11.1 功(分层练习)-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂(人教版2024)
2025-03-12
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内容正文:
第1节 功
目录
2
考点01 力学中的功 2
考点02 功的计算和估测 6
9
16
考点01 力学中的功
一、单选题
1.下列事例中,人对物体做功的是( )
A.用力搬石头,没有搬动 B.踢出去的球在空中飞行
C.用力将木箱推到斜面的顶端 D.用力举着杠铃在空中不动
【答案】C
【详解】A.用力搬石头,没有搬动,此时人对石头施加力,但在力的方向上无距离,因此不做功,故A不符合题意;
B.踢出去的球在空中飞行,此时球不受到脚施加的力,因此人对球没有做功,故B不符合题意;
C.用力将木箱推到斜面的顶端,人对木箱施加力,且沿力的方向移动一段距离,因此人对木箱做功,故C符合题意;
D.用力举着杠铃在空中不动,人对杠铃施加力,但未移动距离,因此人对杠铃没有做功,故D不符合题意。
故选C。
2.如图所示,质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离。下列结论正确的是( )
A.图甲中F做的功小于图乙中F做的功
B.图甲中F做的功等于图乙中F做的功
C.图甲中F做的功大于图乙中F做的功
D.条件不足,无法确定图甲、乙中F做的功哪个多
【答案】B
【详解】根据题意可知,两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离s,根据W=Fs可知,甲图中F做的功等于乙图中F做的功,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.投掷实心球是我市体育中考项目之一。如图所示是扔实心球的四个过程,其中手对实心球做功的过程是( )
①捡起球 ②停在空中 ③挥动球 ④球飞出去
A.①和③ B.②和③
C.①和④ D.②和④
【答案】A
【详解】①捡起球的过程中,有力作用在球上,且在力的方向上移动了距离,故手对实心球做了功;
②停在空中,有力作用在球上,但在力的方向上没有移动距离,手对实心球没有做功;
③挥动球,有力作用在球上,且在力的方向上移动了距离,故手对实心球做了功;
④球飞出去,手对球没有力的作用,故手对球不做功;综上所述,①和③手对球做了功,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
4.下列生活情境中,体现人对物体做了功的是( )
A.投出篮球后,篮球在空中飞行
B.背着书包在水平地面上行走
C.将掉在地上的树叶捡起来
D.举着哑铃不动
【答案】C
【详解】A.投出篮球后,篮球在空中靠惯性飞行,虽然通过了一定距离,但没有受到人的作用力,人对篮球没有做功,故A不符合题意;
B.背着书包在水平地面上行走,人对书包的力向上,书包没有在该力的方向上通过距离,人对书包不做功,故B不符合题意;
C.将掉在地上的树叶捡起来,人对树叶有力的作用,树叶在力的方向上通过距离,人对树叶做功,故C符合题意;
D.举着哑铃不动,人对哑铃有向上的力,哑铃没有在力的方向上通过距离,人对哑铃没有做功,故D不符合题意。
故选C。
5.如图所示为举重运动员做挺举时的几个状态图,下列关于该运动员对杠铃做功情况的分析正确的是( )
A.从发力到上拉的过程中不做功 B.从上拉到翻站的过程中做功
C.从上挺到站立的过程中不做功 D.举着杠铃稳定站立的过程中做功
【答案】B
【详解】A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,同时杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故A错误;
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,同时杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故B正确;
C.从上挺到站立的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,同时杠铃向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故C错误;
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,但是杠铃静止不动,所以运动员没有对杠铃做功,故D错误。
故选B。
6.以下事例中,重力做功的是( )
A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
【答案】C
【详解】A.冰球在水平的冰面上滚动,在重力的方向上冰球没有通过距离,所以重力不做功,故A不符合题意;
B.皮划艇在平静水面快速滑行,皮划艇在重力的方向上没有通过距离,所以重力不做功,故B不符合题意;
C.跳水运动员下落时,运动员受重力作用并在重力方向上通过了距离,所以重力做了功,故C符合题意;
D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动,杠铃在重力的方向上没有通过距离,所以重力不做功,故D不符合题意。
故选C。
7.下列有关功的说法正确的是( )
A.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
B.运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很多功
C.吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中,吊车对重物做了功
D.用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同
【答案】A
【详解】A.足球在水平地面上滚动时,重力与移动的距离垂直,重力对足球没有做功,故A正确;
B.运动员举着杠铃在空中停留的时间内,对杠铃有力的作用,但是没有移动距离,故对杠铃不做功,故B错误;
C.吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中,吊车对重物的拉车与移动的距离垂直,吊车对重物没有做功,故C错误;
D.由于力相同,物体在力的方向上移动的距离相同,故两个力做的功相同,故D错误。
故选A。
8.如图所示,图A:用力推车,车不动,图B:推着车走了一段距离,图C:物体被提到楼上,图D:人将油桶推到仓库,上述现象中,力没有对物体做功的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.用力推汽车,没有推动,物体在力的作用下没有移动距离,力对物体不做功,故A符合题意;
B.推着车走了一段距离,在力的作用下,前进了一段距离,力对物体做功,故B不符合题意;
C.物体被提到楼上,物体在力的作用下向上移动了距离,故力对物体做了功,故C不符合题意;
D.人将油桶推到仓库,在力的作用下,油桶前进了一段距离,力对物体做功,故D不符合题意。
故选A。
9.下列情境中,人对物体做了功的是( )
A.运动员踢出去的足球在草坪上滚动 B.工人用力搬大石头没有搬动
C.快递员抱着包裹原地等待签收 D.学生背着书包匀速上楼
【答案】D
【详解】A.运动员踢出去的足球在草坪上滚动,球滚动时不在收到运动员的作用力,因此此时运动员对求不做功,故A不符合题意;
B.工人用力搬大石头没有搬动,工人对石头施加了力,但石头没有在力的方向上移动距离,工人对石头不做功,故B不符合题意;
C.快递员抱着包裹原地等待签收,快递员给包裹向上的力,但包裹没有移动距离,工人对包裹不做功,故C不符合题意;
D.学生背着书包匀速上楼,学生给书包向上的力,书包随学生一起向上运动了一段距离,学生对书包做了功,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
10.如图所示的AI送餐机器人以其优质的服务、良好的互动、幽默的语言得到了大家的喜爱。送餐机器人水平前进时对托盘 (选填“有”或“没有”)做功。
【答案】没有
【详解】做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。送餐机器人水平前进时对托盘有向上支持力,但是没有向上的运动距离,故没有做功。
11.如图,是小明和小王帮老奶奶推车前行的情景。该过程中,他们的推力对小车 ,小车所受重力对小车 。(均选填“做功”或“不做功”)
【答案】 做功 不做功
【详解】[1]小明和小王帮老奶奶推车前行时,推力向前,小车在推力的方向上移动了距离,所以他们的推力对小车做了功。
[2]小车没有在小车所受的重力的方向上移动距离,所以重力没有对小车做功。
考点02 功的计算和估测
一、单选题
1.下列对物体做功接近的是( )
A.中学生将1只鸡蛋匀速举过头顶 B.中学生从1楼跑到3楼
C.运动员将杠铃举在空中不动 D.中学生跳绳1次
【答案】A
【详解】A.一只鸡蛋的质量约50g,受到的重力为
从地上拿起鸡蛋,并把它匀速举过头顶,通过的距离大约2m,所以对鸡蛋做的功,故A符合题意;
B.从1楼到3 楼,楼层高约3m,中学生体重约500N,克服自身 重力做的功为,故B不符合题意;
C.运动员将杠铃举在空中不动,对杠铃不做功,故C不符合题意;
D.中学生跳绳1次,克服自身重力做的功约为,故D不符合题意。
故选A。
2.小明的物理书从课桌掉到地面上,课本的重力所做功最接近于( )
A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J
【答案】C
【详解】物理书的重力约2.5N,课桌的高度约为0.8m,课本的重力所做功W=Gh=2.5N×0.8m=2J
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.如图,学校各教室都配置了饮水机,初三学生小芳将放置在地面上标有“17L”的一桶水安装到饮水机上,小芳所做的功最接近的是( )
A.17J B.85J C.170J D.1700J
【答案】C
【详解】水的体积为
V=17L=0.017m3
水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.017m3=17kg
其重力为
G=mg=17kg×10N/kg=170N
小芳身高约为1.60米,故饮水机的高度约为h=1m,小芳做功约为
W=Gh=170N×1m=170J
故选C。
二、填空题
4.一把手枪的枪膛长30cm,压缩空气在枪膛内对子弹的平均推力是100N,子弹离开枪膛后前进了10m。在枪膛内压缩空气的推力对子弹做功 J,出膛后压缩空气的推力对子弹做功 J。
【答案】 30 0
【详解】[1]手枪的枪膛长s=30cm=0.3m
在枪膛内压缩空气的推力对子弹做功
[2]做功的两个必要因素:一是有作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离。子弹出膛后,不再受到空气的推力,能继续前进是因为子弹具有惯性,因此出膛后压缩空气的推力对子弹做功为0。
5.如图所示是无人机用绳子吊起物体匀速上升时的情景,此时绳子对物体的拉力 (选填“>”、“<”或“=”)物体的重力。某次无人机将重为200N的物体从水平地面匀速提升至30m高的楼顶,此过程中无人机对物体做功 J。
【答案】 = 6×103
【详解】[1]当物体匀速上升时,物体处于平衡状态,在竖直方向上受到绳子的拉力和重力,这两个力是一对平衡力,平衡力大小相等,所以此时绳子对物体的拉力等于物体的重力。
[2]已知物体重力G = 200N,提升高度h = 30m,根据功的计算公式,则无人机对物体做功为W =Fs=Gh = 200N×30m = 6000J
6.引体向上是本市中考体育选项之一,某同学在10s内做了5个“引体向上”,若他的质量为60kg,每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J。
【答案】240
【详解】根据重力公式,计算该同学的重力
根据功的公式,得该同学做一次“引体向上”克服重力做的功
7.一物体重50N,小明用5N的水平推力推该物体沿水平地面匀速直线前进了5m,这个过程中,物体受到的阻力为 N。小明对物体做的功为 J,重力做功为 J。
【答案】 5 25 0
【详解】[1]物体做匀速直线运动,受到的推力和阻力是一对平衡力,大小相等,所以阻力为5N。
[2]小明对物体做的功为W=Fs=5N×5m=25J
[3]物体在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0。
8.小明用的水平推力使重为的课桌在水平地面上沿着直线前进了,则小明对课桌做的功是 ,这个过程中课桌受到的重力做的功是 。
【答案】 30 0
【详解】[1][2]由题知,课桌在水平地面上运动,重力的方向竖直向下,课桌在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,即这个过程中课桌受到的重力做的功是0J;小明对课桌做的功为
9.在水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则0.5s时木箱受到的摩擦力为 N;第2秒木箱受到的摩擦力为 N;第4秒木箱受到的摩擦力为 N,第3至5s内推力F做的功为 J。
【答案】 100 200 200 400
【详解】[1]由丙图可知,木箱在0~1s内速度为零,木箱静止,此时木箱受到的摩擦力为静摩擦力,静摩擦力大小等于此时的推力大小,由图乙可知,0~1s内推力大小为100N,所以,0.5s时木箱受到的摩擦力为100N。
[2][3]由丙图可知,木箱在3~5s内速度保持不变,做匀速直线运动;由乙图可知,在3~5s内木箱受到的推力F=200N,摩擦力和推力是一对平衡力,摩擦力大小等于推力大小,摩擦力是200N。所以,第4秒木箱受到的摩擦力为200N;由丙图可知,第2秒时,木箱做加速运动,但木箱对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木箱受到的摩擦力不变,仍为200N。
[4]第3至5s内,箱子做匀速直线运动,速度大小为1.0m/s,则箱子运动的距离为
则第3至5s内推力F做的功为
10.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。撤去推力后木箱仍继续前进,此时对木箱 (选填“有”或“没有”)做功。
【答案】 600 0 没有
【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。
[3]撤去推力后,木箱由于惯性会继续前进,木箱此时不受推力的作用,所以此时推力对木箱没有做功。
1.(2024·山东德州·中考真题)水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示,t=6s时,将拉力F撤掉,物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程,下列说法正确的是( )
A.0~2s内物体受到的摩擦力为0
B.2~4s内物体受到的摩擦力为6N
C.2~6s内拉力F做的功为28J
D.2~7s内物体运动的路程为5m
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,0~2s内物体静止,处于平衡状态,水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图甲可知,0~2s内拉力为2N,则摩擦力为2N,故A错误;
B.由图乙可知,2~4s内物体做加速运动,受力不平衡,4~6s内物体做匀速直线运动,受力平衡,由图甲可知,4~6s内拉力为4N,则滑动摩擦力为4N,运动过程中接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变,所以2~4s内物体受到的滑动摩擦力也为4N,故B错误;
C.根据题意,2~4s内物体通过的路程为
4~6s内物体通过的路程为
则内拉力做的功为
故C正确;
D.根据题意,内物体运动的路程
故D错误。
故选C。
2.(2024·四川巴中·中考真题)足球是全世界参与度最广的体育运动之一,如图是几个同学踢足球的场景。下列说法正确的是( )
A.足球在空中运动时不受重力的作用
B.足球被踢时会微微变形,说明力可以改变物体的形状
C.足球在水平地面上滚动时,其重力做了功
D.足球离开脚后还能继续运动,是由于受到惯性作用
【答案】B
【详解】A.地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用,这是重力的基本性质。因此,足球在空中运动时,同样受到重力的作用。故A错误;
B.力的作用效果之一就是改变物体的形状。当足球被踢时,它受到脚的作用力,从而发生微微变形。这说明力确实可以改变物体的形状。故B正确;
C.功的定义是力与在力的方向上移动的距离的乘积。当足球在水平地面上滚动时,虽然它受到了重力的作用,但重力方向是竖直向下的,而足球是在水平方向上移动的。因此,重力并没有在足球移动的方向上做功。故C错误;
D.惯性是物体保持其运动状态不变的性质,它不是一种力,也不是一种作用。因此,我们不能说足球受到惯性作用。足球离开脚后还能继续运动,是因为它具有惯性,会保持原来的运动状态不变。故D错误。
故选B。
3.(2024·北京·中考真题)某同学玩滑板车时的情境如图所示,一开始,人用力蹬地,人和滑板车一起向前运动;停止蹬地后,人和滑板车运动得越来越慢,最终停下来。下列说法正确的是( )
A.人用力蹬地,使滑板车向前运动的过程中,人对滑板车没有做功
B.人停止蹬地后,人和滑板车还能继续向前运动,是因为他们受到惯性的作用
C.人停止蹬地后,人和滑板车继续向前运动的过程中,不再受到力的作用
D.人停止蹬地后,人和滑板车运动得越来越慢的过程中,其运动状态发生改变
【答案】D
【详解】A.当人用力蹬地,使滑板车向前运动时,人对滑板车施加了向前的力,并且滑板车在力的方向上移动了一段距离。由W=Fs可知,人对滑板车做功了。故A错误;
B.人停止蹬地后,人和滑板车还能继续向前运动,是因为他们具有惯性,但是惯性不是力,不能说受到惯性的作用。故B错误;
C.停止蹬地后,人和滑板车继续向前运动,由于地面是粗糙的,会到摩擦阻力的影响,整体会慢慢减速直到静止,因此仍然受到力的作用。故C错误;
D.运动状态指的是物体运动速度的大小和方向,人和滑板车运动得越来越慢的过程中,速度的大小在不断减小,因此运动状态发生了改变,故D正确。
故选D。
4.(2023·江苏镇江·中考真题)小华参加校外劳动时,经历了如下过程:①她用力搬一筐玉米,未能搬起;②她又用力推筐,仍未推动;③在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上;④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则( )
A.①中小华对这筐玉米做了功 B.②中小华对这筐玉米做了功
C.③中他们对这筐玉米做了功 D.④中他们对手推车没有做功
【答案】C
【详解】做功的两个必要因素:有力且物体在这个力的方向上移动了一段距离。
A.①中她用力搬一筐玉米,未能搬起,有力但是物体没有移动距离,未做功,故A不符合题意;
B.②中她又用力推筐,仍未推动,有力但是物体没有移动距离,未做功,故B不符合题意;
C.③中在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上,有力,且这筐玉米在托举力的方向上移动了距离,他们对这筐玉米做了功,故C符合题意;
D.④中接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库,手推车在推力的作用下移动了距离,他们对手推车做了功,故D不符合题意。
故选C。
5.(2021·辽宁铁岭·中考真题)4月13日,中国女足在东京奥运会预选赛中战胜韩国队,成功晋级东京奥运会。如图所示为中国女足队员射门瞬间。下列说法正确的是( )
A.球的运动方向只与脚用力的大小有关
B.球离开脚后继续向前运动是由于球具有惯性
C.球在空中运动过程中,脚仍对球做功
D.球运动到最高点时受到的力是平衡力
【答案】B
【详解】A.球的运动方向与脚用力的大小、方向、作用点都有关,故A错误;
B.由于球具有惯性,球离开脚后要继续保持原来的运动速度和方向向前运动,故B正确;
C.球在空中运动过程中,脚对球没有力的作用,故脚对球不做功,故C错误;
D.球运动到最高点时只受到重力作用,受力不平衡,故D错误。
故选B。
6.(2021·内蒙古包头·中考真题)关于排球运动中涉及的物理知识。下列说法正确的是( )
A.运动员发球时,手对球的力大于球对手的力
B.将球发出后,球在空中运动过程中手对球做功
C.排球被垫起后,向上运动过程中,速度减小,惯性不变
D.运动员大力扣球,排球落地后弹起的高度一定低于扣球点
【答案】C
【详解】A.运动员发球时,手对球的力等于球对手的力,故A错误;
B.将球发出后,球在空中运动过程中,手对球没有力的作用,故手对球不做功,故B错误;
C.排球被垫起后,向上运动过程中,动能转化为重力势能,故速度减小,而惯性与速度无关,故惯性不变,故C正确;
D.运动员大力扣球,排球落地后弹起的高度不一定低于扣球点,因为用力向下扣,给球一个向下的初速度,动能和重力势能最后全部转化为重力势能,故高度变得更高,故D错误。
故选C。
7.(2021·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)日常生活中有很多现象都与我们学习过的物理知识有关。下列说法正确的是( )
A.自行车前后轮安装在滚动轴承上,可以增大摩擦
B.投掷出去的铅球在空中飞行的过程中,运动员对铅球做了功
C.短跑运动员在到达终点后不会立即停下来,是因为受到惯性的作用
D.高压锅是利用液体的沸点随液面上方气压增大而升高的原理工作的
【答案】D
【详解】A.自行车前后轮的滚动轴承能将滑动摩擦变成滚动摩擦,从而减小摩擦,故A错误;
B.在空中飞行的铅球,已经离开手,不再受到运动员的作用力,所以此过程运动员对铅球没做功,故B错误;
C.到达终点,运动员不会立即停下,是因为运动员具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,不能受到惯性的作用,故C错误;
D.高压锅因为密封性好,沸腾时锅内气压增大,沸点随着气压的增大而升高,故D正确。
故选D。
8.(2014·广东佛山·中考真题)如图所示,小宇对箱子施加水平推力,下列说法中错误的是( )
A.当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力
B.当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功
【答案】D
【详解】A.当推力为75N时,箱子不动,箱子处于平衡状态,箱子水平方向受到的静摩擦力等于推力,故A正确,不符合题意;
B.力的作用效果:力可以使物体发生形变,力也可以改变物体的运动状态;当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确,不符合题意;
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,箱子处于平衡状态,箱子水平方向受到的滑动摩擦力等于推力,故C正确,不符合题意;
D.做功的必要因素:有力作用在物体上,物体在力的方向上要移动一段距离;箱子做匀速直线运动时,箱子在人的推力下移动了距离,故人对箱子的推力做了功,故D错误,符合题意。
故选D。
9.(2022·湖南怀化·中考真题)如图所示,水平地面上有一重为20N的物块,在水平拉力F=5N作用下向右运动了10m,在这个过程中拉力F对物体做的功为 J,重力做的功为 J。
【答案】 50 0
【详解】[1]物块受到的水平拉力F=5N,在拉力的作用下移动的距离为10m,所以拉力做的功为
W=Fs=5N×10m=50J
[2]重力的方向是竖直向下的,而的物块在水平方向上向右运动了10m,物块没有在重力的方向上移动距离,所以此过程中重力对物块不做功,即做功为0。
10.(2021·四川泸州·中考真题)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。
【答案】 60 0 80
【详解】[1]小聪的拉力做功
[2][3] 小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动,此过程只有力没有距离,小明的推力不做功,做功为0J;此时箱子受到地面的摩擦力为静摩擦力,大小等于小明的推力80N。
11.(2021·江苏连云港·中考真题)小明用20N的水平推力,将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功 J,支持力对购物车做功 J。
【答案】 200 0
【详解】[1]推力对购物车做功
W=Fs=20N×10m=200J
[2]支持力的方向竖直向上,没有在支持力的方向上移动距离,所以支持力对购物车不做功,做功为零。
12.(2020·贵州毕节·中考真题)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。
【答案】 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。
13.(2022·江西·中考真题)如图所示,是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油,奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油的密度为0.92×103kg/m3,1L=1dm3。
(1)请通过计算判断奶奶说的话是否正确;(1千克等于2斤);
(2)该同学提着这桶油在水平路面上走了10m,求此过程中拉力对油做的功;
(3)该同学提油时感觉到很勒手,请你提出一种解决该问题的方法,并简述其中所运用的物理知识。
【答案】(1)不正确,计算过程见解析;(2)0;(3)见解析
【详解】解:(1)由图可知,食用油的体积为
V=5L=5dm3=5×10-3m3
食用油的质量为
m=ρV=0.92×103kg/m3×5×10-3m3=4.6kg
4.6kg=4.6千克=9.2斤
由于9.2斤<10斤,所以奶奶说的话是不正确的;
(2)拉力的方向是竖直向上的,而该同学提着这桶油在水平路面上走了10m,油桶没有在拉力的方向上移动一段距离,所以此过程中拉力对油不做功,即做功为0。
(3)该同学提油时感觉到很勒手,是由于压力一定,受力面积小,压强大的原因。要减小对手的压强,根据,在压力一定时,可以增大提手与手的接触面,比如可以将提手做的宽大些、抱着油桶行走等。
1.(新题型)航模飞机(图甲)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。发动机产生的推力为300N,滑行中获得的升力为F升=cv2,式中比例系数c=7.5N·S²/m²,v是航模飞机的滑行速度。g取10N/kg,根据图像解答下列问题:
(1)航模飞机的质量为 kg,起飞过程中发动机做的功为 J;
(2)航模飞机起飞离地时获得速度为 m/s;
(3)根据航模飞机在竖直方向的受力和图乙的解析式。推导其滑行距离s与滑行速度v之间的关系式 。
【答案】(1) 108 9000
(2)12
(3)
【详解】(1)[1]根据图乙可知,当飞机静止时,所受重力与支持力平衡,大小相等,即
飞机的质量为
[2]飞机起飞前的滑行距离为30m,飞机发动机做的功为
(2)飞机起飞时需获得最小升力
解得最小速度v=12m/s
(3)设支持力与滑行距离之间的关系为
代入数据有
可解得k=-36,b=1080
即支持力与滑行距离的关系为
滑行过程中飞机的受力关系为
故
因为,可得滑行距离与滑行速度之间的关系为
2.(综合计算)如图甲所示,底面积为的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上,密度为的长方体A放置于体积为为正方体B上,A、B浸没在水中且正方体B通过不可伸长的细线与容器底部相连。打开阀门K匀速放水,细线对B的拉力F与容器中水的深度h的关系如图乙所示,求:
(1)初始时刻水对容器底部的压强;
(2)正方体B的重力;
(3)当水面下降到时关闭阀门K,将A从B上取下放入水中并剪断细线,待A、B静止时,剪断细线前后B克服重力做的功。
【答案】(1)
(2)5N
(3)0.2125J
【详解】(1)打开阀门K匀速放水,随着水位的降低,h减小,由图可知,初始时刻,水的深度为30cm,所以水对容器底部的压强为
(2)由图乙知,水的深度为28cm时,长方体A的上表面与水面相平;水深度为23cm时,A全部露出水面,正方体B的上表面刚好与液面相平,深度小于23cm后,A部分露出水面,水深28cm,A、B浸没在水中,都受浮力,将A、B看做一个整体,由力平衡知识可得
①
水深23cm,只有B浸没在水中,受浮力,将A、B看做一个整体,由力平衡知识可得
②
由①-②可得,A受到的浮力
根据阿基米德原理可得,A的体积为
A的重力为
B浸没时受到的浮力为
将、代入②式可得
解得
(3)由题意知,B的体积为1000cm3,那么B的边长
那么B的底面积
水深度为23cm时关闭阀门时,正方体B的下表面与容器底的高度为
由于,所以将A从B取下放入水中并间断细线后,B静止时处于漂浮状态。此时B所受的重力与浮力是一对平衡力,即
所以B排开水的体积为
B浸没在水中的深度为
当液体深度为23cm时关闭阀门,此时液体体积为
容器中水的深度为
此时B的下表面与容器底的距离为
待A、B静止后,与剪线前相比,B重心移动的距离
这个过程中克服B的重力所做的功
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第1节 功
目录
2
考点01 力学中的功 2
考点02 功的计算和估测 6
9
16
考点01 力学中的功
一、单选题
1.下列事例中,人对物体做功的是( )
A.用力搬石头,没有搬动 B.踢出去的球在空中飞行
C.用力将木箱推到斜面的顶端 D.用力举着杠铃在空中不动
2.如图所示,质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离。下列结论正确的是( )
A.图甲中F做的功小于图乙中F做的功
B.图甲中F做的功等于图乙中F做的功
C.图甲中F做的功大于图乙中F做的功
D.条件不足,无法确定图甲、乙中F做的功哪个多
3.投掷实心球是我市体育中考项目之一。如图所示是扔实心球的四个过程,其中手对实心球做功的过程是( )
①捡起球 ②停在空中 ③挥动球 ④球飞出去
A.①和③ B.②和③
C.①和④ D.②和④
4.下列生活情境中,体现人对物体做了功的是( )
A.投出篮球后,篮球在空中飞行
B.背着书包在水平地面上行走
C.将掉在地上的树叶捡起来
D.举着哑铃不动
5.如图所示为举重运动员做挺举时的几个状态图,下列关于该运动员对杠铃做功情况的分析正确的是( )
A.从发力到上拉的过程中不做功 B.从上拉到翻站的过程中做功
C.从上挺到站立的过程中不做功 D.举着杠铃稳定站立的过程中做功
6.以下事例中,重力做功的是( )
A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
7.下列有关功的说法正确的是( )
A.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
B.运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很多功
C.吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中,吊车对重物做了功
D.用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同
8.如图所示,图A:用力推车,车不动,图B:推着车走了一段距离,图C:物体被提到楼上,图D:人将油桶推到仓库,上述现象中,力没有对物体做功的是( )
A. B.
C. D.
9.下列情境中,人对物体做了功的是( )
A.运动员踢出去的足球在草坪上滚动 B.工人用力搬大石头没有搬动
C.快递员抱着包裹原地等待签收 D.学生背着书包匀速上楼
二、填空题
10.如图所示的AI送餐机器人以其优质的服务、良好的互动、幽默的语言得到了大家的喜爱。送餐机器人水平前进时对托盘 (选填“有”或“没有”)做功。
11.如图,是小明和小王帮老奶奶推车前行的情景。该过程中,他们的推力对小车 ,小车所受重力对小车 。(均选填“做功”或“不做功”)
考点02 功的计算和估测
一、单选题
1.下列对物体做功接近的是( )
A.中学生将1只鸡蛋匀速举过头顶 B.中学生从1楼跑到3楼
C.运动员将杠铃举在空中不动 D.中学生跳绳1次
2.小明的物理书从课桌掉到地面上,课本的重力所做功最接近于( )
A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J
3.如图,学校各教室都配置了饮水机,初三学生小芳将放置在地面上标有“17L”的一桶水安装到饮水机上,小芳所做的功最接近的是( )
A.17J B.85J C.170J D.1700J
二、填空题
4.一把手枪的枪膛长30cm,压缩空气在枪膛内对子弹的平均推力是100N,子弹离开枪膛后前进了10m。在枪膛内压缩空气的推力对子弹做功 J,出膛后压缩空气的推力对子弹做功 J。
5.如图所示是无人机用绳子吊起物体匀速上升时的情景,此时绳子对物体的拉力 (选填“>”、“<”或“=”)物体的重力。某次无人机将重为200N的物体从水平地面匀速提升至30m高的楼顶,此过程中无人机对物体做功 J。
6.引体向上是本市中考体育选项之一,某同学在10s内做了5个“引体向上”,若他的质量为60kg,每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J。
7.一物体重50N,小明用5N的水平推力推该物体沿水平地面匀速直线前进了5m,这个过程中,物体受到的阻力为 N。小明对物体做的功为 J,重力做功为 J。
8.小明用的水平推力使重为的课桌在水平地面上沿着直线前进了,则小明对课桌做的功是 ,这个过程中课桌受到的重力做的功是 。
9.在水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则0.5s时木箱受到的摩擦力为 N;第2秒木箱受到的摩擦力为 N;第4秒木箱受到的摩擦力为 N,第3至5s内推力F做的功为 J。
10.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。撤去推力后木箱仍继续前进,此时对木箱 (选填“有”或“没有”)做功。
1.(2024·山东德州·中考真题)水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示,t=6s时,将拉力F撤掉,物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程,下列说法正确的是( )
A.0~2s内物体受到的摩擦力为0
B.2~4s内物体受到的摩擦力为6N
C.2~6s内拉力F做的功为28J
D.2~7s内物体运动的路程为5m
2.(2024·四川巴中·中考真题)足球是全世界参与度最广的体育运动之一,如图是几个同学踢足球的场景。下列说法正确的是( )
A.足球在空中运动时不受重力的作用
B.足球被踢时会微微变形,说明力可以改变物体的形状
C.足球在水平地面上滚动时,其重力做了功
D.足球离开脚后还能继续运动,是由于受到惯性作用
3.(2024·北京·中考真题)某同学玩滑板车时的情境如图所示,一开始,人用力蹬地,人和滑板车一起向前运动;停止蹬地后,人和滑板车运动得越来越慢,最终停下来。下列说法正确的是( )
A.人用力蹬地,使滑板车向前运动的过程中,人对滑板车没有做功
B.人停止蹬地后,人和滑板车还能继续向前运动,是因为他们受到惯性的作用
C.人停止蹬地后,人和滑板车继续向前运动的过程中,不再受到力的作用
D.人停止蹬地后,人和滑板车运动得越来越慢的过程中,其运动状态发生改变
4.(2023·江苏镇江·中考真题)小华参加校外劳动时,经历了如下过程:①她用力搬一筐玉米,未能搬起;②她又用力推筐,仍未推动;③在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上;④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则( )
A.①中小华对这筐玉米做了功 B.②中小华对这筐玉米做了功
C.③中他们对这筐玉米做了功 D.④中他们对手推车没有做功
5.(2021·辽宁铁岭·中考真题)4月13日,中国女足在东京奥运会预选赛中战胜韩国队,成功晋级东京奥运会。如图所示为中国女足队员射门瞬间。下列说法正确的是( )
A.球的运动方向只与脚用力的大小有关
B.球离开脚后继续向前运动是由于球具有惯性
C.球在空中运动过程中,脚仍对球做功
D.球运动到最高点时受到的力是平衡力
6.(2021·内蒙古包头·中考真题)关于排球运动中涉及的物理知识。下列说法正确的是( )
A.运动员发球时,手对球的力大于球对手的力
B.将球发出后,球在空中运动过程中手对球做功
C.排球被垫起后,向上运动过程中,速度减小,惯性不变
D.运动员大力扣球,排球落地后弹起的高度一定低于扣球点
7.(2021·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)日常生活中有很多现象都与我们学习过的物理知识有关。下列说法正确的是( )
A.自行车前后轮安装在滚动轴承上,可以增大摩擦
B.投掷出去的铅球在空中飞行的过程中,运动员对铅球做了功
C.短跑运动员在到达终点后不会立即停下来,是因为受到惯性的作用
D.高压锅是利用液体的沸点随液面上方气压增大而升高的原理工作的
8.(2014·广东佛山·中考真题)如图所示,小宇对箱子施加水平推力,下列说法中错误的是( )
A.当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力
B.当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功
9.(2022·湖南怀化·中考真题)如图所示,水平地面上有一重为20N的物块,在水平拉力F=5N作用下向右运动了10m,在这个过程中拉力F对物体做的功为 J,重力做的功为 J。
10.(2021·四川泸州·中考真题)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。
11.(2021·江苏连云港·中考真题)小明用20N的水平推力,将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功 J,支持力对购物车做功 J。
12.(2020·贵州毕节·中考真题)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。
13.(2022·江西·中考真题)如图所示,是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油,奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油的密度为0.92×103kg/m3,1L=1dm3。
(1)请通过计算判断奶奶说的话是否正确;(1千克等于2斤);
(2)该同学提着这桶油在水平路面上走了10m,求此过程中拉力对油做的功;
(3)该同学提油时感觉到很勒手,请你提出一种解决该问题的方法,并简述其中所运用的物理知识。
1.(新题型)航模飞机(图甲)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。发动机产生的推力为300N,滑行中获得的升力为F升=cv2,式中比例系数c=7.5N·S²/m²,v是航模飞机的滑行速度。g取10N/kg,根据图像解答下列问题:
(1)航模飞机的质量为 kg,起飞过程中发动机做的功为 J;
(2)航模飞机起飞离地时获得速度为 m/s;
(3)根据航模飞机在竖直方向的受力和图乙的解析式。推导其滑行距离s与滑行速度v之间的关系式 。
2.(综合计算)如图甲所示,底面积为的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上,密度为的长方体A放置于体积为为正方体B上,A、B浸没在水中且正方体B通过不可伸长的细线与容器底部相连。打开阀门K匀速放水,细线对B的拉力F与容器中水的深度h的关系如图乙所示,求:
(1)初始时刻水对容器底部的压强;
(2)正方体B的重力;
(3)当水面下降到时关闭阀门K,将A从B上取下放入水中并剪断细线,待A、B静止时,剪断细线前后B克服重力做的功。
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