内容正文:
2026年中考物理克服摩擦力做功与克服重力做功专题练习
(1) 知识点填空(8道,夯实基础)
1. 力做功的两个必要条件:一是物体受到______,二是物体在______的方向上通过一段距离;克服某力做功,本质是该力对物体做______功,做功大小等于力与物体在力的反方向上通过距离的乘积。
2. 克服重力做功的判断:当物体______运动时,需要克服重力做功;做功公式为______(G为重力,h为物体在竖直方向上通过的距离),单位是______。
3. 克服摩擦力做功的判断:当物体在接触面发生______(滑动或有相对运动趋势)且运动方向与摩擦力方向______时,需要克服摩擦力做功;滑动摩擦力做功公式为______(f为滑动摩擦力,s为物体在接触面滑动的距离)。
4. 克服重力做功的能量转化:通常是______能转化为物体的______能;若不计其他阻力,克服重力做的功______物体重力势能的增加量。
5. 克服摩擦力做功的能量转化:始终是______能转化为______能(摩擦生热),这部分能量会散失,无法全部转化为有用能量。
6. 物体在水平方向运动时,若高度不变,______(选填“需要”或“不需要”)克服重力做功;若接触面光滑,______(选填“需要”或“不需要”)克服摩擦力做功。
7. 汽车沿斜坡向上行驶时,既需要克服______做功(转化为重力势能),也需要克服______做功(转化为内能),总功等于两种功的总和。
8. 影响克服重力做功大小的因素是______和______;影响克服滑动摩擦力做功大小的因素是______和______。
(2) 基础应用题(10道,理解应用)
选择题(8道)
1. 下列情景中,物体需要同时克服摩擦力和重力做功的是( )
A. 水平地面上匀速滑动的木块
B. 沿粗糙斜面匀速向上滑动的物体
C. 竖直方向匀速上升的气球(不计空气摩擦)
D. 随传送带匀速水平运动的货物
2. 关于克服重力做功,下列说法正确的是( )
A. 物体向下运动时,一定需要克服重力做功
B. 克服重力做功的大小,只与物体的重力大小有关
C. 同一物体竖直上升和沿斜面上升相同高度,克服重力做功大小相等
D. 物体静止在斜面上,需要克服重力做功
3. 水平粗糙地面上,用10N的水平拉力拉着木块匀速滑动10m,木块受到的滑动摩擦力为10N,此过程中克服摩擦力做功为( )
A. 0J B. 100J C. 200J D. 无法计算
4. 下列情景中,不需要克服摩擦力做功的是( )
A. 骑自行车沿平直公路前进 B. 沿光滑斜面匀速下滑的木块
B. 用手将木块在粗糙桌面上推动 D. 汽车刹车后在水平路面滑行
5. 一个重50N的物体,被匀速提升至10m高处,不计空气阻力,克服重力做功的大小为( )
A. 5J B. 50J C. 500J D. 5000J
6. 关于克服摩擦力做功与能量转化,下列说法正确的是( )
A. 克服摩擦力做功越多,物体的机械能减少越多
B. 克服摩擦力做功时,机械能全部转化为内能
C. 静摩擦力不存在克服做功的情况
D. 克服滑动摩擦力做功的大小,与接触面的粗糙程度无关
7. 同一物体沿不同粗糙程度的水平面滑动相同距离,下列说法正确的是( )
A. 接触面越粗糙,克服摩擦力做功越多
B. 接触面越光滑,克服摩擦力做功越多
C. 两次克服摩擦力做功一样多
D. 无法比较两次克服摩擦力做功的大小
8. 下列关于克服重力做功和克服摩擦力做功的区别,说法错误的是( )
A. 克服重力做功与物体的竖直位移有关,克服摩擦力做功与物体的水平(或滑动)位移有关
B. 克服重力做功可能转化为重力势能,克服摩擦力做功一定转化为内能
C. 两种做功的大小,都与力的大小和对应的距离有关
D. 物体在水平方向运动时,一定同时需要克服两种力做功
简答题(2道)
1. 为什么沿粗糙斜面匀速向上拉物体时,既需要克服重力做功,也需要克服摩擦力做功?请结合做功条件和能量转化说明。
2. 同一物体从同一高度分别沿光滑斜面和粗糙斜面匀速下滑(两个斜面长度是一样的),到达斜面底端时,克服重力做功的大小关系如何?克服摩擦力做功的大小关系如何?请简要分析。
(3) 综合应用题(5道,提升能力)
1. 水平粗糙地面上,用20N的水平拉力拉着质量为5kg的木块(g取10N/kg),使木块在10s内匀速滑动了4m,木块受到的滑动摩擦力与拉力平衡。
(1)木块的重力大小是多少?此过程中需要克服重力做功吗?为什么?
(2)该过程中克服摩擦力做功的大小是多少?能量发生了怎样的转化?
(3)若用同样的拉力拉木块在光滑水平面上滑动相同距离,克服摩擦力做功会发生什么变化?
2. 一个重60N的木块,从光滑斜面顶端由静止滑下,斜面高度为2m,斜面长度为4m;到达粗糙水平面后,继续滑行3m后停止(g取10N/kg)。
(1)木块在光滑斜面上运动时,克服重力做功多少?克服摩擦力做功多少? (2)木块在粗糙水平面上滑行时,克服摩擦力做功多少?若滑动摩擦力大小不变,滑动摩擦力是多少?
(3)整个过程中,克服重力做功和克服摩擦力做功的能量转化有什么不同?
3. 汽车在平直公路上匀速行驶时,重力为1.2×10⁴N,车轮与地面间的滑动摩擦力为500N;随后汽车沿斜坡向上匀速行驶,斜坡高度为10m,斜坡长度为100m(g取10N/kg)。
(1)汽车在平直公路上行驶1000m,克服重力做功和克服摩擦力做功分别是多少?
(2)汽车沿斜坡向上行驶时,克服重力做功多少?若克服摩擦力做功5000J,滑动摩擦力大小是多少?
(3)对比汽车在平直公路和斜坡上的行驶过程,两种场景中克服摩擦力做功的大小与哪些因素有关?
4. 一个重100N的物体,在30N的拉力作用下,沿粗糙斜面匀速向上滑动,斜面倾角为30°,物体沿斜面向上滑动的距离为5m,滑动摩擦力为10N(g取10N/kg)。
(1)物体沿斜面向上滑动时,上升的高度是多少?克服重力做功多少?
(2)该过程中,克服摩擦力做功多少?克服重力做功和克服摩擦力做功的总和是多少?
(3)若拉力做功的大小等于克服重力和摩擦力做功的总和,拉力做功多少?验证“总功等于有用功与额外功之和”(克服重力为有用功,克服摩擦力为额外功)。
【参考答案】
一、知识点填空
1. 力;力;负
1. 竖直向上;W=Gh;焦耳(J)
1. 相对运动;相反;W=fs
1. 动;重力势;等于
1. 机械;内
1. 不需要;不需要
1. 重力;摩擦力
1. 物体重力;竖直方向移动的距离;滑动摩擦力大小;滑动距离
二、基础应用题
(一)选择题
1. B(解析:A只克服摩擦力做功;C只克服重力做功;D两种功都不需要克服;B物体沿斜面向上,克服重力做功,接触面粗糙且有滑动,克服摩擦力做功)
1. C(解析:A物体向下运动,重力做正功,不需要克服重力做功;B还与竖直高度有关;D物体静止,无位移,不做功;C同一物体G相同,上升高度h相同,W=Gh相等)
1. B(解析:克服摩擦力做功W=fs=10N×10m=100J)
1. B(解析:光滑斜面无摩擦力,不需要克服摩擦力做功;A、C、D都有摩擦力且有相对运动,需要克服)
1. C(解析:克服重力做功W=Gh=50N×10m=500J)
1. A(解析:B克服摩擦力做功时,机械能部分转化为内能;C静摩擦力也可能需要克服,如推静止的物体未推动但有趋势;D与接触面粗糙程度有关,粗糙程度越大,f越大,做功越多)
1. A(解析:接触面越粗糙,滑动摩擦力f越大,滑动距离s相同,克服摩擦力做功W=fs越多)
1. D(解析:物体在水平方向运动时,高度不变,不需要克服重力做功,若接触面光滑,也不需要克服摩擦力做功)
(二)简答题
1. 答:做功的两个必要条件是物体受力且在力的方向上有位移。①物体沿斜面向上运动,有竖直向上的分位移,受到竖直向下的重力,因此需要克服重力做功,将机械能转化为重力势能;②斜面粗糙,物体与斜面有相对滑动,滑动摩擦力方向沿斜面向下,与物体运动方向相反,因此需要克服摩擦力做功,将机械能转化为内能;综上,需要同时克服两种力做功。
2. 答:①克服重力做功大小相等;因为同一物体重力G相同,从同一高度下滑,竖直方向位移h相同,根据W=Gh,克服重力做功大小相等;②克服摩擦力做功大小不同,粗糙斜面的克服摩擦力做功更多;因为光滑斜面无摩擦力,不需要克服摩擦力做功(做功为0),粗糙斜面有滑动摩擦力,物体滑动距离相同,根据W=fs,需要克服摩擦力做功,因此粗糙斜面的克服摩擦力做功更多。
3、 综合应用题
1. 答:
(1)木块重力G=mg=5kg×10N/kg=50N;不需要克服重力做功;因为木块在水平方向运动,竖直方向没有位移,不满足克服重力做功的位移条件。
(2)克服摩擦力做功W=f滑s=20N×4m=80J;能量转化:木块的机械能(或拉力的能量)转化为内能。
(3)克服摩擦力做功为0;因为光滑水平面无摩擦力,不需要克服摩擦力做功。
2. 答:
(1) 克服重力做功W=Gh=60N×2m=120J;克服摩擦力做功为0;因为光滑斜面无摩擦力。
(2) 木块在斜面上获得的机械能全部用来克服水平面的摩擦力做功,因此克服摩擦力做功为120J;滑动摩擦力f=W/s=120J/3m=40N。
(3)克服重力做功:机械能内部转化(动能转化为重力势能,下滑时重力势能又转化为动能);克服摩擦力做功:机械能转化为内能,且无法回收。
3. 答:
(1)克服重力做功为0;因为汽车在平直公路行驶,竖直无位移;克服摩擦力做功W=f滑s=500N×1000m=5×10⁵J。
(2)克服重力做功W=Gh=1.2×10⁴N×10m=1.2×10⁵J;滑动摩擦力f=W/s=5000J/100m=50N。
(3)与滑动摩擦力大小和物体滑动(运动)的距离有关;两种场景中,克服摩擦力做功的大小都只与滑动摩擦力的大小和物体在摩擦力反方向上运动的距离有关。
· 平直公路上:滑动摩擦力为500N,行驶距离1000m,克服摩擦力做功 。
· 斜坡上:滑动摩擦力为50N,行驶距离100m,克服摩擦力做功 。
对比可知,滑动摩擦力越大、运动距离越长,克服摩擦力做功越多。
4. 答:
(1) 上升的高度:斜面倾角30°,物体沿斜面移动距离 ,上升高度 克服重力做功: 解析:克服重力做功只与重力大小和竖直方向上升的高度有关。
(2) 克服摩擦力做功: 做功总和: 解析:克服摩擦力做功只与滑动摩擦力大小和沿斜面滑动的距离有关。
(3) 拉力做功:根据题意,拉力做功等于克服重力和摩擦力做功的总和,即 验证规律:克服重力做功是有用功(250J),克服摩擦力做功是额外功(50J),总功(300J)= 有用功 + 额外功,符合机械功的相关规律。
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