11.1功
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图是洋洋同学在上体育课时踢足球的情景.当他用脚把足球踢向空中时,以下说法中不正确的是:( )
A.足球被踢出说明力能改变物体的运动状态
B.足球在空中运动时,脚对它没有做功
C.由于惯性,足球离开脚后还能继续运动
D.足球在上升到最高点时,动能为零,重力势能最大
2.如图所示的现象中,力对物体做功的是( )
A. 石头搬而未起 B. 推着小车前进
C. 举着杠铃原地不动 D. 提着桶在水平路面前进
3.将一本现在使用的九年级第一册物理书由地面拿到学生课桌上,所做的功约为( )
A.0.2焦 B.2焦 C.20焦 D.200焦
4.手托起一个鸡蛋,并把它匀速举高1m,则手对鸡蛋做的功最接近( )
A.0.5J B.2J C.10J D.150J
5.如同所示的四种情景中,人正在对物体做功的是( )
A.踢出去的足球在水平草地上滚动
B.司机推汽车纹丝不动
C.背书包在水平路面上行走
D.女孩把一箱报刊搬起来
6.如图所示力对物体做功的是( )
A.甲图:“押加”双方队员处于僵持状态,拉力对队员做功
B.乙图:人提着滑板在水平公路上前进,其拉力对滑板做功
C.丙图:冰壶出手后继续向前滑行过程中,推力对冰做功
D.丁图:物体在绳子拉力的作用下升高,拉力对物体做功
7.踢毽子是一项很好的健身运动,下列关于踢毽子的描述正确的是
A.当人抬起脚踢毽子时,人对地面的压强减小了
B.毽子离开脚后在向上运动的过程中,人对毽子做了功
C.毽子向上运动过程中,动能转化为重力势能
D.由于惯性,毽子下落过程中会越来越快
8.如图所示的几个情形中,所提到的力没有做功的是( )
A. 物体在绳子拉力作用下升高
B. 静止的小车在拉力作用下运动起来
C. 汽车在刹车阻力的作用下速度降低
D. 人用力搬石头,石头不动
9.如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )
A.A B.B C.C D.D
10.第24届冬季奥林匹克运动会,于2022年2月4日至20日在中华人民共和国北京市和张家口市联合举行,这是中国首次举办的冬季奥林匹克运动会,单板滑雪项目的重头戏之一是U形池场地比赛。如图所示图甲是U形池场地,图乙是运动员在比赛中完成某个动作的一瞬间,下列说法中正确的是( )
A.运动员在下落过程中,惯性越来越大
B.运动员从离开池沿腾空至最高点的过程中运动状态一定发生改变
C.滑雪运动员在空中运动的过程中,没有力对他做功
D.雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是一对平衡力
二、多选题
11.放在水平地面上的物体A,受到方向不变的水平拉力F的作用,如图甲所示,拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,物体A运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。下列说法中正确的是 ( )
A.物体A在2-6s内做匀速直线运动
B.物体A在0-2s内受到的摩擦力为10N
C.拉力F在6-8s内所做的功为80J
D.拉力F在6-8s内的功率为80W
12.A、B两物体在拉力作用下都在水平面上做匀速直线运动,它们运动的路程和所做的功随时间变化的图象分别如图甲、乙所示,则下列相关说法中正确的是( )
A.B物体所受拉力较大
B.A物体所受拉力较大
C.运动较快的是B物体
D.做功较快的是A物体
13.开学初,小明将全班50名同学的八年级物理课本从一楼图书室搬到三楼的教室,在这一过程中,以下估测中较为合理的是( )
A.小明从一楼走到三楼用时约40s
B.小明克服自身重力做功约3000J
C.50本物理课本的厚度约50cm
D.到教室后,小明的体温约为42℃
14.如图所示,平衡车是当今较为时尚的交通工具,深受年轻人的喜爱。下列关于平衡车的说法中,正确的是( )
A.平衡车在启动和停止时,所受地面的摩擦力方向都向前
B.人站在车上加速上坡时,平衡车克服人体重力做了功
C.人站在车上沿水平路面匀速直线行驶时,人所受重力和支持力是平衡力
D.平衡车也叫“体感车”、“思维车”,它能通过感应人体重心的变化来智能调整运动状态
15.下列几种情况中,力对物体做了功的是( )
A.小明提着水桶沿水平方向前进了10米,小明对水桶做了功
B.运动员用力将杠铃举起,运动员对杠铃做了功
C.小明推着小车前进了一段距离,小明对小车做了功
D.关闭发动机的火车进站后仍然向前运动,发动机对火车做了功
三、填空题
16.如图甲所示,小林用水平推力F推动水平地面上的一木块,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乙、丙所示。则3s~5s推力F对木块所做的功为 J, 5~6s木块受到的摩擦力大小为 N。若已知在1s~3s内,木块水平移动的距离为1m,则在1s~3s内,木块克服摩擦力做的功为 J。
17.如图所示,工人用3m长的斜面,把120kg的木箱推上1m高的卡车,假设斜面光滑则需要施加的推力为 N;若实际用力为500N,斜面的机械效率为 ,重物受到的摩擦力为 N。(g取10N/kg)
18.一个质量为40kg的同学,由于找不到机械,只能自己亲自在20秒内将100N的物体从一楼搬上三楼,若每层楼的高度为3m,则他对物体做的功为 J,他对物体做功的功率为 W,他做功的效率是 .(g=10N/kg)
19.小亮想探讨物体在水中的浮沉条件。他从图甲所示位置(此时指针指在零刻度线)开始将测力计缓慢竖直向上提起,记下手移动的距离h和测力计的示数F,并描出F﹣h图像如图乙所示,当h=15cm时,弹簧测力计对物体所做的功为 J。再将物体浸没在水中,示数稳定后如图丙所示,剪断物体上的绳子,物体会 (选填“上浮”、“下沉”或“静止”)。
20.立定跳远是河南省中考体育项目之一。如图甲所示,是小宇进行立定跳远测试时的情景,若小宇的体重为50kg,每只脚与地面的接触面积为,他从起跳到最高点的过程中,用时0.5s,立定跳远时的相关数据如图乙所示(图中虚线表示小宇的运动轨迹,A、O、B表示重心的位置,,,)。求:
(1)小宇起跳后仍能继续向前运动,是因为他具有 ,地球自西向东自转,他向西跳远 (选填“能”或“不能”)跳的更远,在腾空跳到最高点位置时,是否处于平衡状态? (选填“是”或“否”);
(2)小宇双脚站立时对水平地面的压强 ;
(3)小宇克服重力做功的功率 。
四、综合题
21.小李在超市购物,用10N的水平推力推着购物车做匀速直线运动,后改用15N的水平推力推购物车,使其加速向前运动。
(1)请在图中画出车受到水平推力F的示意图;
(2)在加速过程中购物车受到的摩擦力为 N,购物车所受合力的方向与运动方向 ;
(3)购物车沿推力的方向在水平地面上匀速运动10m,重力对购物车做功为 J。
22.功的概念。
(1)现象分析
现象 分析
起重机将2t的货物从地面提到了房顶上 起重机用的力有成效
一匹马拉着一根圆木前进了一段距离 马的拉力有成效
张华用了很大力搬一块大石头,但没有搬动 张华用的力没有成效
小明提一只100N的箱子,从一楼到二楼 小亮提一只100N的箱子,从一楼到四楼 小明与小亮用的力相同,但成效不同
由实例可知:当物体受到 的作用并且在 上通过了一段距离,这个力就有了成效;
(2)实验探究:功与哪些因素有关;
实验器材:小车、斜面、砝码、弹簧测力计;
实验过程:每次在小车上放不同数量的砝码,用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车,分别测出拉力F、小车通过的距离s、小车及车上砝码所受的重力G,小车上升的高度h,记录在下表格中:
测量次数 F/N s/m G/N h/m Fs/(N m) Gh/(N m)
1 0.7 0.3 2.0 0.1 0.21 0.2
2 1.1 0.6 3.0 0.2 0.66 0.6
3 1.7 0.9 5.0 0.3 1.53 1.5
①分析表格中的数据可以发现: ;
②实验表明使用斜面提升物体时, 既省力又省距离(填“可能”或“不可能”);
(3)功的定义:力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量,物理学中称为 ,简称 ;
(4)功的计算公式是 ;其中W表示 ,F表示 ,s表示 ;
(5)功的单位:在国际单位制中,功的国际单位是 ,符号是 ;1J= ,物理意义: 。
23.2019年1月3日,我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆,标志着我国探月工程取得了历史性突破。
(1)“嫦娥四号”到达月球着落点后,(填“有”或“没有”) 受到重力。“嫦娥四号”减速落月过程中,其动能不断 (填“增大”或“减小”),“嫦娥四号”相对于其内部的巡视器是 (填“运动”或“静止”)的;
(2)“嫦娥四号”降落到距月球表面时,开始悬停并寻找着陆点。悬停时,“嫦娥四号”发动机的推力为,则“嫦娥四号”的重力为 N。“嫦娥四号”从高竖直降落到月球表面所用的时间为,该过程中“嫦娥四号”的平均速度 ,重力(忽略其变化)做的功为 J。
参考答案:
1.D
【详解】将足球踢了出去,球从静止变为运动,运动状态发生了改变,故A正确;足球在空中运动时,脚的踢力已消失,虽然移动距离,但没有力,不做功,故B正确;足球原来是运动的,虽然不受力,但是由于惯性,仍保持原来的运动状态,向前运动,故C正确;足球上升到最高处,速度不为0,动能不为0,位置最高,所以重力势能最大,故D错误,故选D.
2.B
【详解】作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离是做功的两个必要因素;石头搬而未起、举着杠铃原地不动、提着桶在水平路面前进都只东路作用在物体上有力,但在力的方向上未通过距离,故ACD不符合题意;推着小车前进满足做功的两个条件,故B符合题意。
故选B。
3.B
【详解】一本物理书重约2N,课桌高度在0.8m左右,将一本物理书由地面拿到学生课桌上,所做的功大约是
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.A
【详解】1个鸡蛋的重力大约是0.5N,把它匀速举高1m,手对鸡蛋做的功
W=Gh=0.5N×1m=0.5J
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】A.足球被踢出以后,人对足球不再有力的作用,足球由于惯性向前运动,所以没有做功,故A不符合题意;
B.司机给汽车一个力,但是汽车没动,即没有沿力的方向通过距离,人不做功,故B不符合题意;
C.背着书包,人给书包一个竖直力,而书包没有在力的方向上通过的距离,所以没有做功,人不做功,故C不符合题意;
D.人给箱子一个力,箱子被搬起,通过了一段距离,人做了功,故D符合题意。
故选D。
6.D
【详解】A.甲图:“押加”双方队员处于僵持状态,队员在拉力方向上没有移动距离,因此拉力没有对队员做功,故A不符合题意;
B.乙图:人提着滑板在水平公路上前进,提的力竖直向上,但滑板在水平方向移动了距离,滑板在力的方向上没有移动距离,人没有对滑板做功,故B不符合题意;
C.丙图:冰壶出手后继续向前滑行过程中手对冰壶没有力的作用,推力对冰壶没有做功,故C不符合题意;
D.丁图:物体在绳子拉力的作用下升高,在拉力方向移动了距离,因此拉力对物体做了功,故D符合题意。
故选D。
7.C
【详解】当人抬起脚踢毽子时,人对地面的压力仍然等于人的重力,但人与地面的接触面积减小了一半,根据p=F/S可知,其对地面的压强增大一倍;故A错误;毽子离开脚后在向上运动的过程中,虽然因为惯性移动了距离,但毽子离开脚后不再受到人的作用力,所以人对毽子没有做功,故B错误;毽子向上运动过程中,质量不变,速度变小,所以动能变小,同时高度增加,故重力势能增大,所以是将动能转化为重力势能的过程,故C正确;下落时,由于重力大于阻力,所以毽子向下的运动速度越来越快,故D错误,故选C.
8.D
【详解】A.物体在绳子拉力作用下升高,绳子给物体一个向上的力,物体在拉力作用下向上移动了距离,绳子对物体做了功,故A不符合题意;
B.静止的小车在拉力作用下运动起来,拉力给小车一个力,小车在拉力作用下移动了距离,拉力对小车做功,故B不符合题意;
C.汽车在刹车阻力的作用下速度降低,阻力给汽车一个阻碍汽车前进的力,汽车减速,阻力对汽车做负功,故C不符合题意;
D.人用力搬石头时,给石头一个向上的力,石头没有移动距离,人对石头没有做功,故D符合题意。
故选D。
9.C
【详解】试题分析:本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可.A、提着滑板在平地上走,力的方向向上,距离的方向是水平的,故不做功,不合题意;B、搬石头搬而未起,给石头一个向上的力,石头没有动,石头在搬力作用下没有移动距离,搬力对石头不做功,不合题意;D、推着小车向前运动了一段距离,给小车一个向前的推力,小车在推力的方向上移动了一段距离,对小车做了功,符合题意.D、举着杠铃静止不动,给杠铃一个力,杠铃没有移动距离,力对杠铃没有做功,不合题意;故选C.
考点: 力是否做功的判断.
10.B
【详解】A.惯性的大小只与物体的质量有关,下落过程中运动员的质量不变,所以惯性大小不变,故A错误;
B.运动员从离开池沿腾空至最高点的过程中,受到重力和空气阻力的作用,这两个力不是平衡力,所以其运动状态一定改变,故B正确;
C.滑雪运动员在空中运动的过程中,会受到空气阻力的作用,那么运动员会克服阻力做功,故C错误;
D.雪地对滑雪板的支持力,作用在滑雪板上;滑雪板对雪地的压力,作用在雪地上;这两个力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
11.BC
【详解】A.由图丙知,物体A在2-6s内做匀加速直线运动,故A错误;
B.由乙、丙两图象可知,物体A在0-2s内物体受到的拉力为10N,速度为零,有相对运动趋势,故受摩擦力的作用,大小为10N,故B正确;
CD.由乙、丙两图象可知,拉力F在6-8s内所做的功率为
拉力F在6-8s内所做的功为
故C正确,D错误。
故选BC。
12.AD
【详解】试题分析:根据路程、时间图象判断出相同时间内路程的大小关系;
根据W、t图象判断出相同时间内做功的大小关系,从而可以根据公式W=Fs判断力F的大小关系.
解:
(1)如下图,A、B的路程和时间成正比,所以都做匀速直线运动,此时F=f,当时间相同时,A通过的路程较大,运动较快的是A物体,故C错;
;
如下图,甲乙在相同时间内,A做的功较多,做功较快的是A物体,故D正确;
;
根据W=Fs得F=,而相同时间内,A做的功少,A通过的路程较长,所以A受到的拉力F较小、B受到的拉力F较大,故A正确、B错.
故选AD.
【点评】此题考查了对量程、时间图象、功时间图象的分析,在分析过程中注意控制变量的应用,同时涉及到了二力平衡的知识,属于难题.
13.ABC
【详解】一层楼的高度在3m左右,从一楼到三楼的高度约6m;中学生的体重在500N左右.
A、正常情况下,中学生从一楼走到三楼用时约40s,不到1min,故A符合实际;
B、小明的体重在500N左右,从一楼到三楼的高度约6m,克服自身重力做的功约W=Gh=500N×6m=3000J左右,故B符合实际;
C、一本物理课本的厚度约1cm,50本物理课本的厚度约50cm,故C符合实际;
D、正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小.故D不符合实际.
故选ABC.
14.BCD
【详解】A.平衡车在启动时,车轮给地一个向后的力,地给车轮一个向前的力;停止时,地给车轮一个向后的力,所以两次的摩擦力方向不同,故A错误;
B.人站在车上加速上坡时,人在重力的方向上通过了距离,所以平衡车克服人体重力做了功,故B正确;
C.人站在车上沿水平路面匀速直线行驶时,人受力平衡,人所受重力和支持力满足大小相等、方向相反、同一直线,作用在同一个物体上,是平衡力,故C正确;
D.根据平衡车的功能特点可知,平衡车能通过感应人体重心的变化来智能调整运动状态,故D正确。
故选BCD。
15.BC
【详解】分析:做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离.
解答:A. 小明提着水桶沿水平方向前进了10米,提力的方向向上,但物体没有向上移动距离,所以不做功,不符合题意;
B. 运动员将杠铃举起,有力作用在物体上,物体在力的方向上通过了距离,所以运动员对杠铃做了功,符合题意;
C. 小明推着小车前进了一段距离,有力作用在物体上,物体在力的方向上通过了距离,所以小明对小车做了功,符合题意;
D. 关闭发动机的火车进站后仍然向前运动,是因为火车具有惯性,属于有距离无力,所以发动机对火车不做功,不符合题意.
故【答案】BC
16. 400 200 200
【详解】[1]由图丙可知,3s~5s物体以1m/s的速度做匀速直线运动,木块运动的路程为
s=vt=1m/s×2s=2m
由图乙可知,3s~5s推力大小为200N,则3s~5s推力F对木块所做的功为
W=Fs=200N×2m=400J
[2] 3s~5s时,由于木块做匀速直线运动,木块受到的摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等
f=F=200N
5~6s木块做减速运动,但与3s~5s时相比,接触面的粗糙程度和木块对水平地面的压力不变,木块受到的滑动摩擦力不变,仍为200N。
[3]同理,1s~3s内,物体受到摩擦力也为200N,木块克服摩擦力做的功为
W′=fs=200N×1m=200J
17. 400 80% 100
【详解】[1]有用功
斜面很光滑,由功的原理可知,推力对物体做的功等于人做的有用功即
解得:
[2]若实际用力为500N,人所做的总功
斜面的机械效率
[3]由
可得
重物受到的摩擦力为
18. 600 30 20℅
【详解】试题分析:他对物体做的功为W=Gh=100N×6m=600J,他对物体做功的功率为P=W/t=600J/20s=30W,他做的总功为W总=G总h=500N×6m=3000J,所以他做功的效率是η=W/W总=600J/3000J=20℅.
考点:功和功率;机械效率
19. 0.45 下沉
【详解】[1]钩码离开桌面后测力计的示数不再变化,此时示数即为钩码所受重力大小,故钩码所受的重力为4.5N;h从0到5cm,钩码没有移动距离,所以F做功为0;h从5cm到15cm做功
故当h=15cm时,弹簧测力计对物体所做的功为0.45J。
[2]从图丙可知测力计的示数为2N,根据称重法可知物体的浮力为
则浮力小于重力,故物体会下沉。
20. 惯性 不能 否
【详解】(1)[1]小宇起跳后仍能继续向前运动,是因为他具有保持原来运动状态的性质,即惯性。
[2]地球自西向东自转,他向西跳远不能跳的更远,因为小宇有随地球一起向东运动的惯性,他无论向哪个方向跳,都不会因为地球的转动跳的更远。
[3]在腾空跳到最高点位置时,小宇只受重力作用,小宇不是处于平衡状态。
(2)[4]小宇双脚站立时对水平地面的压强
(3)[5] 由图可知CD=AD,小宇重心升高的高度
小宇克服重力做功的功率
21. 10 相同 0
【详解】(1)[1]车受到的推力方向水平向左,作用点画在接触点,如图所示:
(2)[2][3]购物车在水平方向上做匀速直线运动时,此时购物车受力平衡,地面对购物车的摩擦力等于推力,即
在加速过程中,因为压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力的大小不变,即此时购物车受到的摩擦力仍然为10N;当推力为15N时,推力方向与摩擦力相反,故合力
方向与推力方向相同。
(3)[4]做功的必要因素是有力作用且在力的方向通过距离,移动过程重力方向没有移动距离,因而重力不做功,即做功0J。
22. 力 力的方向 使用斜面不能省功 不可能 机械功 功 功 力 力的方向上通过的距离 焦耳 J 1N m 用1N的力使物体在该力的方向上移动1m所做的功
【详解】(1)[1][2]由实例中的有成效和没有成效的情况比较可知:当物体受到力的作用并且在力的方向上通过了一段距离,这个力就有了成效。
(2)[3]比较Fs与Gh的数据可得
所以使用斜面不能省功。
[4]根据实验数据可知,当拉力F小于重力G的时候,拉力移动的距离s大于重物上升的高度h。因此可得出结论,使用斜面提升物体时不可能既省力又省距离。
(3)[5][6]由此可得力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量,物理学中称为机械功,简称功。
(4)[7][8][9][10]根据物理学定义可知,功的计算公式是,其中W表示功,F表示力,s表示力的方向上通过的距离。
(5)[11][12][13][14]在国际单位制中,功的国际单位是焦耳,符号是J,由
可得出
它的物理意义:用1N的力使物体在该力的方向上移动1m所做的功。
23. 有 减小 静止 1.25
【详解】(1)[1]“嫦娥四号”到达月球上方后,受到月球的吸引,有受到重力。
[2]“嫦娥四号”减速落月过程中,燃料燃烧助推,质量减小,速度减小,其动能减小。
[3]“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器没有位置的变化,是静止的。
(2)[4]悬停时,“嫦娥四号”处于平衡状态,受到重力和发动机的推力一对平衡力的作用,大小相等,即
[5]从100m高竖直降落到月球表面的平均速度为
[6]重力做的功为