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多选题

(多选)运动员投掷铅球的过程示意图如图所示,下列说法中正确的是(  )

A
在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B
在b到c的过程中,运动员对铅球做了功
C
在c到d的过程中,没有力对铅球做功
D
在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化

题目答案

AD

答案解析

分析:

解此题要依据做功的两个条件,看在不同阶段是否具备这两个条件,若具备就做功,否则不做功.

解此题还需知道力的作用效果是什么.

解答:

解:A、在a到b的过程中,运动员对铅球有一个推力的作用且铅球在推力作用下移动了一段距离,所以在这个阶段,运动员对铅球做了功,故选项A正确;

B、在b到c的过程中,铅球已经离开人手,铅球不再受到手的推力,铅球是靠惯性向前运动一段距离,所以在这个阶段,运动员对铅球没有做功,故选项B错误;

C、在c到d的过程中,铅球始终受到重力作用,且铅球在重力作用下向下运动,所以在这个阶段,重力在对铅球做功,故选项C错误;

D、在a到d的过程中,铅球的运动速度和方向都在不断发生变化,所以运动状态在不断改变,故选项D正确.

故选:AD

点评:

做功的两个条件是判断是否做功的依据,下列几种情况不做功:(1)有力但没有距离,这叫劳而无功;(2)有距离但没有力,这叫不劳无功;(3)有力也有距离,但物体移动的方向与受力方向垂直,也叫劳而无功

举一反三
多选题

(多选)关于功的正、负,下列叙述正确的是(  )

A
正功表示功的方向与物体运动方向相同,负功为相反
B
正功表示功大于0,负功表示功小于0
C
正功表示力和位移之间的夹角小于90°,负功表示力和位移之间的夹角大于90°
D
正功表示做功的力为动力,负功表示做功的力为阻力

题目答案

CD

答案解析

分析:

物理学中力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功,简称功.

解答:

解:A、正功表示力和位移之间的夹角小于90°,负功表示力和位移之间的夹角大于90°,A错误C正确;

B、功的正负不表示大小,仅表示力和位移夹角的大小,正功表示做功的力为动力,负功表示做功的力为阻力,B错误D正确;

故选:CD

点评:

求功时要明确是哪个力的功,严格按照功的公式求解.

多选题

(多选)自由下落的小球,从接触竖直放置的弹簧到弹簧压缩到最大形变的过程中(  )

A
小球的动能逐渐减少
B
小球的重力势能逐渐减少
C
弹簧的弹性势能逐渐增加
D
重力对小球先做正功后做负功

题目答案

BC

答案解析

分析:

忽略空气阻力,小球弹簧和地球组成的系统机械能守恒,根据弹性势能与弹簧形变量的关系可以判断弹性势能的变化,根据高度变化可以确认重力势能的变化.

解答:

解:对整个过程运动和受力分析如下:

开始与弹簧接触时,压缩量很小,因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力,此时合外力大小:F=mg-kx,方向向下,随着压缩量的增加,弹力增大,故合外力减小,当mg=kx时,合外力为零,此时速度最大,由于惯性物体继续向下运动,此时合外力大小为:F=kx-mg,方向向上,物体减速,随着压缩量增大,物体合外力增大,当速度为零时,合外力最大.

A、整个过程中物体速度先增大后减小,加速度先减小后增大,故动能先增大后减小,故A错误

BD、重力一直做正功,故重力势能一直减小,故B正确,D错误

C、弹簧一直被压缩,故弹簧的弹性势能一直增加,故C正确

故选:BC.

点评:

通过本题要全面掌握物体下落压弹簧的受力变化,速度变化,以及涉及到的各种能量如重力势能,弹性势能,动能,机械能等等的变化.

多选题

(多选)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一定做正功
B
如果物体做减速直线运动,F一定做负功
C
如果物体做减速直线运动,F可能做正功
D
如果物体做匀速直线运动,F一定做正功

题目答案

ACD

答案解析

分析:

根据物体的运动状态可以判断物体的受力的情况,在根据功的公式可以分析力F的做功的情况.

解答:

解:A、如果物体做加速直线运动,物体受到的拉力F的大小要大于摩擦力的大小,F的方向与物体的运动的方向相同,所以F做正功,所以A正确.

B、物体做减速直线运动时,F的方向可以与物体运动的方向相同,也可以与物体运动的方向相反,所以不能判断F的做功的情况,所以B错误.

C、由B的分析可知,当F的方向可以与物体运动的方向相同时,F就对物体做正功,所以C正确.

D、物体做匀速直线运动,物体处于受力平衡状态,F和摩擦力大小相等方向相反,摩擦力的方向与物体运动的方向相反,F的方向必定与物体运动的方向相同,所以F一定做正功,所以D正确.

故选ACD.

点评:

当力和位移的夹角为锐角时,力对物体做正功,当力和位移的夹角为钝角时,力对物体做负功,分析力与物体运动方向间的关系即可解决本题.

多选题

(多选)如图所示,质量为m的物块始终和倾角为θ的斜面体保持相对静止,下列说法中正确的是(  )

A
若斜面向右匀速移动距离s,物块所受支持力和摩擦力的合力做功为mgs
B
若斜面向上匀速移动距离s,物块所受斜面的支持力做功为mgs(cosθ)_
C
若斜面向左以加速度a移动距离s,物块所受支持力和摩擦力的合力做功为mas
D
若斜面向下以加速度a移动距离s,物块所受的合力做功为m(g+a)s

题目答案

BC

答案解析

分析:

先对物体受力分析,物体受重力mg、弹力N和摩擦力f,斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力,根据平衡条件并结合正交分解法和合成法判断该合力的大小和方向进行判断即可.

解答:

解:A、若斜面向右匀速移动距离s,根据平衡条件,斜面对物体的支持力和摩擦力的合力竖直向上,与重力平衡,与位移垂直,故斜面对物块没有做功,故A错误;

B、若斜面向上匀速移动距离s,根据平衡条件,支持力等于重力的垂直分力,为mgcosθ,故支持力的功为:W=Nscosθ=mgs(cosθ)_,故B正确;

C、若斜面向左以加速度a移动距离s,合力做功为mas,而重力与位移垂直不做功,故物块所受支持力和摩擦力的合力做功为mas,故C正确;

D、若斜面竖直向下以加速度a加速移动,则物体的加速度为向下的a,则物体所受合力为ma,所以物体所受的合力做功为mas,故D错误;

故选:BC.

点评:

本题关键是先对物体受力分析,然后平衡条件或者牛顿第二定律求解出斜面对物体的作用力,最后根据恒力做功表达式分析该合力的功.

多选题

(多选)如图所示,水平路面上有一辆质量为Μ的汽车,车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢,在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中,下列说法正确的是(  )

A
人对车的推力F做的功为FL
B
人对车做的功为maL
C
车对人的摩擦力做的功为(F+ma)L
D
车对人的作用力大小为ma

题目答案

AC

答案解析

分析:

通过牛顿第二定律求出各力的大小和明确方向且在力的方向上通过的位移,由W=FL求出各力做的功;

解答:

解:A、人对车做功为W=FL,故A正确;

B、在水平方向上,由牛顿第二定律可知车对人的作用力为F′=ma,人对车的作用力为-ma,故做功为W=-maL,同时车对人还有支持力,故车对人的作用力为N=$\sqrt {}$,故D错误

C、对人由牛顿第二定律可得f-F=ma

f=ma+F

车对人的摩擦力做功为W=fL=(F+ma)L,故C正确,

故选:AC

点评:

求车厢对人的作用力,不能只考虑水平方向的产生加速度的合力,同时车厢对人还有一个竖直方向上的支持力的作用,这是有的同学经常出错的原因,知道这些这道题就不难做了.

多选题

(多选)如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速带至高处,在此过程中,下列说法正确的是(  )

A
物体受到的摩擦力是静摩擦力
B
斜面对物体的支持力做功
C
摩擦力对P做正功
D
合力对P不做功

题目答案

ACD

答案解析

分析:

根据力的方向与运动方向的关系判断该力做正功还是负功.根据动能定理,结合动能的变化量判断合力做功情况.

解答:

解:AC、物体匀速向上运动的过程中,物体与皮带相对静止,受静摩擦力,摩擦力的方向沿传送带向上,与运动的方向相同,所以摩擦力做正功,故AC正确;

B、支持力的方向与运动的方向垂直,知支持力对物体不做功,故B错误;

D、物体匀速上升,动能变化量为零,根据动能定理知,合力做功为零,故D正确;

故选:ACD

点评:

解决本题的关键会根据力的方向与运动的方向判断力的做功情况,当力与速度的方向的夹角0°≤θ<90°,该力做正功,当θ=90°时,力不做功,当90°<θ≤180°时,力做负功.

多选题

(多选)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x_0,此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x_0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则(  )

A
撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B
撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为$\frac {kx}{m}$-μg
C
物体做匀减速运动的时间为2$\sqrt {}$
D
物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg(x_0-$\frac {μmg}{k}$)

题目答案

BD

答案解析

分析:

本题通过分析物体的受力情况,来确定其运动情况:撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,可知加速度先减小后增大,物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动;撤去F后,根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小;物体离开弹簧后通过的最大距离为3x_0,由牛顿第二定律求得加速度,由运动学位移公式求得时间;当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,速度最大,可求得此时弹簧的压缩量,即可求解物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功.

解答:

解:A、撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,弹力先大于滑动摩擦力,后小于滑动摩擦力,则物体向左先做加速运动后做减速运动,随着弹力的减小,合外力先减小后增大,则加速度先减小后增大,故物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动;故A错误.

B、撤去F后,根据牛顿第二定律得物体刚运动时的加速度大小为a=$\frac {kx_0-μmg}{m}$=$\frac {kx}{m}$-μg.故B正确.

C、由题,物体离开弹簧后通过的最大距离为3x_0,由牛顿第二定律得:匀减速运动的加速度大小为a=$\frac {μmg}{m}$=μg.将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动,则

3x_0=$\frac {1}{2}$at_,得t=$\sqrt {}$.故C错误.

D、由上分析可知,当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,速度最大,此时弹簧的压缩量为x=$\frac {μmg}{k}$,则物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为W=μmg(x_0-x)=μmg(x_0-$\frac {μmg}{k}$).故D正确.

故选BD

点评:

本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键,要抓住加速度与合外力成正比,即可得到加速度是变化的.运用逆向思维研究匀减速运动过程,比较简便.

多选题

(多选)水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙,乙的斜面倾角大,甲、乙斜面长分别为S、L$_1$,如图所示.两个完全相同的小滑块A、B可视为质点同时由静止开始从甲、乙两个斜面的顶端释放,小滑块A一直沿斜面甲滑到底端C,而小滑块B滑到底端P后沿水平面滑行到D处(小滑块B在P点从斜面滑到水平面的速度大小不变),在水平面上滑行的距离PD=L$_2$,且S=L$_1$+L$_2$.小滑块A、B与两个斜面和水平面间的动摩擦因数相同,则(  )

A
滑块A到达底端C点时的动能一定比滑块B到达D点时的动能小
B
两个滑块在斜面上加速下滑的过程中,到达同一高度时,动能可能相同
C
A、B两个滑块从斜面顶端分别运动到C、P的过程中,滑块A重力做功的平均功率小于滑块B重力做功的平均功率
D
A、B滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中,由于克服摩擦而产生的热量一定相同

题目答案

AC

答案解析

分析:

根据动能定理研究滑块A到达底端C点和滑块B到达D点时表示出末动能进行比较.

根据动能定理研究两个滑块在斜面上加速下滑的过程中,到达同一高度的过程,根据表达式比较求解.

根据平均功率的定义求解.

解答:

解:A、研究滑块A到达底端C点的过程,根据动能定理得

mgh-μmgcosαS=$\frac {1}{2}$m_C

研究滑块B到达D点时的过程,根据动能定理得

mgh-μmgcosθL$_1$-μmgL$_2$=$\frac {1}{2}$m_D

S=L$_1$+L$_2$.

根据几何关系得cosαS>cosθL$_1$+L$_2$ .

所以$\frac {1}{2}$m_C<$\frac {1}{2}$m_D,故A正确

B、两个滑块在斜面上加速下滑的过程中,到达同一高度时,重力做功相同,

由于乙的斜面倾角大,所以在斜面上滑行的距离不等,即摩擦力做功不等,

所以动能不同,故B错误

C、整个过程中,两物块所受重力做功相同,但由于滑块B先到达底端,故重力对滑块A做功的平均功率比滑块B的小,故C正确

D、A、B滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中,摩擦力做功不同,所以克服摩擦而产生的热量一定不同,故D错误

故选AC.

点评:

本题主要考查动能定理和功能关系.关键要明确研究的过程列出等式表示出需要比较的物理量.

多选题

(多选)如图所示,木板1、2固定在墙角,一个可视为质点的物块分别从木板的顶端静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均为μ.对这两个过程,下列说法正确的是(  )

A
沿着1和2下滑到底端时,物块的速度大小相等
B
沿着1和2下滑到底端时,物块的速度大小不相等
C
物块沿着1下滑到底端的过程,产生的热量更多
D
物块沿着2下滑到底端的过程,产生的热量更多

题目答案

BC

答案解析

分析:

本题应根据动能定理求解,只要正确对物体受力分析,分别求出各力做功的代数和,即可比较速度的大小.

解答:

解:对物块从高为h的斜面上由静止滑到底端时,根据动能定理有:

mgh-W_f=$\frac {1}{2}$mv_…①

其中W_f为物块克服摩擦力做的功,

因滑动摩擦力为:f=μN=μmgcosθ,所以物块克服摩擦力做的功为:

W_f=fL=μmgcosθ×L=μmgLcosθ=μmgL_底…②

由图可知,Lcosθ为斜面底边长,

可见,物体从斜面顶端下滑到底端时,克服摩擦力做功与斜面底端长度L_底成正比.

A、沿着1和2下滑到底端时,重力做功相同,而沿2物体克服摩擦力做功小于沿1克服摩擦力做功,则由①式得知,沿着2下滑到底端时物块的速度大于沿1下滑到底端时速度,故A错误B正确;

C、沿1下滑至斜面底端时克服摩擦力做的功最多,物体的机械能损失最大,产生的热量多.故C正确D错误.

故选:BC.

点评:

通过本题求克服摩擦力做功可推得一个重要的结论:物体从斜面下滑到底端的过程中,克服摩擦力做的功与沿水平面滑动与斜面底端相同距离时克服摩擦力做的功相同.

多选题

(多选)如图所示,物体沿弧形轨道滑到足够长的粗糙水平传送带上,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
先做正功,后做负功
C
先做负功,后不做功
D
先做正功,后不做功

题目答案

ACD

答案解析

分析:

当物体到达传送带上时,物体的速度可能大于、等于和小于传送带的速度,分三种情况讨论即可得出结论.

解答:

解:A、当物体到达传送带上时,如果物体的速度恰好和传送带的速度相等,那么物体和传送带将一起在水平面上运动,它们之间没有摩擦力的作用,所以传送带对物体始终不做功,所以A可能,故A正确.

B、若物体速度小,则受向前的摩擦力,做正功.到速度一致时,摩擦力又变为零,不做功,所以B错误,D正确

C、若物体速度大,则受向后的摩擦力,做负功.直至速度一致为止,摩擦力消失,不做功,所以C正确.

故选:ACD

点评:

物体的速度和传送带的速度之间可能有多种情况,在分析问题时一定要考虑全面,否则就容易漏掉答案.