内容正文:
第十章 功和机械能
第一节 功
功
1.(2023北京大兴期末)对如图所示的情境中的做功情况判断
正确的是 ( )
A.甲图中人用力推巨石但没有推动,人对巨石做了功
B.乙图中人拿着哑铃保持静止,人对哑铃做了功
C.丙图中人抱着纸箱在平直路面上匀速运动,人对纸箱做了功
D.丁图中人把地上的石块捡起来,人对石块做了功
答案 D
解析 人用力推巨石但没有推动,人给巨石一个力,但巨石没
有移动距离,人对巨石没有做功,故A不符合题意;人拿着哑铃
保持静止,人给哑铃一个向上的力,哑铃没有移动距离,人对哑
铃没有做功,故B不符合题意;人抱着纸箱在平直路面上匀速
运动,人对纸箱施加的力竖直向上,纸箱在水平方向移动了距
离,没有在力的方向上移动距离,人对纸箱没做功,故C不符合
题意;人把地上的石块捡起来,人给石块一个向上的力,石块沿
力的方向移动了距离,人对石块做了功,故D符合题意。故选D。
归纳总结 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了一段距离。
功的大小
2.(2025江苏泗阳期中)一位中学生提着一个重20 N的手提包
乘坐电梯从一楼匀速到达三楼,该过程中她对手提包做的功
最接近于 ( )
A.0 J B.60 J C.120 J D.180 J
C
解析 从一楼到达三楼,这位中学生大约升高了6 m,所以该过
程中她对手提包做的功约为W=Fs=Gh=20 N×6 m=120 J。
3.(2022江苏连云港中考)2022年北京冬奥会上智能设备广泛
应用,一款智能送餐机器人的重力是500 N,如果机器人在水平
路面上以0.8 m/s的速度沿直线匀速运动50 m,它所受到的阻
力为60 N。机器人的重力做功_______J,牵引力对机器人做功
__________J。
3 000
0
解析 重力的方向是竖直向下的,机器人在水平路面上运动,
没有在重力的方向上通过距离,则机器人的重力做功为0 J;机
器人做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,牵
引力F=f=60 N,牵引力对机器人做功W=Fs=60 N×50 m=3 000 J。
4.【新特色·中华优秀传统文化】舞狮是我国优秀的民间艺
术。每逢佳节或集会庆典,民间多以舞狮来助兴,每头狮子由
两个人合作表演,一人舞头,一人舞尾。某舞尾的演员高高举
着舞头的演员来到表演场地。假设,舞头的演员重500 N,走向
表演场地的过程中舞尾的演员走了3 m,他向前行走的力为
200 N。
(1)舞尾的演员向前行走的力做了多少功?
(2)向前行走过程中,舞头的演员的重力做了多少功?
解析 (1)舞尾的演员向前行走的力做功W=Fs=200 N×3 m=
600 J。
(2)在向前行走的过程中,舞头的演员在重力的方向上没有移
动距离,故舞头的演员的重力做功为0 J。
5.(2023福建福州期末,★☆☆)如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 ( )
D
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
解析 从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力
的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,A错误;从上拉到
翻站的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一
段距离,运动员对杠铃做功,B错误;从翻站到上挺的过程中,运
动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对
杠铃做功,C错误;举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃
施力,杠铃在力的方向上没有移动距离,运动员对杠铃不做功,
D正确。
6.(2024四川乐山中考,★★☆)如图所示,某次比赛中,运动员
推着冰壶从A点运动6 m到达B点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道
运动30 m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9 N,冰壶
运动中受到水平方向的阻力,大小恒定为1.5 N。从A点到O点
冰壶沿直线运动,此过程中( )
C
A.推力对冰壶做功为270 J
B.推力对冰壶做功为324 J
C.冰壶克服阻力做功为54 J
D.冰壶克服阻力做功为45 J
解析 冰壶从A点运动6 m到达B点的过程中受到推力,则推力
对冰壶做的功为W=Fs=9 N×6 m=54 J,故A、B不符合题意;冰
壶从A点到O点的过程中都受到阻力,则冰壶克服阻力做的功
为W'=fs'=1.5 N×(6 m+30 m)=54 J,故C符合题意,D不符合题
意。
7.(2025江苏溧阳期中,★★☆)小明正在做“引体向上”。他
先用两手握住单杠,两脚离地,两臂及身体自然下垂,然后缓缓
曲肘,将身体向上拉起,直到他的下巴超过单杠,如图所示。在
这个过程中,小明做功的大小最接近于 ( )
A.100 J B.250 J C.400 J D.550 J
B
解析 中学生受到的重力大约为500 N,由题图可知,小明做
“引体向上”时上升的高度大约是胳膊长度的一半,约为
0.5 m,所以在这个过程中,小明做的功约为W=Gh=500 N×0.5 m=
250 J。
8.(2023湖南株洲中考,★★☆)(多选)某建筑工地上,一台起重
机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高
度,整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关
系如图所示。由图可知(g=10 N/kg) ( )
BC
A.两种材料总质量为1.5 t
B.两种材料总质量为3 t
C.吊到40 m高处的材料质量为1 t
D.吊到40 m高处的材料质量为1.5 t
解析 由图知,上升高度为10 m时,提升材料所做的功W1=300
kJ=3×105 J,据W=Gh知,两种材料的总重力G总= = =3×
104 N,两种材料的总质量m总= = =3 000 kg=3 t,A错
误,B正确;吊到40 m高处的材料单独升高的高度为h2=h-h1=40
m-10 m=30 m,此过程中提升材料所做的功W2=W-W1=600 kJ-3
00 kJ=300 kJ=3×105 J,吊到40 m高处的材料的重力G2= =
=104 N,其质量m2= = =1 000 kg=1 t,C正确,D错误。
9.【跨数学·勾股定理】(2025安徽芜湖期中,★★☆)小明用大
小为100 N,方向始终水平向右的推力,将总重为120 N的小车
从斜面底端匀速推到斜面顶端。已知斜面高5 m,长13 m。在
此过程中,小明对小车的推力做的功为_________J。(不考虑
小车的尺寸)
1 200
解析 小明对小车的推力做的功为W=Fs=100 N×
=100 N×12 m=1 200 J。
10.【跨学科·工程实践】(2024四川内江中考,★☆☆)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400 N。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0.02倍,
运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则:
(1)静止时,地面对智能机器人的支持力大小为多少N?
(2)在0~4 s内,动力对机器人做的功为多少J?
解析 (1)静止时智能机器人处于平衡状态,智能机器人在竖
直方向上受到重力和地面的支持力,两个力为一对平衡力,则
F支=G=400 N;(2)由图像可知,在0~4 s内,智能机器人做匀速直
线运动,通过的路程为2 m,处于平衡状态,智能机器人在水平
方向上受到动力和阻力,两个力为一对平衡力,则动力F=f=0.0
2G=0.02×400 N=8 N;动力对智能机器人做的功W=Fs=8 N×2
m=16 J。
11.如图,一块质量分布均匀的长方体砖平放在水平地面上,已
知这块砖的重力为144 N,AB=30 cm,AA'=12 cm,AD=16 cm。
小明将这块砖绕着AB边(AB边始终与地面接触)翻转90°后,则
砖的重心升高了_______cm,完成这次翻转,小明至少对砖做
______J的功。
2.88
2
解析 翻转前,长方体砖的重心到地面的距离为 = =6
cm;翻转后,长方体砖的重心到地面的距离为 = =8 cm,
则砖的重心升高了Δh=8 cm-6 cm=2 cm,小明至少对砖做功W
=GΔh=144 N×2 cm=144 N×0.02 m=2.88 J。
$$