4.2 机械功 练习题（含解析）

机械和功（4.2）机械功练习题
一．选择题（共10小题）
1．下列运动中的物体，没有力对它做功的是（　　）
A．在光滑水平面上做匀速滑动的物体
B．在水平轨道上匀速行驶的列车
C．从高处落下的雨滴
D．正在下坡行驶的汽车
2．甲、乙二人的体重相同，同时从一楼开始登楼，甲比乙先到三楼，则他们二人（　　）
A．做的功相同，但甲的功率较大
B．做的功相同，功率也相同
C．甲做的功较多，但功率相同
D．甲做的功率多，功率也较大
3．下列实例中，人对物体做功的是（　　）
A．学生背着书包在水平路面上前进一段路程
B．人推车，车未动
C．足球被踢出后，在草地上滚动一段距离
D．某同学用与水平方向成45度角的拉力拉动木箱在水平地面上移动一段距离
4．在自由下落过程中物体运动速度会越来越快．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB=BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（　　）
A．W1≠W2 P1≠P2 B．W1=W2 P1=P2
C．W1=W2 P1＞P2 D．W1=W2 P1＜P2
5．下列关于功率的说法中，正确的是（　　）
A．物体做功越多，功率越大
B．物体做功越快，功率越大
C．物体做功时间越长，功率越大
D．物体做功时间越短，功率越大
6．如图所示的四幅图是小明同学将书包从学校大门提到楼上教室中的情景，①将书包从地面提起②提着书包沿水平方向行走③提着书包上楼④站在门口等候开门．其中，他对书包做功的过程是（　　）
A．①③ B．②④ C．①②③ D．①②③④
7．下列估计测量中正确的是（　　）
A．一本初二物理书重约5牛
B．中学生走路上学的平均功率约为50瓦
C．八年级男生从一楼走到四楼的功率为1千瓦
D．将一本八年级物理课本拿到桌面需要做功1.5焦
8．如图所示，利用图1中甲、乙两种装置，用F甲和F乙将同一重物分别匀速提升同一高度，两个拉力自由端的s﹣t图象如图2所示，不计滑轮重力及摩擦，则两拉力所做的功W甲、W乙以及功率P甲、P乙的关系正确的是（　　）
A．W甲：W乙=1：1、P甲：P乙=1：4 B．W甲：W乙=1：2、P甲：P乙=2：1
C．W甲：W乙=1：1、P甲：P乙=1：1 D．W甲：W乙=1：2、P甲：P乙=4：1
9．某同学从底楼走到三楼，大约用了20秒，则该同学做功的功率最接近（　　）
A．10瓦 B．150瓦 C．500瓦 D．1000瓦
10．为了能使甲的功率比乙的功率大，下面哪种条件是不可能实现的（　　）
A．W甲=W乙，t甲＜t乙 B．W甲＞W乙，t甲＜t乙
C．W甲＞W乙，t甲＞t乙 D．W甲＜W乙，t甲＞t乙
二．填空题（共6小题）
11．重力为50牛物体在大小为10牛水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进3米，则物体与地面之间的摩擦力为　　牛，拉力做的功为　　焦，功率为　　瓦．
12．如图所示，A、B滑轮的重力与摩擦忽略不计，当用拉力F1在5秒内将重为10牛的物体M匀速提起0.2米时，拉力F1的功率为　　瓦．当用拉力F2匀速提起物体M时，拉力F2　　F1（选填“大于”、“等于”或“小于”）．若分别用拉力F3与拉力F1将物体M匀速提起相同的高度，则拉力F3所做的功　　拉力F1所做的功（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
12题图 13题图 14题图 16题图
13．如图所示，质量为2千克的物体A在力F的作用下以0.4米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤的读数为1.5牛，则拉力F为　　牛，物体与水平地面的摩擦力为　　牛，在5秒钟内F做的功是　　焦，其功率为　　瓦，在此过程中重力做功　　焦．
14．如图所示，重力为80N的木块在大小为10N的水平拉力F的作用下，10s内沿水平面匀速前进了5m，则木块受到的摩擦力为　　N，拉力F的功率是　　W．若水平拉力变为12N，则木块在水平方向上所受的合力为　　N．
15．用20牛的水平拉力将质量为20千克的物体沿水平方向拉动5米所需要的时间为0.5秒，此过程中，重力做的功　　焦；拉力所做的功是　　焦，功率是　　瓦．
16．如图所示，滑轮重力及摩擦均不计，用大小3牛的力F拉滑轮使A物体匀速运动了5米，则弹簧测力计的示数为　　牛，物体A受到的拉力为　　牛，拉力F所做的功为　　焦．
三．计算题（共2小题）
17．小杨同学用100牛的水平推力推动重500牛的木箱，使木箱沿推力方向做匀速直线运动，10秒内前进了6米．试求：
（1）小杨同学对木箱所做的功；
（2）小杨同学对木箱所做功的功率．
18．把重为20牛的物体匀速提升到5米高处，用时40秒．求：
①拉力所做的功W．
②拉力所做功的功率P．
四．解答题（共1小题）
19．甲、乙、丙三位同学分别将重力不同的物体匀速竖直向上提升，所得实验数据如表：
同学
重力（牛）
升高高度（m）
时间（s）
甲
40
1.5
2
乙
80
1
4
丙
100
0.5
5
（1）根据上表可知，做功最多的是　　同学，做功最快的是　　同学．
（2）为了表示做功的快慢，他们在表中增加了最后一栏项目，这个项目的含义是　　，并将此栏有关数据补充完整．为此引入物理学量叫做　　．
　
机械和功——机械功练习题
参考答案与试题解析
　
一．选择题（共10小题）
1．下列运动中的物体，没有力对它做功的是（　　）
A．在光滑水平面上做匀速滑动的物体
B．在水平轨道上匀速行驶的列车
C．从高处落下的雨滴
D．正在下坡行驶的汽车
【考点】力是否做功的判断．
【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、物体沿光滑的水平面运动，即此时没有摩擦力，所以其运动是靠惯性，故没有力做功，故A正确．
B、在水平轨道上匀速行驶的列车，此时牵引力和摩擦力都做了功，故B错误；
C、高处落下的雨滴，重力做了功，故C错误；
D、下坡行驶的汽车，重力和摩擦力都做了功，故D错误；
故选A．
　
2．甲、乙二人的体重相同，同时从一楼开始登楼，甲比乙先到三楼，则他们二人（　　）
A．做的功相同，但甲的功率较大
B．做的功相同，功率也相同
C．甲做的功较多，但功率相同
D．甲做的功率多，功率也较大
【考点】功的计算．
【分析】由功的计算公式可得出二人做功的关系；由功率公式可求得二人的功率关系．
【解答】解：因二人的体重相同，上升的高度相同，故由W=FS可知，二人做功一样多；
而功率P=，甲所用的时间短，故甲的功率要大；
故选A．
　
3．下列实例中，人对物体做功的是（　　）
A．学生背着书包在水平路面上前进一段路程
B．人推车，车未动
C．足球被踢出后，在草地上滚动一段距离
D．某同学用与水平方向成45度角的拉力拉动木箱在水平地面上移动了一段距离
【考点】力是否做功的判断．
【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；
二者缺一不可．
【解答】解：A、学生背着书包在水平路面上前进，人给书包一个向上的力，书包向上没有移动距离，人对书包没有做功，故A错误；
B、人推车车未动，人对车施加了一个力的作用，车在推力的作用下没有通过距离，没有做功；故B错误；
C、足球被踢出后，作用力力消失，足球由于惯性而向前运动，故没有对足球做功；故C错误；
D、某同学用与水平方向成45度角的拉力拉动木箱，对木箱有一个向前的分力的作用，木箱在力的方向上移动了距离，对木箱做了功；故D正确．
故选D．
　
4．在自由下落过程中物体运动速度会越来越快．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB=BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（　　）
A．W1≠W2 P1≠P2 B．W1=W2 P1=P2 C．W1=W2 P1＞P2 D．W1=W2 P1＜P2
【考点】功的大小比较；功率大小的比较．
【分析】（1）已知AB=BC，根据W=Gh可知这两段物体做的功相等；
（2）因为小球在自由下落时做加速下落运动，所以根据速度公式可知经过相同路程的时间关系，再根据功率公式得出它们的功率关系．
【解答】解：
由题AB=BC，
根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；
由于小球在自由下落时做加速运动，
根据t=可知，小球在BC段运动的时间短，
根据公式P=可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2．
故选：D．
　
5．下列关于功率的说法中，正确的是（　　）
A．物体做功越多，功率越大
B．物体做功越快，功率越大
C．物体做功时间越长，功率越大
D．物体做功时间越短，功率越大
【考点】功率的概念．
【分析】功率指物体在单位时间内完成的功，由所做功的多少和所用的时间决定．
它反映了物体做功的快慢，功率越大，做功越快．
【解答】解：
功率的大小同时取决于做功多少和所用时间．
A没有涉及到做功时间，不符合题意．
C、D没有涉及到做功多少，不符合题意．
故选B．
　
6．如图所示的四幅图是小明同学将书包从学校大门提到楼上教室中的情景，①将书包从地面提起②提着书包沿水平方向行走③提着书包上楼④站在门口等候开门．其中，他对书包做功的过程是（　　）
A．①③ B．②④ C．①②③ D．①②③④
【考点】力是否做功的判断．
【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：①将书包从地面提起，有力，有距离，人对书包做功；
②提着书包沿水平方向行走，力的方向与运动方向垂直，人对书包没有做功；
③提着书包上楼，有力，有距离，人对书包做功；
④站在门口等候开门，有力，无距离，人对书包没有做功．
故选A．
　
7．下列估计测量中正确的是（　　）
A．一本初二物理书重约5牛
B．中学生走路上学的平均功率约为50瓦
C．八年级男生从一楼走到四楼的功率为1千瓦
D．将一本八年级物理课本拿到桌面需要做功1.5焦
【考点】功的计算；重力大小的估测；功率的计算．
【分析】此题考查对生活中常见物体质量、重力的估测，结合对生活的了解和对质量、重力单位的认识，选出符合实际的选项即可．
【解答】解：
A、初二物理书的质量在200g=0.2kg左右，受到的重力大约为0.2kg×10N/kg=2N．故A错误；
B、人骑自行车的功率约为50W左右，走路要比骑自行车慢得多，所以功率达不到50W，故B错误；
C、中学生质量约为50kg，每层楼高约为3m，
中学生从一楼走到四楼做的功约为W=mgh=50kg×10N/kg×3×3m=4500J，所用时间大约是20s，
其功率为P===225W，故C错误；
D、一本物理课本的重力在2N左右，课桌的高度在0.7m左右，将一本八年级物理课本从地面拿到桌面需要做功为W=Gh=2N×0.7m=1.4J，接近1.5J．故D正确．
故选D．
　
8．如图所示，利用图1中甲、乙两种装置，用F甲和F乙将同一重物分别匀速提升同一高度，两个拉力自由端的s﹣t图象如图2所示，不计滑轮重力及摩擦，则两拉力所做的功W甲、W乙以及功率P甲、P乙的关系正确的是（　　）
A．W甲：W乙=1：1、P甲：P乙=1：4 B．W甲：W乙=1：2、P甲：P乙=2：1
C．W甲：W乙=1：1、P甲：P乙=1：1 D．W甲：W乙=1：2、P甲：P乙=4：1
【考点】功率的计算；功的计算．
【分析】（1）利用两个装置将同一重物分别匀速提升同一高度，根据W=Gh可知对物体做的功相同；不计滑轮重力及摩擦，利用甲、乙两种装置做的额外功都等于0，拉力做功等于对物体做的功；可以比较拉力做功大小关系；
（2）不计滑轮重力及摩擦，定滑轮不省力F=G；动滑轮省力一半，F=G，可得拉力大小关系；由图2得出拉力端移动速度的关系，利用P=Fv得出功率大小关系．
【解答】解：
（1）由题知，利用两个装置将同一重物分别匀速提升同一高度，由W=Gh可知对物体做的功相同；不计滑轮重力及摩擦，两种装置做的额外功都等于0，拉力做功等于对物体做的功，所以拉力做功大小相等，即：W甲：W乙=1：1；
（2）不计滑轮重力及摩擦，定滑轮不省力F=G；动滑轮省力一半，F=G，所以拉力F甲：F乙=1：2；
由图2知，t=8s时，得出S甲=0.4m，S乙=0.8m，S甲：S乙=1：2，由v=得v甲：v乙=1：2，
由P=Fv得：
P甲：P乙===1：4．
可见，BCD错、A正确．
故选A．
　
9．某同学从底楼走到三楼，大约用了20秒，则该同学做功的功率最接近（　　）
A．10瓦 B．150瓦 C．500瓦 D．1000瓦
【考点】功率的计算．
【分析】估计该同学的重力和爬楼的高度，根据公式W=Gh求出该同学做的功，利用P=求出该同学登楼时做功的功率．
【解答】解：
一名学生的体重大约为500N，一层楼高约为3m，一楼到三楼的高度为6m，
该同学做的功：W=Gh=500N×6m=3000J，
该同学登楼时做功的功率：
P===150W．
故选B．
　
10．为了能使甲的功率比乙的功率大，下面哪种条件是不可能实现的（　　）
A．W甲=W乙，t甲＜t乙 B．W甲＞W乙，t甲＜t乙
C．W甲＞W乙，t甲＞t乙 D．W甲＜W乙，t甲＞t乙
【考点】功率计算公式的应用．
【分析】由功率计算公式P=逐项分析即可．
【解答】解：
A、已知W甲=W乙，t甲＜t乙，由P=可知，P甲＞P乙，故A不符合题意；
B、已知W甲＞W乙，t甲＜t乙，由P=可知，P甲＞P乙，故B不符合题意；
C、已知W甲＞W乙，t甲＞t乙，由P=可知，P甲可能大于、可能等于、也可能小于P乙，故C不符合题意；
D、已知W甲＜W乙，t甲＞t乙，由P=可知，P甲＜P乙，故D符合题意．
故选D．
　
二．填空题（共6小题）
11．重力为50牛的物体在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进3米，则物体与地面之间的摩擦力为　10　牛，拉力做的功为　30　焦，功率为　3　瓦．
【考点】功的计算；功率的计算．
【分析】根据二力平衡可知f=F，已知拉力和前进的距离，根据公式W=Fs可求拉力做的功；又知道做功时间，根据公式P=可求功率；
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上通过的距离
【解答】解：f=F=10N
拉力做功为W=F×S=10N×3m=30J
功率为P===3W
故答案为：30，3
　
12．如图所示，A、B滑轮的重力与摩擦忽略不计，当用拉力F1在5秒内将重为10牛的物体M匀速提起0.2米时，拉力F1的功率为　0.4　瓦．当用拉力F2匀速提起物体M时，拉力F2　等于　F1（选填“大于”、“等于”或“小于”）．若分别用拉力F3与拉力F1将物体M匀速提起相同的高度，则拉力F3所做的功　等于　拉力F1所做的功（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
【考点】功率的计算；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；功的大小比较．
【分析】（1）由图可知，吊A的滑轮是定滑轮，滑轮的重力与摩擦忽略不计，使用定滑轮不省力，拉力F=G，利用W=Fs求拉力做功，再利用P=求拉力做功功率；
（2）滑轮的重力与摩擦忽略不计，使用定滑轮、动滑轮时，做的额外功为0，拉力做的功等于提升物体做的功．
【解答】解：（1）由图可知，A滑轮是定滑轮，滑轮的重力与摩擦忽略不计，拉力F1=G=10N，s=h=0.2m，
拉力做功W=F1s=10N×0.2m=2J；
拉力F1的功率：P===0.4W；
使用定滑轮不省力，所以拉力F2=F1=10N；
（2）滑轮的重力与摩擦忽略不计，使用定滑轮、动滑轮时，做的额外功为0，拉力做的功等于克服物体重力做的功；分别用拉力F3与拉力F1将物体M匀速提起相同的高度，由W=Gh可知克服物体重力做的功相同，所以拉力做的功相同．
故答案为：0.4；等于；等于．
　
13．如图所示，质量为2千克的物体A在力F的作用下以0.4米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤的读数为1.5牛，则拉力F为　3　牛，物体与水平地面的摩擦力为　1.5　牛，在5秒钟内F做的功是　3　焦，其功率为　0.6　瓦，在此过程中重力做功　0　焦．
【考点】功的计算；动滑轮及其工作特点；功率的计算．
【分析】（1）由图知，用弹簧测力计可以测出对物体A的拉力，而物体A做匀速运动，物体A受到的摩擦力等于拉力，可求摩擦力；
（2）分析滑轮可知，n=2，拉力端移动速度等于物体A移动速度的一半，利用s=vt求出拉力端移动距离，再利用W=Fs求拉力做功，利用P=求拉力的功率；
（3）做功的两个必要条件：一是力，二是在力的方向上移动的距离，据此判断重力是否做功．
【解答】解：
（1）如图，用弹簧测力计可以测出对物体A的拉力FA，而物体A做匀速运动，物体A受到的摩擦力等于拉力，则摩擦力f=FA=F示=1.5N，
作用在动滑轮轴上的拉力：F=F示+f=2F示=2×1.5N=3N；
（2）图中滑轮为动滑轮，动力作用在轴上，费力省距离，
则拉力端移动速度：v=v物=×0.4m/s=0.2m/s，
拉力端移动距离：s=vt=0.2m/s×5s=1m，
拉力做功：W=Fs=3N×1m=3J，
拉力的功率：
P===0.6W；
（3）此过程中，物体A在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，即重力做功为0J．
故答案为：3；1.5；3；0.6；0．
　
14．如图所示，重力为80N的木块在大小为10N的水平拉力F的作用下，10s内沿水平面匀速前进了5m，则木块受到的摩擦力为　10　N，拉力F的功率是　5　W．若水平拉力变为12N，则木块在水平方向上所受的合力为　2　N．
【考点】功率的计算；力的合成与应用；动滑轮及其工作特点．
【分析】（1）木块匀速运动，木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；
（2）已知水平拉力、木块在拉力的方向上前进的距离，利用W=Fs求拉力做的功；又知道做功用的时间，再利用公式P=计算出拉力的做功功率；
（3）若水平拉力变为12N，木块对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，木块受到的摩擦力不变，木块受到的合力F合=F﹣f．
【解答】解：
（1）木块水平拉力作用下匀速前进，处于平衡状态，所受摩擦力：f=F=10N；
（2）拉力做功：W=Fs=10N×5m=50J，
拉力做功功率：
P===5W；
（3）若水平拉力变为12N，木块对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，木块受到的合力：F合=F′﹣f=12N﹣10N=2N．
故答案为：10；5；2．
　
15．用20牛的水平拉力将质量为20千克的物体沿水平方向拉动5米所需要的时间为0.5秒，此过程中，重力做的功　0　焦；拉力所做的功是　100　焦，功率是　200　瓦．
【考点】功的计算；功率的计算．
【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上通过的距离，据此确定重力做功大小．
已知拉力和前进的距离，根据公式W=Fs可求拉力做的功；又知道做功时间，根据公式P=可求功率．
【解答】解：因为物体在重力的方向上没有移动距离，
所以，重力对物体做功为0J；
拉力做的功：
W=Fs=20N×5m=100J；
拉力做功功率：
P===200W．
故答案为：0；100；200．
　
16．如图所示，滑轮重力及摩擦均不计，用大小3牛的力F拉滑轮使A物体匀速运动了5米，则弹簧测力计的示数为　3　牛，物体A受到的拉力为　6　牛，拉力F所做的功为　30　焦．
【考点】功的计算；动滑轮及其工作特点．
【分析】（1）知道拉力F，可得弹簧测力计的示数；
（2）在水平方向上使用动滑轮，克服的是物体A与地面的摩擦力．根据测力计的示数和动滑轮的省力情况可以得到物体受到的拉力；
（3）求出拉力F端移动的距离，利用W=Fs计算拉力F做的功．
【解答】解：（1）拉力F=3N，则弹簧测力计的示数为3N；
（2）滑轮重力及摩擦均不计，使用动滑轮能省一半的力，拉力F等于物体A受到拉力的，即F=FA，
所以物体A受到的拉力：FA=2F=2×3N=6N；
（3）绳端移动的距离：s=2s物=2×5m=10m，
拉力F做的功：W=Fs=3N×10m=30J．
故答案为：3；6；30．
　
三．计算题（共2小题）
17．小杨同学用100牛的水平推力推动重500牛的木箱，使木箱沿推力方向做匀速直线运动，10秒内前进了6米．试求：
（1）小杨同学对木箱所做的功；
（2）小杨同学对木箱所做功的功率．
【考点】功的计算；功率的计算．
【分析】知道小杨同学用的推力和木箱沿推力方向移动的距离，利用W=Fs可求他对木箱做的功，再根据P=求出做功功率．
【解答】解：小杨同学对木箱做的功：
W=Fs=100N×6m=600J；
小杨同学对木箱做功的功率：
P===60W．
答：（1）小杨同学对木箱所做的功为600J；
（2）小杨同学对木箱所做功的功率为60W．
　
18．把重为20牛的物体匀速提升到5米高处，用时40秒．求：
①拉力所做的功W．
②拉力所做功的功率P．
【考点】功的计算；功率的计算．
【分析】①匀速提升物体时，拉力等于物体的重力，利用W=Fs求拉力做的功；
②知道时间，利用P=求拉力的做功功率．
【解答】解：
①匀速提升物体时，拉力：F=G=20N，
拉力做的功：W=Fs=20N×5m=100J；
②拉力做功的功率：
P===2.5W．
答：①拉力所做的功为100J；
②拉力所做功的功率为2.5W．
　
四．解答题（共1小题）
19．甲、乙、丙三位同学分别将重力不同的物体匀速竖直向上提升，所得实验数据如表：
同学
重力（牛）
升高高度（m）
时间（s）
甲
40
1.5
2
乙
80
1
4
丙
100
0.5
5
（1）根据上表可知，做功最多的是　乙　同学，做功最快的是　甲　同学．
（2）为了表示做功的快慢，他们在表中增加了最后一栏项目，这个项目的含义是　功与时间的比值　，并将此栏有关数据补充完整．为此引入物理学量叫做　功率　．
【考点】功的大小比较；功率的概念．
【分析】（1）根据公式W=Gh可计算三位同学做功的多少；知道做功时间，利用功率公式求做功功率得出做功最快的同学是谁．
（2）物理学中，用功率来表示做功的快慢．据此解答．
【解答】解：（1）三位同学的做功为：
W甲=G甲h甲=40N×1.5m=60J；
W乙=G乙h乙=80N×1m=80J；
W丙=G丙h丙=100N×0.5m=50J．
故做功最多的是乙同学；
三位同学的功率为：
p甲===30W，
p乙===20W，
p丙===10W．
所以甲同学做功最快．
（2）为了比较做功的快慢，应该在表中增加一栏项目即：功率，即W/t（W），相关数据为：30、20、10．功率的含义是功与时间的比值，是表示做功快慢的物理量．
故答案为：（1）乙；甲；（2）功与时间的比值；30；20；10；功率．