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第1节:功
1.功的定义:一个力作用在物体上,使物体在力的方向上通过一段距离,这个力就对物体做了功。
2.功的两个必要条件:① 有力作用在物体上;② 物体在力的方向上通过了距离。
3.不做功的三种情况:有力无距离 ( http: / / www.21cnjy.com )(如图(1)静止在桌面上的茶杯,受到重力和桌面对它的支持力的作用);有距离无力(如图(2),小球在光滑的桌面上运动,小球不受力的作用力)、力和距离垂直(如图(3)小球在光滑桌面上匀速运动,重力和支持力与运动方向垂直)。
图(1)茶杯受到重力和支持力作用,但无运动 图(2)在光滑的桌面上匀速运动的小球不受力的作用 图(3)沿水桌面运动的小球,它受到的重力和支持力与运动方向垂直
4.功的公式:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:。
5.功的单位:国际单位制中,功的单位是:焦耳,符号是J,1J= 1N·m。
6.功的公式的应用:①分清哪个力对物体做功 ( http: / / www.21cnjy.com ),计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应;③功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不是力和力臂的乘积(牛·米,力臂单位不能写成“焦”)。21-cnjy*com
1.考试内容
功、功率和机械能是初中物理重点内容,也是中考试卷中分值高、考查形式多样、问题变化较多的内容,所以做好本部分的专题复习尤为重要。www-2-1-cnjy-com
从近几年的中考试题来看,对于“功”主要考查学生对概念的理解和掌握程度,主要内容有:功概念的认识以及简单计算,能解释生活中做功例子等。
2.题型与难度
功在中考中出现概率较高,主要题型以填空 ( http: / / www.21cnjy.com )题、选择题和计算题为主,常见题型是选择题和计算型填空题,均属于基础题型,试题难度以中等为主;难度较高主要集中判断物体(力)做功,通过对功的计算考查学生对功的理解程度。功在近几年中考中分值保持在1—3分之间,平均分值在1.5分左右。
3.考点分类:考点分类见下表
考点分类 考点内容 考点分析与常见题型
常考热点 功的计算 填空题较多,有时也存在于压轴计算题中,主要考查对功的计算与理解
一般考点 判断是否做功 选择题或填空题较多,并与其他知识点结合
冷门考点 涉及功的简答题 利用所学功的知识解释现象,出现概率较低
★考点一:判断是否做功
◆典例一:(2017 黄冈)滑板车 ( http: / / www.21cnjy.com )是深受小朋友们喜爱的玩具,使用时一只脚站在滑板上,另一只脚蹬地,滑板车就能载着人前进。蹬地时人对车 (选填“做功”或“不做功”);蹬地的脚离地后,人和车由于 一起继续向前滑行,滑行时以人为参照物,滑板车是 (选填“运动”或“静止”)的。21世纪教育网
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】滑板车使用时一只脚站在滑 ( http: / / www.21cnjy.com )板上,另一只脚蹬地,滑板车就能载着人前进,有力有距离,所以蹬地时人对车做功;蹬地的脚离地后,人和车由于具有惯性,仍要保持原来的运动状态,所以会一起继续向前滑行;滑行时以人为参照物,滑板车与人之间的位置没有变化,所以是滑板车是静止的。【21·世纪·教育·网】
【答案】做功、惯性、静止。
【考查角度】力是否做功的判断、参照物及其选择、惯性。
◆典例二:在下图的四种情境中,人对物体做功的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.提着水桶在水平地面上匀速前进;B.扛着米袋慢慢爬上楼梯;
C.用力推汽车,汽车没动; D.举着杠铃原地不动
【解析】功是力与在力的方向上的路程的乘积;有力没有路程,有路程没有力,路程与力方向垂直都没功产生。
提着水桶在水平地面上匀速运动,人提水桶的方向向上,路程方向在水平方向,故人对水桶没有做功;A不符合题意。21cnjy.com
扛着米袋爬楼梯,人对米袋的力向上,路程方向向上,故人对米袋做功;B符合题意。
用力推汽车,汽车没动,有力没有路程,故人对汽车不做功;C不符合题意。
举着杠铃原地不动,人对杠铃有力,但没有路程产生,故人没有对杠铃做功;不符合题意。
【答案】B。
【考查角度】功、功与力、路程的关系。
★考点二:功的计算
◆典例一:(2017 扬州)将一本物理书从地面捡起放到课桌上,所做的功大约是( )。
A.0.2J B.2J C.20J D.200J
【解析】物理课本的质量约为200g,课 ( http: / / www.21cnjy.com )本的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,所以将一本物理书从地面捡起放到课桌上,所做的功W=Gh=2N×1m=2J,故B符合题意为答案,选项A、C、D错误。
【答案】B。
【考查角度】功的估算。
◆典例二:(2017 怀化)小张用40N的推力将重力为100N的物体沿水平方向匀速推动了10m,则小张对物体所做的功是( )。www.21-cn-jy.com
A.400J B.600J C.1000J D.1400J
【解析】小张的推力在水平方向,物体在水平方向移动的路程是10m,根据功的公式小张对物体所做的功:W=FS=40N×10m=400J,故应选A。2·1·c·n·j·y
【答案】A。
【考查角度】做功判断、功的计算。
1.(2017 岳阳)如图,小明沿水平地面推箱子,但箱子没有移动,此过程( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.小明对箱子没有做功;
B.重力对箱子做了功;
C.小明对箱子的推力大于地面对箱子的阻力;
D. 箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力
2.(2017·长春)一位同学正在进行投掷实心球的训练,以下情境中,他对球做功的是( )。
A.手拿球静止;B.手托球水平匀速直线运动
C.将球举起; D.抛出后的球在空中继续运动
3.(2017·中山)常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体,(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.5×103kg/m3的实心物体静止不动,该力的大小是多少 21*cnjy*com
(2)若机器人在水下30m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如题图所示,求:【21教育】
①物体上升的速度是多少
②这个过程动力F对物体做了多少功
( http: / / www.21cnjy.com )
4.(2017 齐齐哈尔)你在参加2017年5月的体能测试中涉及到的物理知识,下列说法中正确的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.1min跳绳-由跳绳时重心上升高度与时间的图象可知,每次跳绳人做功约为30J;
B.立定跳远-人用力蹬地才能起跳,说明力是物体运动的原因;
C.掷实心球-在最高点B时实心球处于平衡状态;
D.800m测试-到达终点时人不能马上停下来,因为人跑动速度越大,惯性越大
5.(2017 嘉兴)如图为某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答:21教育网
(1)当它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是 。
(2)擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2,要擦完总面积为3米2的窗玻璃需要 分钟。
(3)工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛,内外气压差达到800帕,求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米?
(4)擦窗机器人的总质量为1.2千 ( http: / / www.21cnjy.com )克,工作时的实际功率为80瓦,它在竖直向上擦窗过程中有0.25%的电能用于克服重力做功;若窗户足够高,持续竖直向上擦窗20分钟,擦窗机器人可上升的最大高度为多少米?(取g=10牛/千克)
6.(2017 齐齐哈尔)如图甲所示 ( http: / / www.21cnjy.com ),水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知,0~3s内,推力对物体做功 J;t=5s时,物体受到的摩擦力是 N。
( http: / / www.21cnjy.com )
7.(2017·广东)常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体,(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg) 。
(1)某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.5×103kg/m3的实心物体静止不动,该力的大小是多少
(2)若机器人在水下30m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如题图所示,求:
①物体上升的速度是多少
( http: / / www.21cnjy.com )
②这个过程动力F对物体做了多少功
8.(2017 连云港)2017年2月 ( http: / / www.21cnjy.com )6日,“向阳红09”搭载“蛟龙”号载人潜水器起航离开青岛港,执行中国大洋第38航次科考任务,“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时的排水量为4488t,牵引力的功率恒为6600kW,航行速度随时间变化图象如图所示,若“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行过程中所受阻力恒为6.6×105N,出发200s速度达到10m/s,前进1660m,取g=10N/kg,求:21·cn·jy·com
(1)“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行时受到海水的浮力;
(2)在0~200s内“向阳红09”搭载“蛟龙”号行驶的平均速度;
(3)在0~200s内“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时牵引力所做的功。
9.质量为40kg的小明同学骑着一辆质量为10kg自行车在平直公路上匀速行驶,在5min内行驶了1500m的路程。求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)小明骑自行车行驶的速度为多少 m/s?
(2)若小明骑车时受到的阻力为50N,该同学骑车行驶5min克服阻力做了多少焦耳的功?
(3)小明骑自行车与地面总的接触面积为20cm2,则该同学骑车行驶时对地面的压强为多少?(取g=10N/kg)
10.小军体重500N,他家距离学校2400m,他骑自行车在水平路面上以4m/s的速度匀速直线行驶到时校,有关数据在下表中列出(g=10N/kg,水=1×103kg/m3 ):
求(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大?
(2)小军骑自行车上学一程至少要做多少功?功率是多少?
(3)放学后,小军到游泳馆进行训练,若小军的密度为1.0×103kg/m3,他潜入水下3米,所受的水的压强及浮力各为多少?
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跟踪训练解析
1.(2017 岳阳)如图,小明沿水平地面推箱子,但箱子没有移动,此过程( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.小明对箱子没有做功;
B.重力对箱子做了功;
C.小明对箱子的推力大于地面对箱子的阻力;
D. 箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力
【解析】做功包括两个必要 ( http: / / www.21cnjy.com )的条件:一是有力作用在物体上,二是物体在力的方向通过了一段距离;小明对箱子用了力且箱子在力的方向上移动了距离,所以小明做了功,故A正确。
箱子在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,故B错。
箱子处于静止状态,在水平方向上受力平衡,所以小明对箱子的推力等于地面对箱子的阻力,故C错。
重力和压力和方向是相同的,它们不是平衡力,故D错;应选A。
【答案】A。
【考查角度】做功的判断。
2.(2017·长春)一位同学正在进行投掷实心球的训练,以下情境中,他对球做功的是( )。
A.手拿球静止;B.手托球水平匀速直线运动
C.将球举起; D.抛出后的球在空中继续运动
【解析】A、手拿球静止,有力,但球没有在力的方向上移动距离,故没有做功,故A错误。
B、手托球水平匀速直线运动,有力,但球没有在力的方向上移动距离,故没有做功,故B错误。
C、将球举起,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C正确。
D、球飞出去,球由于惯性向前运动,有距离,但没有对球施加力,没有对球做功,故D错误。
故选C。
【考查角度】做功的判断。
3.(2017·中山)常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体,(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.5×103kg/m3的实心物体静止不动,该力的大小是多少 【21教育名师】
(2)若机器人在水下30m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如题图所示,求:
①物体上升的速度是多少
②这个过程动力F对物体做了多少功
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】(1)物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m3=300N,
由和G=mg可得,物体受到的重力:G=mg=ρVg=2.5×103kg/m3×0.03m3×10N/kg=750N,
对物体受力分析可,受竖直向下的重力 ( http: / / www.21cnjy.com )G、竖直向上的浮力F浮、机器人向上的举力F举作用处于静止状态,所以,机器人对物体的举力:F举=G-F浮=750N-300N=450N。21·世纪*教育网
(2)①物体上升的速度:;
②由图象可知,物体竖直上升所需要的动力F=500N,
这个过程动力F对物体做的功:W=Fs=500N×30m=15000J。
答:(1)该力的大小是450N;(2)①物体上升的速度是0.2m/s;②这个过程动力F对物体做了15000J的功。
【考查角度】浮力、功的计算。
4.(2017 齐齐哈尔)你在参加2017年5月的体能测试中涉及到的物理知识,下列说法中正确的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.1min跳绳-由跳绳时重心上升高度与时间的图象可知,每次跳绳人做功约为30J;
B.立定跳远-人用力蹬地才能起跳,说明力是物体运动的原因;
C.掷实心球-在最高点B时实心球处于平衡状态;
D.800m测试-到达终点时人不能马上停下来,因为人跑动速度越大,惯性越大
【解析】由图可知,跳绳时,重心上升高度为6cm=0.06m,中学生的体重约为500N,所以每次跳绳时所做的功:,故A正确。2-1-c-n-j-y
立定跳远之前是静止的,脚向后蹬地,人向前运动,说明力是改变物体运动状态的原因,故B错。
实心球在B点时,不是平衡状态,故C错误。
800m测试,到达终点时人不能马上停下来,是因为惯性,惯性大小只和物体质量有关,与物体速度无关,故D错误。
【答案】A。
【考查角度】功的计算、惯性、平衡状态的判断、力与运动的关系。
5.(2017 嘉兴)如图为某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答:
(1)当它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是 。
(2)擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2,要擦完总面积为3米2的窗玻璃需要 分钟。
(3)工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛,内外气压差达到800帕,求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米?
(4)擦窗机器人的总质量 ( http: / / www.21cnjy.com )为1.2千克,工作时的实际功率为80瓦,它在竖直向上擦窗过程中有0.25%的电能用于克服重力做功;若窗户足够高,持续竖直向上擦窗20分钟,擦窗机器人可上升的最大高度为多少米?(取g=10牛/千克)
【解析】(1)物体静止时处于平衡状态,受到的力为平衡力;(2)根据题意求出时间;(3)根据公式求出面积的大小;(4)根据W=Pt求出消耗的电能,从而求出克服重力所做的功,根据W=Gh求出高度。
解答:(1)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,故摩擦力的方向是竖直向上的。
(2)擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2,要擦完总面积为 3 米2的窗玻璃需要的时间为:t=4分钟/米2×3 米2=12分钟。
(3)由得,擦窗机器人与玻璃的接触面积为:;
(4)机器人消耗的电能为:W电=P ( http: / / www.21cnjy.com )电t=80W×1200s=96000J;克服重力所做的功:W =W电η=96000J×0.25%=240J;机器人的重力为:G=mg=1.2kg×10N/kg=12N;
由W=Gh得上升的高度为:。
【答案】(1)竖直向上;(2)12;(3)擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为0.035m2;(4)擦窗机器人可上升的最大高度为20m。
【考查角度】压强的大小及其计算、功的计算公式的应用。
6.(2017 齐齐哈尔)如图甲 ( http: / / www.21cnjy.com )所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知,0~3s内,推力对物体做功 J;t=5s时,物体受到的摩擦力是 N。
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】由丙图知:0~3s内物体的速度大小为零,物体处于静止状态,有力无距离,所以,推力对物体做功0J;由丙图知,9-12s时,物体匀速运动,由乙图知,9-12s时,F=6N,所以摩擦力与推力F平衡,大小为6N;3-6s之间,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力;但由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有改变,所以摩擦力大小不变;即仍为6N。
【答案】0、6。
【考查角度】功的计算、图像综合分析。
7.(2017·广东)常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体,(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg) 。
(1)某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.5×103kg/m3的实心物体静止不动,该力的大小是多少
(2)若机器人在水下30m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如题图所示,求:
①物体上升的速度是多少
( http: / / www.21cnjy.com )
②这个过程动力F对物体做了多少功
【解析】由图像和物体运动规律的有关计算可以求得,具体解答如下:
(1),
物体的重力:,
拉力为:;
(2)上升速度:,由图像可得F=500N,
功为:。
【答案】(1)450N;(2)①0.2m/s,15000J。
【考查角度】浮力的计算、功的计算。
8.(2017 连云港)2017年 ( http: / / www.21cnjy.com )2月6日,“向阳红09”搭载“蛟龙”号载人潜水器起航离开青岛港,执行中国大洋第38航次科考任务,“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时的排水量为4488t,牵引力的功率恒为6600kW,航行速度随时间变化图象如图所示,若“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行过程中所受阻力恒为6.6×105N,出发200s速度达到10m/s,前进1660m,取g=10N/kg,求:
(1)“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行时受到海水的浮力;
(2)在0~200s内“向阳红09”搭载“蛟龙”号行驶的平均速度;
(3)在0~200s内“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时牵引力所做的功。
【解析】(1)知道“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时的排水量(排开水的质量),利用F浮=G排=m排g求“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行时受到海水的浮力;(2)利用求200s内的平均速度;(3)知道功率恒定值和之间,利用求牵引力所做的功。
解答:(1)“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行时受到海水的浮力:
F浮=G排=m排g=4.488×106kg×10N/kg=4.488×107N;
(2)200s内的平均速度:;
(3)由得牵引力所做的功:W=Pt=6.6×106W×200s=1.32×109J。
【答案】(1)“向阳红09 ( http: / / www.21cnjy.com )”搭载“蛟龙”号在航行时受到海水的浮力为4.488×107N;(2)在0~200s内“向阳红09”搭载“蛟龙”号行驶的平均速度为8.3m/s;(3)在0~200s内“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时牵引力所做的功为1.32×109J。
【考查角度】浮力大小的计算、变速运动与平均速度、功的计算。
9.质量为40kg的小明同学骑着一辆质量为10kg自行车在平直公路上匀速行驶,在5min内行驶了1500m的路程。求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)小明骑自行车行驶的速度为多少 m/s?
(2)若小明骑车时受到的阻力为50N,该同学骑车行驶5min克服阻力做了多少焦耳的功?
(3)小明骑自行车与地面总的接触面积为20cm2,则该同学骑车行驶时对地面的压强为多少?(取g=10N/kg)
【解析】(1)知道小明骑自行车 ( http: / / www.21cnjy.com )行驶的路程和时间,利用速度公式求行驶速度;(2)知道小明骑自行车行驶的距离,和受到的阻力,利用W=Fs求克服阻力做的功;(3)知道人和车的总质量,利用重力公式求人和车的总重力;因为自行车在平直公路上,对地面的压力等于重力,又知道受力面积,利用压强公式求骑自行车行驶时对地面的压强。
【答案】(1)t=5min=300s,小明骑自行车行驶的速度:;
(2)小明骑车行驶5min克服阻力所做的功:W=FS=50N×1500m=7.5×104J;
(3)小明骑车行驶时对地面的压力:F=G=m ( http: / / www.21cnjy.com )g=(40kg+10kg)×10N/kg=500N,地面受力面积:s=20cm2=20×10﹣4m2。
小明骑车行驶时对地面的压强:。
答:(1)小明骑自行车行驶的速度为5m/s;
(2)该同学骑车行驶5min克服阻力做了7.5×104J的功;
(3)该同学骑车行驶时对地面的压强为2.5×105Pa。
【考查角度】速度的计算、压强的大小及其计算、功的计算。
10.小军体重500N,他家距离学校2400m,他骑自行车在水平路面上以4m/s的速度匀速直线行驶到时校,有关数据在下表中列出(g=10N/kg,水=1×103kg/m3 ):【21cnj*y.co*m】
求(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大?
(2)小军骑自行车上学一程至少要做多少功?功率是多少?
(3)放学后,小军到游泳馆进行训练,若小军的密度为1.0×103kg/m3,他潜入水下3米,所受的水的压强及浮力各为多少?21*教*育*名*师
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【解析】结合表中给出的数据,利用所学知识即可解答此题。(1)由压强公式:可求出自行车对地面的压强;(2)自行车做匀速运动,自行车受到的阻力与其动力是平衡力,由公式:即可求出功,由公式即可求出功率;(3)由小强的密度和质量,求出其体积,即可求出小强在水中受到的浮力。
解答如下:(1)自行车对地面的压力:F=500N+250N=750N,轮胎与地面的接触面积为:5×10-3m2,自行车对地面的压强为:。
(2)小强所做的功为:,
功率为:。
(3)由密度公式得到小强体积:,故小军沉入水中排开水的体积也是0.05m3,故小军受到的浮力为:
,
在水下3m处,小军受到的水的压强是:
。
答:略。
【考查角度】压强和液体压强的计算、功与功率的计算。
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知识点精析
考点概览
典例精析
跟踪训练
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第1节:功跟踪练习
一、选择题
1.如图所示,小宇对箱子施加水平推力,下列说法中错误的是( )。
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A.当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力;
B.当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态;
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N;
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功
2.如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想,你认为合理的是( )。21·cn·jy·com
A.文具盒所受重力对它做了功; B.文具盒所受支持力对它做了功;
C.文具盒所受的推力F对它做了功; D.在此过程中没有力对文具盒做功
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3.下列实例中,力对物体没有做功的是( )。
A.起重机吊起重物; B.马拉车,车未动;
C.跳水运动员从跳台跳下; D.举重运动员,将杠铃举起
4.在粗糙的水平面上,用100N的水平推力使一个重为500N的物体前进了10m,在此过程中( )。
A.推力做了5000J的功;B.推力做了1000J的功;
C.重力做了5000J的功;D.重力做了1000J的功
5.甲、乙两个集装箱的质量相等,起重机把甲以1 m/s的速度提升10 m;再以2 m/s的速度把乙提升相同的高度,那么( )。21世纪教育网
A.两次做功一样多;B.第一次做功多;C.第二次做功多;D.无法比较
6.体育课上,小明用100 N的水平力把 ( http: / / www.21cnjy.com )放在地面上重5 N的足球踢了出去,足球在水平地面上滚了30 m停下,在球滚动的过程中,脚对球所做的功为( )。21教育网
A.150 J B.500 J C.3 000 J D.0www.21-cn-jy.com
7.如图所示的几个情形中,所提到的力没有做功的是( )。
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二、填空题
8.如图,质量为M=2千克的物体,在力F的 ( http: / / www.21cnjy.com )作用下,以0.5米/秒的速度沿水平面匀速前进了2米(滑轮和绳的重及与绳间的摩擦不计),此时弹簧秤的示数为2N。则物体与水平面间的摩擦力是__ _N,在这一过程中,重力做的功是_ __J。21·世纪*教育网
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9.青少年在安静思考问题的时候,心脏推动血 ( http: / / www.21cnjy.com )液流动的功率约为1.5 W,则你在考试的100 min内,心脏做功约为_______J,用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高______m。 (g取10 N/kg)【21cnj*y.co*m】
三、计算题
10.在图所示的装置中,某人在10秒内将重为200牛的货物匀速提升3米。求:
① 绳对重物的拉力F;
② 绳拉重物所做的功W。
11.水桶内装有体积为1. ( http: / / www.21cnjy.com )9×10-2 m3的饮用水,张力同学为班级的饮水机换水,他拎着水桶在水平地面上匀速前进了100米,然后匀速提起水桶放到1m高的饮水机上(水桶的质量不计)。求:(1)桶中水的质量;【21教育名师】
(2)张力同学所做的功。(g=10N/kg)
12.小跳同学每次放学回家要背着沉重的 ( http: / / www.21cnjy.com )书包爬上约15m高的楼,累得气喘吁吁。小跳同学和书包总重600N,爬楼用时3min。求:小跳背书包爬楼克服重力所做的功。【21教育】
13.磁悬浮列车是一种新型交通工具 ( http: / / www.21cnjy.com ),如图所示,列车受到磁力作用而浮起,使列车与轨道间的摩擦力减小到零,上海磁悬浮列车线路长是30km,单向运行时间440s。21-cnjy*com
(1)求列车单向运行的平均速度是多少?
(2)假设一节车厢总质量是20t, ( http: / / www.21cnjy.com )磁悬浮列车行驶时,强大的磁力使车厢匀速上升10mm,求上升过程中磁力对该车厢做的功是多少 (g取10N/kg)
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第1节:功跟踪练习(解析)
一、选择题
1.如图所示,小宇对箱子施加水平推力,下列说法中错误的是( )。
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A.当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力;
B.当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态;
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N;
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功
【解析】A.当推力为75N时,箱子不动,此时 ( http: / / www.21cnjy.com )推力等于地面对箱子的摩擦力;此说法正确。箱子不动,说明箱子处于平衡状态,箱子受到平衡力的作用,推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力,故说法正确。故,A不符合题意。21*教*育*名*师
B.当小宇增大推力,箱子由 ( http: / / www.21cnjy.com )静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态;此说法正确。当力继续增大时,箱子由静止变为运动,说明力是改变物体运动状态的原因。故,B不符合题意。
C.当推力为100N时, ( http: / / www.21cnjy.com )箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N;此说法正确。箱子做匀速直线运动,箱子处于平衡状态,推力和地面对箱子的摩擦力是一对平衡力,两者相等。故,C不符合题意。
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功;此说法错误。推力的方向与箱子运动方向相同,故推力对箱子做功。故,D符合题意。
【答案】D。
【考点】功与产生功的条件、运动的平衡状态、平衡力。
2.如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想,你认为合理的是( )。
A.文具盒所受重力对它做了功; B.文具盒所受支持力对它做了功;
C.文具盒所受的推力F对它做了功; D.在此过程中没有力对文具盒做功
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】(1)文具盒在竖直方向受到桌面 ( http: / / www.21cnjy.com )对它的支持力和重力的作用,但它并没有在竖直方向上通过距离,所以这两个力都没有对文具盒做功,所以AB错误。
(2)在水平方向上,文具盒受到推力的作用,并且在水平方向上通过了距离,所以推力对文具盒做了功;故C正确,D错误。
所以选C。
【考点】功的判断。
3.下列实例中,力对物体没有做功的是( )。
A.起重机吊起重物; B.马拉车,车未动;
C.跳水运动员从跳台跳下; D.举重运动员,将杠铃举起
【解析】A、起重机吊起重物,重物在拉力作用下提升了一段距离,符合做功的两个必要因素,不符合题意。
B、马拉车,车未动,马对车施加一个拉力,向前没有移动距离,有力没有距离,所以没做功,符合题意。
C、跳水运动员从跳台跳下,是沿重力的方向向下运动,符合做功的两个必要因素,是重力在做功,不符合题意。
D、举重运动员,将杠铃举起,杠铃在运动员的举力作用下,被举高,符合做功的两个必要因素,是举力做功,不符合题意。
故答案为B。
【考点】做功的判断。
4.在粗糙的水平面上,用100N的水平推力使一个重为500N的物体前进了10m,在此过程中( )。
A.推力做了5000J的功;B.推力做了1000J的功;
C.重力做了5000J的功;D.重力做了1000J的功
【解析】解此题要依据做功的两个条件,特别要注意距离S是受力物体在该力方向上移动的距离。
解答:推力做的功W1=FS1=100N×10m=1000J;
重力做的功W2=GS2=500N×0m=0J;故选B。
【考点】功的计算。
5.甲、乙两个集装箱的质量相等,起重机把甲以1 m/s的速度提升10 m;再以2 m/s的速度把乙提升相同的高度,那么( )。2·1·c·n·j·y
A.两次做功一样多;B.第一次做功多;C.第二次做功多;D.无法比较
【解析】已知物体质量,可以得到重力;已知物重和上升的高度,利用公式W=Gh比较做功的多少。
解:甲乙集装箱质量相同,由公式G=mg知:受到的重力相同;
起重机将两个集装箱提升的高度相同,由公式W=Gh知:两次做的功相同。
故选C。
【考点】物体做功分析。在物重和提升高度相同时,做功相同,与提升速度无关,提升速度决定的是起重机的功率。
6.体育课上,小明用100 N的水平力 ( http: / / www.21cnjy.com )把放在地面上重5 N的足球踢了出去,足球在水平地面上滚了30 m停下,在球滚动的过程中,脚对球所做的功为( )。
A.150 J B.500 J C.3 000 J D.0
【解析】在利用W=Fs求功的过程中 ( http: / / www.21cnjy.com ),正确确定力和距离是关键,这里的力和距离一定是对应的,不能张冠李戴。在球滚动的过程中,脚对球没有施加力的作用,也就是F=0;而且30 m也不是沿力的方向移动的,而是由于物体具有惯性要保持原来的运动状态不变而移动的,所以W=0,选项A、B、C都不正确,选项D正确。
答案D。
【考点】做功的判断与计算。
7.如图所示的几个情形中,所提到的力没有做功的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】A、物体受到绳子向上的拉力,向上移动了距离,拉力对物体做功;不符合题意。
B、小车受到向前的拉力,向前移动了距离,拉力对小车做功;不符合题意。
C、汽车在刹车阻力作用下速度降低,克服阻力做功;不符合题意。
D、人用力搬石头,给石头一个向上的力,向上没有移动距离,力对石头没有做功;符合题意。故选D。
【考点】物体做功的判断。
二、填空题
8.如图,质量为M=2千克的物体,在力F ( http: / / www.21cnjy.com )的作用下,以0.5米/秒的速度沿水平面匀速前进了2米(滑轮和绳的重及与绳间的摩擦不计),此时弹簧秤的示数为2N。则物体与水平面间的摩擦力是__ _N,在这一过程中,重力做的功是_ __J。【21·世纪·教育·网】
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【解析】(1)物体A受绳子拉力F绳子=F弹簧测力计=2N与滑动摩擦力f作用,物体做匀速直线运动,由平衡条件得:f=F绳子=2N。
(2)由题知,物体在重力的方向上没有移动距离,根据做功的两个必要条件可知,重力做功为0J。
故答案为:2;0。
【考点】物体做功的判断。
9.青少年在安静思考问题的时候,心脏 ( http: / / www.21cnjy.com )推动血液流动的功率约为1.5 W,则你在考试的100 min内,心脏做功约为_______J,用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高______m。 (g取10 N/kg)21cnjy.com
【解析】(1)由题意可知,P=1.5W,t=100min=6000s,
则在100min内心脏做功为:W=Pt=1.5W×6000s=9000J。
(2)人的质量m=50kg,由公式W=Gh=mgh可得,这些功可把物体举高的高度:
。故答案为:9000;18。
【考点】功的计算、速度。
三、计算题
10.在图所示的装置中,某人在10秒内将重为200牛的货物匀速提升3米。求:
① 绳对重物的拉力F;
② 绳拉重物所做的功W。
【解析】物体匀速上升,物体受到的力定是平衡力,提升物体用的是定滑轮,拉力等于物体的重力;功是力与在力的方向上的距离的乘积。www-2-1-cnjy-com
解答:① F=G=200牛。
② W=FS =200牛×3米=600焦。
答:绳对重物的拉力是200牛;绳拉重物所做的功是600焦。
【考点】功的计算。
11.水桶内装有体积为1.9×10-2 ( http: / / www.21cnjy.com ) m3的饮用水,张力同学为班级的饮水机换水,他拎着水桶在水平地面上匀速前进了100米,然后匀速提起水桶放到1m高的饮水机上(水桶的质量不计)。求:(1)桶中水的质量;
(2)张力同学所做的功。(g=10N/kg)
【解析】已知水桶中水的体积,利 ( http: / / www.21cnjy.com )用水的密度即可计算出水桶中水的质量;张力同学拉着水桶在水平地面上匀速前进时,由于拉力和移动的距离是彼此垂直的,所以拉力没有做功,在匀速提起水桶放到饮水机上时,他是在克服水桶的重力在做功,所以他对水桶做的功可用公式W=Gh来计算。
解答:(1)由公式可得:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.9×10-2m3=19kg。
(2)G=mg=19 kg×10 N/kg=190 N,W=Fs=Gh=190 N×1 m=190 J。
答:桶中的水的质量是19 kg,张力同学做了190 J的功。
【考点】功的计算。
12.小跳同学每次放学回家要背着沉重的 ( http: / / www.21cnjy.com )书包爬上约15m高的楼,累得气喘吁吁。小跳同学和书包总重600N,爬楼用时3min。求:小跳背书包爬楼克服重力所做的功。21*cnjy*com
【解析】(1)根据做功公式W=Gh就可求出小跳克服重力所做的功;(2)由功率公式P= ( http: / / www.21cnjy.com )就会求出小跳爬楼克服重力做功的功率。
解答:(1)已知:G=600N,h=15m,
那么小跳背书包爬楼克服重力所做的功为W=Gh=600N×15m=9×103J。
答:小跳背书包爬楼克服重力所做的功为9×103J。
【考点】功的计算。
13.磁悬浮列车是一种新型交通工具,如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,列车受到磁力作用而浮起,使列车与轨道间的摩擦力减小到零,上海磁悬浮列车线路长是30km,单向运行时间440s。2-1-c-n-j-y
(1)求列车单向运行的平均速度是多少?
(2)假设一节车厢总质量是2 ( http: / / www.21cnjy.com )0t,磁悬浮列车行驶时,强大的磁力使车厢匀速上升10mm,求上升过程中磁力对该车厢做的功是多少 (g取10N/kg)
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】(1)总路程S=30km=30000m,
列车单向运行的平均速度是。
(2)磁力等于车厢的重力F=G=mg=20000kg×10N/kg=200000N,
上升高度h=10mm=0.01m,磁力对该车厢做的功W=Gh=200000N×0.01m=2000J。
答:(1)列车单向运行的平均速度是68m/s;(2)磁力对该车厢做的功是2000J。
【考点】功的计算。
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