内容正文:
第十章机械与人
第三节 做功了吗
功的定义
1.【教材改编题】下面四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( A )
A.使小车向前运动了一段距离的推力
A
B.搬石头但没有搬动,手对石头的力
C.托着货物停在水平地面上,叉车对货物的力
D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
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2.【原创题】如图,电动平衡车是一种时尚的代步工具,当平衡车带着人沿水平路面加速前行时,平衡车对人 做功 (填“做功”或“不做功”)。因为平衡车对人有向前的 摩擦 力,并在这个力的方向上移动了 距离 。
做
功
摩擦
距离
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功的计算
3.如图,一个箱子静止在水平地面上,小点用150 N的水平拉力将箱子移动了0.4 m,小点的拉力做功 60 J。待箱子静止后,小点又用80 N的水平推力推这个箱子没有推动,小点的推力做功 0 J。
60
0
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4.[2023·马鞍山期末]如图所示,在水平地面上,小牛同学用力拉一重100 N的木箱,使木箱在地面上平移了5 m,重力所做的功等于 0 J。
0
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5.[2023·合肥月考]如图所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)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 0.6 J,支持力做功为 0 J。
0.6
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简单机械中的功的计算
6.如图所示,动滑轮重为0.6 N,物重为2.4 N,不计绳重和各处摩擦,将物体匀速提升1 m时,绳的自由端
在竖直方向上的拉力F为 1 N,拉力做的功
为 3 J。
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7.如图,餐厅服务员手托茶盘,沿水平方向走向顾客。在水平方向上,竖直向上的托力F对茶盘 没有做 (填“做了”或“没有做”)功,原因是 茶盘在竖直方向上没有移动距离 。
没有做
茶盘在竖直方向上没有
移动距离
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8.【跨学科综合题】“立定跳远”作为体育中考抽考项目之一,如图所示,起跳后,人会在空中滑翔一段距离,这是因为人具有 惯性 ;体重为60 kg的某同学,在一次立定跳远训练中成绩是2 m,若该同学在跳远滑翔到最高点时重心上升30 cm,则在此过程中克服重力做功 180 J。(g取10 N/kg)
惯性
180
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9.如图所示,滑轮重为20 N,物体A重为90 N,不计摩擦和绳重,将物体A匀速竖直提升过程中,拉力F的大小为 200 N ,将物体A提升20 cm,拉力F做的功是 20 J。
200 N
20
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10.一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法正确的是( B )
A.在粗糙地面上做功较多
B.两次做功一样多
C.在光滑地面上做功较多
D.条件不够,无法比较两次做功大小
B
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点拨:用同样大小的水平方向的力拉着木箱,分别在光滑 和粗糙两种水平面上前进相同的距离,根据功的公 式W=Fs,因为拉力相同且在拉力方向移动的距离 也相等,所以拉力所做的功相同。故选B。
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11.一颗质量为20 g的子弹从枪膛中水平射出。若子弹在枪膛内受火药爆炸后产生的气体向前的平均推力是500 N,枪膛长20 cm,射出枪膛后子弹在空中飞行了100 m,则在整个过程中气体对子弹做的功是( C )
A.0.04 J B.5×10 J
C.100 J D.0 J
C
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12.[2023·北京期中]如图所示为某同学锻炼身体时在单杠上做引体向上运动的情景,由此可估算出他完成一次悬垂状态到屈臂引体状态所做功约为( B )
A.3 J
B.300 J
C.3×104 J
D.3×106 J
B
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13.[2023·马鞍山一模]如图所示,将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时,如若沿斜面的拉力分别为FB、FC,各个过程拉力做功为WB、WC,则它们的大小关系正确的是( B )
B
A.WB>WC,FB<FC
B.WB=WC,FB<FC
C.WB>WC,FB=FC
D.WB=WC,FB=FC
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14.【创新题】定滑轮是生产生活中常用的一种简单机械。
(1)如图甲,使用定滑轮将重为G的物体匀速提升一定 高度,请利用所学的知识,证明:不计绳重和各种 摩擦时,使用定滑轮不省力,即F=G;
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解:(1)如答图所示,过支点做力的垂线,即为力臂,阻力臂和动力臂都等于圆的半径,长度相同,根据杠杆平衡原理可知Fl1=Gl2,而l1=l2,所以F=G。
(答图)
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(2)如图乙,小西同学用一个距离手3 m高的定滑轮拉住 重200 N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4 m, 将物体匀速提升。不计绳重和摩擦,
求小西的拉力做的功。
14.【创新题】定滑轮是生产生活中常用的一种简单机械。
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解:(2)滑轮为定滑轮,不省力,若不计绳重和摩擦,则拉力F拉=G=100N;利用勾股定理可知,斜边长为=5 m原来的绳子长为3 m,移动后绳子的长为5 m,拉力F拉端移动的距离
为s=5 m-3 m=2 m,小西的拉力做的
功W=F拉s=200 N×2 m=400 J。
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