内容正文:
11.1 功
目录
1
一、功的概念和单位 1
二、力做功的必要因素 2
三、功的计算和估算 3
四、比较功的大小 4
5
8
一、功的概念和单位
1.功的计算
(1)定义:力学中,功等于 与物体在力的方向上移动的 的乘积。
(2)公式:W= 。
(3)单位:国际单位制中,功的单位是 ,简称 ,符号是 ,1J=1N·m。
2.图为《物原》中记载的人们借助辘轳从井中汲水时的情景。用辘轳汲水时,对水所做的功是 功,人们借助辘轳汲水是为了 (选填“省功”或“省力”)。
3.关于对功的理解,下列说法正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,力做的功就越多
B.把重1N的物体举起1m所做的功为1J
C.物体通过的路程越长,作用力做功越多
D.力作用的时间越长,做的功就越多
4.在如图所示的两种常用工具中,以下判断正确的是( )
A.甲省力、乙费力 B.甲费力、省距离、省功
C.乙省力、费距离、省功 D.甲费力、乙费距离、都不省功
二、力做功的必要因素
5.如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A.人用力搬石头没有搬动
B.人推着车向前运动
C.人推一块大石头没推动
D.人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
6.如图所示,下列说法中正确的是( )
A.甲图中,杠铃静止时受到的重力小于运动员的举力
B.乙图中,跳水运动员在下落的过程中,重力对运动员做了功
C.丙图中,离手后的冰壶向前滑行,此过程中运动员的推力对冰壶做了功
D.丁图中,小京推着小车加速向前运动,他对车的作用力大于车对他的作用力
7.如图所示为工人用叉车举起货物的情境,下列对力是否做功的说法正确的是( )
A.如果叉车托举着货物保持静止,则叉车对货物的支持力对货物做了功
B.如果叉车托举着货物使货物向上运动,则叉车对货物的支持力对货物做了功
C.如果叉车托举着货物使货物沿水平方向匀速运动,则重力对货物做了功
D.如果叉车托举着货物使货物沿水平方向匀速运动,则叉车对货物的支持力对货物做了功
8.如图所示,在2025年1月16日,在都灵大冬会冰壶项目女子循环赛中,中国队8比7战胜英国队。在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶向前滑动过程中,冰壶的运动状态 (选填“改变”或“不改变”),水平冰面对冰壶的支持力 (选填“做功”或“不做功”)
三、功的计算和估算
9.天津海河开启桥极大的提高了海河的船运能力,如图甲所示。图乙是其简化原理图,单侧悬臂梁的质量为,悬臂梁在动力驱动装置作用下可以绕固定点转动。每次由水平位置旋转到完全开启时,悬臂梁重心被提升的高度为,则提升过程中克服重力做功为 J;开启到如图乙所示的位置保持静止时,O点到动力作用线的垂直距离是点到悬臂梁重力作用线的垂直距离是,此时驱动装置施加在A点的动力为 。
10.如图所示的行李箱重为200牛,一个男孩用20牛的水平拉力使行李箱在水平地面上匀速前进2米,此时箱子受到的摩擦力为 牛,重力做功为 焦。
11.无人机在现在的生产、生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机,机身总质量为2kg,小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m,接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m,在整个飞行过程中克服重力做功 J。(g取10N/kg)
12.一个重为50N的物体,在水平地面上受到10N的水平拉力,移动了5m,则拉力做的功为 J,重力做的功为 J。
四、比较功的大小
13.如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使同一木块先后以速度v1和v2沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离,且,则第一次拉力做的功 第二次拉力做的功。(填“大于”、“小于”或“等于”)
14.用同一水平力F拉一个物体先后在光滑水平面和粗糙水平面上运动相同的距离s,两次拉力F做的功分别为和,则 (填“大于”“等于”或“小于”)。
15.如图所示是小明将要攀登的山坡示意图,到达山顶有南坡、北坡两条路径,比较南、北坡两地路径的情况可知, 路径比较省力,若小明通过这两条路径到达山顶所做的功分别为W南、W北,则W南 W北(选填“>”“<”或“=”)。
16.小红同学先后用同样大小的力F使一木箱分别在如图所示的甲、乙两个表面上沿力的方向移动相同的距离s,该力F在这两个过程中所做的功 。(选填“>”、“=”或“<”)
17.弹弓是我们小时候经常玩的玩具,如果弹弓对质量为50g的弹丸的作用力为150N,弹丸被弹弓射出的最大水平飞行距离为30m,弹丸在飞行过程中,弹弓对其做功情况的说法正确的是( )
A.没做功
B.做了功,
C.做了功,
D.做了功,但条件不足,无法计算做功的多少
18.如图所示,水平桌面足够长,轻绳跨过定滑轮连接A、B两物体,物体A重10N,物体B重3N,物体A刚好向右做匀速直线运动;然后用水平向左的力F拉物体A使其向左运动,不计滑轮的摩擦,则物体A( )
A.向右匀速运动时,B受到的重力不做功
B.向右匀速运动时,轻绳对A的拉力不做功
C.向左匀速运动时,它受到的拉力F等于6N
D.向左加速运动时,它受到的滑动摩擦力大于3N
19.如图所示,已知固定斜面长为5m,倾角为,木箱重为150N。某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱,使木箱沿斜面从底端匀速运动到顶端,关于此过程中木箱所受的力对木箱做的功,下列判断错误的是( )
A.木箱克服重力做功的大小为375J
B.木箱克服斜面摩擦力做功的大小为125J
C.推力做功的大小为500J
D.斜面支持力做功的大小为375J
20.如图,AB、AC、AD为三个光滑斜面,其中AD为曲面,小球M从A点分别沿三个面自由滑下,撞击放在B、C、D三点完全相同的物块上,物块在撞击力的作用下移动相同的距离停下,则( )
A.三个物块克服阻力做功一样多 B.B点物块克服阻力做功最少
C.点物块克服阻力做功最少 D.点物块克服阻力做功最少
21.如图所示,质量为5kg的无人机正在沿着设定路线向斜上方匀速飞行,设定路线的夹角为30°。空气对无人机的力表示正确的是 (选填“F1”、“F2”、“F3”或“F4”),在飞行路程为80m的过程中,无人机克服重力做的功为 J。
22.电动叉车托着质量为100kg的货物,在5s内沿着水平方向行驶了10m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。叉车水平行驶过程中,货物的重力做功 J;叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功 J。(g取10N/kg)
23.马拉着质量为2000kg的小车在水平路面上匀速直线前进了500m,做了的功,则马的水平拉力是 N,在这个过程中小车的重力做功 J。
24.如图甲所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面上保持静止,水平力减为F的三分之一时物体刚好匀速下滑,下滑时水平力对物体 (选填“做了”或“不做”)功。如图乙所示,用30N的水平推力,使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。此过程中推力对物体做功 J,重力对物体做功 J。
25.如图所示的是某厂家开发的汽车,其质量为1500kg,车轮与地面接触的总面积为,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时10min,这一过程中汽车发动机的输出功率为。(g取)
(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)汽车牵引力所做的功是多少?
26.图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景,该车在10min内的运动图像如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t,除雪过程中所受水平阻力为,车轮与地面的总接触面积为,g取,求该除雪车:
(1)对水平地面的压强;
(2)10min内通过的路程;
(3)10min内牵引力所做的功。
27.《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,一一倾于枧内,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为动力,用来取水的机械,如下图所示:
(1)筒车转动过程中,水的作用力对筒车 (选填“做功”或“不做功”)。
(2)若接水槽离取水处高4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水4kg,筒车转一圈对进入接水槽的水所做的功为 J。(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取)
28.如图,竖直放置的磁性棋盘上放置了一颗质量为200g的圆柱体磁性棋子,棋子厚度为2cm,半径为5cm,棋子吸在竖直棋盘上静止时,把棋子缓慢向外拉离棋盘至少需要6N的拉力。现对棋子施加一个大小为10N的竖直向上推力,使棋子从A点竖直匀速运动到B点。然后对棋子施加一个水平向左推力,使棋子从B点水平匀速运动到C点。(不计空气阻力,g=10N/kg,π取3)求:
(1)这颗棋子的重力?
(2)棋子对棋盘的压强?
(3)棋子从A运动到B的过程,推力做功的大小?并画出该过程棋子(用“·”表示)在竖直方向的受力示意图;
(4)比较棋子从A运动到B和从B运动到C的过程,哪个推力做功多?并写出你的判断依据。
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.(2024·四川乐山·中考真题)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
4.(2024·江苏常州·中考真题)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.(2024·山东菏泽·中考真题)小明一家到海边旅游时,在宾馆房间打电话购买生活物品,服务员让四轮智能机器人(如图甲所示)配送。机器人和生活物品的总质量为48kg,每个轮子与地面接触时受力面积为,g取10N/kg。
(1)求装载小明购买物品的机器人静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)装载小明购买物品的机器人乘坐电梯匀速上升20m,求电梯对机器人做的功;
(3)小明想知道海水的密度,便用购买的纯净水(密度为)和宾馆的电子秤进行如下操作:①小明把一瓶未开口的纯净水(如图乙所示)放在水平桌面上,静止时标记水面位置,并测出其质量为1.02kg;②倒净该瓶内的纯净水,装入海水至标记处,拧紧瓶盖,测出其质量为1.05kg。请你帮助小明计算海水的密度。
6.(2024·辽宁·中考真题)质量为50kg的甲同学站在水平冰面上,与冰面接触的总面积为。甲同学用40N的水平推力推坐在冰车上的乙同学,沿直线前进10m。g取10N/kg。求:
(1)甲受到的重力大小;
(2)甲站立时对冰面的压强;
(3)甲推乙过程中,推力做的功。
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11.1 功
目录
1
一、功的概念和单位 1
二、力做功的必要因素 3
三、功的计算和估算 5
四、比较功的大小 6
7
14
一、功的概念和单位
1.功的计算
(1)定义:力学中,功等于 与物体在力的方向上移动的 的乘积。
(2)公式:W= 。
(3)单位:国际单位制中,功的单位是 ,简称 ,符号是 ,1J=1N·m。
【答案】(1) 力 距离
(2)
(3) 焦耳 焦 J
【解析】(1)力学中,功等于物体受到的力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
(2)在功的计算公式中,通常用F表示力,s表示物体在力的方向上移动的距离,所以功。
(3)[1][2][3]单位:国际单位制中,焦耳是功的单位,简称焦,符号是J。
2.图为《物原》中记载的人们借助辘轳从井中汲水时的情景。用辘轳汲水时,对水所做的功是 功,人们借助辘轳汲水是为了 (选填“省功”或“省力”)。
【答案】 有用 省力
【解析】[1]用辘轳汲水时,使用该机械是为了提水。因此对水做的功才是用功,对桶做的功是额外功。
[2]使用任何机械都不省功,人们借助辘轳汲水是为了省力。
3.关于对功的理解,下列说法正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,力做的功就越多
B.把重1N的物体举起1m所做的功为1J
C.物体通过的路程越长,作用力做功越多
D.力作用的时间越长,做的功就越多
【答案】B
【解析】A.根据可知,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,所以不能确定力做功多少,故A错误;
B.由题可知,把重1N的物体举起1m所做的功为
故B正确;
C.根据可知,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C错误;
D.物体做功的多少与物体受力的大小和在力的方向上移动的距离有关,与时间无关,故D错误。
故选B。
4.在如图所示的两种常用工具中,以下判断正确的是( )
A.甲省力、乙费力 B.甲费力、省距离、省功
C.乙省力、费距离、省功 D.甲费力、乙费距离、都不省功
【答案】D
【解析】A.甲在使用时动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆;乙在使用时动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆,省力费距离。故A错误;
BCD.功的原理告诉人们,省力又省距离的机械是不存在的。使用任何机械都不能省功,这两种工具使用时也不能省功。故BC错误,D正确。
故选D。
二、力做功的必要因素
5.如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A.人用力搬石头没有搬动
B.人推着车向前运动
C.人推一块大石头没推动
D.人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【解析】A.人用力搬石头没有搬动,石头没有在力的方向上移动距离,所以人对石头没有做功,故A不符合题意;
B.人推着车向前运动,车子在推力的方向上移动了距离,人对物体做了功,故B符合题意;
C.人推一块大石头没推动,石头没有在推力的方向上移动距离,所以人对石头没有做功,故C不符合题意;
D.人使箱子沿水平方向做匀速直线运动,人给箱子一个向上的力,箱子向上没有移动距离,人对箱子没有做功,故D不符合题意。
故选B。
6.如图所示,下列说法中正确的是( )
A.甲图中,杠铃静止时受到的重力小于运动员的举力
B.乙图中,跳水运动员在下落的过程中,重力对运动员做了功
C.丙图中,离手后的冰壶向前滑行,此过程中运动员的推力对冰壶做了功
D.丁图中,小京推着小车加速向前运动,他对车的作用力大于车对他的作用力
【答案】B
【解析】A.杠铃静止时处于平衡状态,运动员对杠铃的举力与杠铃的重力大小相等、方向相反,是一对平衡力。因此,杠铃静止时受到的重力等于运动员的举力,故A错误;
B.跳水运动员下落时,重力方向竖直向下,运动员在重力方向上移动了距离,因此重力对运动员做了功。故B正确;
C.冰壶离手后,运动员对冰壶的推力已不存在。冰壶向前滑行是由于惯性,此时运动员对冰壶没有推力,运动员对冰壶不做功,故C错误;
D.小京对车的作用力与车对小京的反作用力是一对相互作用力,其大小相等,与车的运动状态无关。故D错误。
故选B。
7.如图所示为工人用叉车举起货物的情境,下列对力是否做功的说法正确的是( )
A.如果叉车托举着货物保持静止,则叉车对货物的支持力对货物做了功
B.如果叉车托举着货物使货物向上运动,则叉车对货物的支持力对货物做了功
C.如果叉车托举着货物使货物沿水平方向匀速运动,则重力对货物做了功
D.如果叉车托举着货物使货物沿水平方向匀速运动,则叉车对货物的支持力对货物做了功
【答案】B
【解析】A.如果叉车托举着货物保持静止,叉车对货物支持力的方向向上,货物没有在支持力的方向上通过一定的距离,叉车对货物的支持力对货物没有做功,故A错误;
B.如果叉车托举着货物使货物向上运动,叉车对货物有支持力方向向上,货物在支持力的方向上通过了距离,所以叉车对货物的支持力做了功,故B正确;
C.如果叉车托举着货物使货物沿水平方向匀速运动,重力的方向竖直向下,货物没有在重力的方向上通过一定的距离,重力没有对货物做功,故C错误;
D.如果叉车托举着货物使货物沿水平方向匀速运动,叉车对货物有支持力方向向上,货物没有在支持力的方向上通过一定的距离,叉车对货物的支持力对货物没有做功,故D错误。
故选B。
8.如图所示,在2025年1月16日,在都灵大冬会冰壶项目女子循环赛中,中国队8比7战胜英国队。在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶向前滑动过程中,冰壶的运动状态 (选填“改变”或“不改变”),水平冰面对冰壶的支持力 (选填“做功”或“不做功”)
【答案】 改变 不做功
【解析】[1]运动员将冰壶掷出后,冰壶向前滑动过程中会受到阻力,运动的速度和方向会发生改变,所以冰壶的运动状态改变。
[2]冰壶在水平冰面上滑行过程中,冰壶受到水平冰面的支持力的方向竖直向上,冰壶在力的方向上没有移动距离,不满足做功的条件,支持力不做功。
三、功的计算和估算
9.天津海河开启桥极大的提高了海河的船运能力,如图甲所示。图乙是其简化原理图,单侧悬臂梁的质量为,悬臂梁在动力驱动装置作用下可以绕固定点转动。每次由水平位置旋转到完全开启时,悬臂梁重心被提升的高度为,则提升过程中克服重力做功为 J;开启到如图乙所示的位置保持静止时,O点到动力作用线的垂直距离是点到悬臂梁重力作用线的垂直距离是,此时驱动装置施加在A点的动力为 。
【答案】
【解析】[1]单侧悬臂梁的质量为1200t,重力为
悬臂梁重心O'被提升的高度为10m,则提升过程中克服重力做功
[2]开启到如图乙所示的位置保持静止时,O点到动力F作用线的垂直距离是5m,O点到悬臂梁重力作用线的垂直距离是10m,由杠杆的平衡条件有
此时驱动装置施加在A点的动力
10.如图所示的行李箱重为200牛,一个男孩用20牛的水平拉力使行李箱在水平地面上匀速前进2米,此时箱子受到的摩擦力为 牛,重力做功为 焦。
【答案】 20 0
【解析】[1]男孩用20牛的水平拉力使行李箱在水平地面上匀速前进,此时摩擦力与拉力是一对平衡力,则摩擦力
[2]因为物体在竖直方向上没移动距离,,所以重力做功为0J。
11.无人机在现在的生产、生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机,机身总质量为2kg,小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m,接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m,在整个飞行过程中克服重力做功 J。(g取10N/kg)
【答案】960
【解析】无人机沿竖直方向匀速上升过程中,克服重力做功,沿水平方向匀速飞行过程中,没有克服做功,所以无人机在整个飞行过程中克服重力做功为
12.一个重为50N的物体,在水平地面上受到10N的水平拉力,移动了5m,则拉力做的功为 J,重力做的功为 J。
【答案】 50 0
【解析】[1]拉力做的功
[2]物体在水平方向上移动,重力的方向竖直向下,物体在竖直方向上没有移动距离,重力不做功,重力做的功为0J。
四、比较功的大小
13.如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使同一木块先后以速度v1和v2沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离,且,则第一次拉力做的功 第二次拉力做的功。(填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】等于
【解析】功等于力乘以沿力方向移动的距离,与运动的速度无关,同一物块在同一水平木板上移动相同的距离,摩擦力相同,故拉力相同,所以所做的功也相同。
14.用同一水平力F拉一个物体先后在光滑水平面和粗糙水平面上运动相同的距离s,两次拉力F做的功分别为和,则 (填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】等于
【解析】由题意可知,物体受到力F的大小相等,沿力的方向移动的距离s也相等,根据W=Fs可知,该力在这两个过程中所做的功相等,即
W1=W2
15.如图所示是小明将要攀登的山坡示意图,到达山顶有南坡、北坡两条路径,比较南、北坡两地路径的情况可知, 路径比较省力,若小明通过这两条路径到达山顶所做的功分别为W南、W北,则W南 W北(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 南坡 =
【解析】[1]由图可知,南坡的路径比北坡的路径要长,南坡的坡度比北坡要小。在斜面机械中,坡度越小越省力,但会增加移动的距离。因此,对于小明来说,选择南坡路径攀登会比较省力。
[2]功是力与在力的方向上移动的距离的乘积,即W=Fs。小明攀登到山顶需要克服自身的重力做功,由于南坡和北坡的高度是相同的,所以小明需要克服的重力做功的高度也是相同的。根据功的公式 W=Gh 可知:W南=W北。
16.小红同学先后用同样大小的力F使一木箱分别在如图所示的甲、乙两个表面上沿力的方向移动相同的距离s,该力F在这两个过程中所做的功 。(选填“>”、“=”或“<”)
【答案】=
【解析】【小题1】小红同学先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s;该力在这两个过程中所做的功分别为W甲、W乙,由W=Fs可知
W甲=W乙
17.弹弓是我们小时候经常玩的玩具,如果弹弓对质量为50g的弹丸的作用力为150N,弹丸被弹弓射出的最大水平飞行距离为30m,弹丸在飞行过程中,弹弓对其做功情况的说法正确的是( )
A.没做功
B.做了功,
C.做了功,
D.做了功,但条件不足,无法计算做功的多少
【答案】A
【解析】做功的两个必要条件:①有力作用在物体上,②物体在力的方向上移动一段距离;弹丸在飞行过程中,弹丸没有受到弹弓的力,由于弹丸具有惯性而继续运动,所以弹弓对弹丸没有做功,故A正确,BCD错误。
故选A。
18.如图所示,水平桌面足够长,轻绳跨过定滑轮连接A、B两物体,物体A重10N,物体B重3N,物体A刚好向右做匀速直线运动;然后用水平向左的力F拉物体A使其向左运动,不计滑轮的摩擦,则物体A( )
A.向右匀速运动时,B受到的重力不做功
B.向右匀速运动时,轻绳对A的拉力不做功
C.向左匀速运动时,它受到的拉力F等于6N
D.向左加速运动时,它受到的滑动摩擦力大于3N
【答案】C
【解析】A.物体A 向右匀速运动时,物体B向下做匀速运动,物体B在重力的方向上通过一段距离,所以物体B受到的重力做功,故A错误;
B.向右匀速运动时,轻绳对A的拉力水平向右,且沿水平向右移动一段距离,因此轻绳对A的拉力做功,故B错误;
C.物体A向右匀速运动时,在水平方向上受到物体B对物体A施加的水平向右的拉力为3N,以及水平向左的摩擦力,因物体A处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是一对平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,为3N;物体A 向左匀速运动时,由题意可知,物体A受到物体B施加的水平向右的拉力,左侧绳对物体A施加的水平向左的拉力以及物体A还受到水平向右的摩擦力,压力和接触面的粗糙程度不变,因此摩擦力大小相等,仍为3N,由于物体A向左匀速运动,故物体受力平衡,即水平向左的拉力等于水平向右的拉力和水平向右的摩擦力之和,即3N+3N=6N,故C正确;
D.由题意可知,物体A重10N,物体B重3N,物体A 刚好向右做匀速直线运动,所以物体A受到水平向左的摩擦力为3N,若物体A 向左加速运动时,压力大小与接触面粗糙程度都不变,则它受到的滑动摩擦力不变,仍为3N,故D错误。
故选C。
19.如图所示,已知固定斜面长为5m,倾角为,木箱重为150N。某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱,使木箱沿斜面从底端匀速运动到顶端,关于此过程中木箱所受的力对木箱做的功,下列判断错误的是( )
A.木箱克服重力做功的大小为375J
B.木箱克服斜面摩擦力做功的大小为125J
C.推力做功的大小为500J
D.斜面支持力做功的大小为375J
【答案】D
【解析】A.由题意知,木箱的重力G=150N,斜面高
则木箱克服重力做功为
故A正确,不符合题意;
BC.推力F做的功为
木箱克服斜面摩擦力做的功为
故BC正确,不符合题意;
D.木箱移动方向与支持力方向垂直,没有在支持力的方向上移动距离,所以斜面的支持力做功为零,故D错误,符合题意。
故选D。
20.如图,AB、AC、AD为三个光滑斜面,其中AD为曲面,小球M从A点分别沿三个面自由滑下,撞击放在B、C、D三点完全相同的物块上,物块在撞击力的作用下移动相同的距离停下,则( )
A.三个物块克服阻力做功一样多 B.B点物块克服阻力做功最少
C.点物块克服阻力做功最少 D.点物块克服阻力做功最少
【答案】A
【解析】因为B、C、D三点在同一水平面,且完全相同的物块在水平面上滑动时,受到的滑动摩擦力相同,又因为物块移动的距离相等,由可知,三个物块克服阻力做功一样多,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
21.如图所示,质量为5kg的无人机正在沿着设定路线向斜上方匀速飞行,设定路线的夹角为30°。空气对无人机的力表示正确的是 (选填“F1”、“F2”、“F3”或“F4”),在飞行路程为80m的过程中,无人机克服重力做的功为 J。
【答案】 F2 2000
【解析】[1]质量为5kg的无人机正在沿着设定路线向斜上方匀速飞行时,受力平衡,重力和空气对无人机的力是一对平衡力,重力竖直向下,则空气对无人机的力竖直向上,所以空气对无人机的力表示正确的是F2。
[2]路线的夹角为30°,根据数学知识可知,在飞行路程为80m的过程中,无人机上升的高度为
则无人机克服重力做的功为
22.电动叉车托着质量为100kg的货物,在5s内沿着水平方向行驶了10m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。叉车水平行驶过程中,货物的重力做功 J;叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功 J。(g取10N/kg)
【答案】 0 1×103
【解析】[1]叉车水平行驶过程中,货物受到的重力是竖直向下的,运动方向是水平的,根据垂直无功的原理,货物的重力没有做功,即所做的功为0。
[2]叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功
23.马拉着质量为2000kg的小车在水平路面上匀速直线前进了500m,做了的功,则马的水平拉力是 N,在这个过程中小车的重力做功 J。
【答案】 800 0
【解析】[1]马拉着小车在水平路面上匀速直线前进了500m,做了的功,则马的水平拉力为
[2]由题意可知,马拉小车在水平路面上匀速直线前进,在竖直方向没有移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0。
24.如图甲所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面上保持静止,水平力减为F的三分之一时物体刚好匀速下滑,下滑时水平力对物体 (选填“做了”或“不做”)功。如图乙所示,用30N的水平推力,使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。此过程中推力对物体做功 J,重力对物体做功 J。
【答案】 不做 15 0
【解析】[1]下滑时水平力对物体的作用力是水平方向的,而物体移动的方向是竖直方向的,物体在力的方向上没有移动距离,故下滑时水平力对物体不做功。
[2]用30N的水平推力,使物体在水平桌面上移动0.5m,则推力对物体做功
[3]物体的重力为100N,重力的方向竖直向下,物体在重力的方向上没有移动距离,所以重力没有对物体做功,即重力对物体做功为0。
25.如图所示的是某厂家开发的汽车,其质量为1500kg,车轮与地面接触的总面积为,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时10min,这一过程中汽车发动机的输出功率为。(g取)
(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)汽车牵引力所做的功是多少?
【答案】(1)2×105Pa
(2)2.76×107J
【解析】(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压力
对地面的压强
(2)汽车发动机的输出功率为,则汽车牵引力所做的功
26.图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景,该车在10min内的运动图像如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t,除雪过程中所受水平阻力为,车轮与地面的总接触面积为,g取,求该除雪车:
(1)对水平地面的压强;
(2)10min内通过的路程;
(3)10min内牵引力所做的功。
【答案】(1)1.5×105Pa
(2)2640m
(3)1.584×107J
【解析】(1)除雪车对水平地面的压力为
除雪车对水平地面的压强为
(2)除雪车前6min通过的路程
除雪车后4min通过的路程
除雪车在10min内通过的路程
(3)除雪车在匀速运动时,受力平衡,所受的牵引力
则牵引力做的功
27.《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,一一倾于枧内,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为动力,用来取水的机械,如下图所示:
(1)筒车转动过程中,水的作用力对筒车 (选填“做功”或“不做功”)。
(2)若接水槽离取水处高4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水4kg,筒车转一圈对进入接水槽的水所做的功为 J。(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取)
【答案】(1)做功
(2)1920
【解析】(1)筒车是一种利用水流作为动力的机械装置,用于将水从低处提升到高处。在这个过程中,水流对筒车的作用力使筒车发生转动。根据物理学中“功”的定义,水流对筒车做了功。
(2)已知接水槽离取水处的高度为h=4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水m=4kg,一个取水筒每次取水所做的功为
由于水轮上有12个取水筒,所以筒车转一圈对进入接水槽的水所做的总功为
28.如图,竖直放置的磁性棋盘上放置了一颗质量为200g的圆柱体磁性棋子,棋子厚度为2cm,半径为5cm,棋子吸在竖直棋盘上静止时,把棋子缓慢向外拉离棋盘至少需要6N的拉力。现对棋子施加一个大小为10N的竖直向上推力,使棋子从A点竖直匀速运动到B点。然后对棋子施加一个水平向左推力,使棋子从B点水平匀速运动到C点。(不计空气阻力,g=10N/kg,π取3)求:
(1)这颗棋子的重力?
(2)棋子对棋盘的压强?
(3)棋子从A运动到B的过程,推力做功的大小?并画出该过程棋子(用“·”表示)在竖直方向的受力示意图;
(4)比较棋子从A运动到B和从B运动到C的过程,哪个推力做功多?并写出你的判断依据。
【答案】(1)2N;(2)800Pa;(3)5J,(4)从A到B推力做的功多,见解析
【解析】解:(1)这颗棋子的重力为
(2)棋子对棋盘的压强为
(3)棋子从A运动到B的过程,匀速运动,受力平衡,则
如图所示
推力做功的大小为
(4)从B运动到C的过程,匀速直线运动,受力平衡,水平方向推力和摩擦力平衡,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,摩擦力大小为8N,则推力大小为
根据可知,由于从A到B的推力大于从B到C的推力,当s相同时,从A到B推力做的功多。
答:(1)这颗棋子的重力为2N;
(2)棋子对棋盘的压强为800Pa;
(3)棋子从A运动到B的过程,推力做功的为5J,在竖直方向的受力示意图为
(4)从A到B推力做的功多。
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
【解析】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
【解析】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.(2024·四川乐山·中考真题)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
【答案】C
【解析】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。
4.(2024·江苏常州·中考真题)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
【答案】D
【解析】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.(2024·山东菏泽·中考真题)小明一家到海边旅游时,在宾馆房间打电话购买生活物品,服务员让四轮智能机器人(如图甲所示)配送。机器人和生活物品的总质量为48kg,每个轮子与地面接触时受力面积为,g取10N/kg。
(1)求装载小明购买物品的机器人静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)装载小明购买物品的机器人乘坐电梯匀速上升20m,求电梯对机器人做的功;
(3)小明想知道海水的密度,便用购买的纯净水(密度为)和宾馆的电子秤进行如下操作:①小明把一瓶未开口的纯净水(如图乙所示)放在水平桌面上,静止时标记水面位置,并测出其质量为1.02kg;②倒净该瓶内的纯净水,装入海水至标记处,拧紧瓶盖,测出其质量为1.05kg。请你帮助小明计算海水的密度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】解:(1)装载小明购买物品的机器人静止在水平地面上时对地面的压力为
则对地面的压强为
(2)电梯对机器人做的功为
(3)设瓶子的质量为,依题意可知纯净水和海水的体积相同,均为,根据则有
①
②
联立①②,解得海水的密度。
答:(1)装载小明购买物品的机器人静止在水平地面上时对地面的压强为;
(2)电梯对机器人做的功为;
(3)海水的密度为。
6.(2024·辽宁·中考真题)质量为50kg的甲同学站在水平冰面上,与冰面接触的总面积为。甲同学用40N的水平推力推坐在冰车上的乙同学,沿直线前进10m。g取10N/kg。求:
(1)甲受到的重力大小;
(2)甲站立时对冰面的压强;
(3)甲推乙过程中,推力做的功。
【答案】(1)500N;(2);(3)
【解析】解:(1)甲受到的重力大小为
(2)甲站立时对冰面的压强为
(3)甲推乙过程中,推力做的功为
答:(1)甲受到的重力大小为500N;
(2)甲站立时对冰面的压强为;
(3)甲推乙过程中,推力做的功为。
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