内容正文:
11.3 功(专题训练)【四大题型】
【考点1 功的概念和单位】 1
【考点2 力做功的必要因素】 4
【考点3 功的计算和估算】 8
【考点4 比较功的大小】 15
【考点1 功的概念和单位】
1.如图,重5N的物体在F=2N的水平推力作用下,沿水平方向前进2m,推力F做功 ( )
A.2J B.4J C.10J D.14J
【答案】B
【详解】由功的计算公式
得
故选B。
2.如图所示,小华放学后背书包回家时,经过下列的过程中对书包没有做功的是( )
A.将桌上的书包背上肩 B.背着书包爬坡
C.背着书包乘电梯上楼 D.背着书包在水平地面匀速行走
【答案】D
【详解】A.将桌上的书包背上肩,对书包有向上的力,且沿力的方向移动了距离,故对书包做了功,故A不符合题意;
B.背着书包爬坡,对书包有向上的力,且沿力的方向移动了距离,故对书包做了功,故B不符合题意;
C.背着书包乘电梯上楼,对书包有向上的力,且沿力的方向移动了距离,故对书包做了功,故C不符合题意;
D.背书包的力竖直向上,而前进的方向沿水平方向,没有沿力的方向移动距离,故没有对书包做功,故D不符合题意。
故选D。
3.下列说法中正确的是( )
A.足球在草坪上沿水平方向向前滚动,重力对足球做了功
B.推出去的铅球在空中运动过程中,推力对铅球做了功
C.举重运动员把杠铃举在空中停留3s,人对杠铃做了功
D.石块从高处下落,重力对石块做了功
【答案】D
【详解】A.足球在草坪上沿水平方向向前滚动,可以判断球只是在水平方向上运动,在竖直方向上移动的距离为0,所以重力对足球做的功为0,故A错误;
B.推出去的铅球在空中运动过程中受到竖直向下的重力作用,不再受到推力作用,所以推力没有对铅球做功,故B错误;
C.运动员给杠铃一个力,但杠铃在空中停留,没有通过距离,所以他对杠铃没有做功,故C错误;
D.重力方向是竖直向下,且物体在重力的作用下下落了一段距离高度,所以重力对石块做了功,故D正确。
故选D。
4.用100N水平方向的力将一个重为5N的足球沿水平方向踢了出去,足球在地上滚动了30m才停下来。在足球滚动的过程中,脚对足球做的功是( )
A.5 J B.1500 J C.150 J D.0 J
【答案】D
【详解】球离脚后,在水平地面上向前滚动的过程中,靠惯性运动,球脱离了脚,脚没有给球施加力,对球不做功,故D符合题意,ABC都不符合题意。
故选D。
5.成语“水滴石穿”,比喻力量虽小,但只要坚持,功到自然成。从物理的角度分析∶①力改变了石头的形状;②水滴冲击石头时,石头对水滴没有作用力;③水滴加速下落过程,重力对水滴做了功;④水滴加速下落过程,受到了平衡力的作用。完全正确的一组是
A.①③ B.①② C.①④ D.②④
【答案】A
【详解】①水滴石穿,水由于重力而下降作用在石头上,石头的形状逐渐改变,故①正确;
②力的作用是相互的,水滴冲击石头时,石头对水滴也有相互作用的力,故②错误;
③水滴加速下落过程,重力的方向竖直向下,水滴下降的方向竖直向下,所以,重力对水滴做了功,故③正确;
④水滴下降的过程中,重力大于空气的阻力,做加速下落运动,受到的是非平衡力的影响,故④错误。
故选A。
6.为了纪念 对物理学的巨大贡献,以他的名字作为功的单位。某工人在水平地面上,用100N的水平推力推动重为500N的物体,使它沿水平方向移动10m,此过程中推力对物体所做的功是 J,重力对物体所做的功是 J。
【答案】 焦耳 1000 0
【详解】[1]焦耳是英国伟大的物理学家,在热学、热力学和电学方面有着突出的贡献,后人为纪念他,用他的名字命名功和各种能量的单位。
[2]物体在工人的推力下移动了10m,则工人推力对物体做的功
W=Fs=100N×10m=1000J
[3]物体在水平面上匀速前进10m,虽然有力也有距离,但距离不是在重力的方向上,所以重力做功为0J。
7.为了纪念 对物理学的巨大贡献,以他的名字作为功的单位。如图所示是北京冬奥会上的智能服务机器人,重力为450N。其内置电动机为机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上6s内匀速前进了5m。机器人所受的重力做功 J,水平动力做的功是 J。
【答案】 焦耳 0 1500/1.5×103
【详解】[1]为了纪念焦耳对物理学的巨大贡献,人们以他的名字作为功和能量的单位。
[2]机器人在水平地面上匀速前进,在重力的方向上没有移动距离,所以重力没有做功,即重力做的功为0J。
[3]水平动力做的功为
W=Fs=300N×5m=1500J
8.如图所示,一个箱子静止在水平地面,小聪用 30N 的水平拉力将重 100N 箱子匀速移动了0.4m,小聪的拉力做功为 J,箱子的重力做功为 J,待箱子静止后,小明用20N 的水平推力推这个箱子没有推动,此时箱子受到地面的摩擦力 (大于/小于/等于)20N。
【答案】 12 0 等于
【详解】[1]根据题意箱子在F=30N拉力作用下处于匀速运动,故箱子在水平方向受到摩擦力大小为f=30N,箱子在拉力作用下沿着拉力方向移动了s=0.4m,故拉力做功
拉力做功为12J。
[2] 由于重力方向和箱子移动方向成90度夹角,故重力不做功,故重力做功为0。
[3]箱子在水平推力作用下没有移动,故可以看成静止,因此此时在水平方向合外力为0,故摩擦力
故摩擦力。
9.小泰用100N的力拉动放在水平地上重为60N的纸箱,向前拉了5m,共用了10s。请问人对箱子做的功为 J,克服箱子重力做的功为 J,人做功的功率为 W。
【答案】 500J 0 50W
【详解】[1][[2]由题知,箱子在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0;拉力为100N,水平距离移动5m,所以人对箱子做的功为:
W=FS=100N×5m=500J。
[3]人做功的功率为
。
【考点2 力做功的必要因素】
10.下列四个情景中的力对物体做功的是( )
A.用力搬石头没有搬动 B.用力推箱子前进
C.用力提书包水平行走 D.举重运动员举着杠铃不动
【答案】B
【详解】A.用力搬石头没有搬动,有力的作用,但没有移动的距离,则力不做功,故A不符合题意;
B.用力推箱子前进,有力的作用,箱子在力的方向上有移动的距离,力做功,故B符合题意;
C.用力提书包水平行走,人对书包的力向上,与移动的方向垂直,不做功,故C不符合题意;
D.举重运动员举着杠铃不动,有力的作用,在力的方向上没有移动的距离,不做功,故D不符合题意。
故选B。
11.下列有关功的生活场景中,说法正确的是( )
A.举重运动员举着杠铃不动,人举杠铃的力一直在做功
B.足球在粗糙的水平地面上移动了一段距离,足球的重力做了功
C.投出去的篮球在空中飞行过程中,手的推力一直在对篮球做功
D.用力推车没有推动,人对车没有做功
【答案】D
【详解】A.做功的两个必要因素:一是有力的作用,二是在力的方向上移动距离;举重运动员举着杠铃不动,人举杠铃有力的作用,但是没有在力的方向上移动距离,所以没有做功,故A错误;
B.足球的重力是在竖直方向上,但小球在竖直方向上没有移动距离,足球的重力没有做功,故B错误;
C.投出去的篮球在空中飞行过程中,已经没有受到手的推力了,手对球没有做功,故C错误;
D.用力推车没有推动,有力的作用,但是没有在力的方向上移动距离,所以人对车没有做功,故D正确。
故选D。
12.下面四个实例中,人对物体做了功的是( )
A.汽车未被推动 B.拉动沙袋上升
C.提着滑板水平前行 D.搬而未起
【答案】B
【详解】物理学中,做功的两个必要条件是:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过了一段距离。
AD.汽车未被推动,搬石头,搬而未起,只有力作用在物体上,而物体在力的方向上没有运动距离,所以都没有做功,故AD不符合题意;
C.提滑板的力是竖直向上的,而滑板是水平前行,在力的方向上也没有运动距离,所以没有做功,故C不符合题意;
B.沙袋在向上的拉力作用下,沿力的方向通过了一段距离,人对沙袋做了功,故B符合题意。
故选B。
13.苏州的御窑金砖是中国传统窑砖烧制业中的珍品,如图所示,是《天工开物》中描述工匠制作泥造砖坯的场景,解开模框后,抬起泥坯,使它竖立在地面上,晾干一个月,待上面的泥坯硬了,再将下面的泥坯翻到上面来.下面关于搬运砖坯的说法正确的是( )
A.工人将泥坯抬起的过程对泥坯不做功
B.工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯做功
C.工人将下面的泥坯翻上来对泥坯不做功
D.工人想一口气搬起五块泥坯没搬动,对泥坯不做功
【答案】D
【详解】做功的两个必要条件:一是物体要受到力的作用,二是在力的方向上通过一定的距离。
A.工人将泥坯抬起的过程中,在竖直方向上,有力的作用又在力的方向上通过一定的距离,所以对泥坯做功,故A错误;
B.工人沿水平方向搬运泥坯,泥坯的重力的方向竖直向下,工人运动的距离是水平方向,力的方向与运动方向垂直,所以工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯不做功,故B错误;
C.工人将下面的泥坯翻上来时,在竖直方向上,有力的作用又在力的方向上通过一定的距离,所以对泥坯做功,故C错误;
D.工人想一口气搬起五块泥坯没搬动,工人对泥坯施加了力的作用,但在力的方向上没有距离,所以对泥坯不做功,故D正确。
故选D。
14.户外运动不但能增强人的体质,还能愉悦人的身心。如图所示,是某校一位学生在广场上玩滑板车的情景,下列说法正确的是( )
A.人和滑板车静止在水平面时,人的重力做了功
B.人和滑板车在下坡路滑行时,人的重力做了功
C.人和滑板车由于惯性滑行时,人对滑板车做了功
D.用脚向后蹬地加速前进时,人没有对滑板车做功
【答案】B
【详解】A.重力方向竖直向下,人和滑板在水平方向运动时,人没有在重力方向上移动一段距离,故人的重力没有做功,故A错误;
B.重力方向竖直向下,人和滑板车在下坡路滑行时,人在重力方向上移动了一段距离,故人的重力做了功,故B正确;
C.人和车由于惯性继续滑行,人对滑板车不施加任何推力或拉力,故人对滑板车不做功,故C错误;
D.用脚向后蹬地过程中,人对滑板车施加向前的力,此时滑板车在力的方向上移动了一段距离,故人对滑板车做功,故D错误。
故选B。
15.在体育比赛中,小明同学用力将实心球投出,说明力可以改变物体的 ;实心球落离开手之后还会继续运动,此时手对实心球 (该空选填“继续”或“不再”)做功。实心球运动比乒乓球对风力要求小,是因为其 大,惯性大。
【答案】 运动状态 不再 质量
【详解】[1]力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。小明同学用力将实心球投出,实心球由静止变为运动,其运动状态发生了改变,这说明力可以改变物体的运动状态。
[2]做功的两个必要因素是: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。当实心球离开手之后,手不再对实心球施加力的作用,虽然实心球由于惯性会继续向前运动一段距离,但此时没有力作用在实心球上,不满足做功的条件,所以手对实心球不再做功。
[3]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。实心球的质量比乒乓球大,所以实心球的惯性大,其运动状态不容易被改变,因此实心球运动比乒乓球对风力要求小。
16.如图所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止,水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑,则静止时重力对物体 ,下滑时重力对物体 (两空均选填“做功”“不做功”)功。
【答案】 不做功 做功
【详解】[1]物体静止时,物体在重力的作用下没有移动,此时重力对物体不做功。
[2]下滑时,物体在重力的方向上发生移动,重力对物体做功。
17.如图所示,小丽背着书包站在自动扶梯上匀速上行。该过程中,小丽受到 个力的作用;小丽对书包 (选填“做了功”或“不做功”)。(不计空气阻力)
【答案】 3 做了功
【详解】[1]图中对小丽进行受力分析可知,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、书包对小丽的压力,即3个力的作用。
[2]小丽对书包的力是向上的,书包随小丽向上运动,竖直方向有距离,因此做了功。
18.如图所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止,水平力减为F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。
【答案】 不做 不做
【详解】[1]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。
[2]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。
【考点3 功的计算和估算】
19.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。
20.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( )
A.10J B.30J C.50J D.80J
【答案】B
【详解】由图丙可知,在2~4s内,物体以的速度做匀速直线运动,则运动的路程为
由图乙可知,在2~4s内,拉力为3N,则拉力所做的功为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
21.永宁门是西安城墙的正南门,如图-1所示。在永宁门前的护城河上有一座吊桥,把吊桥看作长为10m,重为3000N的均匀杆OA,可以绕转轴O在竖直平面内转动。在O点上方10m处固定一个定滑轮,绳子通过定滑轮与杆的A端相连。将吊桥从水平位置拉倒如图-2所示的位置的过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.此过程中,吊桥始终是一个费力杠杆
B.拉动过程中,士兵的拉力逐渐变大
C.拉动过程中,阻力不变,阻力臂变小
D.士兵对吊桥所做的功为1.5×104J
【答案】C
【详解】A.由图可知,在过程中,动力为绳子对吊桥的拉力,动力臂为支点到动力作用线的距离,即O到过A点的绳子的距离,阻力为吊桥的重力,阻力臂为支点到阻力作用线的距离,即O到重力作用线的距离,动力臂始终大于阻力臂,因此吊桥始终是一个省力杠杆,故A错误;
BC.拉动过程中,阻力为吊桥的重力大小不变,阻力臂减小,动力臂变大,根据可知,士兵的拉力逐渐变小,故B错误,C正确;
D.由题意可知,吊桥重心上升的高度为
士兵对吊桥所做的功等于克服吊桥重力做的功为
故D错误。
故选C。
22.小明同学乐于助人,某次小雨脚扭伤了行动不方便,小明帮助小雨背书包。他背着两只书包匀速上楼,到达二楼后放下小雨书包又继续登上五楼,整个过程中小明对书包所做的功W与登楼高度h的关系如图所示。由图可知()( )
A.两只书包的总重为100N B.小雨的书包重量为50N
C.小明对两只书包做功一样多 D.小明对小雨的书包做功多一些
【答案】A
【详解】AB.由图得,小明登上2~5楼,对自己的书包做的功为
由得,自己的书包重为
登上2楼时,小明对自己书包做的功为
登上2楼时,小明对小雨书包做的功为
由得,小雨的书包重为
两只书包的总重为
故A符合题意,B不符合题意;
CD.由上述计算可知,小明对自己的书包做功为
300J+100J=400J
对小雨的书包做功为200J,小明对两只书包做功不一样多,对小雨的书包做功少一些。,故CD不符合题意。
故选A。
23.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
24.如图所示,用10N的水平推力将桌面上重20N的物体由A处水平推动1m到达B处,此时撤去推力,物体继续向前运动了0.2m刚好从桌边飞出,最后掉到地面C处,桌面高度0.8m。在此过程中,推力对物体做功 J,重力对物体做功 。
【答案】 10 16J
【详解】[1]物体在10N的推力作用下前进的距离是1m,由于惯性前进的0.2m没有推力的作用,所以这0.2m的距离推力没有做功,所以推力做功为W推=Fs=10N×1m=10J
[2]物体在竖直方向移动了0.8m,因此重力做的功为W=Gh=20N×0.8m=16J
25.如图是搬运砖头的独轮车,车箱和砖头的总质量为160kg,独轮车的有关尺寸如图所示;运砖头时从A点抬起独轮车把手的动力是F。车箱和砖头的总重力G是 N,推车时,人手向上的力F的大小是 N,张师傅推着这一车砖头在水平路面上沿直线匀速行驶600m,已知此过程中独轮车受到的阻力为300N,则张师傅推送这一车砖头做功 J。
【答案】 1600 400 1.8×105
【详解】[1]车箱和砖头的总重力
G=mg=160kg×10N/kg=1600N
[2]由图可知,F的力臂l1=1.2m,阻力G的力臂l2=0.3m,根据杠杆平衡条件得
Fl1=Gl2
F×1.2m=1600N×0.3m
解得F=400N。
[3]张师傅推着这一车砖头在水平路面上沿直线匀速行驶,处于平衡状态,推力和阻力是平衡力,推力
F推=f=300N
推送这一车砖头做的功
W=F推s=300N×600m=1.8×105J
26.如图甲所示,一块质量为0.3kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F=4N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为 N,0~5s内拉力F做的功是 J。
【答案】 1 4
【详解】[1]由乙图可知,铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用,在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据平衡力的特点可知,铁块受到摩擦力大小
f=F-G=F-mg=4N-0.3kg×10N/kg=1N
[2]铁块在0~5s内升高的距离
s=vt=0.2m/s×5s=1m
因此拉力F做的功
W=Fs=4N×1m=4J
27.如图是全球首款无人驾驶巴士“阿波龙”,其空车质量为3000kg,静止时轮胎与地面接触的总面积为0.2m2,车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶时,发动机的输出功率为13.8kW。求:
(1)“阿波龙”空车时受到的重力;
(2)“阿波龙”空车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)“阿波龙”满载时,以36km/h的速度匀速直线行驶1km,牵引力做的功。
【答案】(1)“阿波龙”空车时受到的重力G=mg=3000kg×10N/kg=3×104N
(2)“阿波龙”空车静止在水平地面上时,对地面的压力F压=G=3×104N
“阿波龙”空车静止在水平地面上时,对地面的压强
(3)
“阿波龙”满载时的速度v=36km/h=10m/s
“阿波龙”满载匀速直线行驶时牵引力
此时牵引力做的功W=Fs=1380N×1000m=1.38×106J
28.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg,水密度取1.0×103kg/m3)
(1)求圆柱体浸没时受的浮力;
(2)求圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强;
(3)若拉圆柱体36cm深处到12cm深处拉力做功为多少?
(4)求圆柱体的密度。
【答案】(1)由图乙可知,圆柱体所受重力
圆柱体刚浸没时,弹簧测力计的示数
圆柱体浸没时所受浮力
(2)由图乙可知,圆柱体刚浸没时,圆柱体下表面浸入水中的深度
此时下表面受到的液体压强为
(3)圆柱体从36cm深处到12cm深处运动的距离
此过程中拉力做功为
(4)圆柱体的质量
圆柱体的体积
圆柱体的密度
29.如图所示是连接深圳和中山的“深中通道”,全长24km,其中有7km为沉管隧道,设计速度为100km/h。通车运行后,一辆重为2×104N的汽车以100km/h的速度匀速通过隧道,车轮与水平路面的总接触面积为0.08m2,当以100km/h的速度匀速行驶时,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:(g取10N/kg)
(1)汽车通过隧道需要的时间;
(2)汽车静止在水平路面上时对路面的压强;
(3)汽车在隧道内行驶时牵引力做的功。
【答案】(1)根据公式可知,汽车通过隧道的时间
(2)汽车静止在水平路面上,压力的大小等于重力,即
根据公式可知,则汽车静止在水平路面对路面的压强
(3)汽车匀速直线行驶,受力平衡,在水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,则牵引力为
根据公式可知,牵引力做功
【考点4 比较功的大小】
30.关于功,下列说法正确的是( )
A.只要有力作用在物体上,物体移动了距离,力就一定做功
B.物体受到力的作用,且在力的方向上移动了距离,力才做功
C.物体移动的距离越长,力做的功越多
D.力越大,力做的功越多
【答案】B
【详解】A.力做功需要两个必要条件:一是有力作用在物体上,二是物体在力的方向上移动了距离。如果力的方向与物体移动的方向垂直,即使有力作用且物体移动了距离,力也没有做功,故A错误;
B.力对物体做功的条件是:物体受到力的作用,并且物体在这个力的方向上通过了一段距离,这两个条件缺一不可,故B正确;
C.功的大小等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积,只知道物体移动的距离长,不知道力的大小,无法确定力做的功多少,故C错误;
D.功的大小取决于力的大小和物体在力的方向上移动的距离,仅有力大,若物体在力的方向上没有移动距离,或者移动的距离很小,力做的功也不一定多,故D错误。
故选B。
31.如图所示,这是用核桃夹夹核桃的情形,下列有关说法正确的是( )
A.核桃夹与我们实验室用的天平属于同一类型的杠杆
B.使用核桃夹既可以省力也可以省功
C.核桃夹是费力杠杆,但省距离
D.核桃夹是省力杠杆,但费距离
【答案】D
【详解】A.如图核桃夹的手柄使用时动力臂大于阻力臂,相当于一个省力杠杆,而我们实验室用的天平实质是等臂杠杆,故A错误;
B.根据功的原理,使用任何机械都不能省功,故B错误;
CD.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力费距离,故C错误,D正确。
故选D。
32.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。
33.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。
34.如图所示是冰壶比赛场地的示意图。运动员从A点推动冰壶前进,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止,则从A到B运动员对冰壶做的功 (选填“大于”、“小于”或“等于”)从B到C运动员对冰壶做的功。
【答案】大于
【详解】运动员从A点推动冰壶前进,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止。冰壶从A到B受到运动员的推力,并且在该力的方向上通过了距离,运动员对冰壶做了功;冰壶从B到C靠惯性运动,不再受到运动员的推力,运动员对冰壶不做功。所以从A到B运动员对冰壶做的功大于从B到C运动员对冰壶做的功。
35.如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下,从O匀速直线运动到Q,OP段拉力为,做的功为,功率为,PQ段拉力为为200牛,做的功为,功率为,则: ; 。
【答案】
【详解】[1]由图知,OP段的路程s1=4m,PQ段的路程s2=6m,OP段拉力F1做的功为
W1=F1s1=300N×4m=1200JPQ段拉力F2做的功为
W2=F2s2=200N×6m=1200J
比较可知,W1=W2。
[2]物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,所以,物体在OP段和PQ段速度相同,根据P=Fv可知,有
36.如图,一长为L的粗细不均匀的水泥电线杆,重心在距A端1/3处,当用竖直向上的力F1将A端抬高h(B端仍在地面上)时,F1做功为W1;当用竖直向上的力F2将B端抬高h(A端仍在地面上)时;F2做功为W2,则F1∶F2= ,W1∶W2= 。
【答案】 2∶1 2∶1
【详解】[1]如图,当用竖直向上的力将A端抬高时,在ΔBEA和ΔBFC中
由杠杆的平衡条件得
同样的道理可以得出,当用竖直向上的力将B端抬高时
[2]由W=Fs,提升的高度h相同
2 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
11.3 功(专题训练)【四大题型】
【考点1 功的概念和单位】 1
【考点2 力做功的必要因素】 2
【考点3 功的计算和估算】 4
【考点4 比较功的大小】 8
【考点1 功的概念和单位】
1.如图,重5N的物体在F=2N的水平推力作用下,沿水平方向前进2m,推力F做功 ( )
A.2J B.4J C.10J D.14J
2.如图所示,小华放学后背书包回家时,经过下列的过程中对书包没有做功的是( )
A.将桌上的书包背上肩 B.背着书包爬坡
C.背着书包乘电梯上楼 D.背着书包在水平地面匀速行走
3.下列说法中正确的是( )
A.足球在草坪上沿水平方向向前滚动,重力对足球做了功
B.推出去的铅球在空中运动过程中,推力对铅球做了功
C.举重运动员把杠铃举在空中停留3s,人对杠铃做了功
D.石块从高处下落,重力对石块做了功
4.用100N水平方向的力将一个重为5N的足球沿水平方向踢了出去,足球在地上滚动了30m才停下来。在足球滚动的过程中,脚对足球做的功是( )
A.5 J B.1500 J C.150 J D.0 J
5.成语“水滴石穿”,比喻力量虽小,但只要坚持,功到自然成。从物理的角度分析∶①力改变了石头的形状;②水滴冲击石头时,石头对水滴没有作用力;③水滴加速下落过程,重力对水滴做了功;④水滴加速下落过程,受到了平衡力的作用。完全正确的一组是
A.①③ B.①② C.①④ D.②④
6.为了纪念 对物理学的巨大贡献,以他的名字作为功的单位。某工人在水平地面上,用100N的水平推力推动重为500N的物体,使它沿水平方向移动10m,此过程中推力对物体所做的功是 J,重力对物体所做的功是 J。
7.为了纪念 对物理学的巨大贡献,以他的名字作为功的单位。如图所示是北京冬奥会上的智能服务机器人,重力为450N。其内置电动机为机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上6s内匀速前进了5m。机器人所受的重力做功 J,水平动力做的功是 J。
8.如图所示,一个箱子静止在水平地面,小聪用 30N 的水平拉力将重 100N 箱子匀速移动了0.4m,小聪的拉力做功为 J,箱子的重力做功为 J,待箱子静止后,小明用20N 的水平推力推这个箱子没有推动,此时箱子受到地面的摩擦力 (大于/小于/等于)20N。
9.小泰用100N的力拉动放在水平地上重为60N的纸箱,向前拉了5m,共用了10s。请问人对箱子做的功为 J,克服箱子重力做的功为 J,人做功的功率为 W。
【考点2 力做功的必要因素】
10.下列四个情景中的力对物体做功的是( )
A.用力搬石头没有搬动 B.用力推箱子前进
C.用力提书包水平行走 D.举重运动员举着杠铃不动
11.下列有关功的生活场景中,说法正确的是( )
A.举重运动员举着杠铃不动,人举杠铃的力一直在做功
B.足球在粗糙的水平地面上移动了一段距离,足球的重力做了功
C.投出去的篮球在空中飞行过程中,手的推力一直在对篮球做功
D.用力推车没有推动,人对车没有做功
12.下面四个实例中,人对物体做了功的是( )
A.汽车未被推动 B.拉动沙袋上升
C.提着滑板水平前行 D.搬而未起
13.苏州的御窑金砖是中国传统窑砖烧制业中的珍品,如图所示,是《天工开物》中描述工匠制作泥造砖坯的场景,解开模框后,抬起泥坯,使它竖立在地面上,晾干一个月,待上面的泥坯硬了,再将下面的泥坯翻到上面来.下面关于搬运砖坯的说法正确的是( )
A.工人将泥坯抬起的过程对泥坯不做功
B.工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯做功
C.工人将下面的泥坯翻上来对泥坯不做功
D.工人想一口气搬起五块泥坯没搬动,对泥坯不做功
14.户外运动不但能增强人的体质,还能愉悦人的身心。如图所示,是某校一位学生在广场上玩滑板车的情景,下列说法正确的是( )
A.人和滑板车静止在水平面时,人的重力做了功
B.人和滑板车在下坡路滑行时,人的重力做了功
C.人和滑板车由于惯性滑行时,人对滑板车做了功
D.用脚向后蹬地加速前进时,人没有对滑板车做功
15.在体育比赛中,小明同学用力将实心球投出,说明力可以改变物体的 ;实心球落离开手之后还会继续运动,此时手对实心球 (该空选填“继续”或“不再”)做功。实心球运动比乒乓球对风力要求小,是因为其 大,惯性大。
16.如图所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止,水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑,则静止时重力对物体 ,下滑时重力对物体 (两空均选填“做功”“不做功”)功。
17.如图所示,小丽背着书包站在自动扶梯上匀速上行。该过程中,小丽受到 个力的作用;小丽对书包 (选填“做了功”或“不做功”)。(不计空气阻力)
18.如图所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止,水平力减为F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。
【考点3 功的计算和估算】
19.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
20.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( )
A.10J B.30J C.50J D.80J
21.永宁门是西安城墙的正南门,如图-1所示。在永宁门前的护城河上有一座吊桥,把吊桥看作长为10m,重为3000N的均匀杆OA,可以绕转轴O在竖直平面内转动。在O点上方10m处固定一个定滑轮,绳子通过定滑轮与杆的A端相连。将吊桥从水平位置拉倒如图-2所示的位置的过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.此过程中,吊桥始终是一个费力杠杆
B.拉动过程中,士兵的拉力逐渐变大
C.拉动过程中,阻力不变,阻力臂变小
D.士兵对吊桥所做的功为1.5×104J
22.小明同学乐于助人,某次小雨脚扭伤了行动不方便,小明帮助小雨背书包。他背着两只书包匀速上楼,到达二楼后放下小雨书包又继续登上五楼,整个过程中小明对书包所做的功W与登楼高度h的关系如图所示。由图可知()( )
A.两只书包的总重为100N B.小雨的书包重量为50N
C.小明对两只书包做功一样多 D.小明对小雨的书包做功多一些
23.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。
24.如图所示,用10N的水平推力将桌面上重20N的物体由A处水平推动1m到达B处,此时撤去推力,物体继续向前运动了0.2m刚好从桌边飞出,最后掉到地面C处,桌面高度0.8m。在此过程中,推力对物体做功 J,重力对物体做功 。
25.如图是搬运砖头的独轮车,车箱和砖头的总质量为160kg,独轮车的有关尺寸如图所示;运砖头时从A点抬起独轮车把手的动力是F。车箱和砖头的总重力G是 N,推车时,人手向上的力F的大小是 N,张师傅推着这一车砖头在水平路面上沿直线匀速行驶600m,已知此过程中独轮车受到的阻力为300N,则张师傅推送这一车砖头做功 J。
26.如图甲所示,一块质量为0.3kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F=4N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为 N,0~5s内拉力F做的功是 J。
27.如图是全球首款无人驾驶巴士“阿波龙”,其空车质量为3000kg,静止时轮胎与地面接触的总面积为0.2m2,车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶时,发动机的输出功率为13.8kW。求:
(1)“阿波龙”空车时受到的重力;
(2)“阿波龙”空车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)“阿波龙”满载时,以36km/h的速度匀速直线行驶1km,牵引力做的功。
28.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg,水密度取1.0×103kg/m3)
(1)求圆柱体浸没时受的浮力;
(2)求圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强;
(3)若拉圆柱体36cm深处到12cm深处拉力做功为多少?
(4)求圆柱体的密度。
29.如图所示是连接深圳和中山的“深中通道”,全长24km,其中有7km为沉管隧道,设计速度为100km/h。通车运行后,一辆重为2×104N的汽车以100km/h的速度匀速通过隧道,车轮与水平路面的总接触面积为0.08m2,当以100km/h的速度匀速行驶时,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:(g取10N/kg)
(1)汽车通过隧道需要的时间;
(2)汽车静止在水平路面上时对路面的压强;
(3)汽车在隧道内行驶时牵引力做的功。
【考点4 比较功的大小】
30.关于功,下列说法正确的是( )
A.只要有力作用在物体上,物体移动了距离,力就一定做功
B.物体受到力的作用,且在力的方向上移动了距离,力才做功
C.物体移动的距离越长,力做的功越多
D.力越大,力做的功越多
31.如图所示,这是用核桃夹夹核桃的情形,下列有关说法正确的是( )
A.核桃夹与我们实验室用的天平属于同一类型的杠杆
B.使用核桃夹既可以省力也可以省功
C.核桃夹是费力杠杆,但省距离
D.核桃夹是省力杠杆,但费距离
32.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.
33.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
34.如图所示是冰壶比赛场地的示意图。运动员从A点推动冰壶前进,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止,则从A到B运动员对冰壶做的功 (选填“大于”、“小于”或“等于”)从B到C运动员对冰壶做的功。
35.如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下,从O匀速直线运动到Q,OP段拉力为,做的功为,功率为,PQ段拉力为为200牛,做的功为,功率为,则: ; 。
36.如图,一长为L的粗细不均匀的水泥电线杆,重心在距A端1/3处,当用竖直向上的力F1将A端抬高h(B端仍在地面上)时,F1做功为W1;当用竖直向上的力F2将B端抬高h(A端仍在地面上)时;F2做功为W2,则F1∶F2= ,W1∶W2= 。
2 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$