内容正文:
11.1 功
一、单选题:
1.如图所示,力对物体做功的是( )
A. 用力搬石头,搬而末动 B. 提着桶在水平路面上前进
C. 用力将鸡蛋举高 D. 手举杠铃静止不动
2.图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图,下列说法中正确的是( )
A. 从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B. 从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功
C. 从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D. 举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功
3.起重机将的重物先竖直向上匀速提升,再悬停,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
4.一个同学用的水平方向的力将一只重的足球沿水平方向踢了出去,足球在地上滚动了才停下,从人踢球到球停止这整个过程中,脚对球做的功是( )
A. B.
C. D. 条件不足,无法判断
5.如图所示,小京用水平推力推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 小京对车的水平推力大于车受到的阻力
B. 车受到的支持力与车对地面的压力是一对平衡力
C. 若小京撤去对车的水平推力,车的运动状态将会发生改变
D. 若小京撤去对车的水平推力,小京仍对车做功
6.小明打篮球时,将篮球投向篮球框,篮球在空中的运动轨迹如图所示,已知篮球框距地垂直高度为,篮球重约篮球从处离手后在空中运动至处的过程中,克服重力做的功约为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从点运动到达点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道运动停在点。若运动员对冰壶的水平推力为,冰壶运动中受到水平方向的阻力,大小恒定为。从点到点冰壶沿直线运动,此过程中( )
A. 推力对冰壶做功为 B. 推力对冰壶做功为
C. 冰壶克服阻力做功为 D. 冰壶克服阻力做功为
8.一个人先后用同样大小的力将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离如图所示,该力在这三个过程中所做的功分别为、、。关于它们之间的大小关系说法正确的是 ( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,,三个物体在同样大小的力的作用下,都沿着力的方向移动距离,比较对三个物体所做的功,结论是( )
A. 三次做功一样多 B. 对做的功多 C. 对做的功多 D. 对做的功多
10.甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力和以及牵引力在相同时间内所做的功和之间的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
11.在内径约为玻璃管中注水近满,上端留一个气泡,用橡皮塞塞住管口,再将玻璃管翻转后竖直放置,气泡上升,如图所示.测得气泡上升用时,则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于( )
A. B. C. D.
12.如图所示,小强用的力斜向上拉着总重为的小车使小车,在水平路面上匀速前进了,用时下列说法中正确的是( )
A. 这一过程中地面对小车的摩擦力一定是
B. 这一过程中的拉力对小车做的功一定是
C. 这一过程中小车的速度为
D. 这一过程中小车对地面的压力一定等于
13.年冬奥会单板滑雪大跳台比赛在北京赛区进行,我国少年运动健将苏翊鸣身高约,质量约,取在比赛中一举夺冠为国争光如图所示是苏翊鸣完成某次动作的部分路径示意图,从点运动到点的过程中,苏翊鸣的重力所做的功最接近( )
A. B. C. D.
二、填空题:
14.根据功的公式可知,对物体做功有两个必要条件:一是有 的作用,二是在此作用方向上移动 一辆重为的车在的水平拉力下沿水平方向前进了米,则拉力做功为 焦,重力做功 焦.
15.如图所示,质量为的同学在做仰卧起坐运动.若该同学上半身的质量约为全身质量的,则她上半身的重力约为________她在一段时间内做了个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为,则她在这段时间克服重力做的功约为________取
16.如图所示为可调式握力器。锻炼时抓住左手柄,用力使其碰触右手柄上的计数按钮,完成一个握力动作,这个过程中左手柄拉动弹簧围绕连接点旋转。握力器的力度通过旋转调节器移动弹簧下端的位置来改变,若将力度调小,则应将弹簧下端向 填“左”或“右”移。如果小明用平均大小为的力抓握力器,使其在力的方向上移动,则做功为 。
17.在水平地面上,用的力沿水平方向拉着重为的小车匀速前进,所用时间为,小车运动的速度是______,拉力做的功是______,重力做的功是______,装上货物原路返回时,小车所受摩擦力______选填“增大”“减小”或“不变”。
18.如图所示,一个物体被水平力压在竖直墙面时静止,水平力减为的三分之一时刚好匀速下滑,则静止时水平力对物体 选填“做了”或“不做”功,下滑时水平力对物体 选填“做了”或“不做”功。
19.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”“等于”或“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”。重为的无人机竖直向上飞行,无人机克服重力做的功为______。
20.如图所示,当足球离开同学的脚后,足球的运动状态______选填“改变”或“不变”。足球在空中下落过程中,重力对足球______选填“有”或“没有”做功。
21.天工开物是我国古代的科学著作,其中这样写道:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一顷于枧内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧.”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力、用来取水的机械,如图所示.若接水槽离取水处高,水轮上有个取水筒,一个取水筒每次可取水,筒车转一圈对进入接水槽的水所做的功为_________接水槽离倒水处的高度忽略不计取
三、实验探究题:
22.在“测量提升物体所做的功”的实验中,小李所在的实验小组利用长木板、木块等器材,进行如图所示实验,并将实验数据填入表中.
实验序号
斜面坡度
较缓
较陡
斜面长度
沿斜面的拉力
沿斜面提升小车做功
小车重力
斜面高度
竖直提升小车做的功
请将小李所设计的实验记录表格补充完整:________;________.
分析实验数据,下列说法正确的是________.
A.利用斜面提升物体既可以省力,也可以省功
B.利用斜面提升物体可以省力,但费距离,不省功
C.斜面越陡越省力
实验过程中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时,物体受到的摩擦力与拉力的大小关系为________填“大于”“等于”或“小于”.
生活中常见的斜面有________写出一个
四、计算题:
23.工人师傅常用斜面把重物搬运到汽车上,如图所示,斜面高为,长为,工人沿斜面向上用的推力将重力为的箱子从斜面底端匀速推到车上。求:
推力做的功;
箱子受到斜面的摩擦力。
24.在某届机器人与人工智能国际会议中,图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人,重力为。它在某次引领接待工作中,沿水平直线匀速运动,受到的水平阻力为机器人自重的倍,运动路程随时间变化的图像如图乙所示。则:
静止时,地面对智能机器人的支持力大小为多少?
在内,动力对机器人做的功为多少?
25.某轿车在平直公路上行驶的内,其速度与时间、动力与时间的关系图象分别如图甲、乙所示。已知前轿车运动的路程为。求:
前轿车运动的平均速度;
轿车在匀速直线运动阶段通过的路程;
动力做的总功.
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:
A、用力搬石头,搬而末动,有力作用在石头上,石头在力的作用下没有通过距离,所以力对物体没有做功,故A不符合题意。
B、提着桶在水平路面上前进,人给水桶的力向上,水桶向上没有通过距离,所以力对物体没有做功,故B不符合题意。
C、用力将鸡蛋举高,人给鸡蛋的力向上,鸡蛋向上移动了距离,所以力对物体做功,故C符合题意。
D、手举杠铃静止不动,手给杠铃的力向上,杠铃没有移动距离,所以力对物体没有做功,故D不符合题意。
故选C。
本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。
2.【答案】
【解析】从发力到上拉的过程中,从上拉到翻站的过程中,从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃的作用力向上,杠铃在作用力的方向上也有距离,所以运动员对杠铃做功,故ABC错误;
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃有力的作用,但是杠铃在作用力的方向上没有发生距离,所以运动员对杠铃不做功,故正确。故选D。
3.【答案】
【解析】解:提升过程中,重物受到提力作用,并在提力的作用下运动了一段距离,所以提力在提升过程中做了功;
在悬停过程,重物受到提力作用,但没有移动距离,所以在悬停过程不做功。
故选:。
力对物体做功的两个条件:一是作用在物体上的力,二是物体沿这个力的方向通过的距离。两个条件缺一不可。
此题考查的是力对物体做功的条件的判断,属于常考题。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了学生对做功公式的了解与掌握,是一道基础题目。
判断力是否对物体做功的依据是看物体是否在力的作用下移动距离。
【解答】
踢球过程中,只知道作用在足球上的力,不知道足球在力的作用下移动的距离,所以无法判断在这个过程中脚对球做功多少;
球离脚后,在水平地面上向前滚动的过程中,由于惯性继续运动,球脱离了脚,脚没有给球施加力,对球不做功;
综上可知,整个过程中脚对足球做的功无法确定,故D正确,ABC错误。
故选D。
5.【答案】
【解析】解:、因为购物车在竖直方向上受到重力和支持力作用,在水平方向上受到推力和阻力作用,由于购物车处于静止状态,因此竖直方向上的重力和支持力是一对平衡力,水平方向上的推力和阻力也是一对平衡力,大小相等,故A错误;
B、车受到的支持力与车对地面的压力没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故B错误;
C、若小京撤去对车的水平推力,车在水平方向上只受到阻力作用,受力不平衡,则车的运动状态将会发生改变,故C正确;
D、若小京撤去对车的水平推力,车由于惯性而继续运动,但在此运动方向上没有受到力的作用,则小京对车不做功,故D错误。
故选:。
二力平衡的条件是:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;
先对购物车进行受力分析,然后根据二力平衡的条件进行分析;
物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变;
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
本题考查二力平衡的条件、力和运动的关系以及力是否做功的判断,难度不大。
6.【答案】
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了功的理解与计算。
根据进行计算。
【解答】
运动员推力对冰壶做功:;
冰壶克服阻力做功为;
综合分析,选项C正确。
8.【答案】
9.【答案】
【解析】解:因为对三个物体的作用力都是大小相等的力,三个物体在力的方向上移动的距离都是, 根据功的计算公式可知,对三个物体所做的功一样多。 故选:。
10.【答案】
【解析】解:在水平方向上,甲、乙两辆汽车都受牵引力与摩擦力作用,两辆汽车都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以,;
甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,两辆汽车对水平路面的压力相等,都等于汽车自身的重力;接触面的粗糙程度相同,所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等,即,所以牵引力;
因为,,
所以在相同的时间内路程关系:
,。
根据可知,。
故选:。
影响摩擦力大小的因素是:接触面所受压力、接触面的粗糙程度,通过分析接触面所受压力和接触面粗糙程度的关系得出摩擦力大小的关系;而两辆汽车都做匀速直线运动,都受平衡力的作用,即牵引力和摩擦力平衡;进而确定牵引力大小关系;
知道,可得在相同的时间内的路程关系,再根据比较做功大小关系。
本题难点在牵引力大小关系的判断,要掌握:物体静止或匀速直线运动时受到平衡力的作用;平衡力的特点;影响摩擦力大小的因素。
11.【答案】
【解析】解:由图可知,气泡的体积约为,因为气泡浸没在水中,所以气泡排开水的体积:,
则气泡受到的浮力:,
气泡所受浮力做的功:,
则浮力做功的功率:,故B正确。
故选:。
由图可知,气泡的体积约为,根据阿基米德原理求出气泡受到的浮力,根据求出气泡所受浮力做的功,根据求出浮力做功的功率。
本题考查浮力、功和功率的计算,关键是根据图估计出气泡的体积。
12.【答案】
13.【答案】
【解析】解:苏翊鸣的高度大约为,从到点的竖直距离大约为苏翊鸣身高的倍,约为,苏翊鸣的重力,
故从点运动到点的过程中苏翊鸣的重力所做的功:
,故B最接近。
故选:。
估测点运动到点的竖直距离,根据计算出苏翊鸣的重力所做的功,然后判断出选项的对错。
本题考查了功的计算以及长度估测,属于基础题。
14.【答案】力
距离
【解析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上通过的距离;故拉力做的功:;因为物体在重力的方向上没有移动距离,所以,重力对物体做功为.
15.【答案】
【解析】她上半身的重力:;每次上半身重心上升的距离均为,则她每一次克服重力做的功:;她在这段时间克服重力做的功:。
16.【答案】 右
【解析】【知识点】影响弹簧弹力大小的因素、功的计算和估算
【详解】弹簧拉伸的形变程度越大,其弹力越大,所需的握力就越大,反之,所需的握力就越小。向右调节调节器,可使弹簧的伸长量变小,所需力度就变小。
已知握力大小,移动的距离
完成一个动作做的功
17.【答案】;;;增大
【解析】解:
已知小车匀速前进,所用时间为,所以小车运动的速度:
;
拉力做的功:
;
重力的方向是竖直向下的,物体在水平方向上移动,即没有在重力方向上移动距离,重力没有对物体做功;
装上货物原路返回时,小车对路面压力增大,而接触面的粗糙程度不变,所以小车所受摩擦力增大。
故答案为:;;;增大。
由速度公式计算小车的运动速度;
由计算拉力做的功;由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移动距离判断重力做功;
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,由此分析返回时摩擦力的大小变化。
本题考查了速度公式、功的公式的应用以及对做功两个要素、滑动摩擦力大小因素的理解和应用,考查知识点多,综合性强,掌握基础知识是关键。
18.【答案】不做
不做
【解析】解:静止时,物体没有水平力的方向上移动一段距离,水平力对物体不做功。下滑时,物体没有水平力的方向上移动一段距离,水平力对物体不做功。故答案为:不做;不做。
19.【答案】等于 不做功
【解析】解:当无人机悬停在空中时,竖直方向上处于平衡状态,所以无人机所受升力和重力是一对平衡力。由平衡力的特点知,升力等于无人机的重力;
升力的方向竖直向上,当无人机水平飞行时,无人机在升力的方向上没有移动距离,根据做功的两个必要因素知,升力对无人机不做功;
无人机克服重力做的功:
。
故答案为:等于;不做功;。
根据无人机的运动状态分析无人机受到的升力、重力的大小关系;
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离;
根据计算无人机克服重力做的功。
本题考查的是二力平衡的条件的应用和做功的两个必要因素,属于基础题。
20.【答案】改变 有
【解析】解:当足球离开同学的脚后,足球的运动方向和速度大小发生改变,足球的运动状态改变。
足球在空中下落过程中,足球在重力的方向上通过一定距离,所以重力对它做了功。
故答案为:改变;有。
运动方向或速度大小发生改变即运动状态改变;若物体在力的方向上移动一段距离,我们就说力对物体做了功。
本题考查了运动状态的判断、力是否做功的判断,是一道简单题。
21.【答案】
【解析】,.
22.【答案】 小于 盘山公路答案合理即可
23.【答案】推力做的功
推力做的有用功为
箱子受到斜面的摩擦力
【解析】【详解】推力做的功
推力做的有用功为
箱子受到斜面的摩擦力
24.【答案】解:静止时,智能机器人处于平衡状态,地面对智能机器人的支持力与机器人所受重力为一对平衡力,则支持力大小等于重力大小,即支持力。
由图像可知,在内,机器人做匀速直线运动,机器人处于平衡状态,动力与阻力为一对平衡力,则动力大小等于阻力大小。
即动力;
由图像可知,在内,机器人的运动路程为,
动力对机器人做的功。
答:静止时,地面对智能机器人的支持力大小为;
在内,动力对机器人做的功为。
【解析】机器人静止,在竖直方向上受到的是平衡力
由图像可知,机器人沿动力方向运动的距离,根据阻力和自重的关系求得阻力,匀速行驶,,由可求得动力对机器人做的功。
25.【答案】解:前轿车运动的平均速度:;
根据可知,轿车在匀速直线运动阶段通过的路程:;
动力做的总功: .
答:
前轿车运动的平均速度为;
轿车在匀速直线运动阶段通过的路程为;
动力做的总功 .
【解析】【分析】
已知前轿车运动的路程为,利用速度公式可求得平均速度;
由图象可知轿车在匀速直线运动阶段的时间和速度,利用速度公式变形可求得通过的路程;
由图象可知,、时间内轿车的动力和路程,利用可求得动力做的总功.
此题考查速度公式和功率公式的应用,综合性较强,难度适中,关键是读懂图像,并能从图像中获得相关信息进行分析计算.
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