11.3功-2024-2025学年九年级物理上册步步为赢·课课练（苏科版）

苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册 第十一章《简单机械和功》 11.3功 夯实基础 知识点一 功的概念 1.机械功：力和物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功，用字母W表示。 2.功的定义式：W=Fs 3.单位：力的单位与距离的单位的乘积“牛·米”，也叫焦耳，用字母J表示，1J=1N·m。 4.做功的两个必要条件：①对物体有力的作用；②物体要在力的方向上通过一定的距离。 敲黑板：对两个条件的理解： （1）同体性：某力对某物体做功,一定要明确做功的两个条件是作用在“物体”上的力和“物体”在力的方向上通过的距离,此两“物体”必须是同一个物体,尤其是通过机械做功时,一定要注意两个条件的同体性。 （2）同时性：“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上通过的距离”必须对应于同段时间.如果物体受力后脱离施力物体并由于惯性而运动,此时原作用力已不存在,原作用力做功为零。 （3）同向性：物体通常会受到几个力的作用,判断某个力对物体是否做功,关键要看物体在这个力的方向上是否通过了距离,如果物体根本没有运动,或者物体虽然运动了,但运动的方向与这个力的方向垂直,则这个力就没有对物体做功。 5.由做功的必要条件可知以下三种情况力对物体不做功： （1）“不劳无功”，物体通过了距离，但没有力作用在物体上； （2）“不动无功”有力作用在物体上，物体静止不动，没有通过距离； （3）“劳而无功”，有力作用在物体上，物体也通过了距离，但力的方向和通过的距离方向互相垂直，沿力方向上物体没有通过距离。 趁热打铁： 例1．如图所示，小华放学后背书包回家时，经过下列的过程中对书包没有做功的是（　　） A．将桌上的书包背上肩 B．背着书包爬坡 C．背着书包乘电梯上楼 D．背着书包在水平地面匀速行走 例2．如图，重5N的物体在F=2N的水平推力作用下，沿水平方向前进2m，推力F做功 （　　） A．2J B．4J C．10J D．14J 例3．对功的理解，下列说法中正确的是（　　） A．作用在物体上的力越大，力做的功越多 B．物体通过的路程越长，作用力做功越多 C．有力作用在物体上并且物体移动了一段距离 D．物体在力的作用下，并沿力的方向移动了距离，则力对物体做了功 知识点二 机械功原理 1．我们为了将物体移动一段距离，阻力做多少功，动力必须也做那么多功才能达到移动一段距离的目的，我们通常把阻力做了多少功表达成克服阻力做了多少功。人们在做功时，动力所做的功不会少于阻力所做的功。也就是说，动力做功至少要克服阻力所做的功，才能达到做功的目的。 ①水平方向做功： ②竖直方向做功： 2．在使用机械时，人们要对物体和机械都做功，也就是要克服物体和机械受到的阻力做功，因此人们对物体做的功不少于物体阻力所做的功，人们对机械做的功不少于机械上的阻力做的功，所以使用机械时都不会少于不用机械时用手直接对物体做的功，即使用任何机械都不能省功，这就是机械功原理。 3．说明： （1）适用范围：机械功原理是适用于任何机械的普遍结论，无论是简单机械，还是由简单机械组合成的复杂机械，都遵循机械功原理。 （2）“不省功”有两层含义：其一是等于直接做的功（理想机械），其二是大于直接做的功（非理想机械）。 （3）虽然使用机械不省功，但机械也有许多优点，有时可以改变施力的方向，有时可以省力，有时既省力又能改变施力的方向，有时还可以省距离，使用机械还能够方便地完成人们不便直接完成的工作，所以使用机械不是为了省功。 敲黑板：对于计算某个动力做功的问题，如果题目没有直接给出该力的大小及运动的距离，或者该力不是恒定的力，则不能使用W=Fs计算，对于此种情况，可以从机械功原理思考，动力做功至少是要等于阻力做功的，可以计算该动力克服的所有阻力做功来得到该力做的功。 趁热打铁： 例4．如图所示，AC>BC， 把同一物体分别沿斜面 AC、BC推上顶端，推力分别为F₁、F2，所做的功分别为W₁、W2。 在不考虑摩擦的情况下，下列选项正确的是（      ） A．F₁<F₂，W₁=W₂ B．F₁>F₂，W1>W₂ C．F₁=F₂，W₁=W₂ D．F₁<F₂，W₁<W₂ 例5．小红同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（ ） A．200J B．300J C．400J D．500J 知识点三 斜面 1．斜面是一种省力，但却费距离的简单机械。 2．特点：省力、费距离 3．原理： 直接用手做功：(G——物重；h——竖直上升高度) 使用斜面做功：(F——沿斜面方向的推力；s——沿斜面方向移动的距离) 根据机械功原理：不考虑摩擦力时，，，得 当斜面高度h一定时，斜面s越长，越省力（即F越小）； 当斜面长s相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）； 当斜面s越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。 如果斜面与物体间的摩擦为f，则有 ， 敲黑板：斜面上物体做匀速直线运动时，不能认为拉力与摩擦力二力平衡，由于还有重力的影响，拉力大于摩擦力。 4．应用： 盘山公路 螺丝钉 螺旋千斤顶 无障碍通道。 趁热打铁： 例6．如图所示，重为G的物体在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。已知斜面的长为s、高为h，物体从斜面底端匀速运动到顶端的过程中，关于该过程，下列判断正确的是（　　） A．拉力做的有用功为fs B．拉力做的总功为Gh C．斜面对物体的摩擦力大小为f=F﹣ D．斜面的机械效率为 例7．图甲为学习、生活中常用的燕尾夹，已知AC=2AB，用力摁住C点打开夹子时，燕尾夹可看作 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，螺丝钉上的螺纹相当于简单机械中的 ，仔细观察图乙、丙所示的两个螺丝钉，你认为使用 （选填“乙”或“丙”）螺丝钉更省力些。 易错点拨 计算滑轮组拉力或物体重力做功时，注意拉力拉动的是绳子自由端，所以计算拉力做功必须乘绳子自由端移动的距离，计算物体重力做功时，必须乘物体上升的高度。 趁热打铁： 例8．如图所示，甲图中测力计示数为2N，乙图中测力计示数为1.2N，均将相同的钩码缓慢提升1m。乙图中拉力所做的功为 J。通过分析可初步得出：使用动滑轮 省力， （均选填“能”或“不能”）省功。 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．小军在体育课上投掷实心球，下列情况中，他对实心球做了功的是（　　） A．抛出后的实心球在空中继续向前运动 B．手托着实心球水平向前运动 C．将实心球从地上捡起并举高 D．手托实心球静止 2．放在水平面上重150N的小车，在10N水平拉力作用下，沿水平方向匀速前进了20m，此过程中（　） A．小车受到的摩擦力为150N B．重力做功3000J C．重力做功为3200J D．拉力做功200J 3．小强是八一班一名普通的中学生，他的教室在三楼，从一楼走到三楼的过程中，他克服自身重力做功最接近（　　） A．360J B．540J C．3600J D．5400J 4．如图所示，某物体受到水平力F的作用下，向右运行了L的距离，如果水平面是光滑的，力F对物体做的功为W1，水平面是粗糙的，力F对物体做的功为W2，则（    ） A．W1>W2 B．W2>W1 C．W1=W2 D．以上都有可能 5．如图所示的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，则它们的大小关系为（　　） A．W1=W2＜W3 B．W1＜W2＜W3 C．W2＜W1＜W3 D．W1=W2=W3 6．一个同学用120N的力，将一个4N重的足球踢到25m远处，对他踢球时做功的情况，正确的是（ ） A．做功3000J B．做功1000J C．没有做功 D．做了功，但条件不足，无法计算 7．如图所示，用滑轮组拉动重为200N的物体在水平桌面上匀速直线运动了0.5m。已知物体与桌面之间的摩擦力为60N，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） 二、填空题 8．为了记录运动会中精彩的瞬间，学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示，当无人机悬停在空中时，升力 （选填“大于”或“等于”“小于”）无人机的重力；当无人机水平飞行时，升力对无人机 （选填“做功”或“不做功”）；为了纪念英国物理学家 而把他的名字命名为功的单位。 9．水平地面上一静止木箱重800N，某人用60N的水平推力在5s内推动木箱前进10m，撤去推力后木箱又继续前进了2m，整个过程中水平推力做功 J，重力做功 J。 10．在掷实心球的过程中，小江同学用90N的力将重为20N的实心球投出，实心球在空中划出一条弧线，相关数据如图所示，实心球脱手后在空中飞行过程中，小江对球 （选填“做功”或“不做功”），实心球从最高点到落地的过程中，实心球的重力做功 J。 11．如图所示，小昕通过滑轮组，用120N的拉力将重为200N的物体竖直匀速提升了10m，用时100s。绳子自由端移动的距离为 m，拉力做的功为 J。 三、计算题 12．为提高快递配送效率，可使用物流机器人（如图）完成最后三公里的快速智能配送。若空载时该物流机器人质量为80kg，在一段200m的平直道路上匀速行驶。已知机器人所受阻力是重力的0.2倍。当该物流机器人空载时，求： （1）地面对该物流机器人的支持力； （2）匀速行驶时牵引力做的功。    ——提能力—— 一、单选题 1．如图所示，跳绳—初中体育学业水平测试项目之一。某初三学生1min完成了180次跳绳，以下相关估测不符合实际的是（　　） A．学生的重力可能是500N B．每次跳起的高度约为4cm C．学生1min做功约为20J D．跳绳的质量约为150g 2．某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。如图所示，小明分别乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，过程中他与电梯均保持相对静止。下列说法错误的是（　　） A．两种方式上楼过程中，人克服重力做的功相等 B．乘乙电梯过程中，电梯对人有摩擦力 C．乘甲电梯过程中，电梯对人的支持力做功不为零 D．乘乙电梯过程中，电梯对人的支持力做功不为零 3．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程-时间（s-t）图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．两次物体所受的摩擦力f₁<f₂ B．两次物体所受的拉力 C．两次物体运动的速度 v₁>v₂ D．0~8s两次拉力对物体所做的功 4．如图所示，两个形状和大小均相同的圆台形容器放置在水平地面上。两容器中装有等高的水，且底部都粘有一个质量和体积都相同的木质球。现使两球脱离底部，最终浮于水面静止。木球上升过程中两球体积不变，该过程中浮力对两球做的功分别为和，则（　　） A． B． C． D．无法确定 5．如图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空美化楼体外墙的情景，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为20kg，工人及工具的总质量为80kg，吊升过程中，工人用350N的拉力将吊篮在30s内匀速上升了3m。若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。下列分析正确的是（　　） A．使用该装置既可以省力，又可以省功 B．工人拉动绳子的速度为0.2m/s C．此过程中工人做了2100J的总功 D．动滑轮的质量为5kg 二、填空题 6．如图所示，物体A所受重力为200N、物体B所受重力为50N，放置好A、B两物体后，图甲中物体A恰好向右做匀速直线运动，则物体A此时所受摩擦力为 N。给物体A施加一个水平向左的力F，并使物体A水平向左匀速运动了5m，此过程中拉力F所做的功为 J。 7．小明用30N的拉力，拉着重力为100N的物体A前进了1m，则这个过程中，拉力做功 J，重力做功 J，小丽用如图所示的滑轮组拉动物体A，当物体A在拉力的作用下由静止水平向右移动1m，克服A的摩擦力做30J的功，则拉力F 10N（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 8．在水平地面上有三块密度为0.5×103 kg/m3，边长均为10 cm的正方体木块，某小孩把三块木块逐一竖直堆叠起来，如图所示。一块木块的质量是 kg。三块木块叠起来后对地面的压强是 Pa。小孩叠起这堆木块至少做了 J的功。 9．小明用水平推力F把箱子向前推动，此过程中，推力F和箱子前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。则箱子在第2s时受到的摩擦力为 。在3~5s内推力做的功为 。 10．如图，重为100N的物体M，在的拉力作用下，以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为 N，拉力F在5s内做的功 J（不计滑轮重和绳与滑轮的摩擦）。 三、计算题 11．如图是一款健身拉力器原理图。斜面的倾角为30°，重500N的物块与固定在斜面底端的轻质弹簧相连。小刘通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小刘对绳的拉力所做的功为1000J，克服弹簧拉力做功300J，在忽略绳重、滑轮与轴的摩擦情况下，求： （1）克服物块重力所做的功； （2）物块与斜面之间摩擦力的大小。    12．如图所示，一个管道（内壁粗糙程度相同）竖直固定在水平地面上，利用拉力F将一物块从管道左端竖直拉进，右端竖直拉出，已知管道中的竖直管口对物块挤压作用完全相同，并测得拉动全过程拉力和物块移动速度随时间变化的图象分别如图乙、丙所示。求：     （1）物块所受重力G和在竖直管道运动过程中受到的摩擦力大小； （2）全程物体克服摩擦力做功的大小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册 第十一章《简单机械和功》 11.3功 夯实基础 知识点一 功的概念 1.机械功：力和物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功，用字母W表示。 2.功的定义式：W=Fs 3.单位：力的单位与距离的单位的乘积“牛·米”，也叫焦耳，用字母J表示，1J=1N·m。 4.做功的两个必要条件：①对物体有力的作用；②物体要在力的方向上通过一定的距离。 敲黑板：对两个条件的理解： （1）同体性：某力对某物体做功,一定要明确做功的两个条件是作用在“物体”上的力和“物体”在力的方向上通过的距离,此两“物体”必须是同一个物体,尤其是通过机械做功时,一定要注意两个条件的同体性。 （2）同时性：“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上通过的距离”必须对应于同段时间.如果物体受力后脱离施力物体并由于惯性而运动,此时原作用力已不存在,原作用力做功为零。 （3）同向性：物体通常会受到几个力的作用,判断某个力对物体是否做功,关键要看物体在这个力的方向上是否通过了距离,如果物体根本没有运动,或者物体虽然运动了,但运动的方向与这个力的方向垂直,则这个力就没有对物体做功。 5.由做功的必要条件可知以下三种情况力对物体不做功： （1）“不劳无功”，物体通过了距离，但没有力作用在物体上； （2）“不动无功”有力作用在物体上，物体静止不动，没有通过距离； （3）“劳而无功”，有力作用在物体上，物体也通过了距离，但力的方向和通过的距离方向互相垂直，沿力方向上物体没有通过距离。 趁热打铁： 例1．如图所示，小华放学后背书包回家时，经过下列的过程中对书包没有做功的是（　　） A．将桌上的书包背上肩 B．背着书包爬坡 C．背着书包乘电梯上楼 D．背着书包在水平地面匀速行走 【答案】D 【详解】A．将桌上的书包背上肩，对书包有向上的力，且沿力的方向移动了距离，故对书包做了功，故A不符合题意； B．背着书包爬坡，对书包有向上的力，且沿力的方向移动了距离，故对书包做了功，故B不符合题意； C．背着书包乘电梯上楼，对书包有向上的力，且沿力的方向移动了距离，故对书包做了功，故C不符合题意； D．背书包的力竖直向上，而前进的方向沿水平方向，没有沿力的方向移动距离，故没有对书包做功，故D不符合题意。 故选D。 例2．如图，重5N的物体在F=2N的水平推力作用下，沿水平方向前进2m，推力F做功 （　　） A．2J B．4J C．10J D．14J 【答案】B 【详解】由功的计算公式 得 故选B。 例3．对功的理解，下列说法中正确的是（　　） A．作用在物体上的力越大，力做的功越多 B．物体通过的路程越长，作用力做功越多 C．有力作用在物体上并且物体移动了一段距离 D．物体在力的作用下，并沿力的方向移动了距离，则力对物体做了功 【答案】D 【详解】A．作用在物体上力越大，但是不知道物体在力的作用下通过的距离，不能确定力做功多少，故A错误； B．只知道物体在力的作用下移动的距离，但不知道力的大小也不能确定做功多少，故B错误； C．若力的方向跟物体移动距离的方向垂直，物体通过的距离不是在力的作用下进行的，力对物体没有做功，故C错误； D．物体在力的作用下，并沿力的方向移动了距离，则力做了功，故D正确。 故选D。 知识点二 机械功原理 1．我们为了将物体移动一段距离，阻力做多少功，动力必须也做那么多功才能达到移动一段距离的目的，我们通常把阻力做了多少功表达成克服阻力做了多少功。人们在做功时，动力所做的功不会少于阻力所做的功。也就是说，动力做功至少要克服阻力所做的功，才能达到做功的目的。 ①水平方向做功： ②竖直方向做功： 2．在使用机械时，人们要对物体和机械都做功，也就是要克服物体和机械受到的阻力做功，因此人们对物体做的功不少于物体阻力所做的功，人们对机械做的功不少于机械上的阻力做的功，所以使用机械时都不会少于不用机械时用手直接对物体做的功，即使用任何机械都不能省功，这就是机械功原理。 3．说明： （1）适用范围：机械功原理是适用于任何机械的普遍结论，无论是简单机械，还是由简单机械组合成的复杂机械，都遵循机械功原理。 （2）“不省功”有两层含义：其一是等于直接做的功（理想机械），其二是大于直接做的功（非理想机械）。 （3）虽然使用机械不省功，但机械也有许多优点，有时可以改变施力的方向，有时可以省力，有时既省力又能改变施力的方向，有时还可以省距离，使用机械还能够方便地完成人们不便直接完成的工作，所以使用机械不是为了省功。 敲黑板：对于计算某个动力做功的问题，如果题目没有直接给出该力的大小及运动的距离，或者该力不是恒定的力，则不能使用W=Fs计算，对于此种情况，可以从机械功原理思考，动力做功至少是要等于阻力做功的，可以计算该动力克服的所有阻力做功来得到该力做的功。 趁热打铁： 例4．如图所示，AC>BC， 把同一物体分别沿斜面 AC、BC推上顶端，推力分别为F₁、F2，所做的功分别为W₁、W2。 在不考虑摩擦的情况下，下列选项正确的是（      ） A．F₁<F₂，W₁=W₂ B．F₁>F₂，W1>W₂ C．F₁=F₂，W₁=W₂ D．F₁<F₂，W₁<W₂ 【答案】A 【详解】BC．斜面可以省力，但是不省功，斜面越陡，越费力，而AC>BC，故 故BC错误； AD．由于不考虑摩擦的情况下，将物体沿斜面 AC、BC推上顶端，推力做的功就等于克服重力所做的功，由于重物相同，高度相同，故推力做的功相同，故A正确；D错误。 故选A。 例5．小红同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（ ） A．200J B．300J C．400J D．500J 【答案】A 【详解】 滑轮右端的绳子原长为3m，小红从定滑轮正下方沿水平方向移动4m，由数学知识，则移动后绳长为 所以绳子自由端移动的距离 s＝5m﹣3m＝2m 则物体被提高的高度为 h＝s＝2m 滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，他至少做的功 W总＝W有用＝Gh＝100N×2m＝200J 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 知识点三 斜面 1．斜面是一种省力，但却费距离的简单机械。 2．特点：省力、费距离 3．原理： 直接用手做功：(G——物重；h——竖直上升高度) 使用斜面做功：(F——沿斜面方向的推力；s——沿斜面方向移动的距离) 根据机械功原理：不考虑摩擦力时，，，得 当斜面高度h一定时，斜面s越长，越省力（即F越小）； 当斜面长s相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）； 当斜面s越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。 如果斜面与物体间的摩擦为f，则有 ， 敲黑板：斜面上物体做匀速直线运动时，不能认为拉力与摩擦力二力平衡，由于还有重力的影响，拉力大于摩擦力。 4．应用： 盘山公路 螺丝钉 螺旋千斤顶 无障碍通道。 趁热打铁： 例6．如图所示，重为G的物体在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。已知斜面的长为s、高为h，物体从斜面底端匀速运动到顶端的过程中，关于该过程，下列判断正确的是（　　） A．拉力做的有用功为fs B．拉力做的总功为Gh C．斜面对物体的摩擦力大小为f=F﹣ D．斜面的机械效率为 【答案】C 【详解】A．利用斜面提升重物，拉力做的有用功W有用=Gh，额外功W额=fs，故A错误； B．物体在拉力F的作用下沿斜面向上运动，拉力做的总功为W总=Fs，故B错误； C．因为W总=W有用+W额，即Fs=Gh+fs，摩擦力 故C正确； D．机械效率是有用功占总功的比值，斜面的机械效率 故D错误。 故选C。 例7．图甲为学习、生活中常用的燕尾夹，已知AC=2AB，用力摁住C点打开夹子时，燕尾夹可看作 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，螺丝钉上的螺纹相当于简单机械中的 ，仔细观察图乙、丙所示的两个螺丝钉，你认为使用 （选填“乙”或“丙”）螺丝钉更省力些。 【答案】 等臂 斜面 乙 【详解】[1]图甲中的燕尾夹，支点是B点，动力臂是BC，阻力臂是AB，已知 则 即动力臂等于阻力臂，该杠杆属于等臂杠杆。 [2][3]螺丝钉上的螺纹越密一些，用起子拧螺丝钉会更省力，螺纹相当于斜面模型，通过增大距离，减小力的作用。 易错点拨 计算滑轮组拉力或物体重力做功时，注意拉力拉动的是绳子自由端，所以计算拉力做功必须乘绳子自由端移动的距离，计算物体重力做功时，必须乘物体上升的高度。 趁热打铁： 例8．如图所示，甲图中测力计示数为2N，乙图中测力计示数为1.2N，均将相同的钩码缓慢提升1m。乙图中拉力所做的功为 J。通过分析可初步得出：使用动滑轮 省力， （均选填“能”或“不能”）省功。 【答案】 2.4 能 不能 【详解】[1]由题意可知，拉力所做的功就是克服钩码重力所做的功 用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，绳子自由端移动的距离 拉力做的功 [2]由题意得甲图中测力计示数为2N，乙图中测力计示数为1.2N，所以使用动滑轮可以省力； [3]根据功的原理和功的计算，使用任何机械都不能省功，但可以省力或省距离。 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．小军在体育课上投掷实心球，下列情况中，他对实心球做了功的是（　　） A．抛出后的实心球在空中继续向前运动 B．手托着实心球水平向前运动 C．将实心球从地上捡起并举高 D．手托实心球静止 【答案】C 【详解】力学里的功包含两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动一段距离。 A．抛出后的实心球在空中继续向前运动过程中，小军对实心球没有力的作用，小军没有对实心球做功，故A不符合题意； B．手托着实心球水平向前运动过程中，实心球移动方向与手对球的作用力方向垂直，小军没有对实心球做功，故B不符合题意； C．将实心球从地上捡起并举高过程中，手对实心球的力竖直向上，球沿竖直方向上升了一定的距离，小军对实心球做了功，故C符合题意； D．手托实心球静止，手对实心球的作用力竖直向上，实心球没有在力的方向上移动距离，小军没有对实心球做功，故D不符合题意。 故选C。 2．放在水平面上重150N的小车，在10N水平拉力作用下，沿水平方向匀速前进了20m，此过程中（　） A．小车受到的摩擦力为150N B．重力做功3000J C．重力做功为3200J D．拉力做功200J 【答案】D 【详解】A．由于小车在水平拉力作用下沿水平方向做匀速运动，所以小车受到的摩擦力与水平拉力是一对平衡力，故 f=F=10N 故A不符合题意； BC．小车在水平拉力作用下沿水平方向移动的距离为20m，在重力的方向上没有移动距离， 所以重力做功为0J，故BC不符合题意； D．小车在水平拉力作用下沿水平方向移动的距离为20m，拉力做的功 W=Fs=10N×20m=200J 故D符合题意。 故选D。 3．小强是八一班一名普通的中学生，他的教室在三楼，从一楼走到三楼的过程中，他克服自身重力做功最接近（　　） A．360J B．540J C．3600J D．5400J 【答案】C 【详解】中学生受到的重力约为600N，从一楼走到三楼上升的高度约为6m，他克服自身重力做功约为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．如图所示，某物体受到水平力F的作用下，向右运行了L的距离，如果水平面是光滑的，力F对物体做的功为W1，水平面是粗糙的，力F对物体做的功为W2，则（    ） A．W1>W2 B．W2>W1 C．W1=W2 D．以上都有可能 【答案】C 【详解】根据公式可知，无论水平面是光滑还是粗糙，物体受到的拉力不变，沿拉力方向移动的距离不变，则两种情况下拉力做的功W1=W2，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．如图所示的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，则它们的大小关系为（　　） A．W1=W2＜W3 B．W1＜W2＜W3 C．W2＜W1＜W3 D．W1=W2=W3 【答案】A 【详解】由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力作用点移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为为 W1=F1s 第二幅图中，拉力作用点移动的距离也等于物体移动距离为s，拉力做的功为 W2=F2s 第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力作用点移动距离为物体移动距离s的2倍，即为2s，拉力做的功为 W3=F3×2s=2F3s 又因为拉力F1、F2、F3大小相等，所以综上分析可得 W1=W2＜W3 故A符合题意；BCD不符合题意。 故选A。 6．一个同学用120N的力，将一个4N重的足球踢到25m远处，对他踢球时做功的情况，正确的是（ ） A．做功3000J B．做功1000J C．没有做功 D．做了功，但条件不足，无法计算 【答案】D 【详解】足球在运动到25m远处的过程中，人作用在足球上的力只让足球运动了很少一段距离，剩余运动的距离是足球由于惯性而向前运动的距离，足球由于惯性运动的距离中，运动员没有对足球施加力的作用。由于在力的方向上移动的距离未知，所以无法准确计算出他踢球所做的功，故ABC错误，D正确。 故选D。 7．如图所示，用滑轮组拉动重为200N的物体在水平桌面上匀速直线运动了0.5m。已知物体与桌面之间的摩擦力为60N，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） 【答案】 30 20 【详解】[1]物体在水平桌面上匀速直线运动，滑轮组对物体拉力大小等于物体与桌面之间的摩擦力，滑轮组对物体所做的功 W=Fs=fs=60N×0.5m=30J [2]由图可知n=3，由题知，不计绳、滑轮的重力及摩擦，绳子自由端的拉力 二、填空题 8．为了记录运动会中精彩的瞬间，学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示，当无人机悬停在空中时，升力 （选填“大于”或“等于”“小于”）无人机的重力；当无人机水平飞行时，升力对无人机 （选填“做功”或“不做功”）；为了纪念英国物理学家 而把他的名字命名为功的单位。 【答案】 等于 不做功 焦耳 【详解】[1]当无人机悬停在空中时，处于平衡状态，升力等于重力。 [2]升力的方向竖直向上，当无人机水平飞行时，没有在升力的方向上通过距离，升力对无人机不做功。 [3]焦耳通过研究得出了焦耳定律，后来用他的名字命名功和能量的单位。 9．水平地面上一静止木箱重800N，某人用60N的水平推力在5s内推动木箱前进10m，撤去推力后木箱又继续前进了2m，整个过程中水平推力做功 J，重力做功 J。 【答案】 600 0 【详解】[1]根据题意可知，水平推力做功为 W=Fs=60N×10m=600J [2]木箱受重力的方向竖直向下，木箱水平移动，木箱在重力的方向上移动距离为0，所以重力对木箱做功为0。 10．在掷实心球的过程中，小江同学用90N的力将重为20N的实心球投出，实心球在空中划出一条弧线，相关数据如图所示，实心球脱手后在空中飞行过程中，小江对球 （选填“做功”或“不做功”），实心球从最高点到落地的过程中，实心球的重力做功 J。 【答案】 不做功 56 【详解】[1]实心球脱手后在空中飞行过程中，小江对球没有力的作用，故此时小江对球不做功。 [2]由图中可知，实心球从最高点到落地的过程中，下落的高度为h=2.8m，小球的重力为G=20N，故由W=Fs可得，实心球的重力做的功为 W=Fs=Gh=20N×2.8m=56J 11．如图所示，小昕通过滑轮组，用120N的拉力将重为200N的物体竖直匀速提升了10m，用时100s。绳子自由端移动的距离为 m，拉力做的功为 J。 【答案】 20 2400 【详解】[1]由图可知，n=2，绳子自由端移动的距离 s绳=nh物=2×10m=20m [2]拉力做的功 W=Fs绳=120N×20m=2400J 三、计算题 12．为提高快递配送效率，可使用物流机器人（如图）完成最后三公里的快速智能配送。若空载时该物流机器人质量为80kg，在一段200m的平直道路上匀速行驶。已知机器人所受阻力是重力的0.2倍。当该物流机器人空载时，求： （1）地面对该物流机器人的支持力； （2）匀速行驶时牵引力做的功。    【答案】（1）；（2） 【详解】解：（1）由题意知，机器人受到的重力与地面对机器人的支持力为一对平衡力，大小相等，方向相反，即 （2）已知机器人所受阻力是重力的0.2倍，即其受到的阻为大小为 机器人在平直道路上匀速行驶200m，可知机器人受到的牵引力与其受到的阻力为一对平衡力，即 由得，匀速行驶时牵引力做的功为 答：（1）地面对该物流机器人的支持力为800N。 （2）匀速行驶时牵引力做的功。 ——提能力—— 一、单选题 1．如图所示，跳绳—初中体育学业水平测试项目之一。某初三学生1min完成了180次跳绳，以下相关估测不符合实际的是（　　） A．学生的重力可能是500N B．每次跳起的高度约为4cm C．学生1min做功约为20J D．跳绳的质量约为150g 【答案】C 【详解】A．中学生的质量一般在50kg左右，重力大约为 G=50kg×10N/kg=500N故A不符合题意； B．跳绳时，学生并不需要跳得很高，一般每次跳起的高度在4cm左右，故B不符合题意； C．学生的重力约为500N，每次跳起的高度约为0.04m，每次跳绳做的功为 学生1min完成了180次跳绳，所以1min内做的总功为 W=180W0=180×20J=3600J 远大于20J，故C符合题意； D．跳绳一般由轻质材料制成，其质量不会很大，约为150g左右，故D不符合题意。 故选C。 2．某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。如图所示，小明分别乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，过程中他与电梯均保持相对静止。下列说法错误的是（　　） A．两种方式上楼过程中，人克服重力做的功相等 B．乘乙电梯过程中，电梯对人有摩擦力 C．乘甲电梯过程中，电梯对人的支持力做功不为零 D．乘乙电梯过程中，电梯对人的支持力做功不为零 【答案】D 【详解】A．两种方法中，重力G相同、被提升的高度h也相同，由可知，两种方法克服重力做功相等，故A正确，不符合题意； B．乙图中，人上行时，因人受重力作用有沿斜面向下的运动趋势，所以人受到的摩擦力沿斜面向上，故B正确，不符合题意； C．图甲中，支持力竖直向上，物体在支持力方向上移动了距离，故支持力做功，故C正确，不符合题意； D．乙中支持力垂直于电梯，在支持力方向上没有移动距离，故支持力不做功，故D错误，符合题意。 故选D。 3．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程-时间（s-t）图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．两次物体所受的摩擦力f₁<f₂ B．两次物体所受的拉力 C．两次物体运动的速度 v₁>v₂ D．0~8s两次拉力对物体所做的功 【答案】C 【详解】A．同一物体，则重力相等，对水平面的压力相等；同一水平面上，则接触面的粗糙程度相同，故两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等，即f₁=f₂，故A错误； B．由于物体做匀速直线运动，说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两次物体所受的拉力相等，即，故B错误； C．由图像可知，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，根据，可知v₁>v₂，故C正确； D．由图像可知，0~8s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，又知两次拉力相等，根据W=Fs可知，0~8s两次拉力对物体所做的功，故D错误。 故选C。 4．如图所示，两个形状和大小均相同的圆台形容器放置在水平地面上。两容器中装有等高的水，且底部都粘有一个质量和体积都相同的木质球。现使两球脱离底部，最终浮于水面静止。木球上升过程中两球体积不变，该过程中浮力对两球做的功分别为和，则（　　） A． B． C． D．无法确定 【答案】A 【详解】木球的体积相同，浸没时，排开的水的体积相同，由得，木球受到的浮力相同，当木球最终浮于水面静止时，它们受到的浮力变小，由于它们的质量和体积都相同，则它们减少的受力也相同，由得它减小的排水体积也相同，由于甲容器的上表面积比乙的大，得甲的水面降得比乙的少，即最终水面静止时甲球上升的高度比乙的大，由得 故选A。 5．如图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空美化楼体外墙的情景，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为20kg，工人及工具的总质量为80kg，吊升过程中，工人用350N的拉力将吊篮在30s内匀速上升了3m。若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。下列分析正确的是（　　） A．使用该装置既可以省力，又可以省功 B．工人拉动绳子的速度为0.2m/s C．此过程中工人做了2100J的总功 D．动滑轮的质量为5kg 【答案】D 【详解】A．图中一个定滑轮，一个动滑轮，定滑轮只改变力的方向，不能省力，动滑轮可以省力，根据功的原理可知，任何机械都不省功，故A错误； B．将吊篮、工人及工具看做一个整体，则向上共有3根绳子牵引吊篮，故 n=3，绳子自由锻移动的距离为 工人拉动绳子的速度为 故B错误； C．此过程中工人做的总功为 故C错误； D．吊篮和工人及工具看作一个整体，则吊篮受到向上的拉力和向下的重力，根据能量守恒定律可知，拉力做功应等于重力势能的变化，则 即 解得。故D正确。 故选D。 二、填空题 6．如图所示，物体A所受重力为200N、物体B所受重力为50N，放置好A、B两物体后，图甲中物体A恰好向右做匀速直线运动，则物体A此时所受摩擦力为 N。给物体A施加一个水平向左的力F，并使物体A水平向左匀速运动了5m，此过程中拉力F所做的功为 J。 【答案】 50 500 【详解】[1]图甲中物体A恰好向右做匀速直线运动，所以受力平衡，水平方向上受到的水平向左的摩擦力等于水平向右的拉力，定滑轮改变力的方向，所以物体A此时所受摩擦力为 [2]给物体A施加一个水平向左的力F，并使物体A水平向左匀速运动了5m，此时物体受力平衡，水平向左的力F，水平向右的拉力和摩擦力，因为摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变为50N，所以个水平向左的力F为 左匀速运动了5m，此过程中拉力F所做的功 7．小明用30N的拉力，拉着重力为100N的物体A前进了1m，则这个过程中，拉力做功 J，重力做功 J，小丽用如图所示的滑轮组拉动物体A，当物体A在拉力的作用下由静止水平向右移动1m，克服A的摩擦力做30J的功，则拉力F 10N（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 【答案】 90 0 大于 【详解】[1]拉力做的功为 W总=Fs=30N×3m=90J [2]物体在水平方向上移动，没有在重力的方向上通过距离，重力不做功，所以重力做功的功为0J。 [3]由W=fs可得物体A受到的摩擦力大小为 由图可知，与动滑轮连接的绳子股数有3股，因为要克服绳子与滑轮之间的摩擦，所以 8．在水平地面上有三块密度为0.5×103 kg/m3，边长均为10 cm的正方体木块，某小孩把三块木块逐一竖直堆叠起来，如图所示。一块木块的质量是 kg。三块木块叠起来后对地面的压强是 Pa。小孩叠起这堆木块至少做了 J的功。 【答案】 0.5 1.5 【详解】[1]一块木块的质量是 [2]三块木块叠起来后对地面的压强是 [3]小孩叠起这堆木块至少做了 9．小明用水平推力F把箱子向前推动，此过程中，推力F和箱子前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。则箱子在第2s时受到的摩擦力为 。在3~5s内推力做的功为 。 【答案】 200 400 【详解】[1]由图乙可知，在1~3s内木箱做加速运动，在5~6s内木箱做减速运动，只有在3~5s内木箱做匀速运动，处于平衡状态；由平衡条件可知，木箱受到的滑动摩擦力 f=F=200N 由于压力和接触面的粗糙程度均不变，则滑动摩擦力不变，故箱子在第2s时受到的摩擦力为200N。 [2]由图象可知，在3~5s内的运动速度v3=1.0m/s，推力F3=200N，在3~5s内移动的距离为 推力做功 10．如图，重为100N的物体M，在的拉力作用下，以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为 N，拉力F在5s内做的功 J（不计滑轮重和绳与滑轮的摩擦）。 【答案】 30 30 【详解】[1]拉力F=60N，所以每段绳子上的力为 则此时弹簧秤的示数为30N。 [2]物体在5s内移动的距离为 s=vt=0.2m/s×5s=1m 动力移动的距离为 s＇=0.5s=0.5×1m=0.5m 拉力做的功 W=Fs＇=60N×0.5m=30J 三、计算题 11．如图是一款健身拉力器原理图。斜面的倾角为30°，重500N的物块与固定在斜面底端的轻质弹簧相连。小刘通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小刘对绳的拉力所做的功为1000J，克服弹簧拉力做功300J，在忽略绳重、滑轮与轴的摩擦情况下，求： （1）克服物块重力所做的功； （2）物块与斜面之间摩擦力的大小。    【答案】（1）500J；（2）100N 【详解】解：（1）已知斜面的倾角为30°，物块沿斜面向上匀速运动2m，则斜面的高度为 克服物块重力做的功为 （2）依题意有额外功为 由W额＝fs可得，物块与斜面之间摩擦力的大小为 答：（1）克服物块重力所做的功是500J； （2）物块与斜面之间摩擦力的大小是100N。 12．如图所示，一个管道（内壁粗糙程度相同）竖直固定在水平地面上，利用拉力F将一物块从管道左端竖直拉进，右端竖直拉出，已知管道中的竖直管口对物块挤压作用完全相同，并测得拉动全过程拉力和物块移动速度随时间变化的图象分别如图乙、丙所示。求：     （1）物块所受重力G和在竖直管道运动过程中受到的摩擦力大小； （2）全程物体克服摩擦力做功的大小。 【答案】（1）2N，10N；（2）90J 【详解】解：（1）由甲、乙两图得出，0~2s时，拉力为12N，木块匀速直线上升，受到的合力为0，木块受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力、竖直向上的拉力，所以有 4~6s时，拉力为8N，木块匀速直线下降，受到的合力为0，木块受到竖直向下的重力、拉力，竖直向上的摩擦力，所以有 联合解得 （2）由图乙可得物块竖直向上运动的距离为 物块竖直向下运动的距离为 物块竖直向上、竖直向下运动克服摩擦力做功为 由图可知，2~4s，木块在水平方向上做匀速直线运动，此时的拉力和摩擦力是一对平衡力，由图乙可知，此时拉力大小是5N，此时受到的摩擦力为 物块水平运动的距离为 物块水平运动克服摩擦力做功为 全程物体克服摩擦力做功为 答：（1）物块所受重力为2N，在竖直管道运动过程中受到的摩擦力为10N； （2）全程物体克服摩擦力做功为90J。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$