11.3功 2024-2025学年苏科版物理九年级上册

11.3功 考向一 功的理解 1．在国际单位制中，功和能量的单位是以下图中哪位科学家命名的（　　） A．帕斯卡 B．牛顿 C．伽利略 D．焦耳 2．小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，关于做功大小的下列说法正确的是（　　） 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 3．如图所示，物体静止在水平桌面上，现用50N的水平推力，使其在桌面上移动了0.2m的距离，说明推力可以改变物体的 （选填“运动状态”或“形状”），推力做功 J。    考向二 做功的条件 4．起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是（    ） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 5．如图所示的四幅图中的情境，人对物体做了功的是（　　） A．人将货物从地面上搬起 B．运动员举着杠铃不动 C．学生背着书包静止站立在地面上等车 D．足球离开脚，在地面上滚动的过程中 6．小明用弹簧测力计水平拉着重10N的木块在水平木板上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数如图所示，则木块受到的摩擦力是 N，水平木板对木块的支持力是 N；若小明拉着木块匀速向右移动了0.5m，则拉力做的功是 J，重力对木块做的功是 J。 考向三 功的计算 7．某同学将一个实心球从地面拿起来，并举过自己头顶的过程中，做功最接近于（    ） A．0.4焦 B．4焦 C．40焦 D．400焦 8．用大小不同的两个力F甲、F乙分别拉同一个物体，物体两次的运动方向均与力的方向相同，F甲、F乙所做的功W与物体移动距离s的关系如图像所示，由图可知，这两个力的大小关系是（　　） A．F甲=F乙 B．F甲>F乙 C．F甲<F乙 D．条件不足，无法讨论 9．如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动中（　　） A．推力对冰壶做功为270J B．推力对冰壶做功为324J C．冰壶克服阻力做功为54J D．冰壶克服阻力做功为45J 10．用图示滑轮组，在5s的时间内将150N的重物匀速提升了2m，拉力做的功是400J，不计绳重和摩擦，则绳自由端移动的速度为 m/s，绳自由端的拉力为 N，动滑轮的重力为 N。 11．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A 为重心，他的体重为600N。地面对手的支持力F 的力臂是 m，大小为 N。他每次将身体撑起，肩部上升0.4m，在某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体撑起一次所做得功为 J。他在1min内做功的功率为 W。 12．一辆四轮小货车满载后总质量是5×103kg，轮胎与地面总接触面积为0.5m2。在平直的公路上以60km/h的速度匀速行驶20min。货车受到的阻力是总重的0.05倍。求： （1）满载后小货车的总重； （2）满载后小货车静止时对路面的压强； （3）小货车匀速行驶过程中牵引力做的功。 考向四 实验：探究利用斜面做功 13．如图所示，“怒江72拐”是西藏自治区昌都地区八宿县境内的一条盘山公路，被认为是最美的盘山路之一，将山路修成S形是为了（　　）    A．缩短汽车上山过程中所走的路程 B．减小汽车上山过程中的牵引力 C．减少汽车上山过程中所做的功 D．缩短汽车上山过程中所用的时间 14．如图所示，斜面高h=1m，长s=5m，小车重50N，用沿斜面方向的拉力F，将小车从斜面底端匀速拉到顶端，不计斜面和小车之间的摩擦，下列说法错误的是（　　） A．拉力F做的功大小等于50J B．斜面对小车支持力做的功大小等于50J C．斜面是一种省力的简单机械 D．斜面一定不能省功 15．小明骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？ 小明做了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关。 猜想2：与斜面的倾斜程度有关。 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 为验证上述猜想，小明利用如图甲所示的装置进行了实验，实验中用沿斜面向上的拉力F拉动物体在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力F与物体所受的重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力） 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 斜面倾角 θ θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1） 斜面的表面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70 （1）通过对比 （填写实验序号）三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关； （2）通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，斜面倾角越 ，斜面越省力； （3）为验证猜想3，小明做了 （填写实验序号）三次实验，分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同的依据是 ； （4）下列探究所采用的方法与本实验的主要研究方法相同的是 。 A．探究平面镜成像的实验中，用没有点燃的蜡烛来替代点燃的蜡烛的像 B．探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系时要控制压力相同 C．为了形象地描述磁场引入磁感线 D．用水流类比电流来建立电流的概念 （5）如图乙所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1，、F2，拉力做的功分别为W1，W2，则力F1 F2，拉力做的功W1 W2。（均选填“＞”、“＜”或“＝”） 16．如图所示，工人利用斜面将箱子匀速推到车上。已知斜面长3m，高1m，工人用400N沿斜面方向的力推箱子，箱子重为900N。在此过程中，求： （1）推力所做的功； （2）斜面的机械效率； （3）箱子受到的摩擦力。 17．用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体，沿同一水平面做直线运动．第一次拉力为10N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20J的功；第二次拉力增大为20N，拉力对物体做了48J的功．分析两次做功过程，以下判断正确的是 A．第一次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了1m B．第一次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了2m C．第二次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了2.4m D．第二次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了4.8m 18．如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分析正确的是（　　） A．Wa=Wb=Wc B．Wa=Wb＜Wc C．Wa=Wb>Wc D．Wa＜Wc＜Wb 19．如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，将其抬起时所用的力如图所示，抬至竖直位置所做的功分别为W甲、W乙，则（　　） A．F甲>F乙，W甲>W乙 B．F甲=F乙，W甲=W乙 C．F甲=F乙，W甲<W乙 D．F甲>F乙，W甲<W乙 20．如图所示，一长为L的直杆可绕O点转动，杆下挂一所受重力为G的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60º.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F，使直杆缓慢地转动到竖直位置(可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态)，则下列说法正确的   A．拉力F的大小保持不变                                          B．拉力F和物块重力G是一对平衡力 C．这个过程中物块重力所做的功为                D．这个过程中直杆一直都是费力杠杆 21．如图所示，小王用弹簧测力计水平拉动木块，使同一木块先后以速度和沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，且，则第一次木块所受的摩擦力 第二次木块所受的摩擦力；第一次拉力做的功 第二次拉力做的功。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）    22．如图甲所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0~3s推力F大小为 N，3~6s物体所受摩擦力大小为 N，6~9s内推力F对物体所做的功为 J。 23．如图（甲）所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F 与上升的高度h之间的关系如图（乙）所示。试解答下列问题。 （1）钩码所受的重力为 N； （2）当h=4cm时，弹簧测力计的示数是 N，桌面对钩码的支持力是 N； （3）从开始提升到h=16cm，弹簧测力计对钩码所做的功是多少？ 24．一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图所示，在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图像解答下列问题。    （1）该金属棒的长度l= m； （2）在B端拉起的过程中，当x1=0.4m时，测力计的示数为F1= N；当x2=1.5m时，测力计的示数F2= N； （3）求金属棒的重心到A端的距离d= 25．如图所示，用轻质薄木板AB做成杠杆，O为支点，OA=OB=2m，地面上一质量为3kg、棱长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C，此时AB静止于水平位置，细线刚好被拉直。现将重为10N的小物块P放在O点的正上方的板上，对P施加F=2N的水平向左推力，使P沿OA向左做匀速直线运动。则：（g取10N/kg） （1）若细线能承受的最大拉力为14N，小物块P可从O点开始往左运动多远？ （2）小物块P往左运动到最远时，推力F做了多少功？ 11.3功 参考答案 题号 1 2 4 5 7 8 9 13 14 17 答案 D C D A C C C B B C 题号 18 19 20 答案 D C C 1．D 【详解】A．帕斯卡是物理量压强的单位，用字母Pa表示，故A不符合题意； B．牛顿是物理量力的单位，用字母N表示，故B不符合题意； C．伽利略是一位物理科学家的名字，没有命名为物理单位，故C不符合题意； D．焦耳是物理量功和能量的单位，用字母J表示，故D符合题意。 故选D。 2．C 【详解】作用在物体上的力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。由题意知作用力同样大小为F，物体在力的方向上移动的距离相同为s，根据W=Fs得W甲=W乙=W丙=Fs。故C选项正确。 故选C。 3． 运动状态 10 【详解】[1]物体在水平推力的作用下由静止开始运动，运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]由题意可知，推力F的大小为50N，物体在水平推力的作用下移动的距离为s=0.2m，故可得推力所做的功为 W=Fs=50N×0.2m=10J 4．D 【详解】做功的两个必要条件：1．有力作用在物体上，2．物体在力的方向上通过一段距离。故起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m过程中，起重机对物体做功，再悬停6s过程中，有力作用在物体上,物体在力的方向上没有通过一段距离，故起重机对重物不做功，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D 5．A 【详解】做功的两个要素：一是要有力作用，二是要在力的方向上移动了距离。 A．人将货物从地面上搬起，人对货物有向上的支持力，且货物在支持力的方向移动了一段距离，则人对货物做了功，故A符合题意； B．运动员举着杠铃不动，处于静止状态，杠铃在这个过程中，没有在手的支持力的方向移动距离，则人对杠铃没有做功，故B不符合题意； C．学生背着书包静止站立在地面上等车，书包相对于该学生是静止的，书包没有在力的方向上移动距离，则学生对书包没有做功，故C不符合题意； D．足球离开脚，在滚动的过程中，足球没有受到脚对其的作用力，所以人对足球没有做功，故D不符合题意。 故选A。 6． 3.4 10 1.7 0 【详解】[1]弹簧测力计示数为3.4N，因为木块在水平木板上做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力为3.4N。 [2]水平木板对木块的支持力等于木块的重力，所以 水平木板对木块的支持力是10N。 [3]根据公式可得拉力做功 拉力做功1.7J。 [4]木块在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0J。 7．C 【详解】一个实心球的质量约为 m=2000g=2kg 则重力为 G=mg=2kg×10N/kg=20N 从地面举到头顶的高度约为2m，人对课本做的功 W=Gh=20N×2m=40J 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．C 【详解】根据公式 可知，图线的斜率表示拉力，而乙图线的斜率大于甲图线的斜率，则 F甲<F乙 故选C。 9．C 【详解】AB．冰壶从A点运动6m到达B点的过程中受到推力，则推力对冰壶做功为 故AB不符合题意； CD．冰壶全程都受到阻力，则冰壶克服阻力做功为 故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 10． 0.8 100/102 50 【详解】[1]根据图示可知，绕过动滑轮且对其施加拉力的绳子股数n=2，在时间t=5s过程中重物提升高度h=2m，则绳自由端移动的距离为 绳自由端移动的速度为 [2]根据题意可知，拉力做功W=400J，由公式可知，绳自由端的拉力为 [3]根据题意，不计绳重和摩擦，将重物和动滑轮看成一个整体，对其进行受力分析可知，受到竖直向下的重力和动滑轮的重力G及竖直向上绳子的拉力，其中重力G大小为重物和动滑轮重力之和 因绕过动滑轮且对其施加拉力的绳子股数n=2，则绳子的拉力之和为nF。由于重物匀速提升，因此受到竖直向下的重物和动滑轮的重力G、竖直向上绳子的拉力nF平衡，则有 由上分析可得 推出动滑轮的重力为 11． 1.5 360 144 72 【详解】[1]由图示可知，地面对手的支持力的力臂 [2]由杠杆平衡条件得，小明平衡时 地面对手的支持力F [3]将身体撑起一次所做功 [4]1min内做的总功 做功功率 12．（1）5×104N；（2）1×105Pa；（3）5×107J 【详解】解：（1）满载后小货车的总重为 G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N （2）满载后小货车静止时对路面的压强为 （3）小货车匀速行驶过程中牵引力为 F=f=0.05G=0.05mg=0.05×5×104N=2500N 小货车在平直的公路上行驶的路程 小货车匀速行驶过程中牵引力做的功为 W=Fs=2500N×2×104m=5×107J 答：（1）满载后小货车的总重为5×104N； （2）满载后小货车静止时对路面的压强为1×105Pa； （3）小货车匀速行驶过程中牵引力做的功为5×107J。 13．B 【详解】盘山公路就相当于变形的斜面，使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力；不省功，但费距离和时间。 故选B. 14．B 【详解】A．不计斜面和小车之间的摩擦，拉力做功等于小车重力做功为 W=Fs=Gh=50N×1m=50J 故A正确，A不符合题意。 B．支持力垂直于斜面，与小车运动的方向垂直，做功为0，故B错误，B符合题意； C．斜面是一种费距离省力的简单机械，故C正确，C不符合题意； D．根据机械功原理使用任何机械都不能省功，斜面也一定不能省功，故D正确，D不符合题意。 故选B。 15． 1、2、3 小 1、4、5 见解析 B ＜ = 【详解】（1）[1]探究斜面省力的情况与斜面的表面材料的关系，需要控制物块重、斜面倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1、2、3的数据。 （2）[2]对比1、6、7三次实验中的数据可以看出，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，因此得出的结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力。 （3）[3][4]探究斜面省力的情况与物体受到的重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同，所以需要对比1、4、5三次实验；根据1、4、5的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力也会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等。 （4）[5]本实验中采用了控制变量法来探究斜面的省力情况与哪些因素有关。 A．探究平面镜成像的实验中，用没有点燃的蜡烛来替代点燃的蜡烛的像，用到等效替代法，故A不符合题意。 B．探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系时要控制压力相同，运用的是控制变量法，故B符合题意。 C．为了形象地描述磁场，引入磁感线，是运用了模型法，故C不符合题意。 D．用水流类比电流，采用的是类比法，故D不符合题意。 故选B。 （5）[6]由图可知，斜面AB的倾角小于斜面AC的倾角，所以物体沿AB运动时拉力较小，即 F1＜F2 [7]斜面光滑，所以沿斜面拉物体时不做额外功，即拉力做功等于有用功，而物重和上升高度均相同，则有用功相同，所以拉力在两斜面上做功相同，即 W1=W2 16．（1）1200J；（2）75%；（3）100N 【详解】解：（1）推力所做的功 （2）推力所做的功为总功，克服重力所做的功为有用功，有用功为 机械效率为 （3）摩擦力方向沿斜面向下，克服摩擦所做的功为额外功，故摩擦力大小为 答：（1）推力所做的功为1200J； （2）斜面的机械效率75%； （3）箱子受到的摩擦力100N。 17．C 【详解】AB．物体在水平面上做匀速直线运动时，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，故物体受到的拉力： F=f=10N； 根据W=Fs可知，第一次物体通过的距离 ， 故AB错误； CD．若增大拉力，而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变，因此，物体受到的摩擦力不变，仍为10N；根据W=Fs可知，第二次物体通过的距离： ， 故C正确，D错误． 18．D 【详解】a情况下，物体移动的距离s与力F的方向垂直，物体没有在力的方向上移动，力F没有做功；b情况下，物体在力F的作用下沿力的方向移动了距离s； c情况下，力的大小与b情况相同，距离s的方向不沿着力的方向，物体在力的方向上移动的距离小于距离s，所以拉力F所做的功小于b情况，故D正确，ABC错误。 故选D。 19．C 【详解】两次抬起水泥板时的情况如下图所示： 在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一，根据杠杆的平衡条件可得 所以前后两次所用的力相同，即 F甲=F乙 若甲、乙两种情况均将水泥板拉至竖直位置，由图可知 h甲<h乙 则拉力做功 W甲=Fh甲<W乙=Gh乙 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 20．C 【详解】A．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F逐渐变小，故A错误； B．拉力F和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B错误； C．杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L处，所以物体下降高度，所以物体重力做功 ，故C正确； D．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D错误． 21． 等于 等于 【详解】[1]由于木块对水平木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，即f1=f2。 [2]而木块两次沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，木块受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等，则两次木块受到的拉力相等，即F1=F2，由W=Fs可得，第一次拉力做的功和第二次拉力做的功相等。 22． 2 4 24 【详解】[1]由图乙可知，在0~3s内，物体相对于水平地面没有发生运动，处于静止状态；由F﹣t图像可知，此时物体受到的推力F＝2N。 [2]由v﹣t图像可知，在6s~9s物体做匀速直线运动，处于平衡状态；由F﹣t图像可知，在6s~9s内拉力F'＝4N，由二力平衡条件可得滑动摩擦力 f＝F'＝4N 由v﹣t图像可知，第3秒到第6秒物体速度增大，做匀加速直线运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，虽然速度变化，但压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，因此物体受到的摩擦力仍是4N。 [3]在6~9s内，物体做匀速直线运动 v＝2m/s 由可得，物体移动距离 s＝vt＝2m/s×3s＝6m 推力F对物体所做的功 W＝F's＝4N×6m＝24J 推力F对物体所做的功为24J。 23． 4.5 3.0 1.5 0.45J 【详解】（1）[1]钩码离开桌面后，弹簧测力计的拉力与钩码的重力是一对平衡力，大小相等，测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小，由图示知钩码所受的重力为4.5N。 （2）[2]弹簧的伸长量与拉力成正比、由图象知：当h1=6cm时，弹簧测力计的示数为4.5N，所以每增大1牛的力弹簧伸长量 当h=4cm时，弹簧测力计的示数为 [3]此时钩码受重力、拉力、支持力的作用，处于静止，这三个力是平衡力，所以支持力 FN=G-F1=4.5N-3.0N=1.5N （3）[4]弹簧测力计上升0~6cm的过程中，物体没有上升，弹簧测力计对物体没有做功，在6~16cm的过程中，弹簧测力计对物体做的功 W=Fs=4.5N×(0.16m-0.06m)=4.5N×0.1m=0.45J 24． 1.2 3 5 0.72 【详解】（1）[1]由于拉力始终竖直向上，重力的方向竖直向下，根据数学知识可知，动力臂与阻力臂之比不变，由杠杆的平衡条件可知，杆未离地时的拉力大小不变；由图乙可知，当B端离地1.2m时，拉力所做的功发生明显变化，说明此时A端刚离地，所以金属棒长为1.2米。 （2）[2][3]由图乙知，根据W=Fs可得，金属棒离地后拉力的大小为 金属棒离地后，弹簧测力计对其的拉力等于其受到的重力，即 F2=G=5N 当x1=0.4m时，金属棒未离地，此时动力臂与阻力臂的比值不变，拉力大小不变，根据W=Fs可知，杆未离地时的拉力为 当x2=1.5m时，金属棒已离开地面，此时弹簧测力计的示数为金属棒受到的重力，即 F2=5N （3）[4]由杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 可得，重心到A端的距离 25．（1）1.4m ；（2）2.8J 【详解】解：（1）水上物块P在水平方向从O点向左移动最远的距离为l2，则小物块P对杠杆作用力为 物块P向左移动到最远时，右端的拉力最大，为F1=14N，此时F1的力臂为 根据杠杆平衡条件，可得小物块P可从O点开始往左运动最远的距离为 （2）小物块P往左运动到最远时，推力F做的功为 答：（1）若细线能承受的最大拉力为14N，小物块P可从O点开始往左运动距离为1.4m； （2）小物块P往左运动到最远时，推力F做的功为2.8J。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$