内容正文:
11.1 功 重难点题型
2023年人教版八年级下学期物理提升能力讲义
第一部分:考点解读
一:教材知识点回顾
1、功
(1)力学中的功:如果一个力作用在物体上,物体 在力的方向上 移动了一段距离,这个力的作用就显示出成效,力学里就说这个力做了功。
(2)功的两个因素:一个是 有力的作用 ,另一个是 在力的方向上通过距离 。
(3)不做功的三种情况:①物体受到了力,但 在力的方向上没有距离 。②物体由于惯性运动通过了距离,但 没有受到力 。③物体受力的方向与运动的方向相互 垂直 ,这个力也不做功。
2、功的计算
(1)计算公式:物理学中,功等于力与力的方向上移动的距离的 乘积 。即:W= FS 。
(2)符号的意义及单位: W 表示功,单位是 焦耳 (J),1J=1N·m; F 表示力,单位是 牛顿 (N);s表示距离,单位是米(m)。
2、 典型例题(运用所学力学和运动学知识解决功的问题)
如图所示,某斜面的倾角为θ,斜边长为5m,高为1.6m,木箱的重为G。要想让木箱沿斜面匀速向上运动需要对木箱施加平行于斜面的力F。
(1)画出木箱沿粗糙斜面匀速向上运动时的受力示意图;
(2)若木箱质量为100kg,所用拉力为F=400N,求木箱所受摩擦力的大小?(g取10N/kg)
【解析】解:(1)木箱沿粗糙斜面匀速向上运动时,受到竖直向下的重力、垂直于接触面的支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力,作用点都在木箱的重心。如图所示:
(2)木箱重力:G=mg=100kg×10N/kg=1000N,
则克服木箱重力做的有用功:W有=Gh=1000N×1.6m=1600J,
拉力做的总功:W总=Fs=400N×5m=2000J,
则克服摩擦力做的功,即额外功:W额=W总﹣W有=2000J﹣1600J=400J,
根据W=fs可得,木箱所受摩擦力:f===80N。
答:(1)见解答图;(2)木箱所受摩擦力的大小为80N。
第二部分:自主练习
1.如图物体在相同力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W1 = W2 W3。
2.如图,一个箱子静止在水平地面,小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m,小聪的拉力做功为 J。待箱子静止后,小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动,小明的推力做功 J,此时箱子受到地面的摩擦力为 N。
3.一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了20m,拉力撤消后,物体由于惯性又前进了5m。若拉力做的功为500J,则拉力的大小为 N。
4.如图所示,用平行于斜面、大小为12.5N的拉力F,将重为18N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。在此过程中,拉力做的功是 J,斜面对物体的摩擦力是 N。
5.如图所示,斜面长度为4m,高度为1.5m,用平行于斜面的拉力F=50N,将重为100N的物体由斜面的底端匀速拉到顶端,拉力做的总功 J,物体受到的摩擦力 N。
6.如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离sAB=sCD,比较两种情况下拉力F所做的功,下列判断正确的是( )
A.拉力F在AB段做功较多
B.拉力F在AB段与CD段做的功一样多
C.拉力F在CD段做功较多
D.无法判断
7.(多选)如图所示,斜面长为s,高为h,一重为G的物体在沿斜面拉力F的作用下,做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.物体受到5个力的作用
B.物体受到4个力的作用
C.物体在斜面上受到的摩擦力大小可能是
D.物体在斜面上受到的摩擦力大小可能是
8.(多选)如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述,错误的是( )
A.甲:举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做功了
B.乙中,起重机吊着重物上升,钢绳竖直向上的拉力对重物做功了
C.丙中,人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做功了
D.丁中,足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球做功了
9.某小汽车在平直公路上行驶的45s内,其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示,已知前10s内小汽车运动的路程为100m。求:
(1)前10s内小汽车运动的平均速度;
(2)小汽车在匀速直线运动阶段通过的路程;
(3)整个过程动力F做的总功 。
10.现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶,突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车,于是紧急刹车,汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s,刹车后经过10s汽车停止,在刹车后汽车的平均速