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第11章 功和机械能(高频考点精讲)
考点01 功
【高频考点精讲】
一、判断力是否对物体做功
1、概念:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了功。
2、两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
3、力对物体不做功分为以下三种情况
(1)有力无距离:物体受到力的作用但没有移动距离,这个力对物体没有做功,例如人用力推箱子,但没有推动。
(2)有距离无力:物体由于惯性移动一段距离,但没有受到力的作用,例如运动员投掷冰壶,冰壶离开手后在冰面上移动一段距离,移动过程中,运动员没有对冰壶做功。
(3)力与距离垂直:物体移动的距离并不在力的方向上。例如人提着礼盒在水平面上行走,人对礼包没有做功。
二、功的计算
1、规定:功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积。
2、表达式:,推导公式:,
3、单位:在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,则功的单位是牛米,它有一个专门的名称叫做焦耳,简称焦,符号J。
【热点题型精练】
1.下列生活实例中,力对物体做功的有( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.丙和丁
2.如图,是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图,在下面的四个选项中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )
A. B. C. D.
3.体育课上两位同学进行爬杆比赛,假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端。如果要粗略比较一下两人做功的大小,需要知道的物理量是( )
A.爬杆的速度 B.爬杆的时间
C.两人的体重 D.杆的具体高度
4.举重是我国的优势体育项目,运动员需将杠铃举过头顶,等到裁判判定站稳之后才能算成绩有效。中国选手邓薇在举重世锦赛上获得女子举重64公斤级冠军,打破三项世界纪录,其中在挺举比赛中她成功举起了142kg的杠铃,在挺举过程中她对杠铃做功最接近于( )
A.500J B.1000J C.1500J D.2500J
5.在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其它球,以下说法正确的是( )
A.在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对它做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.桌面对球的支持力做了功
D.白球撞击黑球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功
6.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.木箱克服斜面摩擦力大小为50N
B.木箱克服重力做功的大小为900J
C.推力做功的大小为1200J
D.斜面支持力做功的大小为600J
7.如图所示的单摆,让小球从A点静止释放,小球从A点向B点摆动的过程中,小球受到的重力对小球 功,细绳对小球的拉力 功(均选填“做”或“不做”)。
8.小伟在测量玩具冰墩墩所受重力时,用弹簧测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓慢提升,弹簧测力计的示数F与弹簧测力计上升高度h之间的关系如图乙所示,则玩具冰墩墩所受重力大小为 N;弹簧测力计上升9cm的过中对冰墩墩所做的功为 J。
9.如图所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的,则她上半身的重力约为 N,她在一段时间内做了40个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3m,则她在这段时间克服重力做的功约为 J。
10.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
11.如图所示是科学家新开发的一种便携式汽车WalkCar,小亮仔细阅读了此车的说明书,主要参数如表所示:(g取10N/kg)
质量
2kg
地面接触总面积
1×10﹣3m2
最高车速
18km/h
求:(1)小亮站在WalkCar上去距家2.5km的学校共用时10min,此过程中平均速度;
(2)小亮的质量为50kg,当他站立在WalkCar上静止时,WalkCar对水平地面的压强;
(3)若小亮站在WalkCar上以最高车速在水平路面上匀速前行30s,所受阻