内容正文:
第三节 做功了吗
1.(2023连云港)下列有关功的说法正确的是( )
A.用力推车没有推动,人对车也做了功
B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C.运动员举着杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
力对物体是否做功
B
2.下列选项中,小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是( )
C
A B C D
功的计算
3.某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼,他提鸡蛋的力做的功最接近于( )
A.6 J B.30 J
C.60 J D.90 J
4.(2022怀化)如图所示,水平地面上有一重为20 N的物块,在水平拉力F=5 N作用下向右运动了10 m,在这个过程中拉力F对物体做的功为
J,重力做的功为 J。
C
50
0
5.(2022浙江)如图所地是广泛应用于建筑的强夯机,使用时夯锤从高处下落撞击地面,从而起到夯实地基的作用。(g取10 N/kg)
(1)如图所示,a是 滑轮。
解析:(1)如图所示,强夯机工作时滑轮a的轴心会上下移动,因此a是动滑轮。
答案:(1)动
(2)为确保安全,应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104 kg的夯锤,则钢绳能承受的拉力至少为多少?(不计滑轮、钢绳自重及摩擦)
(3)若质量为4×104 kg的夯锤,从10 m高处下落至地面,重力做了多少功?
(3)夯锤重力做的功
W=Gh=4×105 N×10 m=4×106 J。
答案:(2)2×105 N (3)4×106 J
计算功时判断不准,盲目代入数据
6.现有一个吊车在2 s内将重为1 000 N的货物匀速提高了2 m,在空中停留了4 s,又在水平方向上3 s内移动了4 m,则9 s内吊车做的功为
( )
A.2 000 J B.6 000 J
C.200 J D.10 000 J
A
7.(2022日照)物理课上,喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材,器材所受的重力为20 N,距离讲台的水平距离OM=1.2 m,距离讲台面的竖直高度ON=0.8 m,如图所示。小明先用4 s的时间在M点将器材匀速竖直搬起0.8 m,再匀速直线运动5 s到达讲台的N点。小明水平移动器材时,速度大小为 cm/s,对器材做的功为 J。
24
0
8.(2022杭州)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙
B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙
D.W甲=W乙<W丙
C
9.甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶,它们的牵引力F甲∶F乙=3∶1,速度v甲∶v乙=4∶1,车重G甲∶G乙=2∶1,则在相等时间内牵引力做的功W甲
∶W乙为( )
A.3∶1
B.6∶1
C.12∶1
D.24∶1
C
10.人体摄入过多的能量会转化为脂肪引起肥胖,某品牌饮料的营养成分表如下,质量为60 kg的小丁喝了一罐该品牌饮料后,想通过爬楼梯的方式来消耗此次摄入的能量,g取10 N/kg,为了达到目标,他需要爬楼梯的高度最接近( )
A.10 000 m
B.1 000 m
C.100 m
D.60 m
B
项目 每罐
能量 594 kJ
蛋白质 0 g
脂肪 0 g
碳水化合物 35.0 g
糖 35.0 g
钠 39.6 mg
11.(2023合肥瑶海区期末)如图所示,用滑轮组拉动重为200 N的物体在水平桌面上匀速直线运动了0.5 m。已知物体与桌面之间的摩擦力为
60 N,则滑轮组对物体所做的功为 J,拉力F的大小为 N。(不计滑轮重、绳重及摩擦)
30
20
12.如图所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(大小不计)的重力为
10 N,所受支持力为8 N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做功为 J,支持力做功为 J。
0.6
0
13.(2023郴州模拟)一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。则t=4 s时,物体受到的摩擦力为 N,在6~8 s内,拉力F做的功为 J。
2
12
甲 乙 丙
14.某小汽车在平直公路上行驶的45 s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10 s 内小汽车运动的路程为100 m。则:
(1)前10 s内小汽车运动的平均速度是 m/s。
(2)小汽车在匀速直线运动阶段通过的路程是 m。
(3)整个过程动力F做的总功 J。
甲
乙
10
700
1.1×106
15.(2023长沙)如图所示,小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器,已知动滑轮的质量为5 kg,每个杠铃片的质量为10 kg。不计绳重和摩擦,g取10 N/kg。小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中,求:
(1)杠铃片在0.5 s内上升0.2 m,杠铃片的速度。
(2)动滑轮下挂着两个杠铃片,握杆对绳子拉力的大小。
(3)动滑轮下挂着四个杠铃片,杠铃片上升了0.1 m,在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
答案:(1)0.4 m/s (2)125 N (3)45 J
16.科学思维(2023周口郸城县三模)高仿真涡喷(指发动机类型)航模飞机(如图甲所示)的表演极具观赏性。这种航模飞机需在跑道上加速滑行一段距离,获得足够的升力后才能起飞。已知航模飞机在起飞离地前,平直跑道对它的支持力F支与滑行距离s的关系如图乙所示。发动机产生的水平推力恒定为
300 N,滑行中获得的升力为F升=cv2,式中比例系数c=7.5 N·s2/m2,v是航模飞机的滑行速度。g取10 N/kg,根据图像解答下列问题:
甲
乙
(1)该飞机能获得起飞的升力是依据 原理。
(2)航模飞机在起飞过程中发动机做的功。
解析:(1)机翼的形状呈现流线型,即上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故机翼受到一个向上的合力,从而使得飞机上升,所以,飞机能获得向上的升力,是应用了流速越大,流体的压强越小的原理。
(2)根据图乙可知,飞机起飞前的滑行距离s=30 m,飞机发动机做的功为W=Fs=300 N×30 m=9 000 J。
答案:(1)流体流速越大,压强越小 (2)9 000 J
(3)航模飞机起飞离地时的速度。
答案:(3)12 m/s
(4)根据图乙推导F支与s的关系式,并判断当s=10 m时,飞机获得的升力是多少?
解析:(4)根据图乙,设F支与s的关系式为F支=-ks+b,在图像上选取两个点的坐标值,当F支=1 080 N时,s=0;当F支=0时,s=30 m;代入关系式得,
1 080 N=b,0=-k×30 m+b,
解得,b=1 080 m,k=36 N/m,F支与s的关系式为F支=-36 N/m·s+1 080 N;
当s=10 m时,F支=720 N,根据G=F升+F支得,
飞机获得的升力F升=1 080 N-720 N=360 N。
答案:(4)F支=-36 N/m·s+1 080 N 360 N
解析:(2)不计滑轮、钢绳自重及摩擦,动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,可以省一半的力,
夯锤受到的重力G=mg=4×104 kg×10 N/kg=4×105 N;
因此,钢绳至少能承受的拉力F=G=×4×105 N=2×105 N。
解析:(3)飞机刚好离地时,支持力为0,获得的升力大小等于飞机的重力,即F升=G=1 080 N,
由F升=cv2可得,飞机的速度为v===12 m/s。
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