第1节 功
力学中的功
1.下列有关力做功的说法中,正确的是 ( )
A.把水桶从一楼提到二楼,提水桶的力对水桶没有做功
B.提着水桶站在水平路面上,提水桶的力对水桶做了功
C.推着自行车沿水平方向前进,推车的力对车做了功
D.投出去的篮球在空中飞行的过程中,手的推力对篮球做了功
2.如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A.人用力搬石头,没有搬动 B.人将重物从地面拉到高处
C.人推一块大石头没推动 D.人抱箱子沿水平方向做匀速直线运动
3.水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离,则下列判断正确的是 ( )
A.文具盒所受重力做了功
B.文具盒所受支持力做了功
C.文具盒所受拉力做了功
D.没有力对文具盒做功
4.运动员把杠铃举起, 力对 做了功;成熟的苹果自由落下来, 力对
做了功。
5.起重机臂将混凝土板从地面的A点吊起,上升到B点后,又平移到C点,如图所示。在这个过程中,起重机臂的拉力做功的是 段,不做功的是 段。
功的计算
6.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.6 J B.30 J
C.60 J D.90 J
7.一物体受到5 N竖直向上的拉力F作用,沿水平方向以0.2 m/s的速度匀速运动了10 s,拉力F对物体做的功为 ( )
A.0 J B.1 J
C.10 J D.50 J
8.小明用100 N的水平拉力把重为500 N的木箱沿水平地面拉动6 m,小明做的功为 J;大刚把这个箱子匀速扛到6 m高的楼上,大刚做的功为 J。
9.(新科技)某公司研发的智能服务机器人具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50 N的牵引力作用下,以0.5 m/s的速度在水平地面上匀速直线行驶60 s。求:
(1)它行驶的路程。
(2)此过程中牵引力所做的功。
1.(跨体育学科)如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是 ( )
发力 上拉 翻站 上挺 站立
A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功
2.用大小相同的力F,作用在质量不同的物体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),F所做的功分别为W1和W2,则 ( )
A.W1=W2 B.W1=W2
C.W1=2W2 D.W1=4W2
3.某同学在10 s内用50 N的水平推力使一个质量为20 kg的物体沿水平地面前进了5 m,放手后,物体继续滑行了1.5 m,此人对物体所做的功是 ( )
A.325 J B.980 J
C.1 274 J D.250 J
4.(2025南京阶段练习)如图所示,一长方体木块置于一粗糙程度均匀的水平面上。甲图中立放,乙图中平放,丙图中平放且在其上方加一重物。三种情况下,匀速拉动长方体所需的水平拉力分别为F甲、F乙、F丙,木块被拉动了相同的距离,则下列关于拉力所做的功W甲、W乙、W丙的大小关系正确的是 ( )
甲 乙 丙
A.W甲B.W甲>W乙>W丙
C.W甲D.W甲=W乙5.子弹离开枪口后已经失去了向前的推力,仍能够继续飞行,是因为子弹具有 ,子弹在空中下落过程中,重力对它 (选填“做了功”或“没有做功”)。
6.一重为30 N的木块在大小为10 N的水平拉力作用下,10 s内沿水平地面前进5 m,则拉力做的功为 J;在此过程中重力对木块做的功为 J。
7.一个重200 N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25 m,拉力撤消后,物体由于惯性又前进了10 m。若拉力做的功为500 J,则拉力的大小为 N。
8.如图所示,一架无人机载着货物沿竖直方向匀速上升5 m,该货物的质量为3.6 kg,体积为2.4×
10-3 m3,g取10 N/kg。求:
(1)货物的密度。
(2)提升货物所做的功。
9.(科学思维)如图甲,水平地面上的一个物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙,则0~3 s内推力F的大小为 N,3~6 s内物体所受摩擦力的大小为 N,6~9 s内推力F对物体所做的功为 J。
甲
乙
【详解答案】
课堂达标
1.C 2.B 3.C
4.举 杠铃 重 苹果
5.AB BC 6.C 7.A
8.600 3 000
9.解:(1)由v=得,它行驶的路程:
s=vt=0.5 m/s×60 s=30 m。
(2)此过程中牵引力所做的功:
W=Fs=50 N×30 m=1 500 J。
答:(1)它行驶的路程为30 m;
(2)此过程中牵引力所做的功为1 500 J。
课后提升
1.D 解析:从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故A错误;从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故B错误;从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故C错误;举着杠铃稳定站立的过程中,运动员施加了力,但杠铃没有移动距离,所以运动员对杠铃不做功,故D正确。故选D。
2.B 解析:两个物体受到的力都是F,通过的距离都是s,根据W=Fs可以判断两个力做功相等,即W1=W2。故选B。
3.D 解析:物体在推力作用下前进5 m的过程中,推力做的功W1=Fs=50 N×5 m=250 J;当推力撤去以后,物体由于惯性又前进了1.5 m,在此过程中,不受推力作用,推力做功为W2=0 J。所以人对物体做的功为250 J。故选D。
4.D 解析:木块无论是平放还是立放,因为其重力不变,所以其对接触面的压力大小相同,接触面的粗糙程度相同,变化的是接触面的大小,而摩擦力的大小与接触面的大小无关,所以这两种情况下的摩擦力相等,木块匀速运动,根据二力平衡知f=F甲,f=F乙,即F甲=F乙,在木块上加放一个重物后,木块对接触面的压力变大,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力变大,此时的摩擦力f'=F丙,f'>f,由以上分析知F甲=F乙5.惯性 做了功 解析:子弹离开枪口后,由于子弹具有惯性,会继续向前飞行;子弹在空中下落过程中,重力的方向竖直向下,子弹在重力的方向上通过一定距离,重力对它做了功。
6.50 0 解析:拉力做的功:W=Fs=10 N×5 m=50 J;木块沿水平地面前进,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0 J。
7.20 解析:水平拉力只在物体匀速前进25 m的过程中对物体做功,故水平拉力F===20 N。
8.解:(1)货物的密度:ρ===1.5×103 kg/m3。
(2)因货物沿竖直方向匀速上升,故提升货物所做的功:W=Gh=mgh=3.6 kg×10 N/kg×5 m=180 J。
答:(1)货物的密度为1.5×103 kg/m3;
(2)提升货物所做的功为180 J。
9.2 4 24 解析:由图乙可知,在0~3 s内,物体相对于水平地面没有发生运动,处于静止状态;由F-t图像可知,此时物体受到的推力F=2 N;由v-t图像可知,在6~9 s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态;由F-t图像可知,在6~9 s内推力F'=4 N,由二力平衡条件可得滑动摩擦力f=F'=4 N,由v-t图像可知,3~6 s内物体速度增大,做加速直线运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,虽然速度变化,但压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,因此物体受到的摩擦力仍是4 N;在6~9 s内,物体做匀速直线运动,v=2 m/s,由v=可得,物体移动的距离:s=vt=2 m/s×
3 s=6 m,推力F对物体所做的功:W=F's=4 N×6 m=24 J。