11.3 功
一、单选题
1.在国际单位制中,功的单位是( )
A.千克 B.焦耳 C.牛顿 D.米
2.下面关于功说法正确的是( )
A.有力就一定做功 B.物体移动了距离一定做功
C.物体受到力并且移动了距离就一定做功 D.国际单位制中,功的单位是焦耳
3.1 J的功就是( )
A.将重1 N的物体移动1 m所做的功
B.将质量为1 kg的物体移动1 m所做的功
C.在1 N的作用下,物体移动1 m所做的功
D.在1 N的作用下,物体在力的方向上移动1 m所做的功
4.如图所示为小洋同学做挺举连续动作的几个状态图,其中没对杠铃做功的过程是( )
A.从准备发力到上拉状态 B.从上拉发力到上挺状态
C.从上挺发力到站立状态 D.站立状态整个过程中
5.在水平地面上,下列四种情景中,人对物体没有做功的是( )
A.背着物体匀速前进 B.推着物体前进
C.抽出中间的物体 D.向上堆积物体
6.描述的几个力中对物体做功的是( )
A.用力向上拉绳匀速提升重物 B.运动员用力举着杠铃不动
C.用力搬石头没搬动 D.用力提着滑板沿水平方向移动
7.如图所示,物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则下列说法中正确的是( )
A.W1>W2>W3 B.W2>W1>W3 C.W1>W2=W3 D.W1=W2=W3
8.在100牛的拉力作用下,重200牛的物体在水平地面上前进2米时,拉力对物体做功( )
A.可能是600焦 B.一定是400焦
C.可能是200焦 D.以上说法均不对
9.下列图像中,正确表示在水平马路上匀速行驶的汽车牵引力所做功和时间关系的是( )
A. B. C. D.
10.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F﹣t和v—t图像分别如图乙、丙所示。以下说法错误的是( )
A.当t=1s时,物体静止不受摩擦力 B.当t=3s时,物体所受合力为2N
C.2~4s内,物体所受摩擦力为5N D.4~6s内,拉力F所做的功为20J
11.木块重false,在false的水平拉力作用下,恰能沿水平桌面做匀速直线运动,若此木块在false水平拉力作用下,沿同一水平桌面前进了false,则下列说法中正确的是( )
A.木块的运动状态不变 B.木块受到的重力和摩擦力平衡
C.木块受到的摩擦力是false D.拉力做的功是false
12.如图所示,人通过定滑轮拉住重为98牛的物体,当人拉绳子从A点慢慢移动到B点时,人对绳子的拉力和拉力所做的功为( )
A.拉力逐渐增大,拉力所做的功为98焦
B.拉力的大小不变,拉力所做的功为196焦
C.拉力的大小不变,拉力所做的功为294焦
D.拉力的大小不变,拉力所做的功为392焦
13.如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景,撬棒上O点为杠杆的支点,下列分析正确的是( )
A.此时撬棒为等臂杠杆 B.应用此撬棒可以省功
C.力F的作用点靠近O点会更省力 D.应用此撬棒的主要目的是省力
14.在甲、乙两图中,甲图地面粗糙、乙图地面光滑,质量分别为m、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,则下列结论正确的是( )
A.甲图中F做的功等于乙图中F做的功
B.甲图中F做的功小于乙图中F做的功
C.甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D.条件不足,无法确定甲、乙图中F做的功谁大
15.弹弓是我们小时候经常玩的玩具,如果弹弓对弹丸的作用力为150N,弹丸被弹弓射出的最大水平飞行距离为30m,则弹弓对弹丸做功情况下列说法正确的是( )
A.没做功,W=0J B.做了功,W=4500J
C.做了功,W=5J D.做了功,但条件不足,无法计算做功的多少
二、多选题
16.如图所示的几种情况中,人对物体做了功的是( )
A.甲图:小孩推车匀速前进 B.乙图:学生提着滑板在水平路面上前行
C.丙图:老人匀速向上提沙袋 D.丁图:小女孩搬石头,没搬起来
17.下列说法中正确的是( )
A.做匀速运动的物体机械能保持不变
B.一个力作用在物体上,就会改变物体的运动状态
C.行驶的火车上,乘客相对于火车上的座椅是静止的
D.用力推着小车水平前进时,推力对小车一定做了功
18.用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体,沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为10N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了20J的功;第二次将拉力增大为20N,拉力对物体做了48J的功。分析两次做功过程,以下判断正确的是( )
A.第一次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了2m
B.第一次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了2m
C.第二次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了2.4m
D.第二次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了4.8m
19.如图所示,已知固定斜面长6m、倾角为30°,木箱重200N。某同学用大小为150N的推力沿斜面向上推木箱,使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中,关于木箱所受的力对木箱做的功,下列判断正确的是( )
A.木箱克服重力做功的大小为600J B.木箱克服斜面摩擦力做功的大小为900J
C.推力做功的大小为900J D.斜面支持力做功的大小为0J
三、实验题
20.在探究“重力和质量的关系”实验中,如图甲所示,某同学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(开始时,指针指到零刻度线),记下弹簧测力计的示数F与弹簧测力计上升高度h之间的数据,并用描点法作出了F﹣h的图象,如图乙所示则:
(1)钩码的重力为________N,钩码所受重力的施力物体是________;
(2)当h=16cm时,弹簧测力计对钩码做的功为________。
21.在探究“阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
(1)实验时要固定斜面,并让小车从斜面上___________(填“同一”或“不同”)位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小___________(填“相同”或“不相同”);
(2)根据实验现象,可以得出结论,水平面越光滑,小车受到的阻力越___________,在水平面上运动的距离越___________;
(3)如果水平面绝对光滑,对小车没有阻力,则小车将做___________运动;
(4) 小车在毛巾、棉布表面上克服阻力做功分别为W1、W2,则W1___________W2(填“>”、“=”或“<”);
(5)小车在水平面上所受到的阻力主要是平面对小车的摩擦力,如果要测小车在毛巾、棉布表面上运动时所受摩擦力的大小,用测力计沿水平方向拉着小车在毛巾、棉布表面上做________运动,读出测力计示数即可。这一实验过程依据的原理是_______。可以得出的结论是:摩擦力的大小和_______有关。
参考答案
1.B
详解:
A.在国际单位制中,千克是质量的单位,故A不符合题意;
B.在国际单位制中,焦耳是功和能量的单位,故B符合题意;
C.在国际单位制中,牛顿是力的单位,故C不符合题意;
D.在国际单位制中,米是长度的单位,故D不符合题意。
故选B。
2.D
详解:
AB.做功的必要条件是:有力,且物体在力的方向上移动一段距离。所以有力不一定做功、物体移动了距离也不一定做功,故AB错误;
C.物体受到力,并且物体在力的方向上移动了距离才一定做功,故C错误;
D.焦耳是功的国际单位,故D正确。
故选D。
3.D
详解:
不知道物体移动的方向是否与力的方向相同,无法计算功,故A. B. C错误;物体沿力的方向方向移动一段距离;所以做功W=Fs=1N×1m=1J,故D正确.故选D.
点睛:该题考查1 J的物理意义以及对物体做功时力和距离之间关系的正确理解.力是作用在物体上的力,距离是物体沿力的方向移动的距离,二者是对应的,缺一不可.
4.D
详解:
A.从准备发力到上拉状态,小洋对杠铃施加了向上的作用力,杠铃沿力的方向移动了一段距离,小洋对杠铃做了功,故A不符合题意;
B.从上拉发力到上挺状态,小洋对杠铃施加了向上的作用力,杠铃沿力的方向移动了一段距离,小洋对杠铃做了功,故B不符合题意;
C.从上挺发力到站立状态,小洋对杠铃施加了向上的作用力,杠铃沿力的方向移动了一段距离,小洋对杠铃做了功,故C不符合题意;
D.站立状态整个过程中,杠铃静止不动,小洋没有对杠铃做功,故D符合题意。
故选D。
5.A
详解:
A.背着物体前进,对物体有向上的力,但沿水平方向前进,在对物体施加力的方向没有通过距离,没有对物体做功,故A符合题意;
B.用力推物体,对物体有向前的力,物体在这个力的方向上通过一定的距离,对物体做了功,故B不符合题意;
C.抽出中间的物体,对物体有向后的拉力,物体在这个力的方向上通过一定的距离,对物体做了功,故C不符合题意;
D.向上堆积物体,对物体有向上的力,物体在这个力的方向上通过一定的距离,对物体做了功,故D不符合题意。
故选A。
6.A
详解:
A.有拉力有沿力方向上的距离,拉力对重物做功,故A符合题意;
B.运动员举杠铃不动,有力但是没有沿力方向上的距离,运动员没有对杠铃做功,故B不符合题意;
C.用力搬石头没搬动,有力没沿力方向上的距离,没有对石头做功,故C不符合题意;
D.用力提着滑板沿水平方向上移动,力的方向与移动方向垂直,拉力没有对滑板做功,故D不符合题意。
故选A。
7.D
详解:
由W=Fs可知,当力的大小和移动的距离都相同时,力做的功一样多,故ABC错误,D正确。
故选D。
8.C
详解:
若拉力沿水平方向,则拉力对物体做功
false
若拉力不沿水平方向,则拉力对物体做功不等于200J。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.B
详解:
在水平马路上匀速行驶的汽车牵引力和阻力是平衡力,阻力不变,牵引力不变,牵引力所做功
W=Fs=Fvt
因为F和v不变,所以W和t成正比,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10.A
详解:
A.由乙图可知,前2s物体速度为零,处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力;由乙图可知,前2s物体所受拉力为3N,所以摩擦力也为3N;故A错误;符合题意;
BC.由乙图可知,4s~6s内,物体做匀速直线运动,速度为v=2m/s,水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,此时摩擦力等于拉力
f=F=5N
2~4s内,物体在做加速运动,由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为5N,所以t=3s时合力为
7N﹣5N=2N
故BC正确;不符合题意;
D.4~6s内,拉力F做功为
W=Fs=Fvt=5N×2m/s×2s=20J
故D正确,不符合题意。
故选A。
11.D
详解:
ABC.拉力2N匀速运动,根据二力平衡,摩擦力等于拉力为2N,重力和摩擦力不在一条直线上,不是平衡力,拉力变3N,因为压力和粗糙程度不变,摩擦力还是2N,所以物体受非平衡力,运动状态改变,故ABC错误;
D.拉力做的功是
W=Fs=3N×0.2m=0.6J
故D正确。
故选D。
12.B
详解:
滑轮为定滑轮,不省力,则拉力
false
由勾股定理得
false
故绳子现在的长度
false
则绳子被拉力拉长了
false
拉力所做的功
false
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.D
详解:
AD.由图知,在使用撬棒时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,使用该杠杆主要目的是省力,故A错误,D正确;
B.省力杠杆费距离,所以使用此撬棒不能省功,故B错误;
C.力F的作用点靠近O点时,动力臂减小,而阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知动力会变大,会更费力,故C错误。
故选D。
14.A
详解:
根据题意,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s,根据W=Fs可知,甲图中F做的功等于乙图中F做的功。故A正确,BCD错误。
故选A。
15.D
详解:
弹弓被拉伸,发生弹性形变,在恢复原状时,对弹丸有力的作用,同时弹丸在力的作用下移动了一定的距离,所以该力对弹丸做功,但只知道力的大小,不知道在力的方向上移动的距离,则无法计算功的大小,弹丸被弹出后,弹弓对弹丸没有力的作用,不再做功,由此可知,在整个过程中,弹弓对弹丸做了功,但条件不足,无法计算做功的多少。
故选D。
16.AC
详解:
A.甲图:小孩推车匀速前进,车在小孩儿推力的方向上移动了一段距离,小孩对车做了功,故A符合题意;
B.乙图:学生提着滑板在水平路面上前行,学生对滑板的力向上,但滑板水平运动,力的方向与运动的方向垂直,学生对滑板没有做功,故B不符合题意;
C.丙图:老人匀速向上提沙袋,沙袋在老人力的方向上移动了距离,老人对沙袋做了功,故C符合题意;
D.丁图:小女孩搬石头,没搬起来,有力没距离,小女孩的力没有做功,故D不符合题意。
故选AC。
17.CD
详解:
A.若物体在竖直面内做匀速直线运动,则物体一定有重力之外的其他力做功,故机械能一定发生改变,故A错误;
B.力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,因此当一个力作用在物体上时,物体的运动状态不一定会发生改变,故B错误;
C.行驶的火车上,乘客相对于火车上的座椅位置没有发生改变,因此乘客相对于火车上的座椅是静止的,故C正确;
D.用力推车水平前进时,推力在水平方向,并且使物体沿着推力方向移动了一段距离,所以推力做了功,故D正确。
故选CD。
18.AC
详解:
拉力为10N时,物体做匀速直线运动说明摩擦力与拉力平衡也为10N,由功的计算公式W=FS
带入数据可算得当拉力为10N时拉力对物体做功20J,物体运动了2m,当拉力为20N时拉力对物体做功48J,物体运动了2.4m。因为摩擦力的大小只与物体受到的压力和接触面的粗糙程度有关,故摩擦力始终为10N。故AC正确。
故选AC。
19.ACD
详解:
A.由题意知,斜面长6m、倾角为30°,即斜面的高度为斜面长度的一半,木箱克服其重力做的功为有用功
false
故A正确;
BC.推力对木箱做的功为总功
false
此过程中,木箱克服斜面摩擦力做的功为额外功
false
故B错误,C正确;
D.斜面对物体支持力的方向和物体运动的方向互相垂直,这说明物体没有在支持力的方向上通过一段距离,所以斜面支持力对物体没有做功,故D正确。
故选ACD。
20.2 地球 0.16J
详解:
(1)[1]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时,测力计的示数逐渐增大,当拉力等于钩码的重力时,示数不再增大,由图乙知,在8cm位置时,示数不再增大,此时测力计的示数为2N,即钩码的重力为2N。
[2]重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,所以钩码所受重力的施力物体是地球。
(2)[3]当h=16cm时,钩码上升的高度为
false
所以弹簧测力计对钩码做的功为
false
21.同一 相同 小 长 匀速直线 = 匀速直线 二力平衡 接触面的粗糙程度
详解:
(1)[1][2]实验时,要让小车从斜面的同一位置由静止滑下,才能确保小车到达水平面时速度大小相同。
(2)[3][4]据小车在木板、毛巾、棉布表面上移动的距离可知,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,它在水平面上运动的距离越大。
(3)[5]如果水平面绝对光滑,小车不受阻力的作用,则小车会一直做匀速直线运动。
(4)[6]小车手巾棉布表面上移动时,克服摩擦做功,将动能转化为内能,而小车在两个表面上最终都停了下来,即所有的动能都转化为内能,而小车到达两个表面时的动能相等,所以克服阻力所做的功相等,所以
W1=W2
(5)[7][8]要测量小车在毛巾、棉布表面上所受的摩擦力的大小,应用测力计拉着小车做匀速直线运动,则此时小车在水平方向上所受的两个力:摩擦力与拉力是一对平衡力,其大小相等。这样操作的原理是:二力平衡。
[9]在这个实验中,测力计在毛巾和棉布表面上的示数不同,即小车在两个表面上所受的摩擦力不同,而这个过程中接触面所受的压力不变,所以摩擦力的大小和拉触面的粗糙程度有关