2021-2022学年苏科版九年级上册
11.3功跟踪训练
一、填空题
1.某工人在水平地面上,用的水平推力推动重为的物体,使它沿水平方向移动,该过程中重力所做的功是__________,水平推力所做的功是__________。
2.如图所示,用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m,在此过程中忽略绳重和摩擦,则绳子自由端移动的距离为
______m,拉力做功
______J,动滑轮重
______N。
3.如图甲所示,粗糙程度相同的水平地面上放一重为30N的物体,用水平拉力F作用于物体上,拉力F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示,由图像可知,6~9s物体受到
______对平衡力;9s后撤去拉力,物体继续滑行了9m,它能继续运动的原因是由于
______;6~12s,物体克服摩擦力做功
______J。
4.将一物块静置于斜面上A点,此时物块的机械能为12J。放手后,物块沿斜面滑下,并在水平面上滑行至B点停下,如图所示,整个过程中有______力和______力对物块做功。若将物块沿原路刚好推回A点,则要对它做______J的功。
5.如图所示,在F=30N的水平拉力作用下,重为150N的物体A沿水平方向匀速前进了0.5m,不计滑轮的摩擦和质量,那么地面对物体A的摩擦力为______N,
重力对物体A做的功为______J,
拉力F做的功为______J。
6.某师傅在水平地面上用水平恒力F牛推动一辆装有货物(重为G牛)的小车匀速前行s米(如图所示)。在此过程中,若该师傅行走时脚底没有打滑,则他的鞋底与地面之间___________(选填存在或不存在)摩擦;小车车轮受到的摩擦属于___________摩擦,该摩擦力f大大小为__________牛;重力对货物所做的功W为__________焦。
二、单项选择题(下列选项中只有一个选项满足题意)
7.下列几种情况中,人对物体做了功的是( )
A.运动员举着杠铃停留了3秒
B.用力搬石头而未动
C.提着小桶在水平路上匀速前进
D.静止的小车在拉力的作用下向前运动
8.下列有关功的说法正确的是( )
A.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
B.吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中,重力对重物做了功
C.运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功
D.小明用力推汽车,虽然没有使汽车移动,但是对汽车做了功
9.小亮踢足球,球离开脚后向上运动到一定高度又落回地面,不计空气阻力,关于足球离开脚后的运动过程,下列说法中正确的是( )
A.下落过程中,足球机械能总量增大
B.下落过程中,足球重力势能增大
C.上升过程中,足球受力方向是竖直向下的
D.上升过程中,小亮对足球做功
10.如图,跳发球是排球运动中最具威力的发球方式。现用100N的力击打重为5N的排球,排球离手后落到15m远的地面上。排球飞行过程中,运动员对排球做功为( )
A.0J
B.75J
C.500J
D.1500J
11.水平地面上有一重4N的球,小孩用16N的力踢球,球离脚后在地面上滚动了6m,那么小孩对球做的功是( )
A.0J
B.24J
C.96J
D.不能确定
12.如图是一名中学生用力将两个鸡蛋提高1m,此过程中他对鸡蛋做的功约为( )
A.0.1J
B.1J
C.10J
D.100J
13.如图甲,用弹簧测力计将一个钩码由静止位置缓慢提升的过程,
弹簧测力计示数F
与弹簧测力计面板下沿距离桌面的高度h
之间的关系如图乙。面板下沿由4
cm升高至20cm
时的全过程,
弹簧测力计的拉力对钩码做的总功是( )
A.0.24
J
B.0.28
J
C.0.32
J
D.0.40
J
14.一位质量为50
kg的同学在跳绳测试中,每次腾空的高度平均为4
cm,则他在跳绳过程中,每次克服重力做功大约是( )
A.2000J
B.500
J
C.200
J
D.20
J
15.图中是一个两面光滑的斜面,∠大于∠,同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点,所需拉力分别为FA、FB,所做功分别为WA、WB,则( )
A.FA=FB,WA=WB
B.FA<FB,WA=WB
C.FA<FB,WA<WB
D.FA>FB,WA>WB
16.一物体M在5N的水平向右的拉力F的作用下,向右匀速运动了0.8m,撤去拉力后,M又向前滑行了0.2m,则拉力F做功( )
A.1J
B.3J
C.4J
D.2J
17.如图所示,物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则下列说法中正确的是( )
A.W1>W2>W3
B.W1=W2=W3
C.W1>W2=W3
D.W2>W1>W3
18.如图所示,用水平向右的推力F=50N,将重为60N小车从斜面的底端匀速推到顶端,这时推力F所做的功是( )
A.150
J
B.200
J
C.250
J
D.300
J
三、多项选择题(下列选项中有多个选项满足题意)
19.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,F的大小与时间t的关系和物块速度与时间t的关系如图所示。下列结论正确的是( )
A.物块在2s~4s时间内,受到的摩擦力是3N
B.物块在4s~6s时间内,受到的摩擦力是2N
C.物块在0s~2s时间内水平推力做功为0J
D.物块在4s~6s时间内水平推力做功16J
20.某同学先后以相同的力,在同一水平向左沿直线推甲、乙两物体,两次的路程s随时间t变化的关系如图所示。在0~t0时间内,下列说法正确是( )
A.甲物体受到的摩擦力小于乙物体受到的摩擦力
B.甲物体受到的摩擦力等于乙物体受到的摩擦力
C.该同学对甲物体做的功大于对乙物体做的功
D.该同学对甲物体做的功等于对乙物体做的功
21.下图所示的情景中,关于力对物体做功的叙述,错误的是( )
A.甲:举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做功了
B.乙:起重机吊着重物上升,钢绳竖直向上的拉力对重物做功了
C.丙:人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做功了
D.丁:足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球做功了
22.如图所示,用F=10N的水平拉力拉着重为20N的物体沿水平方向匀速直线运动了5m,则在这一过程中( )
A.拉力做的功为50J
B.重力对物体做功100J
C.物体所受的力是平衡力
D.物体受到的摩擦力为10N
四、综合计算题(要求写出必要的计算过程)
23.马拉着重力是1.8×104N的车在水平路上匀速前进0.2km,马的水平拉力做了1.6×105J的功。求:马的水平拉力。
24.“五一”小明驾车出游,如图所示汽车总质量
1.6×103kg,车轮与地面接触的总面积1000cm2,该车在平直公路上0.8
h
内行驶
48
km,若行驶过程中牵引力是汽车总重的
0.05倍。求:
(1)汽车行驶的平均速度;
(2)汽车静止时对地面的压强;
(3)汽车在该行驶过程,牵引力做功多少。
25.用如图所示滑轮组,将一质量为50kg的物体,在10s内匀速向上提升2m,已知拉力F=300N?求这次匀速提升物体过程中求:
(1)绳子自由端移动的距离;
(2)拉力F做的功;
(3)该滑轮组的机械效率。
26.汽车是我们熟悉的交通运输工具,某种型号运输车的部分参数如下表。(g取10N/kg)
(1)求汽车满载时对水平路面的压强;
(2)汽车满载时以140kW的功率匀速行驶,汽车受到的阻力是车总重的0.02倍,求:汽车行驶180km所用的时间和牵引力所做的功。
自重
15t
载重
20t
汽车轮个数
10
每个轮胎与地
面的接触面积
0.05m2
参考答案
1.0
1000
【解析】
[1]物体在水平地面上移动10m,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即重力所做的功为0J。
[2]水平推力所做的功
W=Fs=100N×10m=1000J
2.4
1200
100
【解析】
由图知,承担物重的绳子股数
n=2
[1]绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
[2]拉力做的功
W总=Fs=300N×4m=1200J
[3]忽略绳重和摩擦,由可得,动滑轮重
G动=2F-G物=2×300N-500N=100N
3.2
惯性
162
【解析】
[1]6~9s物体做匀速直线运动,在竖直方向上受到重力与支持力作用,水平方向上受到拉力与摩擦力作用;故6~9s物体受到2对平衡力。
[2]它能继续运动的原因是由于物体具有惯性,仍要保持原来的运动状态。
[3]由F﹣t图像和v﹣t图像可知,6~9s物体做匀速直线运动,则摩擦力
f=F=6N
因滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,物体对地面的压力和接触面粗糙程度不变,所以在6~12s物体受到的摩擦力不变,为f=6N,物体在6~9s做匀速直线运动,通过的路程为
物体在9~12s做匀减速直线运动,通过的路程为9m,所以物体在6~12s内通过的路程为
所以物体在6~12s克服摩擦力做功为
W=fs=6N×27m=162J
4.重
摩擦
24
【解析】
[1][2]从A到B的过程中,物块受到重力、摩擦力和支持力的作用,因为重力G和摩擦力f的方向和运动方向不垂直,故重力和摩擦力对物体做功,支持力方向和运动方向垂直,所以支持力不做功。
[3]物块静止在斜面上A点时的机械能为12J,当到达水平面的B点的过程中,机械能逐渐减小为0,也就说明此过程中重力和摩擦力做功之和为12J,根据能量守恒定律可得,要将物体由B点推到A点,仍要克服重力和摩擦力做12J的功,另外还要使物体的机械能恢复到12J,因此对物体做的功为
5.60
0
30
【解析】
[1]因为作用在动滑轮上绳子的段数为2,不计滑轮的摩擦和质量,物体与地面之间的摩擦力
f=2F=2×30N=60N
[2]物体A水平运动,重力的方向为竖直向下,物体A未在重力的方向上移动距离,故物体重力对物体A做的功为0J。
[3]物体A向左移动了0.5m,则绳子自由端移动的距离为
s=2×0.5m=1m
拉力F做的功
W=Fs=30N×1m=30J
6.存在
滚动
F
0
【解析】
[1]该师傅行走时向后蹬地,脚底没有打滑,则他鞋底与地面之间存在静摩擦。
[2]小车车轮与地面之间发生了相对运动,而车轮是滚动前进的,所以小车车轮受到的摩擦属于滑动摩擦。
[3]由于小车是匀速前行的,处于平衡状态,小车受到的摩擦即车轮受到的滑动摩擦与人给小车的推力是一对大小相等的平衡力,即
f=F
[4]货物在重力的方向上没有距离的移动,所以重力对货物不做功,即重力对货物所做的功W为0。
7.D
【解析】
A.杠铃不动,此过程中,有力,但没有距离,所以没有做功。故A不符合题意。
B.用力搬石头而未动,施加了力,石头未被推动,即没移动距离,不做功;故B不符合题意;
C.人给水桶一个向上的力,水桶向上没有移动距离,所以人对水桶没有做功,故C不符合题意;
D.静止的小车在拉力的作用下向前运动,在力的方向上移动了距离,此时人对小车做了功,故D符合题意。
故选D。
8.A
【解析】
A.足球在水平地面上滚动时,足球没有在重力的方向上通过距离,因此重力对足球没有做功,故A正确;
B.吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中,吊车的拉力与物体通过距离的方向垂直,所以吊车对重物不做功,故B错误;
C.运动员举着杠铃在空中停留的时间内,有力但没有距离,所以运动员对杠铃不做功,故C错误;
D.用力推汽车而未推动时,只有力,没有距离,推力对汽车没有做功,故D错误。
故选A。
9.C
【解析】
A.下落过程中,重力势能转化为动能,不计空气阻力,足球机械能总量不变,故A错误;
B.球在下落过程中,球的质量不变,高度减小,重力势能减小,故B错误;
C.不计空气阻力,球离开脚之后,球只受到重力作用,重力方向竖直向下,故C正确;
D.球在上升过程中,球离开脚之后,球不再受脚的作用力,脚对足球不做功,球上升是依靠惯性完成的,故D错误。
故选C。
10.A
【解析】
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体沿力的方向移动一段距离。排球飞行过程中,运动员对排球没有施加力的作用,故运动员对排球没有做功。故只有A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.D
【解析】
由W=Fs可知,物体做功的大小与物体受力的大小和在力作用下通过的距离有关,用16N的力踢球时,因不知道球离脚前在力的作用下运动的距离,故无法计算小孩对球做的功,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.B
【解析】
根据生活经验可知10个鸡蛋的质量约500g,则两个鸡蛋的质量约100g,两个鸡蛋的重力为
G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N
由平衡力条件可知中学生对鸡蛋的力为
F=G=1N
则此过程中他对鸡蛋做的功为
W=Fh=1N×1m=1J
故选B。
13.A
【解析】
由图乙可知,当面板下沿由4cm升高至8cm时,砝码处于静止状态,该过程测力计拉力对钩码不做功,即做功为0J;当面板下沿从8cm升高至20cm时,拉力F=2N,钩码移动距离
s=20cm-8cm=12cm=0.12m
拉力做功
W=Fs=2N×0.12m=0.24J
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14.D
【解析】
每次克服重力做功大约是
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.04m=20J
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
15.B
【解析】
斜面AC倾斜角度小于AB,所以物体沿AC运动时拉力较小(省力);斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功,由可知,拉力在两斜面上做功相同。
故选B。
16.C
【解析】
水平拉力做的功为
W=Fs=5N×0.8m=4J
撤去拉力后,M向前滑行了0.2m过程中拉力没有作用在物体上,根据做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离可知,此过程中拉力不做功。因此整个过程中拉力做的功W=4J,故ABD错误;C正确。
故选C。
17.B
【解析】
由题知,拉力相同,沿力的方向移动的距离相同,根据W=Fs可知,力F做的功
W1=W2=W3
故选B。
18.B
【解析】
由题可知,推力F的方向水平向右,根据图示可知,小车在水平方向移动的距离s=4m这时推力F所做的功
故选B。
19.BCD
【解析】
AB.由v-t图象可知,4~6s内物体处于匀速直线运动状态,由平衡条件可得,物体所受到的摩擦力f与推力F是一对平衡力,即
f=F=2N
由图知在2~4s内物块做加速运动,由于压力的大小和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,仍为2N,故A错误,B正确;
C.由v-t图象可知,0~2s内物体处于静止状态,没有移动距离,水平推力没有做功,即做功为0J,故C正确;
D.由v-t图象知在4s~6s内物体的速度为4m/s,在4~6s内物体前进的距离
s=vt=4m/s×2s=8m
故这段时间内对物体做的功
W=Fs=2N×8m=16J
故D正确。
故选BCD。
20.BC
【解析】
AB.由图知甲物体做匀速直线运动,乙物体处于静止状态,甲乙两物体都处于平衡状态,受到的推力与摩擦力都是平衡力,大小相等,由于甲乙两物体受到的推力相同,所以甲物体受到的摩擦力等于乙物体受到的摩擦力,故A错误,B正确;
CD.由于乙物体处于静止状态,所以乙物体运动的距离为零,该同学对乙物体没有做功,而甲物体在力的方向上移动了距离,所以该同学对甲物体做了功,所以该同学对甲物体做的功大于对乙物体做的功,故C正确,D错误。
故选BC。
21.ACD
【解析】
A.举重运动员举着杠铃不动,运动员给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,运动员对杠铃没有做功,故A符合题意;
B.起重机吊着重物上升,钢绳给重物一个向上的力,重物向上移动了距离,钢绳对重物做功,故B不符合题意;
C.人推汽车但没有推动,人给汽车一个向左的力,汽车向左没有移动距离,人对汽车没有做功,故C符合题意;
D.足球的重力竖直向下,足球在水平地面上滚动,没有向下运动,重力对足球没有做功,故D不符合题意。
故选ACD。
22.ACD
【解析】
A.拉力做的功
W=Fs=10N×5m=50J
故A符合题意;
B.物体在重力的方向没有移动距离,故重力做的功为0,故B不符合题意;
C.物体沿水平方向做匀速直线运动,物体处于平衡状态,受到平衡力的作用,故C符合题意;
D.物体沿水平方向做匀速直线运动,水平方向受到拉力和摩擦力是平衡力,物体受到的摩擦力为
f=F=10N
故D符合题意。
故选ACD。
23.800N
【解析】
解:车在水平路上匀速前进的路程
s=0.2km=200m
由W=Fs得
答:马的水平拉力是800N。
24.(1)60km/h;
(2)1.6×105Pa;(3)3.84×107J。
【解析】
解:(1)由题意可知,汽车行驶的距离为s=48km,行驶时间为t=0.8h,故汽车行驶的平均速度为
(2)由受力分析可知,汽车静止时对地面的压力F等于汽车的重力G,即
车轮与地面接触的总面积为
S=1000cm2=0.1m2
故汽车静止时对地面的压强为
(3)由题意可知,该汽车行驶过程中受到的牵引力为
故行驶过程中,牵引力做的功为
答:(1)汽车行驶的平均速度为60km/h;
(2)汽车静止时对地面的压强为1.6×105Pa;
(3)汽车在该行驶过程,牵引力做功3.84×107J。
25.(1)4m;(2)1200J;(3)83.3%
【解析】
解:(1)由图知道,n=2,故绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
(2)由知道,拉力做的总功
W总=Fs=300N×4m=1200J
(3)拉力做的有用功
W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×2m=1000J
故滑轮组的机械效率
答:(1)绳子自由端移动的距离4m;
(2)拉力F做的功1200J;
(3)该滑轮组的机械效率83.3%。
26.(1)Pa;(2)2.5h;1.26×109J
【解析】
(1)汽车满载时总重为
G=mg=(2×104kg+1.5×104kg)×10N/kg=3.5×105N
汽车对路面的压力为
F=G=3.5×105N
汽车对路面的压强为
Pa
(2)满载时汽车行驶受到的阻力
f=0.02G=0.02×3.5×105N=7×103N
满载时汽车做匀速运动,它所受的牵引力为
=f=7×103N
汽车所做的功为
W=s=7×103N×180×103m=1.26×109J
所用的时间为
答:(1)求汽车满载时对水平路面的压强是Pa;
(2)汽车行驶180km所用的时间是2.5h,牵引力所做的功是1.26×109J。