第十一章 三、功-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册物理(苏科版2024)

11 三、 功 ▶ “答案与解析”见P6 1. (2023·宜宾)如图所示,一个物体被水平力 F 压在竖直墙面上并保持静止,当水平力减 为F 的三分之一时物体刚好匀速下滑,下滑 时水平力F对物体 (做了/不做)功。 (第1题) (第2题) 2. 如图所示,在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,三种情 况下拉力F 所做的功分别为Wa、Wb、Wc,则 下列判断中,正确的是 ( ) A. Wa=Wb=Wc B. Wa<Wb=Wc C. Wa<Wb<Wc D. Wa=Wb>Wc 3. (2023·连云港)下列有关功的说法,正确 的是 ( ) A. 用力推车但没有推动,人对车也做了功 B. 足球在水平地面上滚动时重力对足球没 有做功 C. 运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠 铃做了功 D. 学生背着书包在水平路面上匀速前进时 对书包做了功 (第4题) 4. (2023·台州)某同学研究滑轮的作 用,用重为0.2N的滑轮,把2N的 钩码匀速提升1m。在不计绳重和 摩擦的情况下,拉力F 做的功为 ( ) A. 0 B. 1.1J C. 2.2J D. 4.4J (第5题) 5. 如图所示为我国古代货物装 船的场景。此时木棒属于 (省力/等臂/费力) 杠杆,将重1000N的货物提 升1.5m,杠杆对货物做功为 J。 6. 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10 N,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 做功过程可知,第一次物体受到的摩擦力是 N,物体运动了 m,第二次 物体克服摩擦力做功为 J。 7. 易错题 (2024·乐山)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后 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,则此过程中 ( ) (第7题) 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 8. (2023·随州)如图所示,小强用100N的力 斜向上拉着总重为500N的小车,使小车在 水平路面上匀速直线前进了10m,用了10s。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十一章　简单机械和功 12 下列说法中,正确的是 ( ) (第8题) A. 这一过程中地面对小车的摩擦力一定是 100N B. 这一过程中100 N的拉力对小车做的功 一定是1000J C. 这一过程中小车的速度为1 m/s D. 这一过程中小车对地面的压力一定等于 500 N 9. (2024·徐州模拟)如图所示为小球从高处由 静止开始下落的过程中下落高度与时间的关 系图像,下列有关重力对该球做的功与时间 的关系图像,正确的是 ( ) (第9题) A. B. C. D. 10. 一根匀质实心金属棒AB 置于水平地面上, 用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B 端, 将其缓慢匀速拉离地面,如图所示。在此过 程中,关于弹簧测力计对棒所做的功W 与 B 端离开地面的高度h的关系,下列选项中 最合理的是 ( ) (第10题) A. B. C. D. 11. 一名学生在玩搭积木游戏时,将平 放在水平地面上的完全相同的 10块正方体实心积木一块一块地 叠高,如图所示。已知每块正方体积木的质 量为100 g,棱长均为5cm,这个过程中人至 少要克服积木的重力做功 J,叠高 后的积木对地面的压强是 Pa。 (g取10 N/kg) (第11题) 12. (2024·广安)周末,小成同学骑自行车前往 离家较近的图书馆学习。在某段平直的公 路上,其运动的v-t图像如图所示。已知小 成和自行车的总重力为600N,运动时所受 阻力大小恒为总重力的20%。 (1) 求自行车在匀速直线运动时所通过的 路程。 (2) 如果自行车在前10s内所通过的路程 为30m,那么自行车在0~50s内克服阻力 所做的功为多少? (第12题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上 10N=20N;若对A 施加一个水平向 左的拉力F,则物体A 水平方向受到 三个力的作用:水平向左的拉力F,水 平向右的拉力大小等于2GB,水平向 右的摩擦力f'=f=20N,由于刚好 使A 匀速向左运动,则拉力F=f'+ 2GB=20N+2×10N=40N。 13. D 解析:由题可知,ρA= mA VA = 2g 1cm3=2g /cm3,ρB = mB VB = 1g 2cm3= 0.5g/cm3;体积相等的A、B 两物体 的质量关系为mA=4mB,忽略动滑轮 重和摩擦,右侧物体的重力等于左侧 总重力的1 3 ,故左边挂1个A 物体 时,右边挂B 物体的个数为 mA 3mB = 4 3 ;左边挂4个A 物体时,右边挂B 物体的个数为 4mA 3mB= 16 3 ;左边挂2个 A 物体时,右边挂B 物体的个数为 2mA 3mB= 8 3 ;左边挂3个A 物体时,右 边挂B 物体的个数为 3mA 3mB=4 。 14. (1) 如图所示 (2) 由 F大 = 1 2 (G大+G动)得,能提升的最大物重 G大=2F大-G动=2×70N-10N= 130N (第14题) 解析:(1) 不计绳重与摩擦,绳端拉力 F=1n (G+G动),由题图乙知F1= 20N时,G1=30N,F2=40N时, G2=70N,将两组数据代入可得 20N= 1n (30N+G动 ),40N= 1 n (70N+G动),解得G动=10N,n= 2,故绳子的起始端应系在定滑轮下面 的挂钩上。 三、 功 1. 不做 2. C 3. B 4. C 5. 省力 1500 解析:木棒与竖直杆 接触的地方为支点,此时动力臂大于 阻力臂,木棒属于省力杠杆。杠杆对 货物做功W=Gh=1000N×1.5m= 1500J。 6. 10 2 24 7. C 解析:运动员的推力对冰壶做 的功W=Fs=9N×6.0m=54J;冰 壶克服阻力做功W'=fs'=1.5N× (6m+30m)=54J。 对公式W=Fs的理解 公式W=Fs中的F 和s具有 同时性和同向性,即F、s对应同一 段时间和同一个方向。 8. C 解析:小车在拉力的作用下做 匀速直线运动,小车受到斜向上的拉 力、竖直向下的重力、竖直向上的支持 力及沿水平方向的摩擦力的作用,这 几个力是平衡力。因为拉力是斜向上 的,所以摩擦力不等于拉力,不等于 100N,支持力与重力也不相等,所以 小车对地面的压力不等于500N,A、 D错误;拉力的方向斜向上,在拉力的 方向上移动10m的距离时,拉力所做 的功 W = Fs=100N×10m= 1000J,但移动的距离10m不是在拉 力的方向上,所以拉力所做的功不等 于1000J,B错误;小车的速度v= s t= 10m 10s=1m /s,C正确。 9. C 解析:根据题图可知,小球在单 位时间内下落的高度越来越大,小球的 重力不变,根据W=Gh可知,单位时 间内重力对该球做的功也越来越多, 所以重力做的功随时间的变化图像与 下落高度随时间的变化图像的形状是 相同的。结合选项可知C符合题意。 10. D 解析:金属棒没离开地面时, 金属棒在拉力作用下绕着A 端被缓 慢匀速提起,此时金属棒可看作一个 杠杆,支点为A,动力为测力计对金属 棒的拉力,阻力为金属棒的重力,设棒 长为L,金属棒的重心离A 端的距离 为d,如图所示;根据杠杆的平衡条件 可得F1l1=Gl2,且由数学知识可得 l1 l2= L d ,所以F1 G = d L ,这一过程中 G、d、L均不变,所以测力计对金属棒 的拉力F1 不变,且F1<G。金属棒 没离开地面时,测力计对棒所做的功 W=F1h,因F1不变,所以W 和h成 正比关系。当金属棒AB 离开地面 后,因竖直匀速提起金属棒,由二力平 衡条件可知拉力F1'=G,测力计对棒 所做的功W'=F1'(h-L),且此过程 中F1'不变,故W'和h 成线性关系, 但F1'>F1,金属棒离开地面后图线 更陡。综上,D选项最能表现弹簧测 力计对棒所做的功W 与B 端离开地 面的高度h的关系,故D正确,A、B、 C错误。 (第10题) 11. 2.25 4000 解析:把10块积木 看成一个整体,10块积木的总重力 G总=m总 g=10mg=10×0.1 kg× 10 N/kg=10 N,原来重心的高度 h1= 1 2×5 cm= 2.5 cm=0. 025 m, 叠高后整体的重心高度h2= 1 2× 10×5cm=25cm=0.25m,叠高后重 心整体上升的高度h=h2-h1= 0.25m-0.025m=0.225m,克服总 重力 做 的 功 W =G总h=10N× 0.225m=2.25J。因为水平面上物 体对支持面的压力和自身的重力相 等,所以叠高后的积木对地面的压力 F=G总=10 N,受力面积S=a2= 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 6 (0.05 m)2=2.5×10-3m2,则叠高后 的积 木 对 地 面 的 压 强 p= F S = 10 N 2.5×10-3m2=4 000Pa。 12. (1) 根据图像知,在10~50s内 做匀速直线运动,t=50s-10s= 40s,速度v=5m/s;匀速直线运动时 所通过的路程s=vt=5m/s×40s= 200m (2) 自行车受到的阻力f= 20%×G=0.2×600N=120N;运动 的路程s'=200m+30m=230m;在 0~50s内克服阻力所做的功W= fs'=120N×230m=27600J 四、 功　率 1. Fs Fst 2. C 3. C 4. D 对公式P=Wt 和P=Fv的认知 (1) P=Wt 是功率的定义式, 它表示做功的物体在一段时间内 的平均功率,而不是某一时刻的瞬 时功率,无论受力物体的运动状态 如何,P=Wt 都普遍适用。 (2) 公式P=Fv只适用于力 学中的机械功率,利用P=Fv 可 以计算瞬时功率。 5. 8400 180 6. 300 3×105 1.35×108 解析:由 图可知,15~25s内,轿车运动的距离 s=vt2=30m/s×10s=300m,因前 15s内行驶的路程为总路程的一半, 即前15s内行驶的路程与15~25s 内行驶的路程相等,故可知前15s内 行驶的路程为300m。因20~25s内 轿车的速度为30m/s,且功率保持 9×106W不变,故由P=Fv可知,此 过程 中 轿 车 的 牵 引 力 F=Pv = 9×106W 30m/s =3×10 5N,因轿车处于受 力平衡状态,故由二力平衡可知,此过 程中轿车受到的阻力f=F=3× 105N。由W= Pt可知,前15s内轿 车牵 引 力 做 的 功 W =Pt1=9× 106W×15s=1.35×108J。 7. B 解析:设血管的横截面积为S, 由p= F S 可得心脏泵血产生的压力 F=pS,由V=SL可得每次血液移动 的距离L=VS ,则心脏每跳动一次做 的功W=FL=pSL=pV,每分钟心 脏做功的次数约为70,则心脏泵血的 平均功率约为P=70Wt = 70pV t = 70×1.5×104Pa×8×10-5m3 60s =1.4W 。 8. B 解析:一名中学生的重力约为 500N,则受到的阻力f= 1 50G= 1 50× 500N=10N,人骑车的速度大约为 5 m/s,则匀速行驶时,人骑车的功率 P=Wt = Fs t =fv=10N×5m /s= 50W ,最接近60W。 9. D 解析:A、B 之间没有相对运动 或相对运动趋势,所以它们之间没有 摩擦力。A 对地面的压力等于A、B 的重力之和,即 F压 =GA +GB = 80N+20N=100N,所以A 对地面 的压强p= F压 SA= 100N 20×20×10-4m2= 2500Pa。由题图可知,滑轮组绳子的 有效段数n=2,则绳子自由端移动的 距离s=2×3m=6m,绳子自由端移 动的速度v=st= 6m 5s=1.2m /s。拉 力F 做功的功率P=Wt= Fs t=Fv= 30N×1.2m/s=36W。 10. (1) B (2) 如表所示 (3) P= mgh t 小军的质量m/kg 爬楼梯时间t/s 楼梯的竖直高度h/m 爬楼梯的功率P/W 测量功率的思路 11. (1) 小明所受重力的大小G= mg=60kg×10N/kg=600N (2) 小 明完成一个引体向上克服重力做的功 W=Gh=600N×0.5m=300J (3) 小明30s内克服重力做功的平均功 率P= W总 t = nW t = 10×300J 30s =100W 12. 180 135 解析:由图可知,跳绳 一次所用的时间t1= 1 3s ,则每分钟 跳绳的次数n=60s1 3s =180;由图可 知,重心升高的最大高度h=0.1m, 该同学跳绳时每分钟克服自身重力做 的功 W =nGh=nmgh=180× 45kg×10N/kg×0.1m=8100J,克 服重力做功的平均功率P=Wt = 8100J 60s =135W 。 13. (1) 如图所示,翻滚时,以正方体 的一条棱为支点,以一个面的对角线 为动力臂时,施加的力最小;阻力为正 方体的重力,阻力臂为棱长的一半。 由图及数学知识可知,阻力臂l2= 1 2l= 1 2×1m=0.5m 。动力臂l1= l2+l2 = (1m)2+(1m)2 = 2m=1.414m,由杠杆的平衡条件 可得Fl1=Gl2,则施加的最小力F= Gl2 l1 = 400N×0.5m 1.414m ≈141.4N (2) 开始时,正方体的重心到地面的 高度为棱长的一半,翻滚到最高点时 重心到地面的高度为一个面的对角线 的一半,所以翻滚一次,物体重心升高 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7