11.1 功（重难点训练）物理沪粤版2024九年级上册

11.1 功 一、力做功的必要因素（共4小题） 二、比较功的大小（共8小题） 三、功的估算（共4小题） 四、功的计算（共9小题） 五、力与功综合理解（共6小题） 一、力做功的必要因素（共4小题） 1．下列四幅图中，人在对物体做功的是（　　） A．搬而未动 B．推车前行 C．踢出的足球 D．人背书包水平前行 2．如图所描述的力，对物体做功的是（　　） A．熊猫举着杠铃不动 B．提升重物 C．用手搬石头没搬动 D．提着水桶站立不动 3．下列关于植树过程中的情景，没有力对树苗做功的是（　　） A．从车上搬下树苗 B．扶着树苗，回填土 C．把树苗从地面提起来 D．将树苗放入挖好的坑中 4．如图所示的情景中，人对物体做功的是（　　） A．人推一块大石头没推动 B．人捡起地面上的石块 C．人举着哑铃不动 D．人抱着箱子在水平地面上行走 二、比较功的大小（共8小题） 1．如图所示，将物体G分别沿斜面AC和BC拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，不计摩擦，比较它们的大小（   ） A．   B．   C．   D．   2．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．对做功一样多 C．对做功一样多 D．对做功一样多 3．如图是世界女子攀岩大赛的比赛情境，右边的中国选手先登顶。若两位选手体重相同，当她们都登顶后，所做功为W1和W2，则W1______W2，对应的功率大小关系是P1______P2（两空均选填“<”、“>”或“=”）。 4．如图，用同一个重为1N滑轮按甲定滑轮、乙动滑轮两种方式匀速将同一个重为5N的物体竖直向上提升2m，不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是（　　） A．图甲的滑轮更省力 B．图甲的滑轮可以改变力的方向 C．图乙中拉力F2大小为3N D．图甲中拉力F1做的功为12J 5．在粗糙水平面上有一物体，用力拉这个物体沿直线运动了一段距离，拉力所做的功为；在光滑水平面上有另一个物体，现仍用等大的力拉这个物体沿直线运动了同样一段路程，拉力所做的功为，则（　　） A． B． C． D．以上三种情况都有可能 6．用弹簧测力计沿水平方向分别用、两个拉力拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的图像如图所示。若两次拉力在相同时间内所做的功分别为、，则它们的关系正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   7．如图所示，BA、CA和DA三个光滑斜面的高度均为h，斜面长，现将某物体沿BA、CA和DA三个斜面的底端匀速推到顶端所用的推力分别为、和，推力所做的功分别为、和，则（　　）    A．， B．， C．， D．， 8．如图所示，在同一水平面上，用同样大小的力，先后将质量为m小车和质量为2m的物块分别移动相同的距离。该力所做功的大小分别为W1和W2，请你判断W1和W2的大小关系并写出理由。 三、功的估算（共4小题） 1．如图甲，“胶囊胃镜”被誉为完美胃部检查的胶囊内镜机器人，其质量只有5g。医生可以实时操控体外的磁场来控制它在胃内的运动，并通过它的摄像头对胃黏膜进行扫描。（g取10N/kg） (1)检查时患者需吞服一个胶囊机器人，其长度约2.7______（填单位）； (2)如图乙，胶囊机器人在胃中每竖直下降1cm，重力做功______J； (3)若医生想扫描更大范围应操作机器人______（选填“靠近”或“远离”）此区域。 2．中学生小化将2N的一本书从地上拿起并举过头顶，做功约（　　） A．4J B．40J C．400J D．4000J 3．某同学把一本初中物理课本从课桌旁的地面上拿到桌面上，则该同学对物理课本所做功的大小最接近于（　　） A．0.2J B．2J C．20J D．200J 4．将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上，对物理课本所做的功最接近（　　） A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J 四、功的计算（共9小题） 1．甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶，它们的牵引力F甲︰F乙＝3︰1，速度v甲：v乙＝4︰1，则在相等时间内牵引力做的功W甲︰W乙＝ _________ ，甲车的质量为200千克，甲车的重力在单位时间内做功为 _______ 。 2．小聪搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小聪对桌子______（选填“做了”或“没有做”）功，这说明要对物体做功，物体还必须要在力的方向上通过一定的______。小梅同学用的水平力推动水平地面上重的桌子匀速直线前进，推力所做的功为______J。 3．如图所示，质量为的物体在水平推力大小恒为的作用下，从图示位置水平运动到桌面中央，物体向前移动了。在此过程中，力对物体做功_____J，重力对物体做功_____J。 4．用20牛的水平推力，使重为100N的物体在水平桌面上移动，推力对物体做的功为______J，重力对物体做的功为______J。 5．太阳山森林公园内绿树成荫，风景秀丽，是常德人们休闲、度假、森林旅游、回归自然的风景胜地。如图所示，是山底到山顶的盘山公路中的一段，若这段公路长3km，竖直高度100m，一辆质量为2000kg的小型汽车从下到上通过这段公路。盘山公路相当于简单机械中的______。小汽车克服重力做功______J。 6．一名大力士在水平地面上拖行一辆质量为8t的卡车。该大力士作用在卡车上的水平拉力达到了800N，卡车在拉力的作用下前进了20m。 (1)求该大力士对卡车所做的功W； (2)求重力对卡车所做的功； (3)若保持拉力不变，该大力士对卡车做功为，求卡车被拉动的距离s。 7．2025年4月19日全球首场人形机器人半程马拉松在北京开跑，机器人“天工”成功夺冠。该机器人质量为52kg从起点到5km补给站用时约36min，跑步时受到的阻力为重力的0.1倍，求机器人： (1)静止时受到的重力； (2)此阶段跑步的平均速度结果保留1位小数； (3)此段时间内牵引力做功。 8．随着共享单车在全国各大城市迅速铺开，“共享经济”的概念迅速普及，“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”，其空车质量1.6t，该车在行驶过程中每个轮胎与水平路面的接触面积为200cm2。（g=10N/ kg）求： (1)总质量为200kg的人员乘坐该车，该车所受的总重力； (2)空车静止时对水平路面的压强； (3)该车以54km/h的速度匀速行驶20min通过的路程； (4)若以54km/h的速度匀速行驶时20min时，车受到的阻力为车总重的0.05倍，求这个过程中牵引力做的功。 9．6月27日9时10分，随着D5133次首发动车组列车缓缓驶出四川巴中东站，标志着巴南高铁正式开通运营。D5133次列车为CRH3A型动车组，装备重量约为400t，整车车轮与钢轨之间的接触面积约为。若本次列车以做匀速直线运动，牵引力功率为，从巴中到成都需用时2.5h，（g取10N/kg）求 (1)从巴中到成都所通过的路程是多少千米； (2)该动车组对钢轨的压强（不计升力）； (3)从巴中到成都牵引力做的功。 五、力与功综合理解（共6小题） 1．如图，小明是酷爱运动的“滑板少年”。下列关于滑板运动中的相关分析不合理的是（　　） A．小明通过弯道时会受到平衡力的作用 B．通过弯道时小明的运动状态发生改变 C．滑板车在水平匀速运动中重力不做功 D．小明受到的支持力和滑板受到的压力是一对相互作用力 2．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，重为20N的物体在F＝10N的水平拉力作用下，沿水平面由A点匀速运动到B点，此时撤去拉力，物体继续向前运动到C点停下来，此过程中（　　） A．整个过程中，拉力所做的功等于克服摩擦力所做的功 B．物体在AB段和在BC段所受的摩擦力都等于10N C．物体在AC段所受重力和支持力始终是一对平衡力 D．物体从B点运动到C点停下来，是因为受到惯性的作用 3．如图甲所示，小强在水平地面上向右沿直线推物体A，图乙是水平推力F随时间t变化的关系图像，图丙是物体A的速度v随时间t变化的关系图像，且1s~2s，物体A移动的距离为1.25m。0~1s，物体A受到的摩擦力大小为______N；1s~2s，力F对物体A所做功为______J。 4．如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，拉力所做的功为___________J，第1s时物体受到的合力为___________N。 5．如图甲，物体受到方向不变的水平拉力F作用，在粗糙水平面上向右运动。F的大小随时间t变化的关系图像如图乙，物体的运动速度v随时间t变化的关系图像如图丙。由图像可知：当t＝1s时，物体受到的摩擦力为________N；在0～2s内，物体所受合力为________N；在2～3s内，拉力F做的功为________J。 6．如图甲所示，静止在水平面上的物块，受水平拉力F作用，每隔2s记录的物块位置和时刻如图丙，下列说法正确的是（　　） A．0-4s内，物块受的滑动摩擦力为2N B．12-14s内，拉力F做功72J C．16s时，撤去F，物体将做匀速直线运动 D．物块10s时的速度小于5m/s 试卷第18页，共18页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.1 功 一、力做功的必要因素（共4小题） 二、比较功的大小（共8小题） 三、功的估算（共4小题） 四、功的计算（共9小题） 五、力与功综合理解（共6小题） 一、力做功的必要因素（共4小题） 1．下列四幅图中，人在对物体做功的是（　　） A．搬而未动 B．推车前行 C．踢出的足球 D．人背书包水平前行 【答案】B 【详解】A．搬而未动，人对物体施加了力，但物体在力的方向上没有移动距离，根据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），人没有对物体做功，故A不符合题意； B．推车前行，人对车施加了向前的力，车在力的方向上移动了距离，满足做功的两个必要因素，人对车做了功，故B符合题意； C．踢出的足球，足球离开脚后，人对足球不再施加力，虽然足球在运动，但人没有对它做功，故C不符合题意； D．人背书包水平前行，人对书包施加的力是竖直向上的，而书包是在水平方向上移动，在力的方向上没有移动距离，人没有对书包做功，故D不符合题意。 故选B。 2．如图所描述的力，对物体做功的是（　　） A．熊猫举着杠铃不动 B．提升重物 C．用手搬石头没搬动 D．提着水桶站立不动 【答案】B 【详解】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。二者缺一不可。 A．熊猫对杠铃施加了向上的举力，但杠铃在举力的方向上没有移动距离，熊猫举着杠铃不动，故A不符合题意； B．人对重物施加了向上的拉力，重物在拉力的方向上向上移动了一段距离，满足做功的两个必要因素。 所以拉力对重物做了功，故B符合题意； C．手对石头施加了向上的搬力，但石头在搬力的方向上没有移动距离，所以手的搬力对石头没有做功，故C不符合题意； D．人对水桶施加了向上的提力，但水桶在提力的方向上没有移动距离，所以人的提力对水桶没有做功，故D不符合题意。 故选B。 3．下列关于植树过程中的情景，没有力对树苗做功的是（　　） A．从车上搬下树苗 B．扶着树苗，回填土 C．把树苗从地面提起来 D．将树苗放入挖好的坑中 【答案】B 【详解】A．从车上搬下树苗，人对树苗有向上的力，树苗在竖直方向上移动了一段距离，人搬树苗的力做了功，故A不符合题意； B．扶着树苗回填土的过程中，在扶树苗的力的方向上没有移动的距离，扶树苗的力没有做功，故B符合题意； C．把树苗从地面提起来，提树苗的力在竖直方向，树苗在竖直方向上移动了一段距离，把树苗从地面提起的力做了功，故C不符合题意； D．将树苗放入挖好的坑中，人对树苗的力在竖直方向上，树苗在竖直方向上有移动的距离，人对树苗的力做了功，故D不符合题意。 故选B。 4．如图所示的情景中，人对物体做功的是（　　） A．人推一块大石头没推动 B．人捡起地面上的石块 C．人举着哑铃不动 D．人抱着箱子在水平地面上行走 【答案】B 【详解】A．人推一块大石头没推动，人给石头一个力，但石头没有移动距离，所以人对石头没有做功，故A不符合题意； B．人将地面的物体捡起来，人给物体一个向上的力，物体也向上移动了距离，所以人对物体做了功，故B符合题意； C．人举着哑铃不动，人给哑铃一个向上的力，但哑铃没有移动距离，所以人对哑铃没有做功，故C不符合题意； D．人拿着物体沿水平路面前行，力的方向是向上的，而物体移动的方向是水平的，二者互相垂直，所以人对物体没有做功，故D不符合题意。 故选B。 二、比较功的大小（共8小题） 1．如图所示，将物体G分别沿斜面AC和BC拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，不计摩擦，比较它们的大小（   ） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】因不计摩擦，所以，将物体分别沿斜面和拉到顶端，拉力做的功等于克服物体重力做的功；因为重力相同、上升高度h相同，由可知，拉力对物体做的功相同，即；由图可知，，根据可知，。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．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．对做功一样多 C．对做功一样多 D．对做功一样多 【答案】A 【详解】因为对三个物体的作用力大小相等，都是F，三个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据功的计算公式可知，F对三个物体所做的功一样多，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．如图是世界女子攀岩大赛的比赛情境，右边的中国选手先登顶。若两位选手体重相同，当她们都登顶后，所做功为W1和W2，则W1______W2，对应的功率大小关系是P1______P2（两空均选填“<”、“>”或“=”）。 【答案】 = < 【详解】[1]由题意知，两位选手体重相同，上升的高度相同，根据W=Gh可知，W1=W2。 [2]由题意知，右边的中国选手先登顶，用时较少，由可知，P1<P2。 4．如图，用同一个重为1N滑轮按甲定滑轮、乙动滑轮两种方式匀速将同一个重为5N的物体竖直向上提升2m，不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是（　　） A．图甲的滑轮更省力 B．图甲的滑轮可以改变力的方向 C．图乙中拉力F2大小为3N D．图甲中拉力F1做的功为12J 【答案】BC 【详解】AC．图甲是定滑轮，不省力，拉力F1等于物体重力5N；图乙是动滑轮，可以省力，拉力F2是物体和动滑轮总重力的一半，则 因此图乙更省力，故A错误，C正确； B．定滑轮的特点是可以改变力的方向，而动滑轮不能改变力的方向，但可以省力。故B正确； D．图甲中拉力F1=5N，物体上升2m，拉力移动距离也是2m，拉力做的功W=F1×s=5N×2m=10J 故D错误。 故选BC。 5．在粗糙水平面上有一物体，用力拉这个物体沿直线运动了一段距离，拉力所做的功为；在光滑水平面上有另一个物体，现仍用等大的力拉这个物体沿直线运动了同样一段路程，拉力所做的功为，则（　　） A． B． C． D．以上三种情况都有可能 【答案】A 【详解】根据功的计算公式可知，两次所用拉力F大小相等，两次拉物体运动的距离s相同，所以，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．用弹簧测力计沿水平方向分别用、两个拉力拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的图像如图所示。若两次拉力在相同时间内所做的功分别为、，则它们的关系正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】B 【详解】由题图可知，两次运动的图像均是过原点的倾斜直线，可知，同一物体两次运动均是做匀速直线运动，同一物体在两次运动中均处于平衡状态，受到的是平衡力作用，两次运动中同一物体受到的拉力均等于受到的摩擦力，由于物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以，物体受到的摩擦力不变，两次运动中同一物体受到的拉力相等，即；由题图可知，在相同时间内，同一物体在第一次运动中通过的路程大于在第二次运动中通过的路程，即，根据W=Fs可知，两次拉力在相同时间内所做的功的大小关系为；故B正确，ACD错误。 故选B。 7．如图所示，BA、CA和DA三个光滑斜面的高度均为h，斜面长，现将某物体沿BA、CA和DA三个斜面的底端匀速推到顶端所用的推力分别为、和，推力所做的功分别为、和，则（　　）    A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功。把同一物体沿斜面BA、CA和DA分别拉到顶端A，h相同，由可知三个斜面上做的功相同，即 从图可知 而 由得 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．如图所示，在同一水平面上，用同样大小的力，先后将质量为m小车和质量为2m的物块分别移动相同的距离。该力所做功的大小分别为W1和W2，请你判断W1和W2的大小关系并写出理由。 【答案】见解析 【详解】在两次操作中，由于力的大小和移动距离均相等，根据功的计算公式，可以得出两次所做的功是相等的，即。 三、功的估算（共4小题） 1．如图甲，“胶囊胃镜”被誉为完美胃部检查的胶囊内镜机器人，其质量只有5g。医生可以实时操控体外的磁场来控制它在胃内的运动，并通过它的摄像头对胃黏膜进行扫描。（g取10N/kg） (1)检查时患者需吞服一个胶囊机器人，其长度约2.7______（填单位）； (2)如图乙，胶囊机器人在胃中每竖直下降1cm，重力做功______J； (3)若医生想扫描更大范围应操作机器人______（选填“靠近”或“远离”）此区域。 【答案】(1)cm (2) (3)远离 【详解】（1）根据图中手拿胶囊机器人的场景可知，其长度约2.7cm。 （2）胶囊机器人受到的重力 胶囊机器人在胃中每竖直下降1cm，重力做功 （3）胶囊内镜机器人的摄像头对胃黏膜进行扫描相当于照相机的应用，属于凸透镜成像，此时成倒立、缩小的实像，医生想扫描更大范围，即像变小，根据凸透镜成实像时，“物远像近像变小”可知，应操作机器人远离此区域。 2．中学生小化将2N的一本书从地上拿起并举过头顶，做功约（　　） A．4J B．40J C．400J D．4000J 【答案】A 【详解】小化将书从地上举起时需要克服书本的重力做功。书本的重力为2N，举高的高度约为2m。根据功的计算公式W=Fs=Gh，可以计算出做功约为W=Gh=2N×2m=4J 故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 3．某同学把一本初中物理课本从课桌旁的地面上拿到桌面上，则该同学对物理课本所做功的大小最接近于（　　） A．0.2J B．2J C．20J D．200J 【答案】B 【详解】一本物理课本的质量约为m=250g=0.25kg 物理课本受到的重力G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N 课桌高度约为0.8m，则把一本初中物理课本从课桌旁的地面上拿到桌面上，人对课本做的功W=Gh=2.5N×0.8m=2J 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上，对物理课本所做的功最接近（　　） A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J 【答案】C 【详解】一本物理课本的质量m=200g=0.2kg G=mg=0.2kg×10N/kg=2N 课桌高度约为1m 人对课本做的功W=Gh=2N×1m=2J 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 四、功的计算（共9小题） 1．甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶，它们的牵引力F甲︰F乙＝3︰1，速度v甲：v乙＝4︰1，则在相等时间内牵引力做的功W甲︰W乙＝ _________ ，甲车的质量为200千克，甲车的重力在单位时间内做功为 _______ 。 【答案】 12︰1 0J 【详解】[1]根据，可得 由，可得 即W甲︰W乙=12︰1。 [2]甲车在水平公路行驶，重力与甲车移动的距离垂直，所以重力对车不做功，即单位时间内重力做功为0J。 2．小聪搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小聪对桌子______（选填“做了”或“没有做”）功，这说明要对物体做功，物体还必须要在力的方向上通过一定的______。小梅同学用的水平力推动水平地面上重的桌子匀速直线前进，推力所做的功为______J。 【答案】 没有做 距离 50 【详解】[1][2]小聪搬桌子，用了很大的力也没有搬动，虽然对桌子有力的作用，但桌子没有在力的方向上通过一定的距离，小聪对桌子没有做功，这说明要对物体做功，物体还必须要在力的方向上通过一定的距离。 [3]小梅同学用的水平力推动水平地面上重的桌子匀速直线前进，推力所做的功 3．如图所示，质量为的物体在水平推力大小恒为的作用下，从图示位置水平运动到桌面中央，物体向前移动了。在此过程中，力对物体做功_____J，重力对物体做功_____J。 【答案】 200 0 【详解】[1]推力F对物体做功的计算公式为W=Fs，其中F=100N，s=2m，因此力对物体做的功W= Fs =100N×2m=200J [2]重力方向竖直向下，而物体在水平方向上移动，重力方向与运动方向垂直，重力在此过程中不做功，即重力对物体做功为0。 4．用20牛的水平推力，使重为100N的物体在水平桌面上移动，推力对物体做的功为______J，重力对物体做的功为______J。 【答案】 12 0 【详解】[1]用20牛的水平推力，使物体在水平桌面上移动，推力做的功 [2]已知物体重力，物体在重力方向移动的距离，可得重力做的功 5．太阳山森林公园内绿树成荫，风景秀丽，是常德人们休闲、度假、森林旅游、回归自然的风景胜地。如图所示，是山底到山顶的盘山公路中的一段，若这段公路长3km，竖直高度100m，一辆质量为2000kg的小型汽车从下到上通过这段公路。盘山公路相当于简单机械中的______。小汽车克服重力做功______J。 【答案】 斜面 2×106 【详解】[1]斜面是一种简单机械，可用于克服垂直提升重物时的困难，省力但是费距离，因此盘山公路可以简化看成是斜面这种简单机械。 [2]小汽车重力为G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N 小汽车克服重力做功W=Gh=2×104N×100m=2×106J 6．一名大力士在水平地面上拖行一辆质量为8t的卡车。该大力士作用在卡车上的水平拉力达到了800N，卡车在拉力的作用下前进了20m。 (1)求该大力士对卡车所做的功W； (2)求重力对卡车所做的功； (3)若保持拉力不变，该大力士对卡车做功为，求卡车被拉动的距离s。 【答案】(1)16000J (2)0 (3)60m 【详解】（1）对卡车做的功 （2）重力方向与移动距离方向垂直不做功，即 （3）由得，卡车被拉动的距离 7．2025年4月19日全球首场人形机器人半程马拉松在北京开跑，机器人“天工”成功夺冠。该机器人质量为52kg从起点到5km补给站用时约36min，跑步时受到的阻力为重力的0.1倍，求机器人： (1)静止时受到的重力； (2)此阶段跑步的平均速度结果保留1位小数； (3)此段时间内牵引力做功。 【答案】(1)520N (2) (3) 【详解】（1）机器人静止时受到的重力为 （2）机器人此阶段跑步的平均速度为 （3）因为机器人匀速行驶，牵引力与所受阻力为一对平衡力，大小相等，所以牵引力 牵引力做功为 8．随着共享单车在全国各大城市迅速铺开，“共享经济”的概念迅速普及，“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”，其空车质量1.6t，该车在行驶过程中每个轮胎与水平路面的接触面积为200cm2。（g=10N/ kg）求： (1)总质量为200kg的人员乘坐该车，该车所受的总重力； (2)空车静止时对水平路面的压强； (3)该车以54km/h的速度匀速行驶20min通过的路程； (4)若以54km/h的速度匀速行驶时20min时，车受到的阻力为车总重的0.05倍，求这个过程中牵引力做的功。 【答案】(1)1.8×104N (2)2×105Pa (3)18km (4)1.62×107J 【详解】（1）空车的重力 乘车人员总质量 车的总重力 （2）空车静止时对水平路面时，对路面压力 空车静止时对水平路面的压强 （3）由可得，该车匀速行驶20min通过的路程 （4）匀速行驶时牵引力的大小 牵引力做的功 9．6月27日9时10分，随着D5133次首发动车组列车缓缓驶出四川巴中东站，标志着巴南高铁正式开通运营。D5133次列车为CRH3A型动车组，装备重量约为400t，整车车轮与钢轨之间的接触面积约为。若本次列车以做匀速直线运动，牵引力功率为，从巴中到成都需用时2.5h，（g取10N/kg）求 (1)从巴中到成都所通过的路程是多少千米； (2)该动车组对钢轨的压强（不计升力）； (3)从巴中到成都牵引力做的功。 【答案】(1)400 (2)8×108Pa (3)4.608×1010J 【详解】（1）动车组列车从巴中到成都所通过的路程 （2）动车组列车的总质量 动车组列车对钢轨的压力 钢轨的受力面积 动车组列车对钢轨的压强 （3）动车组列车从巴中到成都所需的时间 动车组列车从巴中到成都牵引力做的功 五、力与功综合理解（共6小题） 1．如图，小明是酷爱运动的“滑板少年”。下列关于滑板运动中的相关分析不合理的是（　　） A．小明通过弯道时会受到平衡力的作用 B．通过弯道时小明的运动状态发生改变 C．滑板车在水平匀速运动中重力不做功 D．小明受到的支持力和滑板受到的压力是一对相互作用力 【答案】A 【详解】AB．小明通过弯道时小明的运动方向发生改变，运动状态改变，因此受到的是非平衡力，故A符合题意，B不符合题意； C．滑板车在水平匀速运动中，重力方向竖直向下，而运动方向水平，力与距离垂直，不做功，故C不符合题意； D．小明受到的支持力和滑板受到的压力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线，且分别作用在小明和滑板两个物体上，完全满足相互作用力的定义，因此是一对相互作用力，故D不符合题意。 故选A。 2．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，重为20N的物体在F＝10N的水平拉力作用下，沿水平面由A点匀速运动到B点，此时撤去拉力，物体继续向前运动到C点停下来，此过程中（　　） A．整个过程中，拉力所做的功等于克服摩擦力所做的功 B．物体在AB段和在BC段所受的摩擦力都等于10N C．物体在AC段所受重力和支持力始终是一对平衡力 D．物体从B点运动到C点停下来，是因为受到惯性的作用 【答案】BC 【详解】A．物体在AB段做匀速直线运动，摩擦力和拉力是一对平衡力，则摩擦力等于拉力，等于10N；在BC段，物体靠惯性运动，不受拉力，但物体对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以物体受到的摩擦力仍为10N。由以上分析可知，整个过程中，根据W＝Fs可知，拉力所做的功FsAB不等于克服摩擦力所做的功fsAC，故A不符合题意，B符合题意； C．物体在AC段竖直方向始终处于平衡状态，所受重力和支持力始终符合二力平衡条件，是一对平衡力，故C符合题意； D．物体从B点运动到C点停下来，是因为受到摩擦力的作用，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故D不符合题意。 故选BC。 3．如图甲所示，小强在水平地面上向右沿直线推物体A，图乙是水平推力F随时间t变化的关系图像，图丙是物体A的速度v随时间t变化的关系图像，且1s~2s，物体A移动的距离为1.25m。0~1s，物体A受到的摩擦力大小为______N；1s~2s，力F对物体A所做功为______J。 【答案】 30 62.5 【详解】[1]由丙图可知，0~1s内物体A处于静止，所受摩擦力为静摩擦力，等于推力大小，由图乙可知此时推力为30N，故摩擦力为30N。 [2]由乙图可知，1~2s内物体A受到的推力为50N，移动的距离为1.25m，力F对物体A所做功为 4．如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，拉力所做的功为___________J，第1s时物体受到的合力为___________N。 【答案】 30 2 【详解】[1]由图乙可知，2～4s内拉力F=3N。由图丙可知，2～4s内物体做匀速直线运动，速度v=5.0m/s。根据s=vt，运动时间t=4s-2s=2s 则物体移动距离s=vt=5.0m/s×2s=10m 拉力做功W=Fs=3N×10m=30J [2]由图丙知，2～4s物体匀速直线运动，此时拉力F=3N，根据二力平衡，滑动摩擦力f=F=3N。由图乙知，第1s时拉力F'=5N。因为滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，整个过程中压力和接触面粗糙程度不变，所以第1s时滑动摩擦力仍为f=3N。 物体在水平方向受拉力和摩擦力，根据同一直线上二力合成规律，合力F合=F'-f=5N-3N=2N 5．如图甲，物体受到方向不变的水平拉力F作用，在粗糙水平面上向右运动。F的大小随时间t变化的关系图像如图乙，物体的运动速度v随时间t变化的关系图像如图丙。由图像可知：当t＝1s时，物体受到的摩擦力为________N；在0～2s内，物体所受合力为________N；在2～3s内，拉力F做的功为________J。 【答案】 4 2 16 【详解】[1]据丙图可知，2～3s内物体做匀速直线运动，受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，据乙图可知，此时受到的拉力为4N，则摩擦力为4N，当t＝1s时，据丙图可知，物体做减速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，摩擦力仍为4N。 [2]在0～2s内，物体受到水平向左4N的摩擦力、水平向右2N的拉力，物体所受合力为 [3]在2～3s内，物体运动的速度是4m/s，则运动的距离为 拉力F做的功为 6．如图甲所示，静止在水平面上的物块，受水平拉力F作用，每隔2s记录的物块位置和时刻如图丙，下列说法正确的是（　　） A．0-4s内，物块受的滑动摩擦力为2N B．12-14s内，拉力F做功72J C．16s时，撤去F，物体将做匀速直线运动 D．物块10s时的速度小于5m/s 【答案】D 【详解】由图丙可知，12到18s物体在相同时间内通过的路程相等，说明此时间内物体做匀速直线运动，由图乙结合二力平衡条件可得，物体受到的滑动摩擦力为f=F=4N A．由图乙可知，0到4s内，物体受到的拉力2N，小于滑动摩擦力，所以此时物体应处于静止状态，所受静摩擦力等于拉力，等于2N，故A错误； B．由图丙可知，12到14s内，物体处于匀速直线运动状态，拉力F=4N，由图丙可知通过的路程为12m，力F做的功W=Fs=4N×12m=48J 故B错误； C．若16s时撤去F，物体对接触面的压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，所以物体所受摩擦力不变，则物体在摩擦力的作用将做减速运动，故C错误； D．由图丙可知，从10到12s时间内，物体的平均速度为 而在这段时间内物体的拉力大于滑动摩擦力，所以物体做加速运动，则t=10s时，物块的速度一定小于5m/s，故D正确。 故选D。 试卷第18页，共18页 / 学科网（北京）股份有限公司 $