2024年浙江省中考二轮专题复习
★专题4 功和功率的应用★
【课程标准】
①用实例说明功和功率的概念与意义,能区别机械功率和机械效率。
②描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系,知道改变内能的途径,知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。
【学业要求】
①理解做功会发生能的转化。
②能用功和能的关系解释能的转化现象。
考点一:理解做功会发生能的转化
1.(2023九上·杭州期中)如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新提包的力没有做功的是( )
A.将包提起来 B.站在水平匀速行驶的车上
C.乘升降电梯 D.提着包上楼
2.(2023九上·杭州期中)杭州第4届亚残运会吉祥物飞飞在如图运动项自中,没有对物体做功的是( )
A.挺举杠铃的过程 B.滑动船浆的过程
C.抛出篮球后的过程 D.将弓拉弯的过程
3.(2023九上·吴兴期中)非洲旱季,常用Hippo roller(中间有转轴的塑料桶)运水。小华分别用背背、用手抱、用手平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是( )
A. B. C. D.
4.下列有关排球运动员在起跳后扣球的说法,正确的是( )
A.排球运动员在起跳后上升的过程中,克服自身重力做功
B.排球运动员在起跳后上升的过程中,地面对他做功
C.球离开排球运动员的手后继续往前飞行,是因为手对球做了功
D.球离开排球运动员的手后继续往前飞行,只有重力做功
5.排球是义乌市中考体育测试自选项目之一。如图是某同学排球考试时的场景。下列分析正确的是( )
A.排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
B.在击打排球过程中人没有对排球做功
C.手击打排球的力大于排球对手的作用力
D.排球上升到最高点时受力不平衡
6.(2023九上·义乌月考)如图所示,两个滑梯高度相等,如果小玲分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面,小玲所受重力做功分别为W1和W2,则下列说法正确的是( )
A.无法比较 B.W1<W2
C.W1=W2 D.W1>W2
7.(2023九上·浙江期中)如图所示,小科用注射器疏通篮球的气门芯,把针头插入篮球中,发现注射器活塞自动弹出,飞出一段距离。活塞弹出时动能增加的原因是( )
A.篮球内气体对活塞做功 B.活塞的重力对活塞做功
C.空气的阻力对活塞做功 D.注射器针筒对活塞做功
8.如图,是小球从某高度处由静止下落过程的路程与时间关系图,在下面的四个选项中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同,下列说法正确的是( )
A.大人与小孩做功相同,两人功率相同
B.大人与小孩做功相同,小孩功率大
C.大人比小孩做功多,大人功率大
D.大人比小孩做功多,小孩功率大
10.(2023九上·东阳期中)如图,在粗糙程度相同的表面上,用大小相等的拉力F,沿不同的方向拉物体运动相同的路程s,则下列关于拉力做功的判断中正确的是( )
A.乙图中的拉力做功最少
B.甲图中的拉力做功最少
C.甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多
D.丙图中的拉力做功最多
11.(2023九上·衢江期中)如图是物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平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,则下列说法中正确的是( )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.W1>W2 D.无法比较
12.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s-t图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,相同时间内所做的功分别为W1、W2,则它们的关系正确的是( )。
A.F1>F2,W1>W2 B.F1=F2,W1>W2
C.F1=F2,W1
13.(2023九上·杭州月考)如图所示,原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,当其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为25J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1J。则木块最终静止的位置一定不可能位于 (B/C/D)点,整个过程中木块克服阻力做的功是 J,整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 (B/C/D)点。
14.(2023九上·衢江期中)水平地面上有一木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示。此过程中推力F和木箱前进的速度v随时间t的变化情况分别如图乙、丙。
(1)0~1秒内,推力F对木箱 (填“有”或“没有”)做功。
(2)3~5秒内,推力F对木箱所做的功为 焦。
15.(2024九下·义乌开学考)我市部分公交车以天然液化气为燃料,其主要成分是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总重力是,那么1m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以10m/s的速度水平匀速行驶1500min。水平匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。请回答下列问题:
(1)甲烷气体完全燃烧时,甲烷的 能转化为内能。
(2)公交车的功率一定时,车上坡时应 (选填“减小”或“增大”)速度。
(3)公交车满载时以10m/s的速度水平匀速行驶2min,求车克服摩擦所做的功。(写出具体解题过程)
考点二:能用功和能的关系解释能的转化现象
1.科学中常用数量关系来表示某些量。下列对图像中阴影面积表示的量的判断,正确的是( )
A.压强 B.压力
C.功率 D.时间
2.如图所示为引体向上的示意图。某同学在1分钟内做了8个规范的引体向上,则他在整个过程中的功率最接近( )
A.30瓦 B.60瓦 C.80瓦 D.100瓦
3.(2023九上·龙湾月考)举重是杭州亚运会的一项比赛项目。在比赛中运动员甲比乙高,如果甲和乙举起相同质量的杠铃所用的时间相等,如图,则( )
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
4.(2023·杭州模拟)完全相同的A和B两物体,在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s。如图,力F对A、B两物体做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2。下列的大小比较一定正确的是( )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.P1=P2 D.P1>P2
5.(2023九上·平湖期末)总质量为3×103kg的房车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶了200km(如图),若车受到的阻力是总重的0.1倍,则此次行程中下列有关说法正确的是( )
A.房车受到的牵引力为3×103N
B.房车牵引力做功为6×107J
C.房车行驶中功率为3×105W
D.房车行驶中机械能转化为化学能
6.如图,分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体沿同一光滑斜面以相同的速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中,F1、F2、F3做功的功率大小关系是( )
A.P1=P2=P3 B.P1>P2=P3 C.P3>P2>P1 D.P1>P2>P3
7.(2023·杭州模拟)如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。两次拉动木块的s﹣t图像分别是图乙中的图线①②。则下列物理量相等的是( )
A.木块前后两次所受的摩擦力
B.木块前后两次运动的速度
C.前后两次在相同时间内拉力所做的功
D.前后两次拉力的功率
8.(2023九上·余姚期末)“建设美丽城市,优化市内交通”,宁波市计划建设地铁五号线。地铁的建造过程需要大型机械——盾构机。如图是地铁建设施工挖隧道的盾构机正面,下列关于工作中的盾构机说法正确的是( )
A.做的功越多,机械效率越高
B.做功多的盾构机,功率大
C.延长工作时间,可提高机械效率
D.做功越快的盾构机,功率越大
9.如图所示,用三种方法拉动同一物体以相同速度v匀速上升相同高度h。拉力F1、F2、F3的功率分别是P1、P2、P3。不计滑轮与绳及滑轮与转轴之间的摩擦,不计滑轮、绳的重力,则下列功率大小关系正确的是( )
A.P1>P2>P3 B.P1>P3>P2 C.P2>P3>P1 D.P1=P2=P3
10.(2022九上·杭州月考)如图甲,物体A在水平拉力F的作用下,以0.2米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动,此时弹簧秤示数如图乙所示。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮之间的摩擦,则下列说法中不正确的是( )
A.拉力F为2牛 B.A受到的摩擦力是4牛
C.拉力F的功率为0.4瓦 D.重力对物体A不做功
11.一块石头从离水面高为H处由静止开始下落,后落入足够深的水中至水底。已知石头密度为2.0×103kg/m3,不计空气阻力,不计进入水中时机械能损失,而水中受到阻力始终为重力的,设在空中和水中分别下落H高度过程中,重力对石子所做的功分别是W空、W水,重力做功的平均功率分别是P空 、P水,则( )
A.W空 = W水,P空 > P水 B.W空 = W水,P空 < P水
C.W空 > W水,P空 > P水 D.W空 < W水,P空 < P水
12.(2023九上·滨江期中)小明的质量为50kg,俯卧撑和跳绳是他热爱的两项运动。俯卧撑时他所受的重力可视为集中在A点,静止支撑时如图甲所示,此时地面对双手的支持力为F;跳绳时重心高度随时间变化的情况如图乙所示,若他跳绳1分钟克服重力做功的平均功率为P。则F和P分别为( )
A.295N,168.75W B.295N,135W
C.715N,168.75W D.715N,135W
13.(2023九上·浙江期中)一位攀岩者体重是60千克,背着质量为8千克的背包,用了2分钟登上一峭壁,此时攀岩者与起始点高度相差15米。试回答下列问题:
(1)攀岩者对背包做了多少功
(2)在这个过程中,攀岩者做功的功率是多大
14.(2023九上·义乌期末)塔吊是修建高层建筑常见的起重设备,又名“塔式起重机”。某塔吊以24kW的恒定功率将质量为2t的重物从静止开始竖直向上提升45s,重物上升过程中的速度v和时间t的关系图像如图所示。(g取10N/kg)
(1)求t=30s时重物所受的拉力。
(2)求整个过程中重物的最大速度。
(3)若重物上升的总高度为60m,则最后12s拉力的平均功率为多大?
1.小华参加校外劳动时,经历了如下过程:①她用力搬一筐玉米,未能搬起;②她又用力推筐,仍未推动;③在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上;④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则( )
A.①中小华对这筐玉米做了功 B.②中小华对这筐玉米做了功
C.③中他们对这筐玉米做了功 D.④中他们对手推车没有做功
2.(2023九上·柯城期末)如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )
A.小军拉着重物静止不动 B.小刚用力推汽车,汽车没动
C.小丽用力搬起箱子 D.小红背着书包在等车
3.(2023九上·安吉月考)2023年5月23日12时30分,我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,巍巍珠峰再次见证历史!如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中,体重(含装备)越大的队员一定( )
A.做功越多 B.功率越大 C.做功越快 D.功率越小
4.(2024九上·余杭期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA>FB,PAFB,PA>PB
C.FAPB
5.(2023九上·金华期中)如图所示是小明同学扔实心球的情景(包含四个过程)。其中,手对实心球做功的过程是( )
A.①和③ B.②和④ C.①和④ D.②和③
6.(2023九上·鄞州月考)下列情况中,人对物体做了功的是( )
A.人用力推木箱却没有椎动
B.手提着水桶在水平地面上匀速行走
C.举重运动员举着杠铃不动
D.人推着车在水平路面上向前匀速运动
7.(2023九上·温岭期中)如图有两个完全相同的弹簧秤,分别用相同的恒力F拉着弹簧测力计使不同物体按照甲、乙图示位置做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中弹簧测力计示数一定相等
B.甲、乙两图中两物体所受的摩擦力一定相等
C.乙物体在运动过程中拉力F所做的功等于克服重力所做的功
D.甲物体在运动过程中拉力F所做的功大于克服摩擦力所做的功
8.(2023九上·滨江期中)如图所示,分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体,滑轮质量均相等且动滑轮的重力小于物体重力,在相同的时间内物体被提升的高度也相等,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.三个装置所做的有用功为W甲=W乙=W丙
B.绳子自由端移动的速度关系为v甲C.绳子自由端的拉力大小为F甲>F乙=F丙
D.三个装置的机械效率为η甲>η乙=η丙
9.(2023九上·杭州期中)如图用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是(不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦)( )
A.地面对A的摩擦力为3N
B.绳子拉物体A的功率为2W
C.物体B受到的摩擦力为3N,方向水平向左
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数也增大
10.(2022九上·杭州月考)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的拉力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙 B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙<W丙
11.(2022九上·金华期中)如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为SAB,水平面CD光滑,长度为SCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD 。则( )
A.若SAB=SCD,则拉力在AB段做功较多
B.若SAB>SCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快
C.若SAB=SCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快
D.若vAB=vCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多
12.(2023·宁波模拟)甲、乙两铁块如图连接,吸附在竖直且足够长的固定磁板两侧,m甲=2.5 kg、m乙=3 kg,G动=5N,甲以0.2 m/s 的速度竖直向下匀速直线运动,磁性平板对甲、乙的磁力相同(细绳足够长且处于竖直拉伸状态,不计绳重和绳与滑轮的摩擦,磁性平板对其他器材无磁力作用且接触面粗糙程度都相同)。下列说法不正确的是( )
A.磁性平板对甲乙的摩擦力相同均为5N
B.甲所受拉力为20N
C.乙所受拉力的功率为1.5W
D.3s内甲、乙克服摩擦力做功不相等
13.(2023·宁波模拟)如图所示小科用5N的水平拉力F拉动装置,使重为80N的物体A在5s内沿水平地面运动了1m,物体B重50N(物体B与A始终接触),弹簧测力计的示数恒为2N。下列说法错误的是( )
A.物体A与物体B之间的摩擦力大小为2N
B.拉力F做的功为5J
C.拉力F做功的功率为1W
D.物体A受到地面的摩擦力为3N,方向为水平向左
14.(2023·鄞州模拟)如图甲所示,用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,提升吊篮C及其中的货物A和电动机B。启动电动机,它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计,在1s~2s内,滑轮组的机械效率为90%,则下列说法中正确的是( )
A.在0~1s内,电动机提供的拉力所做的功为1100J
B.在1s~2s内,电动机提供的拉力的功率为1500W
C.在0~3s内,电动机提供的拉力的功率为1275W
D.动滑轮重为100N
15.(2023九上·义乌月考)质量为m的同一物体,先用滑轮组(如图甲)匀速提升,后沿斜面(如图乙)匀速拉升,两次物体提升高度均为h,两次拉力大小均为0.8mg,斜面长AB=2h,则图乙中F做的功为 焦,两次提升物体的机械效率 (填“甲大”、“乙大”、“相等”或“无法确定”)。
16.(2023九上·杭州期中)风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置,小明是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率;
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有:天平、 ;
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率
P= (表达式中的物理量均用符号表示);
(4)如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值偏 。
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★专题4 功和功率的应用★
【课程标准】
①用实例说明功和功率的概念与意义,能区别机械功率和机械效率。
②描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系,知道改变内能的途径,知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。
【学业要求】
①理解做功会发生能的转化。
②能用功和能的关系解释能的转化现象。
考点一:理解做功会发生能的转化
1.(2023九上·杭州期中)如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新提包的力没有做功的是( )
A.将包提起来
B.站在水平匀速行驶的车上
C.乘升降电梯
D.提着包上楼
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.将包提起来,书包受到向上的力,且在力的方向上通过距离,因此对书包做功,故A不合题意;
B.站在水平匀速行驶的车上,书包受到向上的力,但是没有在这个方向上通过距离,因此对书包不做功,故B符合题意;
C.乘升降电梯,人受到向上的力,且人在这个力的方向上通过距离,因此对人做功,故C不合题意;
D.提着包上楼,书包受到向上的力,且在力的方向上通过距离,因此对书包做功,故D不合题意。
故选B。
2.(2023九上·杭州期中)杭州第4届亚残运会吉祥物飞飞在如图运动项自中,没有对物体做功的是( )
A.挺举杠铃的过程
B.滑动船浆的过程
C.抛出篮球后的过程
D.将弓拉弯的过程
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功包含两个必要因素,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过一段距离。
【解答】A.飞飞对杠铃有竖直向上的力的作用,且杠铃在力的方向上移动了一段距离。A不符合题意。
B.飞飞滑动船桨,对船桨有力的作用,且船桨在力的方向上移动了一段距离。B不符合题意。
C.飞飞抛出篮球后,飞飞对篮球没有力的作用,飞飞对篮球没有做功。C符合题意。
D.飞飞将弓拉弯,对弓有力的作用,且弓弯曲,在力的方向上有力的作用。D不符合题意。
故答案为:C。
3.(2023九上·吴兴期中)非洲旱季,常用Hippo roller(中间有转轴的塑料桶)运水。小华分别用背背、用手抱、用手平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断;功的计算公式的应用
【解析】【分析】功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同,利用功的公式W=Fs分析判断。
【解答】A、B. 由图可知,A、B中小华是用背背、用手抱,即力的方向竖直向上,桶是在水平方向上移动的距离,即沿竖直向上的方向没有移动距离,因此不做功。A、B不符合题意。
C、D. C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力,所以C中拉力大于D中拉力,由于所移动的距离s相同,由W= Fs可知C做功最多。D不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
4.下列有关排球运动员在起跳后扣球的说法,正确的是( )
A.排球运动员在起跳后上升的过程中,克服自身重力做功
B.排球运动员在起跳后上升的过程中,地面对他做功
C.球离开排球运动员的手后继续往前飞行,是因为手对球做了功
D.球离开排球运动员的手后继续往前飞行,只有重力做功
【答案】A
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.排球运动员在起跳后上升的过程中,运动员受到重力,且在重力方向上通过距离,因此克服自身重力做功,故A正确;
B.排球运动员在起跳后上升的过程中,此时地面没有力作用在运动员身上,因此地面对他不做功,故B错误;
C.球离开排球运动员的手后继续往前飞行,是因为排球有惯性,故C错误;
D.球离开排球运动员的手后继续往前飞行,空气阻力和重力都对排球做功,故D错误。
故选A。
5.(2019·义乌模拟)排球是义乌市中考体育测试自选项目之一。如图是某同学排球考试时的场景。下列分析正确的是( )
A.排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
B.在击打排球过程中人没有对排球做功
C.手击打排球的力大于排球对手的作用力
D.排球上升到最高点时受力不平衡
【答案】D
【知识点】惯性;平衡状态的判断;力是否做功的判断
【解析】【分析】(1)惯性是物体保持运动状态不变的性质,一切物体都有惯性;
(2)做功的两个要素:作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离;
(3)两个互为相互作用力的力大小相等;
(4)如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么它处于平衡状态。
【解答】A. 排球离开手后还能继续向上运动是由于有惯性,而不能说成受到惯性作用,故A错误;
B.右手打排球过程中,排球受到力,且在力的方向上通过距离,因此对排球做功,故B错误;
C.手击打排球的力和排球对手的作用力是相互作用力,二者大小相等,故C错误;
D.排球上升到最高点时只受向下的重力,因此受力不平衡,故D正确。
故选D。
6.(2023九上·义乌月考)如图所示,两个滑梯高度相等,如果小玲分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面,小玲所受重力做功分别为W1和W2,则下列说法正确的是( )
A.无法比较 B.W1<W2 C.W1=W2 D.W1>W2
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs比较二者重力做功大小即可。
【解答】根据题意可知,两个滑梯的高度相同,且小玲的重力不变,根据W=Gh可知,小玲重力做功相等,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.(2023九上·浙江期中)如图所示,小科用注射器疏通篮球的气门芯,把针头插入篮球中,发现注射器活塞自动弹出,飞出一段距离。活塞弹出时动能增加的原因是( )
A.篮球内气体对活塞做功 B.活塞的重力对活塞做功
C.空气的阻力对活塞做功 D.注射器针筒对活塞做功
【答案】A
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】根据气体做功会使动能增加分析。
【解答】 用注射器疏通篮球的气门芯,把针头插入篮球中,发现注射器活塞自动弹出,飞出一段距离,活塞弹出是由于篮球内气体对活塞做功,使动能增加。
故选A。
8.如图,是小球从某高度处由静止下落过程的路程与时间关系图,在下面的四个选项中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据图像分析高度随时间的变化规律,再根据W=Gh分析功随时间的变化规律。
【解答】 根据h-t可知,单位时间内物体下落的高度越来越大。根据W=Gh可知,单位时间内重力对该球做功也越来越多。 因物体的重力不变,所以重力做功的变化与高度的变化是相同的,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
9. 如图所示,大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同,下列说法正确的是( )
A.大人与小孩做功相同,两人功率相同
B.大人与小孩做功相同,小孩功率大
C.大人比小孩做功多,大人功率大
D.大人比小孩做功多,小孩功率大
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【解答】解:
大人与小孩爬相同的楼梯,h相同,但大人体重比小孩的大,由W=Gh可知大人做功多;
爬楼梯所用时间相同,根据P=可知大人的功率大.所以ABD错误,C正确.
故选C.
【分析】大人与小孩爬相同的楼梯,h相同,但体重不同,根据W=Gh判断两人做功的大小关系;
比较大人与小孩做功大小和所用时间大小,利用P=比较二人功率大小.
10.(2023九上·东阳期中)如图,在粗糙程度相同的表面上,用大小相等的拉力F,沿不同的方向拉物体运动相同的路程s,则下列关于拉力做功的判断中正确的是( )
A.乙图中的拉力做功最少
B.甲图中的拉力做功最少
C.甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多
D.丙图中的拉力做功最多
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】功的大小是物体所受的力与在力的方向上通过距离的乘积。
【解答】因为F甲=F乙=F丙,s甲=s乙=s丙,所以由功的计算公式W =Fs可以看出:W甲=W乙=W丙,故C正确。故本题答案为C。
11.(2023九上·衢江期中)如图是物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平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,则下列说法中正确的是( )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.W1>W2 D.无法比较
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据功的公式W=FS可直接作出判断:可知力做功的多少与接触面是否粗糙无关,只与力的大小和物体在力的方向上通过的距离有关。
【解答】由公式W=FS可知,力F是恒定不变的,两次通过的距离s相等,因此W1=W2;故选B。
12.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s-t图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,相同时间内所做的功分别为W1、W2,则它们的关系正确的是( )。
A.F1>F2,W1>W2 B.F1=F2,W1>W2
C.F1=F2,W1【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据影响滑动摩擦力的因素的知识比较前后两次物体受到的摩擦力大小关系,再根据平衡力的知识比较两次物体受到的拉力大小;
(2)根据图像确定相同时间内两次运动距离大小,再根据W=Fs比较两次做功大小。
【解答】(1)在前后两次运动中,物体对接触面的压力和粗糙程度不变,因此受到的滑动摩擦力大小相同。前后两次都做匀速直线运动,则物体受到的拉力都等于摩擦力,因此两个拉力相等,即F1=F2;
(2)根据图片可知,相同时间内经过的路程s1>s2,根据W=Fs可知,两次做的功W1>W2。
故选B。
13.(2023九上·杭州月考)如图所示,原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,当其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为25J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1J。则木块最终静止的位置一定不可能位于 (B/C/D)点,整个过程中木块克服阻力做的功是 J,整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 (B/C/D)点。
【答案】C;24;B
【知识点】功的计算公式的应用;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)根据木块静止时具有弹性势能分析弹簧是否发生形变即可;
(2)弹簧的弹性势能转化为木块的动能,而木块克服摩擦做功,因此弹簧弹性势能的减小量就是克服阻力做功;
(3)当物体受到的合力方向与运动方向相同时做加速运动;当合力为零时加速停止,此时做减速运动;当合力方向与运动方向相反时,做减速运动。
【解答】(1)根据题意可知,当木块静止时,弹簧的弹性势能不为零,那么弹簧肯定发生形变,则它的长度不可能为原长,即不可能在C点;
(2)根据题意可知,木块克服阻力做功:W=25J-1J=24J;
(3)根据题意可知,当第一次从A到D的过程中,开始时,由于弹力大于摩擦力,则木块做加速运动。随着弹力的减小,当弹力和摩擦力相等时,加速停止,此时速度最大。因为此时弹力不为零,即发生形变,那么速度最大的位置可能位于B点。
14.(2023九上·衢江期中)水平地面上有一木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示。此过程中推力F和木箱前进的速度v随时间t的变化情况分别如图乙、丙。
(1)0~1秒内,推力F对木箱 (填“有”或“没有”)做功。
(2)3~5秒内,推力F对木箱所做的功为 焦。
【答案】(1)没有
(2)800
【知识点】力是否做功的判断;功的计算公式的应用
【解析】【分析】由丙图可知,在0~1s内木箱没有移动,1~3s内木箱在做加速直线运动,在3~5s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,推力和滑动摩擦力是一对平衡力;由乙图可知,0~1s内木箱受到100N的拉力,1~3s内木箱受到300N的拉力,在3~5s内木箱受到200N的拉力。
【解答】(1)在0~1s内木箱没有移动,所以F对木箱没有做功。
(2)由丙图可知,箱子3~5s内的速度为2m/s,则箱子3~5s内通过的距离s=vt=2m/sx2s=4m,由乙图可知此时受到的推力F=200N,因此推力做功W=Fs=200N4m=800J。
15.(2024九下·义乌开学考)我市部分公交车以天然液化气为燃料,其主要成分是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总重力是,那么1m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以10m/s的速度水平匀速行驶1500min。水平匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。请回答下列问题:
(1)甲烷气体完全燃烧时,甲烷的 能转化为内能。
(2)公交车的功率一定时,车上坡时应 (选填“减小”或“增大”)速度。
(3)公交车满载时以10m/s的速度水平匀速行驶2min,求车克服摩擦所做的功。(写出具体解题过程)
【答案】(1)化学
(2)减小
(3)3×106J
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)甲烷气体完全燃烧时,甲烷的化学能转化为内能;
(2)利用P=Fv分析解答。
(3)根据s=vt计算出公交车满载时以10m/s的速度水平匀速行驶2min行驶的距离,再根据f=0.05G计算公交车受到的阻力,最会根据W=fs算出车克服摩擦所做的功;
【解答】(1)甲烷气体完全燃烧时,甲烷的化学能转化为内能;
(2)根据P=Fv可知,公交车的功率一定时,通过减小车上坡时的速度来增大牵引力;
(3)公交车满载时以10m/s的速度水平匀速行驶2min行驶的距离为:s=vt=10m/s×2×60s=1200m,
匀速行驶中公交车受到的平均阻力:f=0.05G总=0.05×5×104N=2500N,
车克服摩擦所做的功为:W=fs=2500N×1200m=3×106J;
考点二:能用功和能的关系解释能的转化现象
1.科学中常用数量关系来表示某些量。下列对图像中阴影面积表示的量的判断,正确的是( )
A.压强 B.压力
C.功率 D.时间
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;功率计算公式的应用
【解析】【分析】AB.长方形的面积公式S=ab,据此结合F=pS分析判断;
CD.根据公式W=Pt分析判断。
【解答】A.长方形的面积S=FS,而压强为,故A错误;
B.长方形的面积S=pS,而压力F=pS,故B正确;
C.长方形的面积S=Wt,而功率,故C错误;
D.长方形的面积S=WP,而时间,故D错误。
故选B。
2.如图所示为引体向上的示意图。某同学在1分钟内做了8个规范的引体向上,则他在整个过程中的功率最接近( )
A.30瓦 B.60瓦 C.80瓦 D.100瓦
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】首先估算人体的重力和引体向上时上升的距离,然后根据W=Gh计算一次做的功,再根据W总=nW计算1min内做的总功,最后根据计算平均功率。
【解答】某同学的重力约为500N,每一次引体向上的高度约为0.6m,
某同学每一次引体向上所做的功:W=Gh=500N×0.6m=300J;
某同学1分钟做的总功:W总=300J×8=2400J,
那么该同学做功的平均功率:。
故A符合题意,而B、C、D不合题意。
故选B。
3.(2023九上·龙湾月考)举重是杭州亚运会的一项比赛项目。在比赛中运动员甲比乙高,如果甲和乙举起相同质量的杠铃所用的时间相等,如图,则( )
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
【答案】A
【知识点】功;功率计算公式的应用
【解析】【分析】做功功率。
【解答】甲图比乙图上升高度更高, 举起相同质量的杠铃 ,甲做功更多,时间相等,,甲功率更大,综合分析甲做功较多,功率较大,故答案为:A。
4.(2023·杭州模拟)完全相同的A和B两物体,在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s。如图,力F对A、B两物体做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2。下列的大小比较一定正确的是( )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.P1=P2 D.P1>P2
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs比较功的大小,根据P=Fv计算功率大小。
【解答】分析可知,两种情况下物体受到的拉力相等,且在力的方向上通过的距离相等,根据W=Fs可知,拉力对物体做的功相等,故A错误,B正确;
物体在光滑冰面上受到的阻力肯定小于在粗糙地面上的阻力,因此物体在冰面上的速度肯定大于在地面上的速度。根据P=Fv可知,功率P1故选B。
5.(2023九上·平湖期末)总质量为3×103kg的房车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶了200km(如图),若车受到的阻力是总重的0.1倍,则此次行程中下列有关说法正确的是( )
A.房车受到的牵引力为3×103N
B.房车牵引力做功为6×107J
C.房车行驶中功率为3×105W
D.房车行驶中机械能转化为化学能
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)根据题意计算房车匀速行驶时受到的阻力,汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,根据W=Fs得到房车行驶过程中牵引力所做的功;
(2)根据计算牵引力做功的功率;
(3)房车行驶中内能转化为机械能。
【解答】A.该房车的总重力为:
G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N,
房车匀速行驶时受到的阻力为:
f=0.1G=0.1×3×104N=3×103N,
由题知汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,则牵引力F=f=3×103N,故A正确,
B.牵引力做的功为:
W=Fs=3000N×200×103m=6×108J,故B错误;
C.汽车的速度,
牵引力做功的功率,故C错误;
D.房车行驶中内能转化为机械能,故D错误。
故答案为:A。
6.如图,分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体沿同一光滑斜面以相同的速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中,F1、F2、F3做功的功率大小关系是( )
A.P1=P2=P3 B.P1>P2=P3 C.P3>P2>P1 D.P1>P2>P3
【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【解答】 拉力功率 ,有条件可知速度相同,又因为斜面倾角、质量相同,故拉力F1=F2=F3,所以功率P1=P2=P3 。
故选A
【分析】要从已知条件判断拉力大小关系,再利用功率变形公式 即可判断拉力功率大小。
7.(2023·杭州模拟)如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。两次拉动木块的s﹣t图像分别是图乙中的图线①②。则下列物理量相等的是( )
A.木块前后两次所受的摩擦力
B.木块前后两次运动的速度
C.前后两次在相同时间内拉力所做的功
D.前后两次拉力的功率
【答案】A
【知识点】速度公式及其应用;影响摩擦力大小的因素;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据影响滑动摩擦力的因素判断摩擦力的大小;
(2)根据图乙比较木块运动速度的大小;
(3)首先根据s=vt比较木块运动距离的大小,再根据W=Fs比较对木块做功大小;
(4)根据P=Fv比较拉力做功的功率大小。
【解答】A.同一木块对水平面的压力始终等于自身重力,即压力大小不变,且接触面的粗糙程度不变,那么木块前后两次运动受到的滑动摩擦力相等,故A符合题意;
B.根据乙图可知,在相同的时间内,第①次通过的距离大于第②次通过的距离,根据公式可知,第①次运动的速度大于第②次的速度,故B不合题意;
C.根据s=vt可知,在相同时间内通过的路程s1>s2。根据二力平衡的知识可知,木块受到的拉力始终等于滑动摩擦力,即F1=F2。根据W=Fs可知,第①次做功大于第②次做功,故C不合题意;
D.已知v1>v2,且F1=F2,根据P=Fv可知,拉力的功率P1>P2,故D不合题意。
故选A。
8.(2023九上·余姚期末)“建设美丽城市,优化市内交通”,宁波市计划建设地铁五号线。地铁的建造过程需要大型机械——盾构机。如图是地铁建设施工挖隧道的盾构机正面,下列关于工作中的盾构机说法正确的是( )
A.做的功越多,机械效率越高
B.做功多的盾构机,功率大
C.延长工作时间,可提高机械效率
D.做功越快的盾构机,功率越大
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据机械效率的定义判断;
(2)(4)根据功率的定义判断;
(3)根据机械效率的影响因素判断。
【解答】根据可知,当盾构机做的总功相同时,有用功越多,则机械效率越高,故A错误;
根据可知,当做功时间相同时,做功越多,则功率越大,故B错误;
工作时间对机械效率没有影响,故C错误;
功率是表示物体做功快慢的物理量,故D正确。
故选D。
9.如图所示,用三种方法拉动同一物体以相同速度v匀速上升相同高度h。拉力F1、F2、F3的功率分别是P1、P2、P3。不计滑轮与绳及滑轮与转轴之间的摩擦,不计滑轮、绳的重力,则下列功率大小关系正确的是( )
A.P1>P2>P3 B.P1>P3>P2 C.P2>P3>P1 D.P1=P2=P3
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】物体在竖直方向上做匀速直线运动,不计滑轮重、绳重及摩擦,根据定滑轮和动滑轮的工作特点,分别求出F1、F2、F3,根据动滑轮和定滑轮的特点分别求出拉力作用点移动的速度和物体移动速度的关系,根据P===Fv算出拉力的功率,再进行比较。
【解答】根据题意可知,用三种方法拉动同一物体以相等速度v匀速上升相同高度h,
甲图:滑轮为动滑轮,动滑轮能省一半的力,则此时拉力F1=G;
但是多费1倍的距离,则拉力作用点移动的速度v1=2v;
拉力的功率P1=F1v1=G×2v=Gv;
乙图:滑轮为动滑轮,但拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是一个费力杠杆,多费1倍的力,省一半的距离,因此F2=2G,拉力作用点移动的速度v2=v;
那么拉力移动的功率:P2=F2v2=2G×v=Gv;
丙图:滑轮为定滑轮,定滑轮不能省力,且不计滑轮重及摩擦,则此时拉力F3=G;拉力作用点移动的速度v3=v;
拉力的功率分别为:P3=F3v3=G×v=Gv,
所以拉力F1、F2、F3的功率P1=P2=P3,故A、B、C错误,而D正确。
故选D。
10.(2022九上·杭州月考)如图甲,物体A在水平拉力F的作用下,以0.2米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动,此时弹簧秤示数如图乙所示。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮之间的摩擦,则下列说法中不正确的是( )
A.拉力F为2牛 B.A受到的摩擦力是4牛
C.拉力F的功率为0.4瓦 D.重力对物体A不做功
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力是否做功的判断;功率计算公式的应用;动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】(1)根据图乙确定测力计的分度值,根据指针位置读出拉力F;
(2)根据二力平衡的知识计算A受到的摩擦力;
(3)首先根据v=nv物计算拉力的速度,再根据P=Fv计算拉力的功率;
(4)做功的两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.根据图乙可知,测力计的分度值为1N,则拉力F=2N,故A正确不合题意;
B.当物体匀速直线运动时,动滑轮上向左受到两个拉力F,向右受到A的拉力,等于A受到的摩擦力。根据二力平衡的知识可知,A受到的摩擦力f=2F=2×2N=4N,故B正确不合题意;
C.拉力F移动的速度v=nv物=2×0.m/s=0.4m/s,则拉力的功率:P=Fv=2N×0.4m/s=0.8W,故C错误符合题意;
D.物体A的重力竖直向下,而它没有在这个方向上通过距离,因此重力不做功,故D正确不合题意。
故选C。
11.一块石头从离水面高为H处由静止开始下落,后落入足够深的水中至水底。已知石头密度为不计空气阻力,不计进入水中时机械能损失,而水中受到阻力始终为重力的,设在空中和水中分别下落H高度过程中,重力对石子所做的功分别是、,重力做功的平均功率分别是、,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Gh比较做功大小,根据P=Fv比较功率大小。
【解答】 根据图片可知,石头在空中和水中下落的高度相等, 石头的重力G不变,
根据W=Gh可知,在空中和水中重力对石子所做的功相等,即W空=W水;
石头在水中仍在加速,且速度大于在空中, 根据P=Gv可知,做功的功率P空气故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.(2023九上·滨江期中)小明的质量为50kg,俯卧撑和跳绳是他热爱的两项运动。俯卧撑时他所受的重力可视为集中在A点,静止支撑时如图甲所示,此时地面对双手的支持力为F;跳绳时重心高度随时间变化的情况如图乙所示,若他跳绳1分钟克服重力做功的平均功率为P。则F和P分别为( )
A.295N,168.75W B.295N,135W
C.715N,168.75W D.715N,135W
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)用杠杆的平衡条件F1L1-F2L2可以求出地面对双手的支持力;
(2)利用公式W=Gh求解克服重力做一次的功,根据图乙可知1min内的跳绳次数和每次跳起的高度,根据W=Gh求1min内克服重力做的功,利用功率的公式计算功率的大小。【解答】(1)人的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
将人体看作一个杠杆,脚尖处为支点,重力为阻力,地面对手的支持力为动力,
根据杠杆的平衡条件F1L1-F2L2可得:F支×L1=G×L2,
即:F支×(1m+0.7m)=500N×1m,
解得:F支≈294N,即地面对双手的支持力F至少为294N;
(2)由图乙可知跳一次所用时间s,
1min内所跳的次数:,
起跳的最大高度h=0.09m;
克服重力做功:W=G nh=500N×180×0.09m=8100J;
1min内克服重力做功的平均功率:。
故选B。
13.(2023九上·浙江期中)一位攀岩者体重是60千克,背着质量为8千克的背包,用了2分钟登上一峭壁,此时攀岩者与起始点高度相差15米。试回答下列问题:
(1)攀岩者对背包做了多少功
(2)在这个过程中,攀岩者做功的功率是多大
【答案】(1)攀岩者对背包做功:W=Gh=8kg×10N/kg×15m=1200J;
(2)攀岩者做的功:W总=G总h=(60kg+8kg)×10N/kg×15m=10200J;
则攀岩者做功的功率:。
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据W=Gh计算攀岩者对背包做的功;
(2)首先根据W总=G总h计算攀岩者做的功,再根据计算做功的功率大小。
14.(2023九上·义乌期末)塔吊是修建高层建筑常见的起重设备,又名“塔式起重机”。某塔吊以24kW的恒定功率将质量为2t的重物从静止开始竖直向上提升45s,重物上升过程中的速度v和时间t的关系图像如图所示。(g取10N/kg)
(1)求t=30s时重物所受的拉力。
(2)求整个过程中重物的最大速度。
(3)若重物上升的总高度为60m,则最后12s拉力的平均功率为多大?
【答案】(1)解:在15~45s内,重物做匀速直线运动,拉力与重力二力平衡
t=30s时,重物所受的拉力F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
(2)解:在15~45s内,塔吊功率不变,即重物受到的拉力的功率不变
由P==Fv得,重物的最大速度vm==1.2m/s
(3)解:塔吊全程对重物所做的功
W=Gh=mgh=2×103kg×10N/kg×60m=1.2×106J
前45s拉力所做的功W1=Pt1=2.4×104W×45s=1.08×106J
最后12s拉力所做的功
W2=W-W1=1.2×106J-1.08×106J=1.2×105J
最后12s拉力的平均功率P'==1×104W
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图像确定t=30s时重物的运动状态,然后根据平衡力的知识F=G=mg计算重物受到的拉力。
(2)根据图片可知,在15~45s内,塔吊功率不变,即重物受到的拉力的功率不变,此时速度最大,根据计算即可。
(3)根据W=Gh计算重物升高60m做的总功,再根据W1=Pt1计算前45s内拉链做的功,前后两个相减得到最后12s内拉力做的功,再根据 计算这段时间内拉力的平均功率即可。
1.小华参加校外劳动时,经历了如下过程:①她用力搬一筐玉米,未能搬起;②她又用力推筐,仍未推动;③在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上;④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则( )
A.①中小华对这筐玉米做了功 B.②中小华对这筐玉米做了功
C.③中他们对这筐玉米做了功 D.④中他们对手推车没有做功
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的的距离。
【解答】①她用力搬一筐玉米,未能搬起,则玉米没有在力的方向上通过距离,因此对玉米不做功;
②她又用力推筐,仍未推动,筐受到推力,但是没有在推力的方向上通过距离,因此对玉米不做功;
③在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上,玉米受到向上的支持力,且在这个方向上通过距离,因此对玉米做功;
④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库,小车受到向前的推力,且在这个方向上通过距离,因此推力对小车做功。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
2.(2023九上·柯城期末)如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )
A.小军拉着重物静止不动
B.小刚用力推汽车,汽车没动
C. 小丽用力搬起箱子
D.小红背着书包在等车
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.小军拉着重物静止不动时,重物受到向上的拉力但是没有在力的方向上通过距离,因此对重物不做功,故A不合题意;
B.小刚用力推汽车,汽车没动,汽车受到推力但是没有移动距离,因此没做功,故B不合题意;
C. 小丽用力搬起箱子时,箱子受到向上的力,且在向上的方向上通过距离,因此对箱子做功,故C符合题意;
D.小红背着书包在等车,书包受到向上的力但是没有移动距离,因此对书包不做功,故D不合题意。
故选C。
3.(2023九上·安吉月考)2023年5月23日12时30分,我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,巍巍珠峰再次见证历史!如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中,体重(含装备)越大的队员一定( )
A.做功越多 B.功率越大 C.做功越快 D.功率越小
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式W=Gh和分析判断。
【解答】从山脚到峰顶的过程中,各科考队员上升的高度是相同的,根据公式W=Fs=Gh可知,体重越大(含装备)越大的队员,做功越多。因为从山脚到山顶各科考队员所用的时间未知,根据可知,功率的大小无法比较,则做功快慢无法比较,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.(2024九上·余杭期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA>FB,PAFB,PA>PB
C.FAPB
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】同一个物体升高相同高度,克服重力做功相同。
【解答】A这边坡度比B缓,更容易将物体拉到顶部, FA故答案为:C。
5.(2023九上·金华期中)如图所示是小明同学扔实心球的情景(包含四个过程)。其中,手对实心球做功的过程是( )
A.①和③ B.②和④ C.①和④ D.②和③
【答案】A
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】①捡起球时,对球施加向上的力,且球在向上的方向上通过距离,因此对球做功;
②实心球停在空中时,球受到向上的力,但是没有在力的方向上通过距离,因此对球不做功;
③挥动球时,球受到人的推力,且在力的方向上通过距离,因此对球做功;
④当球飞出去时,球不受人的推力,因此对球不做功。
故A正确,B、C、D不合题意。
故选A。
6.(2023九上·鄞州月考)下列情况中,人对物体做了功的是( )
A.人用力推木箱却没有椎动
B.手提着水桶在水平地面上匀速行走
C.举重运动员举着杠铃不动
D.人推着车在水平路面上向前匀速运动
【答案】D
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素:①作用在物体上的力;② 物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.人用力摊木箱却没有推动,木箱受到推力,但是没有在力的方向上通过距离,因此人对物体不做功,故A错误;
B.手提着水桶在水平地面上匀速行走时,手对水桶的拉力竖直向上,而水桶却在水平方向上通过距离,因此人对水桶不做功,故B错误;
C.举重运动员举着杠铃不动,杠铃受到竖直向上的举力,但是没有在这个方向上通过距离,因此人对杠杆没有做功,故C错误;
D.人推着车在水平路面上向前匀速运动时,车受到向前的推力,且车在这个方向上通过距离,因此人对车做功,故D正确。
故选D。
7.(2023九上·温岭期中)如图有两个完全相同的弹簧秤,分别用相同的恒力F拉着弹簧测力计使不同物体按照甲、乙图示位置做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中弹簧测力计示数一定相等
B.甲、乙两图中两物体所受的摩擦力一定相等
C.乙物体在运动过程中拉力F所做的功等于克服重力所做的功
D.甲物体在运动过程中拉力F所做的功大于克服摩擦力所做的功
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】A.弹簧测力计的示数等于它受到的拉力;
B.根据摩擦力的影响因素判断;
CD.根据能量转化的知识判断。
【解答】A.根据题意可在,两个拉力大小相等,而测力计的示数等于拉力,因此两个测力计的示数相等,故A正确;
B.根据题意可在,水平面和斜面的粗糙程度不同,则物体对接触面的压力不等,因此物体受到的摩擦力大小不等,故B错误;
C.乙物体在运动过程中,拉力做的功等于克服重力做功和摩擦力做功之和,故C错误;
D.甲物体在运动过程中拉力做的功等于克服摩擦力做功,故D错误。
故选A。
8.(2023九上·滨江期中)如图所示,分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体,滑轮质量均相等且动滑轮的重力小于物体重力,在相同的时间内物体被提升的高度也相等,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.三个装置所做的有用功为W甲=W乙=W丙
B.绳子自由端移动的速度关系为v甲C.绳子自由端的拉力大小为F甲>F乙=F丙
D.三个装置的机械效率为η甲>η乙=η丙
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算;机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据W有用=G物h比较甲、乙、丙三种装置做的有用功大小;
B.根据图片确定承担重力的绳子段数n,再根据s=nh比较绳子自由端移动的距离大小,最后根据
比较绳子自由端移动的速度大小;
C.不计绳重和摩擦,根据F=×(G物+G动)比较绳子自由端拉力大小;
D.不计绳重和摩擦,根据比较装置的机械效率的关系。
【解答】A.根据题意可知,物体的重力相等,升高的高度相同,根据W有用=G物h可知,克服物体重力做的有用功相等,故A正确不合题意;
B.根据图片可知,承担重力的绳子段数n甲=1,n乙=2,n丙=3。在相同的时间内物体被提升的高度均为h,则绳子自由端移动的距离s甲=h,乙=2h,s丙=3h,因此s甲<s乙<s丙。运动时间相同,根据可知,绳子自由端移动的速度关系为v甲<v乙<v丙,故B正确不合题意;
C.不计绳重和摩擦,F甲=G物,F乙=×(G物+G动),F丙=×(G物+G动),滑轮质量均相等且G动小于G物,故F甲>F乙>F丙,故C错误符合题意;
D.不计绳重和摩擦,甲的有用功与总功相等,机械效率为100%。乙和丙克服动滑轮的重力做的功为额外功,根据装置的机械效率可知,则η乙=η丙,则η甲>η乙=η丙,故D正确不合题意。
故选C。
9.(2023九上·杭州期中)如图用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是(不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦)( )
A.地面对A的摩擦力为3N
B.绳子拉物体A的功率为2W
C.物体B受到的摩擦力为3N,方向水平向左
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数也增大
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用;动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】单独对B受力分析,根据二力平衡条件求出A对B的摩擦力的大小;根据物体间力的作用是相互的得出B对A的摩擦力的大小;
A处于静止状态,水平方向上受力平衡,根据力的平衡求出A受到地面的摩擦力的大小;根据求出绳子拉动A的功率的大小;
滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
【解答】AC.B静止处于平衡状态,水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用,由力的平衡条件可得,B受到的摩擦力f=F示=3N,方向水平向右;
由于物体间力的作用是相互的,B对A的摩擦力的方向水平向左,大小为3N;
A沿水平方向向右做匀速直线运动,A在水平方向上受力平衡;图中的滑轮为动滑轮,2段绳子向左的拉力与F平衡,即2F绳=F,则;
则地面对A的摩擦力f'=F绳-f=5N-3N=2N,故AC错误;
B.绳子拉物体A的功率:,故B正确;
D.在运动过程中若将拉力F增大,但是AB间的压力大小和接触面的粗糙程度不变,则AB间的摩擦力不变,且物体B仍然静止,由二力平衡条件可知,测力计的示数不变,仍为3N,故D错误。
故答案为:B。
10.(2022九上·杭州月考)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的拉力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙 B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙<W丙
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据功的计算式W=Fs分析判断。
【解答】根据W=Fs可知,拉力做功的大小只与拉力的大小和物体在力的方向上通过的距离有关,与接触面是否水平、物体的重力、运动方向或接触面粗糙程度无关。因为三个拉力相等,且运动距离相等,所以做功相等,即W甲=W乙=W丙。
故选C。
11.(2022九上·金华期中)如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为SAB,水平面CD光滑,长度为SCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD 。则( )
A.若SAB=SCD,则拉力在AB段做功较多
B.若SAB>SCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快
C.若SAB=SCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快
D.若vAB=vCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs比较做功的大小,根据P=Fv比较做功的快慢。
【解答】A.若SAB=SCD,且FAB=FCD,根据W=Fs可知,则拉力做功一样多,故A错误;
B.若SAB>SCD且tAB=tCD,根据公式可知,速度vAB>vCD。根据P=Fv可知,拉力在AB段做功快,故B正确;
C..若SAB=SCD且tAB>tCD,根据公式可知,速度vABD.若vAB=vCD,但是不知道运动时间的大小,因此无法确定运动距离s的大小。根据W=Fs可知,无法比较做功的大小,故D错误。
故选B。
12.(2023·宁波模拟)甲、乙两铁块如图连接,吸附在竖直且足够长的固定磁板两侧,m甲=2.5 kg、m乙=3 kg,G动=5N,甲以0.2 m/s 的速度竖直向下匀速直线运动,磁性平板对甲、乙的磁力相同(细绳足够长且处于竖直拉伸状态,不计绳重和绳与滑轮的摩擦,磁性平板对其他器材无磁力作用且接触面粗糙程度都相同)。下列说法不正确的是( )
A.磁性平板对甲乙的摩擦力相同均为5N
B.甲所受拉力为20N
C.乙所受拉力的功率为1.5W
D.3s内甲、乙克服摩擦力做功不相等
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)(2)分别对甲、乙和动滑轮进行受力分析,并列出平衡关系式,再根据影响滑动摩擦力的因素确定两个摩擦力大小关系,进而计算出摩擦力、以及两个拉力的大小。
(3)由v甲=2v乙可求出乙运动的速度,根据P=Fv可求出乙的功率;
(4)由v=st可求出甲、乙两物体运动的路程,再根据W=fs可求出甲、乙克服摩擦力做的功,即可判断它们的关系。
【解答】对甲、乙两物体进行受力分析,如下图所示:
甲受到的重力为:G甲=m甲g=2.5kg×10N/kg=25N,
乙受到的重力为:G乙=m乙g=3kg×10N/kg=30N,
因为甲、乙都做匀速直线运动,
则有:G甲=f甲+F甲,G乙+f乙=F乙,
磁性平板对甲和乙的磁力相同,则甲和乙受到的摩擦力相等,
即25N=f+F甲 ①,
30N+f=F乙 ②
对动滑轮进行受力分析得到:F乙+G动=2F甲;
即:F乙+5N=2F甲 ③;
①②③联立解得:f甲=f乙=5N,F甲=20N,F乙=35N;
故A、B正确不合题意;
由v甲=2v乙可知,乙运动的速度为:v乙=v甲=×0.2m/s=0.1m/s,
则乙所受拉力的功率为:P乙=F乙v乙=35N×0.1m/s=3.5W,故C错误符合题意;
D.甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为:
s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6m,
s乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m,
由W=fs可知,3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为:
W甲=f甲s甲=5N×0.6m=3J,
W乙=f乙s乙=5N×0.3m=1.5J,
所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等,故D正确不合题意。
故选C。
13.(2023·宁波模拟)如图所示小科用5N的水平拉力F拉动装置,使重为80N的物体A在5s内沿水平地面运动了1m,物体B重50N(物体B与A始终接触),弹簧测力计的示数恒为2N。下列说法错误的是( )
A.物体A与物体B之间的摩擦力大小为2N
B.拉力F做的功为5J
C.拉力F做功的功率为1W
D.物体A受到地面的摩擦力为3N,方向为水平向左
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据二力平衡条件求出物体A与物体B之间的摩擦力;
(2)根据W=Fs求出拉力F做的功;
(3)根据求拉力F做功的功率;
(4)若物体A做匀速直线运动,根据二力平衡条件求出地面对A的摩擦力,再结合题目实际分析解答。【解答】A.由图可知,物体B处于静止状态,水平方向受到测力计向右的拉力和A对B向左的摩擦力是一对平衡力,所以物体A与物体B之间的摩擦力f=F示=2N,故A正确不合题意;
B.拉力F做的功:W=Fs=5N×1m=5J,故B正确不合题意;
C.拉力F做功的功率:,故C正确不合题意;
D.若物体A做匀速直线运动时,受到水平向左的拉力和B对A向右的摩擦力、地面对A向右的摩擦力处于平衡状态,则地面对A水平向左的摩擦力:f地=F-fB对A=5N-2N=3N。但题中未提供物体A做匀速直线运动时拉力F的大小,因此无法求出物体A受到地面的摩擦力大小,故D错误符合题意。
故选D。
14.(2023·鄞州模拟)如图甲所示,用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,提升吊篮C及其中的货物A和电动机B。启动电动机,它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计,在1s~2s内,滑轮组的机械效率为90%,则下列说法中正确的是( )
A.在0~1s内,电动机提供的拉力所做的功为1100J
B.在1s~2s内,电动机提供的拉力的功率为1500W
C.在0~3s内,电动机提供的拉力的功率为1275W
D.动滑轮重为100N
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)由图乙知,在0~1s内,电动机提供的拉力,由图丁知,吊篮上升上升的高度,根据s=nh和W=Fs计算拉力所做的功;
(2)从乙图中找出1~2s内对应的拉力,由丁图找出对应的物体上升的高度h,根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功,再根据计算电动机提供的拉力的功率;
(3)由图乙知,0~3s内电动机提供的拉力,由丙图知,1~3s内吊篮匀速上升,求出吊篮2∽3s上升的高度h,根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功,再根据计算电动机提供的拉力的功率;
(4)已知在1s~2s内,滑轮组的机械效率为90%,一切摩擦和绳重均可忽略不计,根据、可以计算出动滑轮重。【解答】A.由图乙知,在0~1s内,电动机提供的拉力F1=550N。由图丁知,0~1s内吊篮上升上升的高度h1=0.5m,
由图甲知,承担重物绳子的段数n=4,所以s1=4h1,
拉力所做的功:W1=F1nh1=550N×4×0.5m=1100J,故A正确;
B.由图知,在1~2s内,电动机提供的拉力F2=500N。由丁图知,这段时间吊篮升高的高度h2=1.5m-0.5m=1m,
则s2=4h2=4×1m=4m,
则拉力F做的功W2=F2s2=500N×4m=2000J,
功率:,故B错误;
C.由乙图知,在1~3s内对应的拉力F=500N,
由丙图知,1~3s内吊篮匀速上升,2∽3s升高的高度h3=v3t3=1m/s×1s=1m,
则s3=4h3=4×1m=4m,
则拉力F做的功W3=Fs3=500N×4m=2000J,
在0~3s内拉力做的总功为W=1100J+2000J+2000J=5100J,
功率,故C错误;
D.在1s~2s内,滑轮组的机械效率为90%,
根据公式得到:
①
一切摩擦和绳重均可忽略不计,根据得到:
即:②
联立①②解得,G动=200N,G=1800N,故D错误。
故选A。
15.(2023九上·义乌月考)质量为m的同一物体,先用滑轮组(如图甲)匀速提升,后沿斜面(如图乙)匀速拉升,两次物体提升高度均为h,两次拉力大小均为0.8mg,斜面长AB=2h,则图乙中F做的功为 焦,两次提升物体的机械效率 (填“甲大”、“乙大”、“相等”或“无法确定”)。
【答案】2;保持静止
【知识点】功的计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据W=Fs计算图乙中拉力做的功;
(2)根据W有=Gh比较做的有用功大小,根据W总=Fs比较总功大小,最后根据比较机械效率大小。
【解答】(1)两次拉力大小均为0.8mg,斜面长AB=2h,
则图乙中F做的功为W=Fs=0.8mg×2h=1.6mgh;
(2)两次提升物体时,提升物体的高度相同,根据W有=Gh可知,有用功相同;
由图可知,提升物体绳子的条数为2,则自由端移动的距离s=2h;
物体在斜面通过的距离为AB=2h,根据W总=Fs可知,拉力做的总功相同;
由可知,两次提升物体的机械效率相等。
16.(2023九上·杭州期中)风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置,小明是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率;
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有:天平、 ;
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率P= (表达式中的物理量均用符号表示);
(4)如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值偏 。
【答案】(1)回形针
(2)刻度尺和秒表
(3)
(4)小
【知识点】观察结果的记录与分析;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图片可知,风车转动拉动回形针上升,即风车做的功可以通过回形针克服重力做功来反映,而对回形针做功的功率可以反映风车做功的功率;
(2)根据所测的物理量选择合适的测量工具;(3)根据做功公式W=Gh和功率公式得出细线对回形针做功的功率即为风车做功功率的表达式;
(4)注意线的重力对拉力做功的影响即可。【解答】(1)观察实验装置,小明是通过测量细线对回形针做功的功率来测定风车做功的功率;
(2)由可知,要测细线对回形针做的功率,需要天平测出回形针的总质量m、用刻度尺测出回形针上升的高度h,用秒表测出所用的时间t;
(3)克服回形针重力做功:W=Gh=mgh;
则风车做功的功率:。(4)测定风车在一定风速下做功的功率,其功率是一定的,线本身有质量,风车对回形针做功的同时要对线做功,选用较粗重的线做实验时,对较粗重的线做的功大于对选用较细的线做的功,则测出细线对回形针做的功偏小,故测出细线对回形针做功的功率值偏小。
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