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【核心素养】10.1 机械功分层作业
1.如图所示,mA>mB>mC,三个物体在同样大小的力F的作用下,都沿着力F的方向移动距离s,比较F对三个物体所做的功,结论是( )
A.三次做功一样多 B.对A做的功多
C.对B做的功多 D.对C做的功多
2.如图所示,用手掌平托着两个鸡蛋升高50cm,此过程中手掌对鸡蛋做的功约为( )
A.0.05J B.0.5J C.5J D.50J
3.如图为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( )
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,运动员对杠铃做功
4.在下图所示体育运动中,有关力对物体做功的说法中正确的是( )
A.甲图中,运动员推着小车加速向前运动,运动员的推力对小车做了功
B.乙图中,离手后的冰壶向前滑行,此过程中运动员的推力对冰壶做了功
C.丙图中,跳水运动员在下落的过程中,没有力对运动员做功
D.丁图中,运动员举着杠铃保持静止的过程中,举力对杠铃做了功
5.越来越多的人选择通过爬楼梯来进行健身,因为爬楼梯时呼吸和脉搏频率会加快,对加强心脏、血管系统的机能皆有极好的促进作用。如图所示,一个成年人从1楼爬到6楼需要克服重力做的功约为( )
A.90J B.900J C.9000J D.90000J
6.如图所示,一个物体在大小不变的拉力F的作用下,分别在光滑的水平面上和粗糙的水平面上运动相同的距离s,拉力做功分别为W1、W2,则W1、W2的大小关系是( )
A.W1<W2 B.W1>W2 C.W1=W2 D.无法比较
7.有一辆重为500N的小车,某人用100N的水平力推着它走了10m.那么,人对小车做的功是 ,重力对小车做的功是 。
8.如图所示,质量为m的小球从高为h的斜面A点内静止下滑,并进入水平面BC滑行,再沿高为H的斜面CD滑下,最后停在水平地面E处,在此过程中,重力做的功为 。
9.在物理学中规定 叫做力对物体做了功。功等于 ,它的计算公式是 ,国际单位制单位是 ,用符号 来表示。
10.如图所示,小红将一个重0.5N的鸡蛋从地上拿起缓缓举过头顶(高为2m)。在此过程中,小红对鸡蛋做的功是 J;若小红将一本书从地上拿起并缓缓举过头顶时对书做功10J,则书的质量为 kg。(g取10N/kg)
11.“嫦娥四号”探测器在月球背面的成功着陆,标志着我国探月工程取得了历史性突破。“嫦娥四号”降落到距月球表面100m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2.5×103N,则“嫦娥四号”受到的重力为 N。“嫦娥四号”从100m高竖直降落到月球表面所用的时间为80s,该过程中“嫦娥四号”的重力(忽略其变化)做的功为 J。
12.小敏和小慧分别在不同水平地面上推动箱子;小敏用50N的水平推力推动甲箱子匀速前进10m,用时40s;小慧用30N的水平推力推动乙箱子加速前进15m,用时10s,如图所示,已知m甲:m乙=1:2,则:
(1)甲、乙两箱子重力所做的功分别为W甲、W乙,则W甲 W乙;小敏、小慧两人的推力所做的功分别为W敏、W慧,则W敏 W慧(以上两空均选填“大于”或“等于”或“小于”);
(2)与图1相比,图2中的箱子与地面的接触面 (选填以下对应的字母)。
A.更光滑 B.更粗糙
C.粗糙程度相同 D.无法判断哪个更粗糙
13.小红在学习了做功有关知识后,认为“有力作用在物体上,并且物体移动了一段距离,力就对物体做了功”。请你设计一个实验或列举出生活中的一个实例证明小红的观点是错误的。
14.无人机总质量为2kg,静止时与地面接触的总面积为1.0×10﹣3m2。某次航拍中,无人机匀速竖直上升60m,升力做功为1800J,求无人机:
(1)受到的重力。
(2)静止在水平地面上时,对地面的压强。
(3)匀速上升时受到的阻力。
15.图中某智能机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为5×10﹣4m2。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。求:(取g=10N/kg)
(1)机器人对水平地面的压强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功。
1.工人用背、抱、平拉、水平滚拉的方式运送同一圆柱形木材,在相同水平地面上匀速通过相同路程的过程中,对该木材做功最多的是( )
2.如图所示为运动员垫排球时的情景,下列说法正确的是( )
A.垫球时排球对手臂的作用力和手臂对排球的作用力是一对平衡力
B.排球脱离手臂后能继续上升,是由于排球的惯性大于排球所受的重力
C.排球上升到最高点时,排球所受的合力为零
D.排球在下落过程中,排球所受的重力做功
3.如下图的三种场景中,拉力F1、F2、F3大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3,下列关于它们大小关系的判断中正确的是( )
A. W1=W2<W3 B.W1=W2=W3 C.W2<W1=W3 D.W1<W2<W3
4.在校运会中获得男子跳高冠军的小明一步踏上了0.5m高的领奖台,在这个过程中,小明做的功最接近( )
A.250J B.25 J C.2.5 J D.0.25 J
5.如图所示,两位同学正在爬楼梯,若他们爬相同的楼层,下列说法正确的是( )
A.体重小的一定做功快 B.用时长的做功一定慢
C.体重大的做功一定多 D.用时短的一定做功少
6.如图所示,以下情境中说法正确的是( )
A.图甲,僵持的“人象大战”中,大象对人做了功
B.图乙,两名同学提水水平走动过程中,两名同学对水桶做了功
C.图丙,在冷水浇铁皮罐实验中,大气对铁皮罐做了功
D.图丁,冰壶离手后向前滑行过程中,手对冰壶做了功
7.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
8.如图甲,小明用测力计把静止在水平地面上的重物竖直向上提起,提起过程测力计示数和测力计向上移动距离的关系如乙图所示。那么物体重力 N;测力计向上移动10cm过程中拉力对重物所做的功 J。
9.如图甲所示,足够高的圆柱形容器内装有适量的水放在磅秤上,已知容器底面积为200cm2,现有一密度为2.5g/cm3。边长为10cm的正方体物体,则物体的质量为 g。用一细绳将它提起没入水中,使物体的一部分露出水面且保持静止,如图甲所示。接下来将物体再下降一定高度,如图乙所示,与甲图相比磅秤的示数变化了80g,此过程中物体的重力做功为 J。
10.对于中考“1分钟跳绳”测试,小晋认为:测试中,体重大的学生克服重力做功一定多。你 (填“赞同”或“不赞同”)这个观点,理由是 。
11.某运动员在某次射击比赛中,使用的气枪的枪膛长30cm,高压空气在枪膛内对子弹的平均推力是100N,子弹离开枪膛后前进了50m,在枪膛内高压空气对子弹所做的功是 J,子弹射出了枪膛后,由于惯性,还能继续向前飞行,在这个过程中,高压空气对子弹做的功是 J。
12.2021年5月15日,“天问一号”着陆器成功降落火星,“天问一号”降落时,先悬停,选定安全地点后再着陆。如图,悬停时,反推发动机提供的推力对着陆器 ;水平移动过程中,该推力对着陆器 (两空均填“做功”或“不做功”)。
13.庆“六一”趣味运动会中,小敏和小王分别把图甲中三个重均为10N、边长为30cm的正方体泡沫塑料块按图乙堆叠起来,小敏和小王叠起这堆正方体泡沫塑料块,每人至少要做功 J。
14.面积很大的水池,水面上浮着一棱长为a、质量为m的正方体均匀木块,开始时木块静止,如图甲所示。现用力F将木块匀速下压,运动时,F随深度H变化关系如图乙所示,则:
(1)木块静止时,所受浮力F浮= ,正方体木块的密度ρ木= ρ水。
(2)木块开始下沉到恰好浸没的过程中,重力对木块做功是 (用a、m、g表示)。
(3)在木块匀速下沉过程中,F最大值是 ,木块开始下沉到恰好浸没的过程中,忽略水面高度的变化,F对木块做的功是 。(提示:F是匀速增大的,用a、m、g表示)
15.使重5×104牛顿的车子沿水平路面匀速行驶50米,需要做3×105焦耳的功,求车受到的阻力是多少牛顿?
16.在某届机器人与人工智能国际会议中,图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人,重力为400N。它在某次引领接待工作中,沿水平直线匀速运动,受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍,运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则:
(1)静止时,地面对智能机器人的支持力大小为多少N?
(2)在0~4s内,动力对机器人做的功为多少J?
1.(2025 常州)机器狗能帮助人们搬运重物。不计空气阻力,下列四种情境中,机器狗对重物A做功的是( )
A.蹲着不动
B.托举重物匀速竖直上升
C.站着不动
D.承载重物匀速水平移动
2.(2025 南充)新学期,老师组织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书,在下列过程中,同学们对书不做功的是( )
A.甲图中将书从地面提起的过程 B.乙图中在水平路面推车的过程
C.丙图中将书搬上教学楼的过程 D.丁图中将书堆放在桌面的过程
3.(2025 湖北)如图为我国高原装载机。它不仅能在高原完成大吨位土方装卸,其铲斗前端的铲齿还能轻松铲断坚硬的岩石。下列说法正确的是( )
A.轮胎花纹是为了增大摩擦
B.轮胎宽大是为了增大压强
C.铲齿尖锐是为了增大压力
D.铲斗举起土方越高做功越少
4.(2025 甘肃)小康在水平路面上滑轮滑,当他脚踩右轮向后蹬地时,人向前运动;停止蹬地后,人和轮滑运动地越来越慢,最终停下来。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.右轮蹬地使左轮向前滑行过程中,左轮所受的重力做了功
B.人和轮滑静止在地面上时,人对轮滑的压力和轮滑对人的支持力是一对平衡力
C.停止蹬地,人和轮滑一起向前滑行过程中,轮滑不再受力的作用
D.停止蹬地,人和轮滑运动地越来越慢,是因为有力改变了人和轮滑的运动状态
5.(2025 达州)加强体育锻炼,增强学生体质。同学们在下列训练项目中,涉及到的相关物理知识描述正确的是( )
A.引体向上,涂抹镁粉是减小摩擦力
B.跳高,向上跳跃过程中克服重力做功
C.打篮球,投掷的篮球在最高点时合力为0N
D.跑步过程中,脚对地面的压强比双脚站立时小
6.(2024 乐山)如图所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N,冰壶运动中受到水平方向的阻力,大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动,此过程中( )
A.推力对冰壶做功为270J
B.推力对冰壶做功为324J
C.冰壶克服阻力做功为54J
D.冰壶克服阻力做功为45J
7.(2025 连云港)下列情景中,人对物体做功的是( )
A.司机用力推汽车,汽车不动
B.人推自行车前进
C.学生背着书包在水平路面上匀速前进
D.足球被踢后,在草地上滚动了一段距离
8.(2024 北京)某同学玩滑板车时的情境如图所示,一开始,人用力蹬地,人和滑板车一起向前运动;停止蹬地后,人和滑板车运动得越来越慢,最终停下来。下列说法正确的是( )
A.人用力蹬地,使滑板车向前运动的过程中,人对滑板车没有做功
B.人停止蹬地后,人和滑板车还能继续向前运动,是因为他们受到惯性的作用
C.人停止蹬地后,人和滑板车继续向前运动的过程中,不再受到力的作用
D.人停止蹬地后,人和滑板车运动得越来越慢的过程中,其运动状态发生改变
9.(2024 德州)水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示,t=6s时,将拉力F撤掉,物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,已知物体运动的v﹣t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程,下列说法正确的是( )
A.0~2s内物体受到的摩擦力为0 B.2~4s内物体受到的摩擦力为6N
C.2~6s内拉力F做的功为28J D.2~7s内物体运动的路程为5m
10.(2025 黑龙江)如图所示,举重运动员将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃 (填“做功”或“没做功”);当举重运动员将杠铃高高举起后保持静止时,地面对举重运动员的支持力与举重运动员受到的重力 (填“是”或“不是”)一对平衡力。
11.(2025 贵州)如图所示,一木块在水平桌面上沿直线从A点滑行至B点刚好停止,已知木块在A点时的动能为60J。小明设想:若不计空气阻力,我提供60J的能量全部用来推动木块做功,就可以用下列两种方式将木块沿原路推回A点。
方式一:用水平推力从B点推动木块,使其达到某一速度后,保持这一速度推动至A点;
方式二:用水平推力从B点推动木块,使其运动一段距离后,撤去推力,木块能滑行至A点。
请分别判断小明设想的这两种方式是否可行?说明理由。
12.(2025 日照)上有“天宫”,下有“龙宫”。据了解,我国计划2030年前在南海建成未来型深海空间站,该空间站总长度达到60.2米、型高9.7米、型宽15.8米,排(海)水量为2600吨,将为探索深海极端环境下的生命起源及可燃冰等深海资源的绿色开发等前沿基础研究和高新技术研发提供先进的平台支撑。已知海水密度,g取10N/kg。若该深海空间站下表面潜入海平面以下2000米深处,求:
(1)该处海水的压强;
(2)该空间站在深海中所受浮力的大小;
(3)若该空间站在海中以1m/s速度竖直上浮2分钟,在这个过程中海水对空间站的浮力做了多少功?
13.(2025 广安)某同学看了我国航空母舰发展简介后对力学产生了浓厚的兴趣。他用底面积为200cm2的长方体容器(厚度不计)装一定量的水,将一个重为4N,边长为10cm的正方体A放入容器中处于漂浮状态。如图所示,此时水的深度为18cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)容器底部受到水的压强;
(2)A漂浮时浸入水中的深度;
(3)若将与A形状体积完全相同的物体B平放在A的正上方,A、B一起向下运动,当静止时一起处于悬浮状态。求A、B一起开始运动到B刚好浸没时,B的重力做的功。(容器足够高,水不溢出,A、B不吸水)
14.(2025 济南)人体的心脏相当于一个发动机,不断地对血液施加推力,以保持体内血液的循环流动。人在不同状态下,心脏对血液的推力不同。心脏每次跳动推动血液运动的过程均可等效为如图所示的物理模型:血液在恒定推力作用下沿粗细均匀的血管做匀速直线运动。请通过计算回答:
(1)人运动时,心脏某次跳动对血液的推力产生的压强为1.6×104Pa,血管的等效横截面积为5×10﹣4m2,则心脏本次跳动对血液的推力为多少?
(2)静息时,心脏某次跳动对血液的推力为6.6N,推动血液以0.25m/s的速度匀速运动0.8s,则心脏本次跳动对血液做的功为多少?
15.(2024 广东) 2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示。若返回舱质量为3×103kg,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下落地,用时0.4s。(g=10N/kg)
(1)求返回舱在这段时间内:
①平均速度;
②重力做的功。
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1m2,求它对水平地面的压强。
【参考答案】
1.【答案】A
【解析】因为对三个物体的作用力都是大小相等的力F,三个物体在力F的方向上移动的距离都是s,
根据功的计算公式W=FS可知,F对三个物体所做的功一样多。
故选:A。
2.【答案】B
【解析】两个鸡蛋的重力约为1N,
手掌对鸡蛋做的功大约是:W=Gh=1N×0.5m=0.5J。
故选:B。
3.【答案】B
【解析】A、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,所以人对杠铃做了功,故A错误;
B、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,所以人对杠铃做了功,故B正确;
C、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,所以人对杠铃做了功,故C错误;
D、举着杠铃稳定站立的过程中,运动员施加了力,但杠铃没移动距离,所以人对杠铃不做功,故D错误。
故选:B。
4.【答案】A
【解析】A、运动员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,所以运动员对小车做了功,故A正确;
B、离手后的冰壶向前滑行,此过程中运动员对冰壶没有推力,推力没有对冰壶做了功,故B错误;
C、丙图中,跳水运动员在下落的过程中,重力对运动员做功,故C错误;
D、丁图中,运动员举着杠铃保持静止的过程中,杠铃没有在力的方向上通过一定的距离,举力没有对杠铃做了功,故D错误。
故选:A。
5.【答案】C
【解析】ABCD.一个成年人质量约60kg,重力为G=mg=60kg×10N/kg=600N,
从1楼爬到6楼需要克服重力做的功约为
W=Gh=600N×5×3m=9000J。
故选:C。
6.【答案】C
【解析】由题知,拉力F的大小相同,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。
故选:C。
7.【答案】1000J;0
【解析】推力做功W=Fs=100N×10m=1000J,重力的方向是竖直向下的,物体在重力的方向上没有移动距离,所以重力没有做功。
故本题答案为:1000J;0。
8.【答案】mg(h+H)
【解析】
物体从A到B时重力做功:
W1=Gh=mgh;
物体从B到C,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功,即做功W2=0J,
物体从C到D时重力做功:
W3=GH=mgH;
从A到D的过程中重力做功
W总=W1+W2+W3=mgh+0+mgH=mgh+mgH=mg(h+H)。
故答案为:mg(h+H)。
9.【答案】力作用在物体上并且物体在力的方向上移动一定距离;力与物体在力的方向上移动距离的乘积;W=F×S;焦;J
【解析】在物理学中规定力作用在物体上并且物体在力的方向上移动一定距离叫做力对物体做了功。功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积,它的计算公式是W=Fs,国际单位制单位是焦,用符号J来表示。
故答案为:力作用在物体上并且物体在力的方向上移动一定距离;力与物体在力的方向上移动距离的乘积;W=Fs;焦;J。
10.【答案】1;0.5。
【解析】将一只鸡蛋从地上拿起并把它缓缓举过头顶升高的高度约2m,这一过程对鸡蛋做的功大约是:W=Gh=0.5N×2m=1J;
由W=Gh得,书的重力:G5N,
由G=mg得,书的质量:m0.5kg。
故答案为:1;0.5。
11.【答案】2.5×103;2.5×105。
【解析】
(1)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G=F=2.5×103N;
(2)重力做的功为:W=Gh=2.5×103N×100m=2.5×105J。
故答案为:2.5×103;2.5×105。
12.【答案】(1)等于;大于;(2)A。
【解析】(1)小敏和小慧推动甲、乙两箱子在水平地面上运动,箱子在重力方向没有移动距离,因此两箱子在重力方向上没有做功,重力做功都等于0,则W甲等于W乙;
小敏用50N的水平推力推动甲箱子匀速前进10m,推力做的功:
W敏=F1s1=50N×10m=500J,
小慧用30N的水平推力推动乙箱子加速前进15m,推力做的功:
W慧=F2s2=30N×15m=450J,故W敏大于W慧;
(2)小敏用50N的水平推力推动甲箱子匀速前进,甲箱子处于平衡状态,在水平方向上甲箱子受到的摩擦力大小等于推力为50N;小慧用30N的水平推力推动乙箱子加速前进,在水平方向上乙箱子受到的摩擦力小于30N,即f甲>f乙,
由题知
m甲:m乙=1:2,则有G甲<G乙,
在水平地面上箱子对地面的压力等于箱子的重力,即F甲<F乙,由于滑动摩擦力的大小与压力以及接触面的粗糙程度有关;压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;乙的压力大于甲,滑动摩擦力却比甲小,说明乙与地面的接触面更光滑。
故答案为:(1)等于;大于;(2)A。
13.【答案】见解答。
【解析】答:小红端着水杯,在水平路面上前进20m。此过程中,水杯受到手向上托的力,而水杯和人一起沿水平方向运动,手托的力没有对水杯做功。所以“有力作用在物体上,并且物体移动了一段距离,力就对物体做了功”的说法是错误的。
14.【答案】(1)受到的重力为20N;
(2)静止在水平地面上时,对地面的压强为2.0×104Pa;
(3)匀速上升时受到的阻力为10N。
【解析】(1)无人机总质量为2kg,则无人机的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)无人机停放在水平地面上时对地面的压力:F=G=20N,
无人机停放在水平地面上时对地面的压强:p2.0×104Pa;
(3)由W=Fs知,无人机匀速上升时升力:
F升30N,
无人机匀速上升时F升=G+f,
则匀速上升时受到的阻力:f=F升﹣G=30N﹣20N=10N。
答:(1)受到的重力为20N;
(2)静止在水平地面上时,对地面的压强为2.0×104Pa;
(3)匀速上升时受到的阻力为10N。
15.【答案】(1)机器人对水平地面的压强为1.6×106Pa;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力为40N;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功为1200J。
【解析】(1)机器人的重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N;
在水平地面上工作时,机器人对水平地面的压力:F=G=800N;
机器人对水平地面的压强:p1.6×106Pa;
(2)机器人在水平地面受到的阻力f=0.05G=0.05×800N=40N;
机器人匀速直线运动时,机器人在水平方向上受力平衡,则机器人的牵引力F牵=f=40N;
(3)此过程中牵引力做的功:W=F牵s=F牵vt=40N×1m/s×30s=1200J。
答:(1)机器人对水平地面的压强为1.6×106Pa;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力为40N;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功为1200J。
1.【答案】C
【解析】由图可知,AB中某同学背、抱,即力的方向向上,木材是在水平方向上移动的距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此不做功;
在其他条件相同时,滑动摩擦力大于滚动摩擦力,则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力;又因为匀速拉动水桶向前运动,所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力,且水平移动的距离s相同,根据W=Fs可知C做功最多,故C符合题意。
故选:C。
2.【答案】D
【解析】A.垫球时,手臂给排球的作用力和排球给手臂的作用力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B.排球脱离手臂后能继续上升,是由于排球具有惯性,惯性不是力,不能与重力比较大小,故B错误;
C.排球上升到最高点时,只受重力作用,因此排球所受的合力为零,故C错误;
D.排球在下落过程中,受到重力的作用,且在重力的方向上通过了距离,所以排球所受的重力做功,故D正确。
故选:D。
3.【答案】A
【解析】由图可见,第一幅图中滑轮为定滑轮,它的特点是不省力,不省距离,所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s,拉力做的功为:W1=F1s;
第二幅图中,拉力移动的距离也等于物体移动距离为s,拉力做的功为:W2=F2s;
第三幅图中滑轮为动滑轮,可以省一半力,但是费距离,拉力移动距离为2s,拉力做的功为:W3=F3×2s。
又因为拉力F1、F2、F3大小相等,
所以综上分析可得:W1=W2<W3.故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.【答案】A
【解析】中学生的体重大约是G=500N,通过的距离大约为h=0.5m;
小明做的功最接近W=Gh=500N×0.5m=250J;
故选:A。
5.【答案】C
【解析】AC、两位同学正在爬楼梯,若他们爬相同的楼层,则做功为W=Gh,因为h相同,故体重大的做功多,故A错误,C正确;
BD、做功的快慢体现功率的大小,根据P可知,功率大小与功和做功时间有关,根据题意无法判断功率大小,故BD错误。
故选:C。
6.【答案】C
【解析】A、僵持的“人象大战”中,大象对人有力的作用,在力的方向上没有通过距离,大象对人没有做功,故A错误;
B、两名同学提水水平走动过程中,水桶所受重力竖直向下,水桶向下没有移动距离,所以两名同学对水桶没有做功,故B错误;
C、在冷水浇铁皮罐实验中,大气对铁皮罐施加了压力,铁皮罐在压力的方向上通过了距离,大气对铁皮罐做了功,故C正确;
D、冰壶离手后向前滑行过程中,此时不再受到人的推力,所以运动员对冰壶不做功,故D错误。
故选:C。
7.【答案】A
【解析】
①小明将地上的球捡起来,有力作用在球上,球在力的方向上通过了一定的距离,故有力做功,故①符合题意。
②小明将球举起停在空中不动,有力,但球没有在力的方向上移动距离,故没有做功,故②不符合题意;
③小明挥动球,有力作用在球上,球在与手接触的一段时间内通过了一定的距离,故有力做功,故③符合题意;
④球飞出去,球由于惯性向前运动,小明没有对球施加力,小明没有对球做功,故④不符合题意。
可见,手对球做功的过程有①③。
故选:A。
8.【答案】3;0.18
【解析】由图可知,当测力计上端提升4cm后,重物被提起,由此可知物体的重力G=F=3N;
物体未离开地面时,虽然弹簧测力计移动了距离,但是对物体不做功,
由图乙可知,物体离开地面后,其上升的距离为s=10cm﹣4cm=6cm=0.06m,
所以测力计向上移动10cm过程中拉力对重物所做的功:W=Fs=3N×0.06m=0.18J。
故答案为:3;0.18。
9.【答案】2.5×103;0.1
【解析】(1)由ρ可得,正方形物体的质量:
m=ρV=2.5g/cm3×(10cm)3=2.5×103g;
(2)物体受到容器中水竖直向上的浮力,由于力的作用是相互的,物体对容器中水有竖直向下的压力,且容器为圆柱形,所以容器对磅秤的压力:
F=G容+G水+F浮=m示g ①
物体再下降一定高度,物体仍有部分露出水面,容器对磅秤的压力:
F′=G容+G水+F浮′=m示′g ②
②﹣①可得:ΔF浮=F浮′﹣F浮=m示′g﹣m示g=Δmg,
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排有:ρ水gS物Δh=Δmg,
物体浸入水中深度增加Δh0.8cm=0.008m,
物体下降水面会上升,设水面上升的高度为Δh1,设物体下降高度为Δh2,且ΔV排1=ΔV排2,
S容﹣S物=200cm2﹣(10cm)2=100cm2,
S物=(10cm)2=100cm2,
所以Δh1=Δh2,
Δh1+Δh2=Δh=0.008m,
所以物体下降的高度:Δh2Δh0.008m=0.004cm,
物体的重力:
G=mg=2.5×103×10﹣3kg×10N/kg=25N,
物体的重力做功:
W=GΔh=25N×0.004m=0.1J。
故答案为:2.5×103;0.1。
10.【答案】不赞同;跳绳时,做功的多少不仅与学生的体重有关,还与学生跳起的高度和次数有关。
【解析】根据W=Gh可知,“1分钟跳绳”测试时,做功的多少不仅与学生的体重有关,还与学生跳起的高度和次数有关。体重大的同学每次跳起的高度不一定高,跳起的次数不一定多,所以克服重力做功不一定多。
故答案为:不赞同;跳绳时,做功的多少不仅与学生的体重有关,还与学生跳起的高度和次数有关。
11.【答案】30;0。
【解析】
在枪膛内,高压空气对子弹有推力作用,且子弹在推力的方向上通过了距离,所以在枪膛内高压空气对子弹做功,
s=30cm=0.3m,
则在枪膛内高压空气对子弹所做的功W=Fs=100N×0.3m=30J;
当子弹离开枪膛后,是依靠自身的惯性继续向前飞行,而不再受高压空气的推力,故在这个过程中,高压空气对子弹做的功是0J。
故答案为:30;0。
12.【答案】不做功;不做功。
【解析】由文中信息可知,悬停时,着陆器在反推发动机提供的推力的方向上没有移动距离,所以对着陆器不做功;水平移动过程中,着陆器移动的方向与上述推力的方向垂直,所以对着陆器不做功。
故答案为:不做功;不做功。
13.【答案】9
【解析】如图,将2放到1上,上升的高度h2=30cm=0.3m,
将3放到2上,上升的高度h3=2×30cm=60cm=0.6m;
则对物块2和物块3分别做的功为:
W2=Gh2=10N×0.3m=3J,
W3=Gh3=mgh3=10N×0.6m=6J,
则每人至少要做功:W=W2+W3=3J+6J=9J。
故答案为:9。
14.【答案】(1)mg;;(2)mga;(3)mg;mga。
【解析】(1)木块的体积:V木=a3,由图可知,木块漂浮,则F浮=G木=mg;此时压力为0,木块底面深度H为a,则浸在水中的体积V排=a×aaa3,
根据阿基米德原理得:F浮=ρ水gV排=ρ水ga3,
则:ρ水gV排=ρ木gV木,
即:ρ水ga3=ρ木ga3,
ρ木ρ水;
(2)木块开始下沉到恰好浸没的过程中,由图乙可知,正方体木块的重心下降的高度为h=aaa,正方体木块重力所做的功为:
W=Fs=Gh=mgamga;
(3)木块开始下沉到恰好浸没的过程中,正方体木块下降的距离s=aaa;
正方体木块匀速下降,木块排开水的体积匀速增大,根据F浮=ρ水gV排可知,正方体木块受到的浮力匀速增大;由压力F=F浮﹣G可知,压力F匀速增大;
当木块刚好浸没时,木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水ga3ρ木ga3mg,木块刚浸没时最大压力F最大=F浮﹣Gmg﹣mgmg,
木块开始下沉到恰好浸没的过程中,平均压力F'(F刚开始+F最大)(0mg)mg,压力所做的功为:
W'=F's'mgamga。
故答案为:(1)mg;;(2)mga;(3)mg;mga。
15.【答案】见试题解答内容
【解析】∵牵引力所做的功W=Fs,
∴牵引力:F6000N;
∵车子沿水平路面做匀速直线运动,
∴受到的阻力与牵引力是一对平衡力
∴f=F=6000N。
答:车受到的阻力为6000N。
16.【答案】(1)静止时,地面对智能机器人的支持力大小为400N;
(2)在0~4s内,动力对机器人做的功为16J。
【解析】(1)机器人静止,在竖直方向上受到的是平衡力F支=G=400N;
(2)由图像可知机器人沿动力方向运动的距离s=2m,
机器人匀速运动,F=f=0.02G=0.02×400N=8N,
动力做功为:
W=Fs=8N×2m=16J。
答:(1)静止时,地面对智能机器人的支持力大小为400N;
(2)在0~4s内,动力对机器人做的功为16J。
1.【答案】B
【解析】对重物A受力分析可知,机器狗对重物A有竖直向上支持力的作用,根据力做功的两个必要因素可知,需要再竖直方向上移动距离,因此需要托举重物匀速竖直上升,故B正确,ACD错误。
故选:B。
2.【答案】B
【解析】A、将书从地面提起的过程,人对书施加了力,且书在力的方向上移动了距离,所以人对书做了功,故A不符合题意;
B、乙图中在水平路面推车的过程,人的力作用在车上,书没有受到人的作用力,人对书没有做功,故B符合题意;
C、将书搬上教学楼的过程,人对书施加了力,且书在力的方向上移动了距离,所以人对书做了功,故C不符合题意;
D、将书堆放在桌面的过程,人对书施加了力,且书在力的方向上移动了距离,所以人对书做了功,故D不符合题意。
故选:B。
3.【答案】A
【解析】A、轮胎花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A正确。
B、轮胎宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误。
C、铲齿尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误。
D、铲斗举起土方时,力的大小一定,举得越高,通过的距离越大,根据W=Fs可知,做功越多,故D错误。
故选:A。
4.【答案】D
【解析】A、右轮蹬地使左轮向前滑行过程中,在重力方向上没有移动距离,左轮所受的重力不做功,故A错误;
B、人和轮滑静止在地面上时,人对轮滑的压力和轮滑对人的支持力作用在物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、停止蹬地,人和轮滑一起向前滑行过程中,轮滑受到重力和摩擦力的作用,故C错误;
D、停止蹬地,由于轮滑受力摩擦力,有力改变了人和轮滑的运动状态,人和轮滑运动地越来越慢,故D正确。
故选:D。
5.【答案】B
【解析】A、涂抹镁粉,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B、向上跳跃过程中,克服重力向上运动,因而克服重力做功,故B正确;
C、篮球在最高点时,受到重力和空气阻力的作用,两个力的合力不为0N,故C错误;
D、跑步过程中,脚对地面的压力与双脚站立时压力大小相等,跑步时单脚着地,受力面积小,所以跑步过程中,脚对地面的压强比双脚站立时大,故D错误。
故选:B。
6.【答案】C
【解析】由题知,冰壶在AB段才受推力的作用,运动员的推力对冰壶做的功为:W=Fs=9N×6.0m=54J;
从A点到O点冰壶沿直线运动,此过程中冰壶克服阻力做功为:W'=fs'=1.5N×(6.0m+24.0m+6.0m)=54J。
故选:C。
7.【答案】B
【解析】
A、司机用力推汽车,汽车不动,有力,但车没有通过距离,没有做功,故A错误。
B、人推自行车前进,人给车一个推力,车在推力的方向上通过了一段距离,人对车做了功,故B正确。
C、学生背着书包在水平路面上匀速前进,人给书包一个向上的力,而书包没有在力的方向上通过距离,所以没有做功,故C错误。
D、足球被踢后,没有力作用在足球上,足球在草地上滚动了一段距离是由于惯性,所以没有做功,故D错误。
故选:B。
8.【答案】D
【解析】A、人用力蹬地,使滑板车向前运动的过程中,人对滑板车有力的作用,滑板车在力的方向上通过一段距离,人对滑板车做功,故A错误;
B、人停止蹬地后,人和滑板车由于惯性还能继续向前运动,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故B错误;
C、人停止蹬地后,人和滑板车继续向前运动的过程中,还受到重力和阻力作用,故C错误;
D、人停止蹬地后,人和滑板车运动得越来越慢的过程中,运动速度发生改变,其运动状态发生改变,故D正确。
故选:D。
9.【答案】C
【解析】A.由图乙可知,0~2s内物体静止,处于平衡状态,水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图甲可知0~2s内拉力为2N,则摩擦力为2N,故A错误。
B.由图乙可知,2~4s内物体做加速运动,受力不平衡,4~6s内物体做匀速直线运动,受力平衡,由图甲可知4~6s内拉力为4N,则滑动摩擦力为4N,运动过程中接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变,所以2~4s内物体受到的滑动摩擦力也为4N,故B错误。
C.根据题意,2~4s内物体通过的路程s1=(2×2)m=2m,4~6s内物体通过的路程s2=vt 2=2m/s×2s=4m,则2~6s内拉力下做的功 W=F1s1+F2s2=6 N×2 m+4 N×4 m=28 J,故C正确。
D.根据题意,2~7s内物体运动的路程s=[(2+5)×2]m=7 m,故D错误。
故选:C。
10.【答案】做功;不是。
【解析】举重运动员将杠铃举起的过程中,有力的作用,杠铃在力的方向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功;
举重运动员举起杠铃静止时,地面对运动员的支持力等于运动员与杠铃的总重力,要大于运动员的重力,所以地面对运动员的支持力与运动员的重力不是一对平衡力。
故答案为:做功;不是。
11.【答案】方式一中,用水平推力从B点推动木块,使其达到某一速度后,保持这一速度推动至A点,则到达A点时木块速度不为零,动能不为零,则推动木块做功需要大于60J,所以方式一不可行;
方式二中,用水平推力从B点推动木块,使其运动一段距离后,撤去推力,木块 能滑行至A点,克服阻力做功不变,仍为60J,所以推动木块做功60J,所以方式二可行。
【解析】木块在水平桌面上沿直线从A点滑行至B点刚好停止,已知木块在A点时的动能为60J,则木块在A、B两点间运动需要克服阻力做功60J,
方式一中,用水平推力从B点推动木块,使其达到某一速度后,保持这一速度推动至A点,则到达A点时木块速度不为零,动能不为零,则推动木块做功需要大于60J,所以方式一不可行;
方式二中,用水平推力从B点推动木块,使其运动一段距离后,撤去推力,木块能滑行至A点,克服阻力做功不变,仍为60J,所以推动木块做功60J,所以方式二可行。
12.【答案】(1);(2);(3)。
【解析】
(1)已知海水密度,g=10N/kg,深度h=2000m。根据液体压强公式p=ρgh,可得:
(2)已知,g=10N/kg,由阿基米德原理F浮=G排=m排g,可得:
(3)已知空间站上浮速度v = 1m/s,时间t=2min=120s,
根据,可得空间站上浮的距离s=vt=1m/s×120s=120m。
因为浮力方向竖直向上,空间站沿竖直方向上浮,所以浮力做的功W=F浮s,
将,s=120m代入可得:
故答案为:(1);(2);(3)。
13.【答案】(1)容器底部受到水的压强为1.8×103Pa;
(2)A漂浮时浸入水中的深度为4cm;
(3)A、B一起开始运动到B刚好浸没时,B的重力做的功为1.28J。
【解析】(1)容器底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×18×10﹣2m=1.8×103Pa;
(2)由物体的漂浮条件可知,A漂浮时受到的浮力:F浮A=GA=4N,
由F浮=ρ液gV排可知,此时A排开水的体积:V排4×10﹣4m3=400cm3,
由V=Sh可知,此时A浸入水中的深度:hA4cm;
(3)A漂浮时A的上表面到容器底部的距离:LA上=h+(LA﹣hA)=18cm+(10cm﹣4cm)=24cm,
则容器中水的体积:V水=Sh﹣V排=200cm2×18cm﹣400cm3=3200cm3,
B刚好浸没求出A、B悬浮时排开水的体积:V排总=2VA=2×(10cm)3=2000cm3=2×10﹣3m3,
此时水和A、B整体的体积:V总=V水+2VA=3200cm3+2000cm3=5200cm3,
B的上表面到容器底部的距离:LB上26cm,
则B开始运动到刚好浸没时运动的距离:hB=(LA上+LB)﹣LB上=(24cm+10cm)﹣26cm=8cm;
由物体的悬浮条件可知,此时A、B整体受到的浮力:F浮=ρ水gV排总=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N,
B的重力:GB=F浮﹣GA=20N﹣4N=16N,
则此过程中B的重力做的功:W=GBhB=16N×8×10﹣2m=1.28J。
答:(1)容器底部受到水的压强为1.8×103Pa;
(2)A漂浮时浸入水中的深度为4cm;
(3)A、B一起开始运动到B刚好浸没时,B的重力做的功为1.28J。
14.【答案】(1)心脏本次跳动对血液的推力为8N;
(2)则心脏本次跳动对血液做的功为1.32J。
【解析】(1)人运动时,心脏某次跳动对血液的推力产生的压强为1.6×104Pa,血管的等效横截面积为5×10﹣4m2,则
F′=pS=1.6×104Pa×5×10﹣4m2=8N
(2)静息时,心脏某次跳动对血液的推力为6.6N,推动血液以0.25m/s的速度匀速运动0.8s,血流通过的距离为
s=vt=0.25m/s×0.8s=0.2m
则心脏本次跳动对血液做的功为
W=Fs=6.6N×0.2m=1.32J
故答案为:(1)心脏本次跳动对血液的推力为8N;
(2)则心脏本次跳动对血液做的功为1.32J。
15.【答案】(1)①返回舱的平均速度2.5m/s;②返回舱重力所做的功3×104J;
(2)返回舱对水平地面的压强3×104Pa。
【解析】(1)①返回舱运动时间:t=0.4s,
返回舱的运动速度:;
②返回舱的总重力:G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N;
重力所做的功:W=Gh=3×104N×1m=3×104J。
(2)返回舱对水平地面的压强:。
答:(1)①返回舱的平均速度2.5m/s;②返回舱重力所做的功3×104J;
(2)返回舱对水平地面的压强3×104Pa。
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