[第九章 三、功]
一、选择题
1.下列关于功的说法正确的是 ( )
A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
2.下列有关做功的估算最接近事实的是 ( )
A.将两枚鸡蛋举高1 m做功约1 J
B.将一袋10 kg的大米从地上扛到肩上做功约500 J
C.中学生爬一层楼克服重力做功约150 J
D.将500 mL矿泉水从地上拿起做功约100 J
3.(2021娄底月考)如图图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平表面拉木箱,在力的作用下木箱移动的距离sAB=sCD,比较这两种情况下拉力F所做的功 ( )
A.AB段做功较多 B.CD段做功较多
C.AB段与CD段做的功一样多 D.无法比较
4.(2021十堰)某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲
A.F甲F乙,W甲>W乙
C.F甲=F乙,W甲5.教学楼每层楼高为3 m,小明提着一重为50 N的箱子沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水平走廊走了4 m 进入教室,从一楼到教室的过程中小明提箱子做的功为
( )
A.0 J B.300 J C.450 J D.500 J
6.小王同学通过一个距离自己手3 m高的定滑轮拉住重100 N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4 m,如图图所示,若不计绳重和滑轮摩擦,他至少做的功为( )
A.200 J B.300 J C.400 J D.500 J
二、填空题
7.如图图所示的单摆,将小球从A点由静止释放,小球从A点向B点摆动的过程中,小球受到的重力对小球 功,细绳对小球的拉力 功。(均选填“做”或“不做”)
8.(2021泸州)如图图所示,一个箱子静止在水平地面上,小红用150 N的水平拉力将箱子移动了0.4 m,小红的拉力做功为 J。待箱子静止后,小明用80 N的水平推力推这个箱子但没有推动,小明的推力做功为 J,此时箱子受到地面的摩擦力为 N。
9.(2021黑龙江)如图图所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)的重力为10 N,所受支持力为8 N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做的功为 J,支持力做的功为 J。
10.如图图所示,重为10 N的物体A在水平拉力F的作用下,沿水平方向以0.4 m/s的速度匀速运动了2 s,弹簧测力计的示数为4 N,物体A所受重力做的功为 J,拉力F做的功为 J。
11.利用如图图所示的滑轮组将一个重200 N的物体匀速提升5 m,不计滑轮重、绳重及摩擦,绳子自由端施加的拉力F为 N。若实际拉力F为60 N,则实际拉力F所做的功为 J。
12.如图图所示,质量分布均匀的长方体砖平放在水平地面上,第一次用竖直向上的力F1作用于ab的中点,第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点,都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h高度(h13.如图图甲所示,小明用水平推力F把木块沿水平地面向前推动。此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图图图乙、丙所示。
(1)第1 s内木块受到的摩擦力是 。
(2)3~5 s内,推力对木块所做的功为 。
三、计算题
14.(2021内江)现有一辆汽车以30 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,突然发现正前方有一辆因故障而停止的小货车,于是紧急刹车,汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需的反应时间为0.5 s,刹车后经过10 s汽车停止,刹车后汽车的平均速度为15 m/s,g取10 N/kg。求:
(1)从司机发现情况到汽车停止的这段时间内,汽车运动的路程。
(2)如图图果汽车和人的总质量为3 t,正常行驶时受到的阻力为总重力的0.3,那么汽车在反应时间内牵引力做的功是多少。
答案
第九章 三、功
1.D 小明用力推发生故障的汽车而未推动时,有力的作用,但没有沿力的方向移动距离,故推力对汽车没有做功,A错误;吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,有力的作用,但没有沿力的方向移动距离,故吊车的拉力对重物没有做功,B错误;足球在水平地面上滚动一段距离时,有力的作用,但没有沿力的方向移动距离,故重力对足球没有做功,C错误;举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,杠铃在力的方向上运动了距离,故举重运动员对杠铃做了功,D正确。
2.A
3.C 由题知,两次的拉力F大小相等,且sAB=sCD,所以,由W=Fs可知,拉力所做的功一样多,故C正确。
4.C (1)由于不计空气阻力,在水平方向上,甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用,因为两辆汽车都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以F甲=f甲,F乙=f乙;甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,两辆汽车对水平路面的压力相等,都等于汽车自身的重力,接触面的粗糙程度相同,所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等,即f甲=f乙,所以牵引力F甲=F乙。(2)因为v=,v甲s乙,因为F甲=F乙,根据W=Fs可知,W甲5.B
6.A 滑轮为定滑轮,不省力,若不计绳重和滑轮摩擦,则拉力F=G=100 N;利用勾股定理计算得出滑轮右侧绳子现在的长度L=5 m,则绳子自由端移动的距离为2 m,小王至少做的功:W=Fs=100 N×2 m=200 J。
7.做 不做 小球从A点向B点摆动的过程中,小球的高度降低,在重力的作用下沿重力的方向移动了距离,所以小球受到的重力对小球做了功;细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直,小球没有沿拉力的方向移动距离,故细绳对小球的拉力不做功。
8.60 0 80 (1)小红拉力做的功:W=Fs=150 N×0.4 m=60 J;(2)小明用80 N的水平推力推这个箱子没有推动,小明对箱子施加了力的作用,但箱子没有在该力的方向上通过距离,所以小明的推力对箱子不做功,即推力做功为0 J;(3)小明用80 N的水平推力推箱子,但没有推动,即此时箱子处于平衡状态,所受的推力和摩擦力是一对平衡力,故这两个力大小相等,所以此时箱子受到地面的摩擦力:f=F推=80 N。
9.0.6 0 木块由斜面顶端滑到底端的过程中,受到重力和支持力的作用,在重力的方
向上通过了距离,在支持力的方向没有通过距离,所以重力对木块做功,支持力对木块不做功,木块在重力的方向上通过的距离:h=6 cm=0.06 m,则重力做的功:W=Gh=10 N×0.06 m=0.6 J。
10.0 6.4 11.50 1200
12.等于 等于 第一次以与地面接触的下边为支点转动,根据杠杆的平衡条件得,F1×cb=mg×cb,F1=mg;同理第二次有:F2×ab=mg×ab,F2=mg,所以F1=F2。拉力F1做的功为W1=F1h,拉力F2做的功为W2=F2h;因为F1=F2,所以W1=W2。
13.(1)100 N (2)400 J (1)由图乙知在第1 s内木块静止,木块在水平方向上受到的推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等。由图甲知第1 s内的推力为100 N,故f=F=100 N;(2)由图乙知在3~5 s内,推力F'=200 N,速度v=1.0 m/s,由v=得在3~5 s内木块移动的距离:s=vt=
1.0 m/s×2 s=2 m,该过程中推力对木块做的功:W=F's=200 N×2 m=400 J。
14.(1)根据v=可知:汽车在司机的反应时间内运动的路程:s1=v1t1=30 m/s×0.5 s=15 m,紧急刹车后汽车运动的路程:s2=v2t2=15 m/s×10 s=150 m,
所以从司机发现情况到汽车停止的这段时间内,汽车运动的路程:s=s1+s2=15 m+150 m=
165 m。
(2)汽车在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,所受阻力和牵引力大小相等,正常行驶时汽车受到的牵引力:F牵=f=0.3G=0.3mg=0.3×3×103 kg×10 N/kg=9000 N,
汽车在反应时间内牵引力做的功:
W=F牵s1=9000 N×15 m=1.35×105 J。