北师大版八年级下 9.3 功 同步练习
一、单选题
1.如图所示,mA>mB>mC三个物体在同样大的力F作用下,都沿着F的方向移动距离s,比较力F对三个物体所做的功( )
A.一样多 B.对A做的功多
C.对B做的功多 D.对C做的功多
2.为迎接 2022 年北京冬奥会,运动员积极训练。关于图中的项目,下列说法正确的是( )
A.跳台滑雪运动员在下落过程中,重力对运动员做功
B.短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动状态不变
C.花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性的作用
D.掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
3.一个人用同样大小的水平拉力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离。关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( )
A.在光滑地面上做功较少 B.在粗糙地面上做功较少
C.两次做功一样多 D.条件不足,无法比较
4.下列有关力做功的说法中正确的是( )
A.挂钩上的书包静止时,拉力对书包做了功
B.用水平力推着购物车匀速前进,推车的力做了功
C.抛出手的实心球在空中飞行了一段距离,推力一直对实心球做功
D.起重机吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离,吊车的拉力对重物做了功
5.某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼,他提鸡蛋的力做的功最接近于( )
A.6J B.30J C.60J D.90J
6.如图所示,将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时,如若沿斜面的拉力分别为FB、FC,各个过程拉力做功为WB、WC,则它们的大小关系正确的是( )
A.WB>WC,FB<FC B.WB=WC,FB<FC
C.WB>WC,FB=FC D.WB=WC,FB=FC
7.水平地面上有一重5N的球,小孩用20N的力踢球,球离脚后在地面上滚动了15m,那么小孩踢球过程中对球做的功是( )
A.75J B.0J C.300J D.无法确定
8.用大小不同的力F甲、F乙且F甲>F乙,分别拉同一个物体,两个力所做的功W与物体在力的方向上移动的距离的关系图象描述正确的是( )
A. B. C. D.
9.撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目,它可依次分解为如图所示几个连续的过程。身高1.9m、体重80kg的运动员,在一次撑杆跳训练中的成绩是5m,则他克服重力做的功最接近(运动员起跳前重心高约1m)( )
A.1600J B.2400J C.3200J D.4000J
10.一名中学生跳绳时平均每分钟跳120次,那么跳绳2分钟克服重力做的功大约是这名同学爬几层楼克服重力做的功( )
A.1层 B.2层 C.4层 D.8层
11.如图所示,小华从课桌上拿起一个常见的医用外科口罩,对其相关数据进行了估测,其中最符合实际的是( )
A.口罩的质量约为30g
B.口罩的厚度约为0.5cm
C.对口罩所做的功约为10J
D.口罩正面受到的大气压力约为1700N
12.一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s后,如图所示,关于力F所做的功的大小关系正确的是( )
A.在光滑水平地面做功多 B.在粗糙水平地面做功多
C.在粗糙斜面做功多 D.一样大
二、填空题
13.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:9~12s内,推力对物体做功______J,t=7s时,物体受到的摩擦力是______N。
14.如图甲所示,粗糙程度相同的水平地面上有一物体,受到方向不变的水平推力的作用,其F-t和v-t图象分别如图乙和图丙所示。由图象可知,0~2s时,物体受到的摩擦力是_________N,9~12s内,推力对物体做功_________J。
15.跳伞是一项极具挑战的运动,越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经20s下落220m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时40s。则运动员在整个下降过程中的平均速度是______m/s,重力做的功为______J。
16.如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为、棱长为的正方体物块,与容器底部不密合。以的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度随时间的变化关系如图乙所示,则:当时,物块在水中处于__(选填“沉底”“悬浮”或“漂浮” 状态;当时,水对容器底部的压力大小是__;图乙中的值是__;时段,浮力对物体做功是__。
三、综合题
17.2015年龙岩市将在中心城区新增100辆纯电动新能源公交车,以促进公共交通实现“低碳”化.下表是某燃油汽车与纯电动汽车进行测试时的部分数据:
燃油汽车 纯电动汽车
能源种类 汽油(q汽油=4.5×107J/kg ρ汽油=0.7×103kg/m3) 电能
牵引力 600N 600N
行使100km消粍 8×10-3m3 20kW h
二氧化碳排放量 每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳 0
(1)汽油属于 (填“可再生”或“不可再生”).
(2)若燃油汽车与电动汽车正常行驶100km,则①燃油汽车消耗多少千克汽油?②燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是多少?
(提示:燃油汽车能量转化效率η汽:汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比;纯电动汽车能量转化效率η电:汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比)
18.商场和超市中常见的自动扶梯有“台阶式”和“履带式”两种,如图甲、乙所示分别为人站在“台阶式”和“履带式”自动扶梯上匀速上楼。则
(1)甲图中的人和乙图中的人分别受几个力?___________(写字母)
A.2个 3个 B.2个 4个
C.3个 2个 D.3个 4个
(2)以下说法正确的是___________(写字母)
A.甲图中支持力对人不做功
B.乙图中支持力对人做功
C.甲图中摩擦力对人做功
D.乙图中摩擦力对人做功
19.放在同一粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在 0~6s 内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示。
(1)0~2s 内物体在水平地面受到的拉力___________(选填等于或不等于)物体受到的摩擦力;
(2)2~6s 内物体的移动的距离是___________m; 拉力是___________N;拉力所做的功是___________J;
(3)0~2s 内物体在水平地面受到的摩擦力___________2~6s 内物体受到的摩擦力(选填>,=或<),依据是:___________。
20.2021年5月15日,我国首个火星探测器“天问一号”在火星成功着陆,迈出了我国星际探测征程的重要一步;“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分,为了让着陆视器准确进入火星着陆轨道,首先需要环绕器在携带着陆巡枧器的情况下进入着陆轨道,实施两器分离后,着陆巡视器则进入火星大气层,完成系列着陆动作;环绕器则儒要迅速抬升轨道,再次进入环火轨道,成为着陆巡视器与地球的通信中继站,进行火星环绕探测,并及时将火星上的图片信息传回地球;
(1)着陆巡视器从距火星表面约100m处,开始竖直向下的运动可以看作是匀速直线运动,则此过程中着陆巡视器受到的阻力______火星对它的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)着陆巡视器上搭载的“祝融号”火星探测车质量为240kg,若“祝融号”在火星表面水平匀速直线行驶,速度为200m/h,所受阻力为车重的0.1倍;(g火=0.4g地,g地取10N/kg)
求:①“祝融号”行驶过程中受到的牵引力是多少N?______
②“祝融号”行驶30min做了多少功?______
21.阅读短文,回答问题。
2019年12月17日,我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军.据公开资料显示,“山东舰”舰身长315米,舰宽约75米,满载排水量在6万吨左右,至少可以搭载36架歼-15舰载机.航母飞行甲板倾角为12°,舰载机起飞的飞行仰角为14°。“山东舰”是典型的常规动力航母,采用了全新的动力组,“山东舰”的燃料储备量达到了13000吨,若以20节航速航行,每天大约消耗1100吨燃料。
如表为歼-15主要参数(g取10N/kg):
空重 空载起飞距离
正常起飞重量 满载起飞距离
最大起飞重量 发动机 加力涡扇发动机
爬升率 米/秒 正常起飞推力
最大速度 马赫 应急起飞最大推力
(1)歼15空载正常起飞时,从启动到离开飞行甲板的过程中,飞机的动能_______、重力势能_______,该过程中飞机发动机推力所做的功为_______ J。
(2)航母飞行甲板倾角为12°,舰载机起飞时飞行仰角约为14°,这样设计的目的是_______。
(3)若你是航母设计师,请你对国产航母提出一条改进意见:_______。
参考答案:
1.A
【解析】
【分析】
【详解】
因为对三个物体的作用力都是大小相等的力F,三个物体在力F的方向上移动的距离都是s,根据功的计算公式W=Fs可知,F对三个物体所做的功一样多。
故选A。
2.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.跳台滑雪运动员在下落过程中,受重力,并且在重力的方向上移动了距离,故重力对运动员做功,故A正确;
B.短道速滑运动员在转弯滑行过程中,速度方向发生变化,故运动状态发生变化,故B错误;
C.花样滑冰运动员向前滑行,是由于惯性,惯性不是力,不能用作用,故C错误;
D.掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力,故D错误。
故选A。
3.C
【解析】
【分析】
【详解】
由题知,在光滑水平面上和粗糙水平面上拉力大小相同,移动距离相同,根据公式可知,两种情况下做功相同。
故ABD错误;C正确。
故选C。
4.B
【解析】
【详解】
A.做功的两个要素是:一是有作用在物体上的力;二是物体在力的方向移动了一段距离。挂钩上的书包静止时,书包没有移动距离,拉力对书包没有做功,故A错误;
B.推着购物车使其在推力方向移动了一段距离,推力对购物车做了功,故B正确;
C.实心球离开手之后,手对实心球不再有推力,所以不再做功,故C错误;
D.起重机吊着重物对重物的拉力竖直向上,沿水平方向匀速运动一段距离,移动的方向与拉力方向垂直,此时拉力不做功,故D错误。
故选B。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
一个鸡蛋的质量约为50g,20个鸡蛋的质量约为
20个鸡蛋的重约为
1楼到3楼的高度为6m,把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼,他提鸡蛋的力做的功约为
故选C。
6.B
【解析】
【详解】
斜面光滑说明摩擦力为0,拉力除了克服物体重力做功之外没有做额外功,则两次做的功都等于克服物体重力做的功,两次分别把同一物体提升到相同的高度,克服物体重力做的功相同,所以拉力做功也相同,即
WB=WC
斜面BA的倾斜角度小于斜面CA的倾斜角度,所以
sAB>sAC
由W=Fs可知所以物体沿BA运动时拉力较小,即
FB<FC
故选B。
7.D
【解析】
【详解】
由W=Fs可知,脚对球的力为20N,但不知道在该力的方向上球通过距离,球滚动15m的过程中有一段是沿力的方向的距离,同时还有一段是由于惯性而运动的距离,所以题中虽然知道力,但由于不知道沿力的方向的具体距离而无法计算功,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.A
【解析】
【详解】
AB.因为,且,所以当移动距离均为s时,两个力做的功,故A正确,B错误;
CD.因为,所以在拉力一定时,拉力所做的功与距离成正比,故CD错误。
故选A。
9.C
【解析】
【分析】
【详解】
运动员撑杆跳训练中的成绩是5m,其重心升高到5m高度处;该运动员身高1.9m,重心的高度约为1m,故跳过5m的高度时,克服重力做功为
W=Gh=mgΔh=80kg×10N/kg×(5-1)m=3200J
故ABD不符合题意;C符合题意。
故选C。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
中学生跳绳时每次跳离地面的距离约为4厘米,则一次跳绳克服重力做的功约为
W1=Gh1=G×0.04m
平均每分钟跳120次,那么跳绳2分钟跳240次,克服重力做的总功
W=240 Gh1=240×G×0.04m
设这名同学要做这么多功需要爬楼的高度约为h,则有
Gh=240×G×0.04m
h=9.6m
每层楼的高度约为3米,二层楼的高度约为3米,则4层楼的楼高约为9米,8层楼的楼高约为27米,即跳绳2分钟克服重力做的功大约是这名同学爬4层楼克服重力做的功,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
11.D
【解析】
【详解】
A.口罩的质量约为3g,故A不符合题意;
B.口罩的厚度约为0.5mm,故B不符合题意;
C.口罩的重力
G=mg=3×10-3kg×10N/kg=0.03N
拿起口罩的高度约为50cm,对口罩所做的功约为
W=Gh=0.03N×0.5m=0.015J
故C不符合题意;
D.口罩正面的面积约为
S=15cm×12cm=180cm2
口罩正面受到的大气压力约为
F=pS=1×105Pa×180×10-4m2=1800N
故D符合题意。
故选D。
12.D
【解析】
【详解】
用同样大小的力F将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离s,由W=Fs可知,在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上力F所做的功一样大。
故选D。
13. 54 6
【解析】
【分析】
【详解】
[1]9~12s内,由图丙可知,物体做匀速直线运动,速度为3m/s,由图乙可知,推力大小力6N,对物体做的功为
W=Fs=Fvt=6N×3m/s×3s=54J
[2]9~12s内,由图丙可知,物体做匀速直线运动,摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等为6N,7s时物体做减速运动,所受摩擦力的大小与匀速直线运动时的摩擦力相等,也为6N。
14. 3 18
【解析】
【详解】
[1]由图像可知0~2s时,物体处于静止状态,受到的摩擦力和推力为一对平衡力,推力为3N,所以物体受到的摩擦力是3N。
[2]由图像可知9~12s内,物体在6N推力下以1m/s的速度做匀速直线运动,物体运动的路程
推力对物体做功
15. 8 1.6×105
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由图可知匀速运动时速度为5m/s,后20s匀速下降高度为
h2=v2t2=5m/s×20s=100m
总高度为
h=h1+h2=220m+100m=320m
则全程平均速度为
重力做功为
W=Gh=500N×320m=1.6×105J
16. 漂浮 0.32J
【解析】
【详解】
[1]正方体物块的体积
物块的质量
物块的密度
即物块的密度小于水的密度,由图象可知:当时,水的深度为,大于正方体物块的棱长为;则根据浮沉条件可知此时物块在水中处于漂浮状态。
[2]当时,注入水的体积
则注入水的重力
因容器为方形容器,且此时物块处于漂浮状态,所以此时水对容器底部的压力
[3]由图象分析可知,当时,物块刚好处于漂浮状态,则
根据可得此时物块排开水的体积
由可得,此时水的深度
[4]在时段,物块上升的高度(等于水面上升的高度)
则该过程中浮力对物体做功
17.(1)不可再生能源;(2)①5.6kg;②23.8%;83.3%
【解析】
【详解】
试题分析:(1)能源分为不可再生能源与可再生能源,汽油属于不可再生能源;(2)①汽油的质量为:m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×8×10-3m3=5.6kg;②燃油汽车与纯电动汽车正常行使100km牵引力做功均为:W牵=Fs=600N×105m=6×107J,燃油汽车消耗的汽油燃烧放出的热量为:Q油=q油m油=4.5×107J/kg×5.6kg=2.52×108J,η汽=W牵/Q油=6×107J/2.52×108J=23.8%;纯电动汽车消耗的电能为:W电=20kW h=20×3.6×106J=7.2×107J,η电=W牵/W电=6×107J/7.2×107J=83.3%.
【考点定位】能源的分类;燃料的利用率
18. A D
【解析】
【详解】
(1)[1]人站在“台阶式”和“履带式”随自动扶梯上匀速上楼,故两图中人都处于平衡状态,甲图中,人受到重力和支持力共2个力,乙图中人受到重力、支持力和摩擦力,共3个力,故选A。
(2)[2]甲图中,人匀速上楼,不受静摩擦力,摩擦力不做功,支持力向上,与速度方向为锐角,则支持力做功。乙图中,支持力与速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向与速度方向相同,故摩擦力做功。故选D。
19. 不等于 16 2.5 40 = 滑动摩擦力与物体运动速度无关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图可知,在0到2s内,物体做加速直线运动,所以拉力大于滑动摩擦力,即拉力不等于滑动摩擦力。
(2)[2]由图可知,2到6s内物体运动的路程为
[3]由图可知,2到6s内拉力功率为10W,拉力大小为
[4]拉力所做的功为
(3)[5][6]滑动摩擦力和接触面粗糙程度及接触面所受压力大小有关,与物体运动速度无关,0到2s内和2到6s内接触面所受压力及接触面粗糙程度都相同,所以滑动摩擦力大小相同。
20. 等于 96N 9600J
【解析】
【详解】
(1)[1]着陆巡视器匀速直线运动,可知着陆巡视器受力平衡,所以行驶过程中着陆巡视器受到的阻力等于火星对它的重力。
(2)①[2]“祝融号”在火星表面水平匀速直线行驶,则牵引力等于阻力,即
F牵=f=0.1G火=0.1mg火=0.1×240kg×0.4×10N/kg=96N
②[3]“祝融号”30min行驶的路程
s=vt=200m/h×h=100m
“祝融号”行驶30min所做的功
W=F牵s=96N×100m=9600J
21. 增大 增大 2.4696×107 防止起飞过程中飞机的底部碰到起飞甲板(或舰载机能在较短的距离内获得较大的升力便于起飞) 将常规动力换成核动力或者变滑跃式起飞为电磁弹式起飞等
【解析】
【详解】
(1)[1][2][3]歼-15空载正常起飞时,从启动到离开飞行甲板的过程中,飞机的质量不变,速度变大,高度增加,则飞机的动能增大、重力势能增大,该过程中飞机发动机推力所做的功
W=Fs=2×117600N×105m=2.4696×107J
(2)[4]舰载机的升力是根据流体压强与流速的关系来获得的,航母飞行甲板倾角为12°,舰载机起飞时飞行仰角约为14°,这样设计防止起飞过程中飞机的底部碰到起飞甲板(或者可以在相同时间内,上方空气通过的路程较长,速度较大,根据流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小可知,舰载机在较短的距离内获得较大的升力,从而便于舰载机起飞)。
(3)[5]由题意可知,“山东舰”的燃料储备量大,且每天以20节航速航行时的消耗量非常大,不利于航母的续航,为了提高航母的续航能力能源可以改为核动力。