沪科版物理八年级第十章机械与人第三节 做功了吗
同步综合练习
一.选择题(共17小题)
1.下列事例中说法正确的是( )
A.将两个鸡蛋举高1m做功是10J B.人的步行速度约为1km/h
C.一张纸的厚度大约是1mm D.綦江地区大气压值约为1.0×105Pa
2.一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球,球离开脚后在水平草地上向前滚动了30m。在整个踢球过程中,运动员对足球做的功为( )
A.3000J B.150J C.0J D.做了功,但条件不足无法计算
3.一支步枪枪膛长80cm,火药爆炸时产生的高压气体对子弹的平均推力是2000N,子弹离开枪口在空中飞行40m后落在地上,则高压气体对子弹做的功是( )
A.1.6×103 J B.8×104 J C.2.4×103 J D.0
4.下列有关力做功的说法中正确的是( )
A.扛桶水上楼梯人对水桶 B.吊车吊着集装箱水平移动,拉力对集装箱
C.小孩搬大石块搬不动,小孩堆石块 D.学生背书包等公交车,人对书包
5.如图所示的生活实例中,下列判断中( )
①甲图小车在推力的作用下前进了一段距离推力做了功;
②乙图人提着滑板在水平路面上前行,人提滑板的力做了功;
③丙图物体在绳子拉力作用下升高,拉力做了功;
④丁图用尽全力搬石头搬而未起,人对石头的作用力不做功。
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
6.如图,用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动,若推力F对物体做了40J的功,则在这一过程中( )
A.重力做的功为40J B.物体受到20N的摩擦力
C.物体运动了2m D.物体运动了lm
7.在如图所示的各个过程中,人对物体做功的是( )
A.踢出去的足球在地面上滚动一段距高 B.大家用力推汽车,汽车不动
C.学生背着书包在水平地面上匀速前进 D.运动员在举起杠铃的过程中
8.下列生活实例中,力对物体没有做功的是( )
甲:小车在推力作用下前进了一段距离 乙:提着滑板在水平路面上前行
丙:物体在绳子拉力作用下升高 丁:用尽全力搬石头,搬而未起
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.乙和丁
9.下列叙述中正确的是( )
A.甲图:降落伞竖直匀速下落,重力做功
B.乙图:人提着重物在水平方向匀速通过一段距离,人的拉力对重物做了功
C.丙图:运动员将标枪投出去,运动员对标枪没有做功
D.丁图:小球在水平面上滚动一段距离,水平面支持力对球做了功
10.运动会上,小明为班级买来了矿泉水。则下列过程中,小明对矿泉水有做功的是( )
A.小明推放在地面上的矿泉水,没推动 B.小明提着矿泉水站在操场上
C.小明提着矿泉水在操场上走动 D.小明提着矿泉水上楼梯
11.用200牛顿的拉力,沿水平方向拉质量是100千克的大车和50千克的小车,它们都在力的方向上移动了10米,拉大车和小车所用的时间各不相同,则( )
A.拉大车做功多 B.拉小车做功多
C.拉大车、小车做功一样多 D.拉大车、小车做功快慢相同
12.有一质量分布均匀的工件,正放时如图甲所示,倒放时如图乙所示,现要用力沿箭头方向将它推翻,变成如图丙方式放置。如果在图甲方式放置时推倒所所需要做的最小功为W1,图乙方式放置时推倒所需做的最小功为W2,则( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.W1=W2 D.无法比较
13.一根不均匀的铁链长1.0m,重30N,盘曲在水平地面上。若用手拿起某一端(设为甲端)将其缓缓提起至另一端(设为乙端)恰好离开地面,需做功12J.如果该将乙端从地面缓缓上提至甲端恰好离开地面,则需做功( )
A.12J B.15J C.18J D.30J
14.甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动,且v甲>v乙,若不计较空气阻力,则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.W甲>W乙 D.W甲<W乙
15.如图所示,一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上,使木棒保持水平,用水平恒力F推木棒的A端,使圆柱体在水平地面上向前匀速滚动,设木棒与圆柱体、圆柱体与地面间均无滑动现象,当把木棒从图甲位置推至图乙位置时,推力F做的功为( )
A. B.F(L+πD) C.2FL D.2F(L+2πD)
16.额定功率相同的甲、乙两辆汽车在水平路面上都以额定功率匀速行驶,在相等的时间t内通过的路程之比是4:1.则在此相等的时间t内,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两汽车的牵引力相等 B.甲、乙两汽车的牵引力之比是4:1
C.甲、乙两汽车做功相同 D.甲、乙两汽车做功之比是1:4
17.把重为15牛的冰块抛出后,冰块在水平冰面上滑行40米而停止,则冰块滑行中( )
A.人对冰块做功600焦 B.重力对冰块做功600焦
C.人和重力对冰块都没有做功 D.冰块克服摩擦阻力做功600焦
二.多选题(共5小题)
18.如图所示,在水平地面上,小芳用力将箱子拉走了,小刚用力推箱子,但箱子没有推动。面关于他俩做功的分析中错误的是( )
A.小刚用了力,他对箱子做了功
B.小芳用力拉动了箱子,她对箱子做了功
C.小芳在拉箱子的过程中,箱子的重力做了功
D.小刚、小芳两人都对箱子没做功
19.一物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,其运动的路程(s)与时间(t)关系如图所示,下列判断正确的是( )
A.物体5s时的速度小于2s时的速度
B.前3s拉力对物体做的功大于后3s做的功
C.前3s拉力对物体做功的功率小于后3s做功的功率
D.前3s物体所受的拉力大于后3s物体所受的拉力
20.如图所示,在台球比赛中,选手推动球杆击打白球,白球又与红球碰撞,下列说法正确的是( )
A.白球碰撞红球时,白球对红球的作用力等于红球对白球的作用力
B.白球撞击红球后,白球的运动状态不变
C.白球碰撞红球后逐渐停下来,是因为白球不受力的作用
D.手推动球杆前进时,手对球杆的推力做了功
21.水平桌面上有一个质量为1kg的物体,在水平拉力F的作用下沿直线运动,拉力F与物体通过的路程s的图象如图所示,此过程中物体受到的摩擦力始终为1N.则下列说法中正确的是( )
A.0~0.5m内拉力F做功为1J
B.0~1m内拉力F做功为1.5J
C.1~1.5m内物体在做加速运动
D.0~1.5m内拉力F做的功全部转化为物体的机械能
22.在2013年全运会上,邓微夺得女子举重58公斤级金牌(如图),下列说法中正确的是( )
A.邓微在举起杠铃的过程中,她对杠铃做了功
B.邓微在举起杠铃后,她对地面的压强增大了
C.邓微举着杠铃在空中不动时,她对杠铃做了功
D.邓微举重前在手上擦一些粉是为了增大摩擦
三.填空题(共12小题)
23.如图所示,在水平地面上,小华用20N的水平力拉着重为50N的木箱匀速向右移动10m,在此过程中,拉力做功为 J,木块受到的摩擦力为 N,重力对木箱做功 J,地面对木箱的支持力为 N。
24.如图,重10N的物体A在水平拉力F的作用下,沿水平方向以0.4m/s的速度匀速运动了2s,弹簧测力计的示数为4N,物体A所受重力做的功为 J,拉力F做的功是 J。
25.一根金属棒AB置于水平地面上,现小明通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起,如图甲所示,在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示,请根据图象解答下列问题:
(1)金属棒的重力G为 N;
(2)金属棒的重心到A端的距离d= m;
(3)小明想同样的方式使用弹簧测力计竖直将棒的左端A端拉起,则A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为
N。
26.在水平地面上有一长方体木箱。小明用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示。此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则从3s至5s内,推力对木块所做的功 J,第2秒木块受到的摩擦力为 N。
27.往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,已知箱子重900N,斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。在这过程中工人做的有用功是 J,推力对箱子做的功是 J,物体受到斜面的摩擦力为 N。
28.如图所示,绕过定滑轮的绳子,一端系一质量为10kg的物体A,另一端被人握住,最初绳沿竖直方向,手到滑轮距离为3m。之后人握住绳子向前运动,使物体A匀速上升,则在人向前运动4m的过程中,对物体A作的功 。(绳的质量、绳与轮摩擦、空气阻力均不计)
29.起重机将一个重2×104N的集装箱匀速提高5m,在这个过程中起重机的拉力做的功是 J,若起重机又将集装箱水平移动30m,这段距离内拉力做的功为 J。
30.如图所示,小华同学从地上拿起一只约50g的鸡蛋,缓缓举过头顶。
(1)此过程小华对鸡蛋做了功,理由是:①小华对鸡蛋有 的作用,②鸡蛋沿 移动了一段距离。
(2)鸡蛋向上移动的距离约 m,小华对鸡蛋所做的功约为 J。
31.两条质量各为20g的扁虫(质量可视为均匀分布)。两虫越过一堵非常薄的墙,墙高10cm。甲虫子长20cm,乙虫长度只有10cm,当两条虫子的中点正好在墙头上的时候,甲乙两虫子克服重力做功之比是 (g=10N/kg)。
32.如图所示装置,大小为10N的水平力F作用在滑轮上,使物体A以0.2m/s的速度水平向右做匀速直线运动,则5s内力F所做的功为 J。
33.如图所示,重为20N的物体从斜面的顶端A滑下,若AC=3m,AB=5m,则物体从A端滑到B端时,重力对物体所做的功为 J,支持力对物体做的功为 J。
34.工程载重汽车轮胎数量较多,是为了 。若车身质量8t,轮胎能承受的最大压强为7×105Pa,与地面的总接触面积为0.4m2,该车最大装载质量为 t.已知发动机的排气量(等于活塞面积S乘以活塞移动的距离L)为3.0L,燃气对活塞的平均压强为8×105Pa,一个工作循环中,燃气对活塞做功 J.(g取10N/kg)
四.计算题(共5小题)
35.如图所示,某公司研发的智能服务机器人,它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牵引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面匀速直线行驶60s,求:
(1)它行驶的路程;
(2)此过程中牵引力所做的功。
36.电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好。如图所示,某车有关数据如下表所示,在一次测试过程中,该车以额定功率在水平面上6分钟内匀速直线行驶了8千米。求:
(1)该车在这次测试过程中牵引力所做的功为多少焦?
(2)该车受到的水平阻力为多少牛?
37.如图甲所示是建造长江大桥时,使用起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体构件A,从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的示意图,在下降到江底之前,A始终保持0.1m/s的速度不变。图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图象。(取江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功;
(2)圆柱体A的密度;
(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平),卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强。
38.为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅,中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权,如图所示。“向阳红06”总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量4900吨,最大航速13.5节(约25km/h),续航力15000海里,是一艘装备精良的现代化综合海监船。(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg ),求:
(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力有多大?
(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?
(3))“向阳红06”船在某处执行任务时,以18km/h的速度匀速航行6小时,若巡航时海水阻力为1.0×106牛顿,则这一过程中船的推进力所做的功为多少?
39.某老人在进行1分钟跳绳锻炼,若他的质量是60千克。若脚每次离地面高度都是5厘米,1分钟内共跳了120次。
(1)这老人共克服自身重力做了多少功?
(2)若这些能量全部由他体内的糖类来提供,则需消耗糖类多少克?(g取10牛/千克,糖类的热量价为16.8千焦/克)
沪科版物理八年级第十章机械与人第三节 做功了吗
同步综合练习
参考答案与试题解析
一.选择题(共17小题)
故选:D。
【点评】估测是一种科学的近似计算,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法,而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要作用。
2.【分析】功等于作用在物体的力与物体在该力方向上运动距离的乘积。
【解答】解:
在脚与球接触到球离开脚的过程中,脚对球有力的作用且球在该力的方向上通过了一段距离,故此过程中脚对球做了功,但球在100N踢力的方向上通过的距离不明,所以脚对球所做的功无法计算;
球离脚后在水平草地上向前滚动了30m,是因为球具有惯性,脚对球没有力的作用,故此过程中脚对球没有做功;
所以在整个过程中,运动员对足球做的功无法计算。
故选:D。
【点评】本题应抓住做功的两个必要条件:作用在物体上的力;物体在该力方向上通过一段距离。
3.【分析】做功的两个因素是:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,力与通过距离的乘积即为力做的功。
【解答】解:从题意中可以获悉,子弹的运动分为两个阶段,一个是在高压气体的推力作用下运动了80cm;另一个阶段时子弹离开枪膛后,靠惯性前进一段距离后在重力的作用下落,高压气体不做功,这一阶段中重力做了功。但我们求的是高压气体对子弹做功,也就是第一个阶段高压气体对子弹做的功。
s=80cm=0.8m
W=Fs=2000N×0.8m=1.6×103J。
故选:A。
【点评】解答此类题的关键是分清让我们求哪一个阶段中做功,在此阶段中的力和对应的距离是多少,然后根据功的计算公式得出答案。
4.【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离;二者缺一不可。
【解答】解:
A、扛桶水上楼梯过程中,人对水桶有向上的力,且沿力的方向移动了距离,所以人对水桶做了功,故A正确;
B、吊车吊着集装箱水平移动,此时吊车对集装箱的拉力是向上的,而距离是水平的,所以拉力没有做功,故B错误;
C、小孩搬大石块搬不动,即有力但没有移动距离,所以小孩子没有对石头做功,故C错误;
D、学生背书包等公交车,此时人对书包有向上的力,但沿力的方向没有移动距离,所以人对书包没有做功,故D错误;
故选:A。
【点评】有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。
5.【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:
1.作用在物体上的力;
2.物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);
二者缺一不可。
【解答】解:①甲图小车在推力的作用下前进了一段距离,推力和距离均水平向前;故推力做功;故①正确;
②乙图人提着滑板在水平路面上前行,提力竖直向上,距离水平向前,方向不一致;故人提滑板的力没有做功;故②不正确;
③丙图物体在绳子拉力作用下升高,拉力和距离的方向均向上,故拉力做功;故③正确;
④丁图用尽全力搬石头搬而未起,只有力,没有距离;故人对石头的作用力没有做功;故④正确;
故ABD错误;C正确;
故选:C。
【点评】本题考查了力是否做功的判断方法。
6.【分析】已知推力的大小和做功的多少,根据W=Fs可求出物体在水平方向运动的距离;
物体在做匀速直线运动或处于静止状态下受力平衡;
物体在力的作用下沿力的方向移动了距离,我们说这个力对物体做了功。
【解答】解:A、物体在重力的方向没有移动距离,故重力做的功为0,故A错误。
B、用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动,没有说是匀速直线运动,故摩擦力不一定是20N,故B错误;
CD、由W=Fs可得,物体沿水平方向运动的距离:
s===2m。故C正确,D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了学生对功的公式的了解与掌握,注意做功时两个必要因素(力和距离)方向的一致性,易错点。
7.【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:
1.作用在物体上的力;
2.物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);
二者缺一不可。
【解答】解:A、足球在水平面上滚动,距离水平向前,但不再受脚的力;故人没有做功;故A错误;
B、人没有推动汽车,只有推力,但没有距离;故推力未做功;故B错误;
C、学生背着书包在水平地面上匀速前进,背书包的力竖直向上,距离水平向前;方向不一致;故人对书包没有做功;故B错误;
D、运动员在举起杠铃的过程中,对杠铃的力竖直向上,距离竖直向上,方向一致;运动员对杠铃做功;故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了力是否做功的判断方法。
8.【分析】做功的两个必要条件是:一是物体受到力的作用;二是物体在这个力的方向上通过一定的距离。
【解答】解:
甲、推着小车前进,人对小车有推力的作用,小车在推力的方向上通过了距离,所以推力对小车做了功;
乙、用力提着滑板在水平路面上前行,此过程中,拉力与距离的方向垂直,故拉力没有做功;
丙、绳子对物体有向上的拉力,物体在拉力的方向上通过了距离,所以拉力对物体做了功;
丁、人用力搬石头但没有搬动,有力作用在石头上,但石头没有通过距离,故力对物体没有做功。
所以做了功的是甲和丙。
故选:B。
【点评】该题考查了做功的必要条件,注意三种不做功的情况:一是有力没距离;二是有距离没力;三是有力有距离,但力的方向与通过距离相互垂直。
9.【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在该力的方向上通过了距离。结合选项中的描述可逐一判断。
【解答】解:A、降落伞受到重力的作用,并在重力作用下,竖直向下通过了距离,所以重力做了功。故A正确。
B、人提着重物的拉力是向上的,水平通过距离,虽然有力也有距离,但是距离不是在力的方向上通过的。人的拉力对重物没有做功。故B错误。
C、运动员将标枪投出去后,在标枪离开手之前,运动员对标枪做功;投出去后标枪是由于惯性继续前行,有距离无力,运动员对标枪没有做功。故C错误。
D、桌面给小球的支持力是向上的,小球在水平面上向前滚动一段距离,不是支持力对小球做功。故D错误。
故选:A。
【点评】掌握做功的两个必要因素。有力有距离不一定做功,通过的距离必须是在该力的方向上通过的,物体才做功。
10.【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
【解答】解:A、小明推放在地面上的矿泉水,没推动,有力但没有距离,故没有做功。不符合题意。
B、小明提着矿泉水站在操场上,人给矿泉水一个向上的力,矿泉水向上没有移动距离,人对矿泉水没有做功。不符合题意。
C、小明提着矿泉水在操场上走动,人给矿泉水一个向上的力,矿泉水向上没有移动距离,人对矿泉水没有做功,不符合题意。
D、小明提着矿泉水上楼梯,有向上的力,同时向上移动了一段距离,所以小明对矿泉水做了功。符合题意。
故选:D。
【点评】有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。
11.【分析】水平拉力做功,根据功的公式W=Fs直接比较,利用P=比较功率即可。
【解答】解:在两次的运动过程中,拉力的大小是相等,在力的作用下物体的移动的距离也是相同的,根据功的公式W=Fs可知,两次拉力做功一样多,故AB错误,C正确;
由于拉大车和小车所用的时间各不相同,根据P=可知功率不同,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查功和功率的比较,知道功的大小只有拉力和在拉力作用下通过的距离有关,与其它因素无关。
12.【分析】读图可知,当甲→丙、乙→丙的过程中,工件刚好被推翻,分析出件的重心的变化,由功的计算公式W=Fs求出推力的功。
【解答】解:由于质量分布均匀的几何体,重点在它的几何中心上,则读图可知,乙的重心最高,甲的重心比较高,丙的重心最低;则从甲→丙、乙→丙的过程中,工件的重心都是升高后降低,则在推翻工件过程中从甲→丙的重心高度变化大,根据W=Gh可知:W1>W2。
故选:A。
【点评】本题考查功的计算,正确分析图形中重心高度的变化,应用W=Gh即可正确解题。
13.【分析】缓慢将提起铁链,需要克服重力做功,根据重力做功公式W=Gh,h是重心上升的高度,求出铁链恰好离开地面时其重心离地面的高度,再确定将乙端从地面缓缓上提至甲端恰好离开地面重心上升的高度,即可求得需要做功多少。
【解答】解:设将甲端从地面缓缓上提至乙端恰好离开地面时,铁链的重心离地面的高度为h1,
则W1=Gh1,得h1==m=0.4m,
所以将乙端从地面缓缓上提至甲端恰好离开地面重心上升的高度为h2=L﹣h1=1m﹣0.4m=0.6m,
需要做功为W2=Gh2=30×0.6J=18J;
故选:C。
【点评】本题难度较大,克服重力做功的角度分析答题、应用功的计算公式是正确解题的关键;求重力做功时,要考虑重心上升的高度。
14.【分析】(1)影响滑动摩擦力大小的因素是:接触面所受压力、接触面的粗糙程度,通过分析接触面所受压力和接触面粗糙程度的关系得出摩擦力大小的关系;而两物体都做匀速直线运动,都受平衡力的作用;进而确定拉力大小关系;
(2)知道v甲>v乙,可得在相同的时间内的路程关系,再根据W=Fs比较做功大小关系。
【解答】解:
AB、在水平方向上,每个物体都受拉力F与滑动摩擦力f作用,两个物体都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以F甲=f甲,F乙=f乙;
两个完全相同的物体在同一水平面上运动,两物体对水平地面的压力等于自身的重力;接触面的材料与接触面的粗糙程度相同,所以两物体所受的摩擦力大小相等,即f甲=f乙,所以F甲=F乙.故A、B错;
CD、∵v=,v甲>v乙,
∴在相同的时间内路程关系:
s甲>s乙,F甲=F乙。
∵W=Fs,F甲=F乙,
∴W甲>W乙,故C正确、D错。
故选:C。
【点评】本题难点在拉力大小关系的判断,要掌握:①物体静止或匀速直线运动时受到平衡力的作用,②平衡力的特点,③影响摩擦力大小的因素。
15.【分析】要明确力F做的功分成了两部分一部分是对木板做功,一部分是对球做功,关键是移动距离的确定:
①第一部分移动的距离就是在力F的方向上移动了木板的长度;
②第二部分移动的距离就是球转动的圈数,实际也是木板的长度。
【解答】解:力F做功可以看成:对木板的功加上对球做的功:
(1)对木板的做的功:位移s1等于木板的长度L,由W=Fs,得W1=FL;
(2)再看对球做的功:①木板和球、球和地面没有滑动摩擦,只有滚动摩擦,所以球的位移s2就等于球转动的圈数,球转动的圈数又等于木板的长度L;
②由于推动过程是匀速运动,所以木板和球的受力都是平衡的。木板的推力F等于球对木板的摩擦力,木板对球和球对木板的摩擦力是一对相互作用力,两力是相等的,所以球受到的力也为F;
由W=Fs,得 w2=FL;
(3)F做得总功 W=w1+w2=2FL;
故选:C。
【点评】本题的难点在于确定球的位移,由于木板和球、球和地面没有滑动摩擦 只有滚动摩擦,所以球的位移就等于球转动的圈数,球转动的圈数又等于木板的长度L。
16.【分析】已知甲、乙两辆汽车的额定功率和时间相同,可利用公式W=Pt分析两辆汽车做功多少的关系;又知道通过的路程之比,再利用公式W=Fs分析两辆汽车的牵引力之比,从而进行判断。
【解答】解:(1)甲、乙两辆汽车的额定功率和时间相同,根据公式W=Pt可知,甲、乙两汽车做的功相同,故C正确,D错误;
(2)∵W=Fs
∴两车的牵引力之比:
===,故AB错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生对功率、功的计算公式的理解和掌握,难度不是很大。
17.【分析】把冰块水平抛出后,冰块在水平方向不再受推力的作用,靠惯性向前运动,由于受到摩擦力的作用,最终会停下来;在重力方向上也没有移动距离,根据公式W=Fs可知做功的多少。
【解答】解:
冰块在手的作用下开始运动,出手后靠惯性在水平方向移动了距离,由W=Fs知,虽然冰块滑动了较大的距离,但人对冰块没有作用力,所以人对冰块不做功,故A错误;
冰块受重力作用,但在重力方向上没有移动距离,根据公式W=Gh可知重力没有对冰块做功,故B错误;综上所知C正确;
冰块在滑行过程中受到摩擦力的作用,但是不知道摩擦力的大小,根据公式W=fs可知,不能求出冰块克服摩擦阻力做的功,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查做功公式的应用,关键知道影响做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离,二者缺一不可,还要知道物体靠惯性运动时,不做功。
二.多选题(共5小题)
18.【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:
1.作用在物体上的力;
2.物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);
二者缺一不可。
【解答】解:A、小刚用了力,但在力的方向上没有距离;故他对箱子没有做功;故A的说法错误;
B、小芳用力拉动了箱子,箱子在拉力的方向上通过了距离;故她对箱子做了功;故B的说法正确;
C、小芳在拉箱子的过程中,箱子受到重力,但在重力的方向上没有移动距离;故重力没有做功;故C的说法错误;
D、小刚没有做功,小芳做了功;故D的说法错误;
故选:ACD。
【点评】本题考查了力是否做功的判断方法。
19.【分析】(1)比较物体运动快慢的方法:运动相同的路程比时间,时间越短,速度越快;相同时间比路程,路程越长,速度越快;
(2)由图象可得,物体处于平衡状态;物体处于静止或匀速直线运动状态时,受的是平衡力的作用,大小相等,并结合摩擦力大小的影响因素分析判断;
(3)从图象上分别读出前3s和后3s过程中通过的距离,根据W=Fs比较拉力做功的多少;
(4)根据P=Fv判断功率的变化。
【解答】解:
A、由s﹣t图象可知,0~3s和3s~6s物体以不同的速度做匀速直线运动;而0~3s通过的路程是3m,3~6s通过路程为1m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此0~3s过程中的速度大于3~6s过程中的速度,则物体5s时的速度小于2s时的速度,故A正确;
D、物体在前3s沿水平面做匀速直线运动,则拉力等于摩擦力;在后3s物体仍沿水平面匀速直线运动,拉力仍然等于摩擦力;在此过程中物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以摩擦力大小不变,则前3s物体所受的拉力等于后3s物体所受的拉力,故D错误。
B、由s﹣t图象可知,前3s通过的距离为3m,后3s通过的距离为1m,而拉力相同,由W=Fs可知,前3s拉力做的功大于后3s拉力做的功;故B正确;
C、由于前3s过程中的速度大于后3s的过程中的速度,且拉力相同,所以根据P=Fv可知,前3s对物体做功的功率大于后3s拉力对物体做功的功率,故C错误;
故选:AB。
【点评】根据图象判断物体是否做匀速直线运动以及速度大小的关系,知道平衡力的辨别和功、功率的计算公式是解决本题的关键。
20.【分析】(1)力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的作用时,受到另一个物体的反作用力,并且作用力和反作用力大小相等;
(2)力是改变物体运动状态的原因;
(3)做功包括两个必要的因素,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
【解答】解:AB、力的作用是相互的,白球撞击红球的同时也受到红球的反作用力,白球向相反方向运动(其运动状态发生变化),且白球对红球的作用力和红球对白球的反作用力大小相等。故A正确,B错误;
C、白球撞击红球后在桌面上滚动的过程中,由于受到阻力的作用,最终静止下来。故C错误;
D、手推动球杆前进时,球杆受到了推力也沿力的方向移动了距离,所以手对球杆的推力做了功。故D正确。
故选:AD。
【点评】此题考查了力的作用效果、力的作用相互性及做功包含的两个必要因素。正确理解基本规律是解答的基础。
21.【分析】(1)功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上通过距离的积;
(2)物体受力不平衡时,做变速或变向运动;
(3)物体克服摩擦做功,能量减小。
【解答】解:
A、0~0.5m内拉力F为2N,通过的距离s为0.5m,拉力做功:W=Fs=2N×0.5m=1J,故A正确;
B、0.5m~1m内拉力F为3N,通过的距离s为0.5m,
则0~1m内有2个过程,则该过程拉力F做功:W′=2N×0.5m+3N×0.5m=2.5J,故B错误;
C、1~1.5m内,拉力为4N,物体受到的摩擦力始终为1N,则拉力大于摩擦力,做加速运动,故C正确;
D、0~1.5m内拉力F需要克服摩擦做功,拉力做功转化为内能和物体的机械能,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查功的计算、能量的转化,从图象中提取相关信息是解题的关键。
22.【分析】(1)根据做功的两个必要因素回答,做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离;
(2)压强大小与压力和受力面积有关,与压力越大成正比,与受力面积成反比;
(3)摩擦力是产生在接触面的,阻碍相对运动的力,其大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:A、邓微在举起杠铃的过程中,克服重力沿竖直方向移动了距离,对杠铃做了功,故A正确;
B、邓微在举起杠铃前,她对地面的压力等于自身重力,举起杠铃后,她对地面的压力等于自身和杠铃的重力,受力面积不变,根据p=,压强增大,故B正确;
C、邓微举着杠铃在空中不动,对杠铃施加了力,但未在力的方向上移动距离,故她对杠铃没有做功,故C错误;
D、摩擦力的大小与接触面的粗糙程度与压力的大小有关,在手上涂抹镁粉,属于通过增大接触的粗糙程度来增大摩擦,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查了做功的条件、影响压强的大小的因素、影响摩擦力大小的因素,难度不大;
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
三.填空题(共12小题)
23.【分析】(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,据此先判断是否做功,若做功,利用W=Fs计算。
(2)木箱匀速向右移动时处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等;
(3)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:(1)小华用20N的水平力拉着重为50N的木箱匀速向右移动10m,
在此过程中,小华对木箱施加了向右的拉力,箱子在拉力的方向上通过了距离,拉力对箱子做功。
拉力做功:W=Fs=20N×10m=200J,
(2)因木箱匀速向右移动时处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,
所以,木箱受到的摩擦力f=F=20N;
(3)重力方向竖直向下,木箱沿水平方向移动,所以重力不做功,即重力做的功为0J;
(4)箱子置于水平地面上,地面对木箱的支持力与箱子的重力是一对平衡力,二者大小相等,即F支=G=50N。
故答案为:200;20;0;50。
【点评】本题考查功和摩擦力的计算、力是否做功的判断,以及二力平衡条件的应用,是一道力学综合题,但难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
24.【分析】(1)依据做功的两个条件,首先判断重力是否做功,然后利用功的计算公式进行计算。
(2)根据v=求出物体移动距离,再求出拉力移动距离,根据W=Fs求出拉力做的功。
【解答】解:根据题意可知,物体A在重力的方向上没有移动距离,所以重力没做功,即重力做功为0J。
由v=得物体移动距离:
s=vt=0.4m/s×2s=0.8m,
拉力移动距离:
s′=2s=2×0.8m=1.6m,
弹簧测力计的示数为4N,所以拉力F=4N,
拉力做的功:
W=Fs=4N×1.6m=6.4J;
故答案为:0;6.4。
【点评】此题考查功的计算,记住做功的两个条件是判断是否做功的依据,下列几种情况不做功:(1)F=0、s≠0;(2)F≠0、s=0;(3)F≠0、s≠0,但F⊥s。
25.【分析】(1)在已知杆的长度的情况下,根据乙图x的不同长度对应的功的大小,得到杆的重力,也就是F2的示数;根据图乙得到F1的数值;
(2)由杠杆平衡条件可求出重心到A端的距离。
(3)由甲乙图和杠杆平衡条件分析可知杆的长度,再利用杠杆平衡条件解得。
【解答】解:(1)由乙图可知,在B端离地0.8m处时,A离地面,
因为W=Gh,
所以金属棒的重力G===5N,
(2)由于拉力始终竖直向上,由杠杆的平衡条件可知,拉力不变(动力臂与阻力臂之比不变)。
由图乙可知拉力F1===4N;
由杠杆平衡条件得,
重心到A端的距离d==0.64m。
(3)由图甲可知,当B端离地0.8m时,A端刚离地,所以金属棒长0.8米;
将A端拉起,根据杠杆平衡条件:F×0.8m=5N×(0.8m﹣0.64m)
F=1N。
答:(1)金属棒的重力G为5N;
(2)金属棒的重心到A端的距离d为0.64m;
(3)A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为1N。
【点评】本题考查功的计算和杠杆的平衡条件,关键是能够理解乙图拐点位置的意义。
26.【分析】(1)根据丙图算出在3﹣5s内通过的距离,根据乙图找出此时的推力,根据W=Fs计算出推力做的功;
(2)根据木块做匀速直线运动情况时的推力得出摩擦力的大小,
【解答】解:
(1)由图象可知,在3~5s内木箱的运动速度v3=1m/s,受到的推力F3=200N,
由v=可得,在3﹣5s内移动的距离为:s3=v3t3=1m/s×2s=2m,
推力做功:W=F3s3=200N×2m=400J;
(2)由图象可知,3到5s时间内,木箱做匀速直线运动,受到的推力F3=200N,由二力平衡条件可得匀速运动时木箱受到的摩擦力f=F3=200N;
而第2s时接触面的粗糙程度和压力大小都没有改变,则第2秒木箱受到的摩擦力还是200N,
故答案为:400;200。
【点评】本题考查了学生对力学图象的分析能力,能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键,是一道锻炼学生分析思考能力的好题。
27.【分析】(1)知道物体重力和斜面的高度,根据W=Gh求出有用功。
(2)知道斜面的长度和推力,根据W=Fs求出总功。
(3)摩擦力的功即为额外功,则由功的公式可求得摩擦力。
【解答】解:
人对物体所做的有用功:
W有=Gh=900N×1m=900J;
人对物体所做的总功:
W总=FL=400N×3m=1200J;
额外功:
W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J;
则摩擦力:
f===100N。
故答案为:900;1200;100。
【点评】此题考查斜面模型中人对物体所做的有用功为W有=Gh,总功W总=FL,关键是额外功是克服摩擦力做的功。
28.【分析】(1)使用定滑轮不省力,不费力,且力的大小与方向无关;
(2)运用数学上的勾股定理,得出力通过的距离,再根据功的大小等于力乘以距离,即W=Gh,可求功的多少。
【解答】解:
(1)使用定滑轮时不省力,且力的大小与方向无关,绳的质量、绳与轮摩擦不计,
故人向前运动4m的过程中,手对绳子的拉力不变,即拉力F=G=mg=10kg×10N/kg=100N;
(2)由图中的距离信息,运用勾股定理可得人向前运动4m时滑轮右侧绳子的长度为5m,
比较可知,绳子被过来的距离为:s=5m﹣3m=2m;
由定滑轮的特点可得物体升高的高度h=s=2m,
则对物体做功为:W=Gh=100N×2m=200J;
故答案为:200J。
【点评】明确定滑轮的特点,熟练运用功的计算公式,可解答此题。
29.【分析】已知重力和物体升高的高度,又因为匀速,所以重力等于拉力,根据公式W=Fs可求拉力做的功;平移时在拉力的方向上没移动距离,所以不做功。
【解答】解:
起重机将集装箱匀速提高,则拉力F=G=2×104N,
这个过程中起重机的拉力做的功:
W=Fs=2×104N×5m=1×105J;
将集装箱水平移动30m,集装箱在拉力的方向上没移动距离,所以这段距离内拉力不做功,即拉力做功为0J。
故答案为:1×105;0。
【点评】本题考查功的计算、做功的必要条件,注意平移时在拉力的方向上没移动距离,所以不做功,易错点!
30.【分析】(1)从做功的两个必要条件,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离;分析即可。
(2)小华同学从地上拿起一只约50g的鸡蛋并把它缓缓举过头顶,通过的距离大约身高加上半只胳膊的长度,然后根据W=Fs即可求出小华对鸡蛋所做的功。
【解答】解:(1)因为做功的有两个必要条件,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离,
所以该过程中小华对鸡蛋做了功。
(2)因为小华同学是从地上拿起一只约50g的鸡蛋,缓缓举过头顶。
所以他通过的距离是自己的身高再加上大约半只胳膊的长度,
因此鸡蛋向上移动的距离约2m;
F=G=mg=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N,
W=Fs=0.5N×2m=1J。
故答案为:(1)力;力的方向。(2)2;1。
【点评】此题主要考查重力的计算,功的计算等知识点,解答第(2)的关键是对小华的身高有个大体的估计数值,然后才可以计算小华对鸡蛋所做的功。
31.【分析】两条扁虫越过一堵非常薄的墙,当两条虫子的中点正好在墙头上的时候,虫的重心升高的高度等于墙高减去虫子长度的,再利用W=Gh=mgh求甲乙两虫子克服重力做功之比。
【解答】解:两条扁虫越过一堵非常薄的墙,
当两条虫子的中点正好在墙头上的时候(参考图示如下),两虫的重心升高的高度分别是:
h甲=10cm﹣×20cm=5cm,
h乙=10cm﹣×10cm=7.5cm,
甲乙两虫子克服重力做功之比:
W甲:W乙=mgh甲:mgh乙=h甲:h乙=5cm:7.5cm=2:3。
故答案为:2:3。
【点评】本题考查了功的计算,确定虫子重心上升的高度是关键。
32.【分析】(1)由图知,拉力F由2段绳子承担,所以拉力通过的距离是物体A通过距离的;
(2)计算出拉力F在5s内通过的路程,根据W=Fs计算出所做的功。
【解答】解:
根据公式v=可知,物体在5s内通过的路程为:s=vt=0.2m/s×5s=1m;
由图知,拉力F由2段绳子承担,所以拉力通过的距离是物体A通过距离的;
所以拉力通过的距离为:s′=s=×1m=0.5m;
则5s内力F所做的功为:W=Fs=10N×0.5m=5J。
故答案为:5。
【点评】此题考查了滑轮组拉力的计算,关键是搞清绳端及动滑轮移动距离的关系,同时考查了功的计算,在解题时可把此图旋转90度,变成我们比较熟悉的水平方向就可以了。
33.【分析】功等于作用在物体的力与物体在该力方向上运动距离的乘积。
【解答】解:物体从A端滑到B端时:
物体所受重力为20N,竖直向下下落3m,故重力对物体做功W=Gh=20N×3m=60J;
斜面对物体的支持力与斜面垂直向上,物体没有在该力方向上通过一段距离,故支持力对物体做功为0J。
故答案为:60;0。
【点评】本题应抓住做功的两个必要条件:作用在物体上的力;物体在该力方向上通过一段距离。
34.【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越大,压强越小;在受力面积一定时,压力越小,压强越小。
知道压强和受力面积,根据F=pS求出地面受到的压力,求出车和货物的总重力,求出车和货物的总质量,求出货物的质量。
设活塞移动的距离为L,求出燃气对活塞的推力。
一个工作循环,燃气对外做功一次,知道推力和活塞运动的距离,求出燃气对活塞做功。
【解答】解:在压力一定时,汽车的轮胎越多,受力面积越大,减小了汽车对地面的压强,保护路面。
地面受到的压力为:F=pS=7×105Pa×0.4m2=2.8×105N,
汽车行驶在水平地面上,G=F=2.8×105N,
汽车和货物总质量为:m===28000kg=28t,
所以货物最多为:m'=m﹣m''=28t﹣8t=20t。
燃气对活塞的推力为:F=pS,
一个工作循环,燃气推动活塞从上端运动到下端,燃气对活塞做功一次,
燃气对活塞做功为:W=FL=pSL=p×S×=pV=8×105Pa×3.0×10﹣3m3=2.4×103J。
故答案为:减小压强;20;2.4×103。
【点评】本题考查了压强大小的影响因素、减小压强的方法、压强的计算、载重量的计算、功的计算,对于热机气缸中功的计算还是比较困难的,本题综合性很强,有一定的难度。
四.计算题(共5小题)
35.【分析】(1)已知速度和时间,利用速度公式计算它行驶的路程;
(2)利用W=Fs计算此过程中牵引力所做的功。
【解答】解:(1)因为v=,
所以它行驶的路程:s=vt=0.5m/s×60s=30m;
(2)此过程中牵引力所做的功:
W=Fs=50N×30m=1500J。
答:(1)它行驶的路程30m;
(2)此过程中牵引力所做的功1500J。
【点评】此题考查功的计算、速度公式的应用,难度不大,属于基础知识考查。
36.【分析】(1)由表格数据可知电动汽车的额定功率,根据W=Pt求出牵引力所做的功;
(2)根据W=Fs求出牵引力的大小,电动汽车匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,二力大小相等。
【解答】解:(1)由表格数据可知,电动汽车的额定功率P=100kW=105W,
由P=可得,牵引力所做的功:
W=Pt=105W×6×60s=3.6×107J;
(2)由W=Fs可得,牵引力的大小:
F===4.5×103N,
因电动汽车匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
所以,该车受到的水平阻力:
f=F=4.5×103N。
答:(1)该车在这次测试过程中牵引力所做的功为3.6×107J;
(2)该车受到的水平阻力为4.5×103N。
【点评】本题考查了做功公式和二力平衡条件的应用,是一对较为简单的计算题。
37.【分析】(1)根据W=Gh计算重力做的功;
(2)分析图象,通过A浸没时的拉力计算出浮力大小,由阿基米德原理计算出A的体积,从而计算出A的密度;
(3)根据A在江底时受到平衡力,由F=G﹣F浮计算出A对江底的压力;
根据V=Sh,结合图象计算A的底面积,由p=计算A对江底的压强。
【解答】解:
(1)实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.1m/s的速度不变。
由图象可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则圆柱体A的重力:G=F=3×104N,
由图象可知,从水面上方到降到江底用时t=15s,
则到达江底之前下降的高度:h=vt=0.1m/s×15s=1.5m,
下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功:W=Gh=3×104N×1.5m=4.5×104J;
(2)中间10﹣15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没的过程,
由图象可知,当A完全浸入水中时,此时的拉力:F′=1×104N,
所以浸没时石料受的浮力为:F浮=G﹣F′=3×104N﹣1×104N=2×104N,
根据F浮=ρ水gV排可得,A的体积:
V=V排===2m3,
所以A的密度:
ρ====1.5×103kg∕m3;
(3)A下降到江底卸下钢缆绳后,受到平衡力作用,
圆柱体A对江底的压力:
F=G﹣F浮=3×104N﹣2×104N=1×104N;
根据V=Sh可得,物体A的底面积:S===4m2,
卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强:p===2.5×103Pa。
答:(1)下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功为4.5×104J;
(2)圆柱体A的密度为1.5×103 kg/m3;
(3)当圆柱体A对江底的压强为2.5×103pa。
【点评】本题考查了平衡力的应用,率、浮力、密度的计算,解题关键是通过图乙确定A的重力及钢丝绳受到的拉力、会用称重法计算出A受到的浮力。
38.【分析】(1)知道排水量m排,根据公式F浮=G排=m排g求出船受的浮力;
(2)根据公式p=ρgh求出受到海水的压强;
(3)知道行驶的时间和速度,根据公式v=求出巡航的路程;
根据物体处于平衡状态可知推进力的大小,利用W=Fs即可求出所做的功。
【解答】解:(1)船的排水量为:m排=4900t=4.9×106kg,
“向阳红6号”所受到的浮力为:
F浮=G排=m排g=4.9×106kg×10N/kg=4.9×107N。
(2)船底某处的压强为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa;
(3)由v=得:
“向阳红6号“船巡航的路程为:s=vt=18km/h×6h=108km;
由于匀速航行,则F=f=1.0×106N,
则所做的功W=Fs=1.0×106N×108×1000m=1.08×1011J。
答:(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力有4.9×107N;
(2)该处受到海水的压强是6×104Pa;
(3)这一过程中船的推进力所做的功为1.08×1011J。
【点评】此题主要考查的是学生对速度、压强、浮力和功等计算公式的理解和掌握,基础性题目。
39.【分析】(1)知道老人的质量,利用G=mg求出重力,利用W=Gh求跳一次做功,进而求出1min内跳了120次做的功;
(2)知道糖类的热量价为16.8kJ/g,可求需消耗糖类的质量。
答:(1)这老人共克服自身重力做了3600J;
(2)若这些能量全部由他体内的糖类来提供,则需消耗糖类0.21g。
【点评】本题考查了重力和功的计算,属于基础题目,计算时注意单位统一。