三、 功
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1. 知道功的概念,理解做功的两个必要因素.
2. 能够判断力在什么情况下做功及不做功.
3. 掌握功的定义、单位;能够用功的定义式进行计算.
知识点1 做功的两个必要因素
1. 力学中的功:力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功.
2. 功的两个因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上通过的距离.两因素缺一不可.
例1 下列事例中,有力对物体做功的是( )
A. 背着书包在水平方向上匀速前进 B. 跳水运动员从跳台跳下
C. 举重运动员举起杠铃停在空中不动 D. 足球在光滑水平面上滚动
知识点2 功的比较和计算
例2 现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力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
例3 如图所示,工人用250 N的力F将重为400 N的物体在10 s内匀速提升 2 m.
(1) 求动滑轮对物体所做的功;
(2) 求拉力F所做的功;
(3) 比较两个功的大小你能得出什么结论?
1 某同学在水平路面上用50 N的水平拉力拉着重为200 N的车子前进10 m,重力对物体做功 J,拉力对物体做功 J.
2 (2024泰州期中)为了记录运动会中精彩的瞬间,学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍.如图所示,当无人机水平飞行时,升力对无人机 (填“做功”或“不做功”),重为30 N的无人机竖直向上飞行100 m,无人机克服重力做的功为 J.
(第2题) (第3题) (第4题)
3 如图所示,用10 N的推力,将桌面上重20 N的物体由A处水平推动1 m到达B处后撤去推力,物体继续向前运动了0.2 m,最后掉到地面C处.在此过程中,推力对物体做功 J,重力对物体做功 J.
4 如图所示,在F=30 N的水平拉力作用下,重为150 N的物体沿水平方向匀速前进了0.5 m,不计滑轮的摩擦和质量,那么地面对物体的摩擦力为 N,重力对物体做的功为 J,拉力F做的功为 J.
5 (2023 南通期中)如图所示是扔实心球的四个过程,其中手对实心球做功的过程是( )
A. ②和③ B. ①和④ C. ①和③ D. ②和④
6 (2023 广州模拟)小明用700 N的力将一个重10 N的足球踢出,最后足球离原地50 m处停止下来,则小明在踢足球的过程中,对足球所做的功为( )
A. 35 000 J B. 500 J C. 0 D. 不可确定
7 (2023 扬州宝应月考)质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,下列结论正确的是( )
甲 乙
A. 图甲中F做的功小于图乙中F做的功
B. 图甲中F做的功等于图乙中F做的功
C. 图甲中F做的功大于图乙中F做的功
D. 条件不足,无法确定甲、乙图中F做的功谁多
8 (2025常州溧阳模拟)如图所示,学校各教室都配置了饮水机,初三学生小芳将放置在地面上标有“17 L”的一桶水安装到饮水机上,小芳所做的功最接近的是( )
A. 17 J B. 85 J
C. 170 J D. 1 700 J
9 如图所示,初三的小明同学正在做“引体向上”.他先两手握住单杠,两脚离地,两臂及身体自然下垂.然后缓缓曲肘,将身体向上拉起,直到下巴超过横杠.在这个过程中,小明做的功最接近( )
A. 2 000 J B. 200 J C. 20 J D. 2 J
10 用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体,两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图像如图所示,由图可知,甲、乙两个力的大小关系是( )
A. F甲>F乙 B. F甲<F乙
C. F甲=F乙 D. 条件不足,无法判断
11 (2023 徐州模拟)我国自主研制的“玉兔号”月球车成功登上月球表面,“玉兔号”的质量为140 kg,在月球上的重力是地球上的 ,求:(g取10 N/kg,结果保留一位小数)
(1) “玉兔号”在月球上受到的重力;
(2) “玉兔号”从20 cm高的障碍物爬下,重力做的功.
12 (2024盐城模拟)如图甲所示,小明用弹簧测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上的钩码,弹簧测力计的示数与弹簧测力计的零刻度线A点上升高度hA之间的关系如图乙所示,则图甲中弹簧测力计示数为 N;钩码的重为 N;从开始提升到hA=30 cm的过程中,弹簧测力计对钩码做功为 J.
甲 乙
三、 功
【基础过关】
例1 B 例2 C
例3 (1) 800 J (2) 1 000 J (3) 使用动滑轮不能省功.
【能力提优】
1. 0 500 2. 不做功 3 000 3. 10 16
4. 60 0 30 5. C 6. D 7. B 8. C 9. B 10. A
11. (1) 月球车在地球上受的重力G=mg=140 kg×10 N/kg=1 400 N,
在月球上受的重力G′=G=×1 400 N≈233.3 N.
(2) 重力做的功W=G′h=233.3 N×0.2 m=46.7 J.
【思维拓展】
12. 1.8 2 0.4