ

C．重力做的功为mgs

D．力F做的功为Fs sin θ

AD　[摩擦力大小为f，且摩擦力方向与位移方向相反，则摩擦力所做的功Wf＝－fs，A正确；由题意可知，拉力的方向与位移方向的夹角为90°－θ，则根据功的公式可得WF＝Fs cos (90°－θ)＝Fs sin θ，B错误，D正确；由于飞机在竖直方向上没有位移，故重力不做功，C错误。]

9．(2020·福州高一检测)如图所示，用F＝5.0 N的水平拉力，使质量m＝5.0 kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：

(1)物体开始运动后t＝2.0 s内通过的距离x；

(2)这段时间内，力F对物体做的功W。

[解析]　(1)由牛顿第二定律F＝ma得

物体的加速度a＝＝ m/s2＝1 m/s2

2.0 s内通过的距离

x＝at2＝×1×22m＝2 m。

(2)力F对物体做的功

W＝Fx＝5.0×2 J＝10 J。

[答案]　(1)2 m　(2)10 J

10.(多选)如图所示，一同学穿着旱冰鞋处于静止状态，推一下竖直墙壁后有了向后的速度。关于该同学推墙的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．墙壁对该同学做正功

B．墙壁对该同学没有做功

C．该同学对墙壁做正功

D．该同学对墙壁没有做功

BD　[墙壁受推力作用但没有位移，所以该同学对墙壁不做功，故C错误，D正确；墙壁对人的作用力是作用在手上的，人的手在力的作用下没有位移，所以墙壁对人不做功，故A错误，B正确，故选B、D。]

11.每年春节前浙江农村都有打年糕的习俗，借此来寓意“年年发财、步步高升”。如图所示，打年糕时，一人将“石杵”一起一落挥动，另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团，直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20 kg，每分钟上下挥动20下，每次重心上升的高度约为90 cm，则人挥动“石杵”1分钟做的功约为 (　　)

A．60 J         B．180 J

C．3 600 J     D．10 800 J

C　[挥动“石杵”一次所做的功W＝mgh＝20×10×0.9 J＝180 J；1 min内做的总功W总＝nW＝20×180 J＝3 600 J，故C正确。]

12．质量为M的长木板放在光滑的水平面上(如图所示)，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板上表面从A点滑至B点，在木板上前进了L，而木板前进了s，若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求：

(1)摩擦力对滑块所做的功；

(2)摩擦力对木板所做的功；

(3)这一对摩擦力做功的代数和为多大？

[解析]　(1)滑块受力情况如图甲所示，摩擦力对滑块所做的功为Wm＝f(s＋L)cos 180°＝－μN1(s＋L)＝－μmg(s＋L)。

甲　　　乙

(2)木板受力情况如图乙所示，摩擦力对木板所做的功为WM＝f′s＝fs＝μmgs。

(3)W＝Wm＋WM＝－μmgL。

[答案]　(1)－μmg(s＋L)　(2)μmgs　(3)－μmgL

13．如图(a)所示，一名质量为60 kg的消防员从一根固定的竖直金属杆上由静止滑下，经2.5 s落地。该消防员下滑过程中的速度随时间的变化如图(b)所示。取g＝10 m/s2，求：

(1)该消防员在加速下滑和减速下滑时受到的摩擦力f1和f2的大小；

(2)该消防员下滑的高度H；

(3)该消防员克服摩擦力做的总功W。

(a)　　　　　(b)　　　

[解析]　(1)根据题图(b)可知，该消防员加速下滑时的加速度大小a1＝4 m/s2，减速下滑时加速度大小a2＝2 m/s2

设消防员加速下滑时受到的摩擦力为f1，减速下滑时受到的摩擦力为f2

根据牛顿第二定律有ma1＝mg－f1，－ma2＝mg－f2

解得f1＝360 N，f2＝720 N。

(2)设消防员加速下滑的高度为h1，减速下滑的高度为h2，根据匀变速运动规律有

h1＝a1t＝×4×12m＝2 m

h2＝a1t1t2－a2t＝m＝3.75 m

所以消防员下滑的高度H＝h1＋h2＝5.75 m。

(3)消防员加速下滑过程中，克服摩擦力做功

W1＝f1h1＝360×2 J＝720 J

减速下滑过程中，克服摩擦力做功W2＝f2h2＝720×3.75 J＝2 700 J

在整个下滑过程中消防员克服摩擦力做的总功

W＝W1＋W2＝3 420 J。

[答案]　(1)360 N　720 N　(2)5.75 m　(3)3 420 J