追寻守恒量——能量 功
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.功是矢量,正、负表示方向
B.功是标量,正、负表示外力对物体做功、还是物体克服外力做功
C.力对物体做正功还是负功,取决于力和位移的方向关系
D.力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量
【解析】 功是标量,功的正负表示力对物体做正功还是负功,功是力在一段位移上的积累效果,故功是过程量,故正确选项为B、C、D.
【答案】 BCD
2.(多选)(2014·包头高一检测)关于力对物体做功,以下说法正确的是
( )
A.一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功
B.若物体所受合力不为零,则合力一定对物体做功
C.静摩擦力可以对物体做正功
D.滑动摩擦力可以对物体做正功
【解析】 作用力做正功时,反作用力可能做正功,也可能做负功,甚至不做功,A错;若合外力始终与运动方向垂直(如匀速圆周运动),合外力不做功,B错;无论是静摩擦力,还是滑动摩擦力,都是既可以做正功,也可以做负功,甚至不做功,C、D对.
【答案】 CD
3.如图所示,力F大小相等,物体运动的位移l也相同,哪种情况F做功最小( )
【解析】 选项A中,力F做的功W1=Fl;选项B中,力F做的功W2=Flcos 30°=Fl;选项C中,力F做的功W3=Flcos 30°=Fl;选项D中,力F做的功W4=Flcos 60°=Fl.
【答案】 D
4.以一定的速度竖直向上抛出一小球,小球上升的最大高度为h,空气的阻力大小恒为F,则从抛出至落回出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为
( )
A.0 B.-Fh
C.-2Fh D.-4Fh
【解析】 从全过程看,空气的阻力为变力,但将整个过程分为两个阶段:上升阶段和下落阶段,小球在每个阶段上受到的阻力都是恒力,且总是跟小球运动的方向相反,空气阻力对小球总是做负功.全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做的功的代数和,即W=W上+W下=(-Fh)+(-Fh)=-2Fh.
【答案】 C
5.(多选)(2014·宜春高一检测)如图7112所示,一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块,手持木板的另一端,使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转,则在物块相对于木板滑动前的过程中( )
图7112
A.重力做正功
B.摩擦力做负功
C.摩擦力不做功
D.支持力不做功
【解析】 重力与速度方向成锐角,重力做正功;摩擦力与速度方向垂直,摩擦力不做功;支持力与速度方向成钝角,支持力做负功.综上所述,A、C项正确.
【答案】 AC
6.如图7113所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由下滑,然后在水平面上前进至B点后停止.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中,摩擦力做的功( )
图7113
A.大于μmgL
B.小于μmgL
C.等于μmgL
D.以上三种情况都有可能
【解析】 设水平部分的长度为x1,斜坡的长度为x2,斜坡与水平面的夹角为θ,则下滑的过程中摩擦力做功为W=μmgx1+μmgcos θ·x2=μmg(x1+x2cos θ)=μmgL.
【答案】 C