10.3 做功了吗
知识梳理
做功的两个必要因素: 、
功 单位: ;符号
计算公式: ;变形公式: 、
基础知识
1.以下几个情景中,人对物体做功的是( )
A.女孩端着盘子在水平地面上匀速前进
B.司机用力推动汽车,车子不动
C.足球离开脚,在草地上滚动的过程中
D.运动员举起杠铃
2.抛掷实心球,是我市近几年体育中考主要项目之一,在抛掷实心球的以下要领中,人对实心球做功的是( )
A.握球站立 B.持球准备
C.预摆抛球 D.球离手后飞行
3.将一本九年级上册物理课本从地面捡起放到课桌上,所做的功大约是( )
A.200 J B.20 J C.2 J D.0.2 J
4.在2021年东京奥运会上,我国选手石智勇以364 kg的总成绩勇夺男子73 kg级举重比赛的金牌。如图所示,当他将杠铃举过头顶,在空中至少静止3秒这段时间内,对杠铃 (填“做功”或“不做功”)。
5.小强推着重为60 N的小车,在10 s内沿水平地面匀速前进了15m,如果水平推力为20 N,在此过程中,重力对小车所做的功为 J,小强对小车做的功为 J。
6.小明家住三楼,他体重为500 N,每层楼高度为3 m,他从一楼爬到三楼要克服重力做功
J,如果他乘电梯上楼,电梯加速上升时他对电梯底面的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)静止时他对电梯底面的压强。
7.随着环保意识的增强,共享电动汽车逐渐进入南宁市民的视野,如图为某一型号的电动汽车,质量为800 kg,它在一段平直公路上用0.5 h匀速行驶了36 km,车受到的阻力为车重力的0.1倍。求:
(1)该汽车的重力;
(2)该汽车的行驶速度;
(3)该汽车牵引力所做的功。
重难点突破
8.在下列哪种情况下,人对手提箱做了功( )
A.人提着手提箱在地面上站着不动
B.人提着手提箱站在沿水平路面行驶的汽车里不动
C.人提着手提箱顺着楼梯走上楼
D.人将手提箱放在电梯的地板上乘着电梯上楼
9.4月13日,中国女足在东京奥运会预选赛中战胜韩国队,成功晋级东京奥运会。如图所示为中国女足队员射门瞬间.下列说法正确的是( )
A.球的运动方向只与脚用力的大小有关
B.球离开脚后继续向前运动是由于球受到惯性
C.球在空中运动过程中,脚仍对球做功
D.球运动到最高点时受到的力不是平衡力
10.某同学用50 N的力将重10 N的足球踢出去15 m远,该同学对足球做的功是( )
A.750 J
B.150 J
C.没有做功
D.做了功,但条件不足,无法确定
11.甲起重机将重为9800 N的货物吊起5 m高;乙起重机将重为8000 N的货物吊起8 m高。那么,它们做的功的情况是( )
A.甲做功多 B.乙做功多
C.甲、乙做的功一样多 D.无法确定
12.用50 N的水平拉力分别拉重为100 N和80 N的两辆车,在粗糙程度不同的水平路面上,沿水平方向匀速前进了10 m,则( )
A.拉小车做的功多 B.拉两辆车做的功一样多
C.拉大车做的功多 D.条件不足,无法比较
13.如图物体在相同力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W1 W2 W3。
14.图甲所示的铁块重力为10 N,放置且足够长的水平木板上,当它在F=5 N的水平拉力作用下运动时速度v与时间t的关系图象如图乙所示,则铁块受到的摩擦力为
N;铁块此时则4 s内拉力F做功是 J。
15.如图所示,长为60 cm、重为20 N的匀质杠杆可绕着O点转动,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置(忽略摩擦阻力),在这个过程中,力F的大小将 (增大/不变/减小),力F所做的功为 J。
16.如图所示,物体A重50牛,用大小为6牛的水平拉力F拉滑轮,使物体匀速移动5米,则地面对物体的摩擦力大小为 牛,F做的功为 焦。
17.将一个重为4.5 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端(如图所示)。已知斜面长1.2 m,高为0.4 m,斜面对物体的摩擦力为0.3 N(物体的大小可忽略不计)。则在上述过程中克服重力做功为 J,克服摩擦力做功为 J,拉力做功为 J。
18.如图所示,在100 N拉力F的作用下,重为240 N的物体竖直向上做匀速直线运动,物体在20秒内上升2 m,若不计摩擦和绳重,求:
(1)绳子自由端移动的距离?
(2)拉力F做功多少焦耳?
(3)动滑轮重多少 N?
能力提升
19.如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6 s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4 s内,拉力所做的功为( )
A.10 J B.30 J C.50 J D.80 J
20.如图所示,质量之比为1:2的甲、乙两个物体在大小为F的恒力作用下在水平地面上运动,甲、乙运动的距离之比为2:1,运动时间之比是1:2,则两个物体的平均速度之比为v甲:v乙= ,力F对两个物体做功之比为W甲:W乙= 。
21.如图,有人利用该滑轮将G=100 N的物体匀速提升了20 cm(不计绳重和摩擦),若动滑轮重20 N,则此过程拉力所做的功为 J。
22.某空降兵和降落伞总重800 N,从直升机上由静止开始竖直跳下,14 s后降落伞打开,整个过程速度与时间的关系如图所示。
(1)在跳伞后第6 s时,空降兵和降落伞整体所受重力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)空气阻力。
(2)在跳伞后10 s至14 s这段时间内人和伞的重力做功是 J。
(3)若跳伞后10 s至14 s这段时间人和伞受到的阻力为f1,跳伞18 s后人和伞受到的阻力为f2,则f2 f1(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
23.如图所示,物体重为40 N,某人在10 s内用8 N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1.5m。(不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦)
求:(1)绳子自由端移动的速度为多少m/s?
(2)拉力做功为多少 J?
(3)物体受到的摩擦力为多少 N?
参考答案与试题解析
知识梳理
作用在物体上的力;在力的方向上移动一段距离;焦耳; J;W=Fs;F=W/s;s=W/F。
基础知识
1.【解答】解:
A.女孩端着盘子在水平地面上匀速前进,人对盘子的力是向上的,力的方向和盘子的移动方向垂直,在力的方向上盘子没有移动距离,因此人对物体不做功,故A不符合题意;
B.司机用力推动汽车,车子不动,有力、无距离,人对物体不做功,故B不符合题意;
C.足球离开脚,在草地上滚动的过程中,足球不再受到脚施加的力,足球由于惯性运动了距离,因此人对物体不做功,故C不符合题意;
D.运动员举起杠铃,有力作用在杠铃上,杠铃在力的方向上移动了距离,因此人对杠铃做了功,故D符合题意。
故选:D。
2.【解答】解:
A.握球站立,手对球有托力,但球没有沿力的方向移动,所以托力对球不做功,故A错误;
B.持球准备,手对球有托力,但球没有沿力的方向移动,所以托力对球不做功,故B错误;
C.预摆抛球,手对球有推力且球沿推力方向移动了距离,所以推力对球做了功,故C正确;
D.实心球被抛出后在空中继续运动时,手对球没有推力了,球是由于惯性继续运动,所以推力对球不做功,故D错误。
故选:C。
3.【解答】解:一本物理课本大约0.25 kg,重力G=mg=0.25 kg×10 N/ kg=2.5 N,课桌大约0.8 m高,
所以,将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为:W=Gh=2.5 N×0.8 m=2 J。
故选:C。
4.【解答】解:当他将杠铃举过头顶,在空中至少静止3秒这段时间内,运动员给杠铃一个向上的力,杠铃在这个力的方向上没有通过距离,所以运动员对杠铃没有做功。
故答案为:不做功。
5.【解答】解:(1)重力的方向是竖直向下的,而小车是在水平方向上前进了15 m,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即重力对小车做的功为0 J;
(2)小强对小车做的功(推力做功):W=Fs=20 N×15 m=300 J。
故答案为:0;300。
6.【解答】解:爬到三楼,人上升的高度为:h=3 m×2=6 m,
克服重力做的功为:W=Gh=500 N×6 m=3000 J;
他乘电梯上楼,当电梯匀速上升时,该同学处于平衡状态,对电梯的压力等于重力;加速上升时候,电梯对人的支持力大于重力,所以加速上升,而人对电梯的压力等于电梯对人的支持力,所以此时人对电梯的压力大于人的重力,则根据p=可知:在受力面积一定时,人对电梯的压强变大。
故答案为:3000;大于。
7.【解答】解:(1)汽车的重力为:G=mg=800 kg×10 N/ kg=8000 N;
(2)汽车的行驶速度为:v===72 km/h;
(3)因为汽车做匀速直线运动,所以牵引力与阻力是一对平衡力,即二者大小相等,所以F=f=0.1G=0.1×8000 N=800 N,
汽车牵引力所做的功为:W=Fs=800 N×36000 m=2.88×107 J。
答:(1)该汽车的重力为8000 N;
(2)该汽车的行驶速度为72 km/h;
(3)该汽车牵引力所做的功为2.88×107 J。
8.【解答】解:A.人提着手提箱在地面上站着不动,在拉力的方向上没有移动距离,所以人对手提箱不做功,故A错误;
B.人提着手提箱站在沿水平路面行驶的汽车里不动,在拉力的方向上没有移动距离,所以人对手提箱不做功,故B错误;
C.人提着手提箱顺着楼梯走上楼,在拉力的方向上移动了距离,所以人对手提箱做功,故C正确;
D.人将手提箱放在电梯的地板上乘着电梯上楼,人没有对手提箱施加力的作用,所以人对手提箱不做功,故D错误。
故选:C。
9.【解答】解:
A.球的运动方向与脚用力的大小、力的方向和力的作用点有关,故A错误;
B.球离开脚后,球由于具有惯性,仍然会向前运动,惯性是一种性质,不能说受到惯性,故B错误;
C.踢出去的足球在空中向前运动的过程中,足球由于惯性向前运动,不再受到脚的作用力,所以脚对球的力对球没有做功,故C错误;
D.球运动到最高点时,只受重力和空气阻力的作用,这两个力的方向不同,因此受到的是非平衡力,故D正确。
故选:D。
10.【解答】解:题目中只说明了力,而没说明物体在力的作用下发生的距离,故无法准确求出脚对球所做的功;
故选:D。
11.【解答】解:甲起重机做的功:
W甲=G甲h甲=9800 N×5 m=49000 J;
起重机做的功:
W乙=G乙h乙=8000 N×8 m=64000 J
比较可知:故W甲<W乙,即乙做功多。
故选:B。
12.【解答】解:由题知,两辆车受到的拉力相等,沿水平方向匀速前进的距离相等,
所以,根据W=Fs可知,拉两辆车做的功一样多。
故选:B。
13.【解答】解:由题知,物体受到的拉力相同,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。
故答案为:=;=。
14.【解答】解:由图乙可知铁块在木板表面以0.2 m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡的知识铁块受到的摩擦力与拉力大小相同为5 N;
铁块在4 s内通过的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m;
4 s内拉力F做功W=Fs=5 N×0.8 m=4 J;
故答案为:5;4。
15.【解答】解:(1)在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置的过程中,因动力始终与杠杆垂直,所以动力臂L不变,阻力G的大小也不变,而阻力臂L′却逐渐增大;
由杠杆的平衡条件可得:F L=G L′,当L、G不变时,L′越大,那么F越大,所以,在这个过程中拉力F逐渐增大;
(2)如图所示:
则杠杆重心上升的高度:h=Lsin30°=×60 cm×=15 cm=0.15 m,
忽略摩擦阻力,则拉力做的功:W=Fs=Gh=20 N×0.15 m=3 J。
故答案为:增大;3。
16.【解答】解:(1)由F=2f可得,地面对物体的摩擦力:f=F=×6 N=3 N;
(2)由sA=2sF可得拉力F移动的距离:sF=sA=×5 m=2.5 m,
拉力F做的功:W=FsF=6 N×2.5 m=15 J。
故答案为:3;15。
17.【解答】解:(1)物体受到的重力:G=4.5 N,斜面的高度:h=0.4m,克服重力做功:W1=Fs=Gh=4.5 N×0.4m=1.8 J;
(2)斜面对物体的摩擦力:f=0.3 N,物体移动的距离:s=1.2 m,克服摩擦所做的功:W2=fs=0.3 N×1.2 N=0.36 J;
(3)拉力所做的功:W=W1+W2=1.8 J+0.36 J=2.16 J。
故答案为:1.8;0.36;2.16。
18.【解答】解:(1)由图知,滑轮组由3段绳子承担物重,可知绳子自由端移动的距离:
s=3 h=3×2 m=6 m;
(2)拉力F做的功:
W=Fs=100 N×6 m=600 J;
(3)由F=(G+G动)得,动滑轮的重力:
G动=3F﹣G=3×100 N﹣240 N=60 N。
答:(1)绳子自由端移动的距离为6 m;
(2)拉力F做的功600 J;
(3)动滑轮重60 N。
19.【解答】解:由图乙可知,在2~4 s内,拉力F=3 N,
由图丙可知,在2~4 s内,物体做匀速运动,v=5.0 m/s,
物体运动的距离:s=vt=5.0 m/s×2 s=10 m,
拉力所做的功:W=Fs=3 N×10 m=30 J。
故选:B。
20.【解答】解:已知甲、乙运动的距离之比为s甲:s乙=2:1,运动时间之比t甲:t乙=1:2,
两个物体的平均速度之比==×=×==4:1;
力F对两个物体做功之比为W甲:W乙=Fs甲:Fs乙=s甲:s乙=2:1。
故答案为:4:1;2:1。
21.【解答】解:
(1)物体和滑轮上升的高度h=20 cm=0.2 m。
此过程克服物体重力做的功为:
W=(G+G动)h=(100 N+10 N)×0.2 m=22 J;
故答案为:22 J。
22.【解答】解:(1)由图可知,运动员在跳伞后10 s内速度不断增大,说明受到的是非平衡力,即空降兵和降落伞整体所受重力大于空气阻力;
(2)由图可知,运动员在跳伞后10 s至14 s时间内做匀速直线运动,v=50 m/s,
根据v=可得,运动员在10 s至14 s通过的路程为:h=s=vt=50 m/s×4 s=200 m;
则人和伞的重力做功为:W=Gh=800 N×200 m=1.6×105 J;
(3)由图可知,运动员在跳伞后10 s至14 s时间内做匀速直线运动,受到平衡力的作用,
故此时人和伞受到的阻力 f1=G=800 N;
由图可知,跳伞18 s后,运动员仍做匀速直线运动,
故人和伞受到的阻力为 f2=G=800 N,
所以,f1=f2。
故答案为:(1)大于;(2)1.6×105;(3)等于。
23.【解答】解:(1)由图知,动滑轮上绳子的段数为2,则绳子自由端移动的距离:s=2s物=2×1.5 m=3 m;
绳子自由端移动的速度:v===0.3 m/s;
(2)拉力做的功:W=Fs=8 N×3 m=24 J;
(3)不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦,
由F=f可得,物体受到的摩擦力:f=2F=2×8 N=16 N。
答:(1)绳子自由端移动的速度为0.3 m/s;
(2)拉力做功为24 J;
(3)物体受到的摩擦力为16 N。
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