10. 现有甲、乙、丙三个质量不同的物体($m_{\mathrm{甲}}>m_{\mathrm{乙}}>m_{\mathrm{丙}}$),在相等的恒力$F$作用下,分别在水平方向上、沿斜面向上、竖直方向上通过了相等的距离$s$,如图11-1-3所示。在三种情况下力$F$做的功分别为$W_{\mathrm{甲}}$、$W_{\mathrm{乙}}$、$W_{\mathrm{丙}}$,下列大小关系正确的是()。

A.$W_{\mathrm{甲}}>W_{\mathrm{乙}}>W_{\mathrm{丙}}$
B.$W_{\mathrm{甲}}<W_{\mathrm{乙}}<W_{\mathrm{丙}}$
C.$W_{\mathrm{甲}}=W_{\mathrm{乙}}=W_{\mathrm{丙}}$
D.$W_{\mathrm{甲}}=W_{\mathrm{乙}}<W_{\mathrm{丙}}$
A.$W_{\mathrm{甲}}>W_{\mathrm{乙}}>W_{\mathrm{丙}}$
B.$W_{\mathrm{甲}}<W_{\mathrm{乙}}<W_{\mathrm{丙}}$
C.$W_{\mathrm{甲}}=W_{\mathrm{乙}}=W_{\mathrm{丙}}$
D.$W_{\mathrm{甲}}=W_{\mathrm{乙}}<W_{\mathrm{丙}}$
答案
C
解析
【解析】
根据功的计算公式$ W = Fs $,已知三种情况下恒力$ F $大小相等,物体在力的方向上通过的距离$ s $也相等,因此可得:
$ W_{\mathrm{甲}} = Fs $,$ W_{\mathrm{乙}} = Fs $,$ W_{\mathrm{丙}} = Fs $,所以$ W_{\mathrm{甲}}=W_{\mathrm{乙}}=W_{\mathrm{丙}} $。
【答案】
C
【知识点】
功的计算公式
【点评】
功的大小只与力的大小和物体在力的方向上移动的距离有关,与物体的质量、运动状态、运动路径等因素无关。
【难度系数】
0.8
根据功的计算公式$ W = Fs $,已知三种情况下恒力$ F $大小相等,物体在力的方向上通过的距离$ s $也相等,因此可得:
$ W_{\mathrm{甲}} = Fs $,$ W_{\mathrm{乙}} = Fs $,$ W_{\mathrm{丙}} = Fs $,所以$ W_{\mathrm{甲}}=W_{\mathrm{乙}}=W_{\mathrm{丙}} $。
【答案】
C
【知识点】
功的计算公式
【点评】
功的大小只与力的大小和物体在力的方向上移动的距离有关,与物体的质量、运动状态、运动路径等因素无关。
【难度系数】
0.8
11. 图11-1-4甲是小球从某高度$h$处由静止下落过程的示意图及路程与时间的关系图。在图11-1-4乙中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是()。

答案
C
解析
【解析】
重力对小球做功的公式为$ W = Gh $,小球的重力$ G $为定值,因此重力做功$ W $与下落高度$ h $成正比。由图甲的$ h-t $图像可知,下落高度$ h $随时间$ t $的增大而增大,且相同时间内$ h $的增加量越来越大(小球做加速下落运动),因此$ W $随$ t $的变化趋势与$ h $随$ t $的变化趋势一致,即$ W-t $图像是过原点、斜率逐渐增大的曲线,对应图C。
【答案】
C
【知识点】
重力做功公式,图像分析,变速运动的功的变化
【点评】
本题结合重力做功公式与运动图像,考查对重力做功与下落高度的关系、图像物理意义的理解,需将$ h-t $图像的信息转化为$ W-t $图像,注重知识的综合应用。
【难度系数】
0.4
重力对小球做功的公式为$ W = Gh $,小球的重力$ G $为定值,因此重力做功$ W $与下落高度$ h $成正比。由图甲的$ h-t $图像可知,下落高度$ h $随时间$ t $的增大而增大,且相同时间内$ h $的增加量越来越大(小球做加速下落运动),因此$ W $随$ t $的变化趋势与$ h $随$ t $的变化趋势一致,即$ W-t $图像是过原点、斜率逐渐增大的曲线,对应图C。
【答案】
C
【知识点】
重力做功公式,图像分析,变速运动的功的变化
【点评】
本题结合重力做功公式与运动图像,考查对重力做功与下落高度的关系、图像物理意义的理解,需将$ h-t $图像的信息转化为$ W-t $图像,注重知识的综合应用。
【难度系数】
0.4
12. 如图11-1-5甲所示,水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力$F$的作用,$F$的大小与时间$t$的关系和物体速度$v$与时间的关系分别如图11-1-5乙、丙所示,则$6∼9\ \mathrm{s}$内,推力$F$做功$\mathrm{J}$。

答案
24
解析
【解析】
由图丙可知,6~9s内物体做匀速直线运动,速度$v=2\ \mathrm{m/s}$,
则物体移动的距离:$s=vt=2\ \mathrm{m/s} × (9\ \mathrm{s}-6\ \mathrm{s})=6\ \mathrm{m}$,
由图乙可知,6~9s内推力$F=4\ \mathrm{N}$,
根据$W=Fs$可得,推力做的功:$W=4\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m}=24\ \mathrm{J}$。
【答案】
24
【知识点】
功的计算,匀速直线运动
【点评】
本题结合图像考查功的计算,关键是从图像中获取有用信息,判断物体的运动状态,进而计算距离和功。
【难度系数】
0.6
由图丙可知,6~9s内物体做匀速直线运动,速度$v=2\ \mathrm{m/s}$,
则物体移动的距离:$s=vt=2\ \mathrm{m/s} × (9\ \mathrm{s}-6\ \mathrm{s})=6\ \mathrm{m}$,
由图乙可知,6~9s内推力$F=4\ \mathrm{N}$,
根据$W=Fs$可得,推力做的功:$W=4\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m}=24\ \mathrm{J}$。
【答案】
24
【知识点】
功的计算,匀速直线运动
【点评】
本题结合图像考查功的计算,关键是从图像中获取有用信息,判断物体的运动状态,进而计算距离和功。
【难度系数】
0.6
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