内容正文:
第十一章
功和机械能
第1节
白基础进阶
1.(2024·东莞期末)为方便残疾人上下台阶,
很多公共场所设计了如图所示的专用通道。
若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长
的斜面推至2m高的入口处,沿斜面所用的
推力为200N,则在此过程中推力做的功为
J,克服人和轮椅所受重力做的功为
J,斜面的支持力对轮椅做的功为
入▣
楼梯
残疾人专用通道
(第1题)
2.(2024·常州武进校级一模)如图所示,质量
为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同
学上半身的质量约为全身质量的40%,她在
1min内做了40个仰卧起坐,每次上半身仰
卧起坐重心上升的高度均为0.3m,则她在
1min内克服重力做的功为
J。(g
取10N/kg)
仰卧起坐
(第2题)
3.新情境·现代科技(2024·惠州期末)如图所
示为一款“挪车神器”,交警可以通过手机操
控该设备进入违停车辆底部,托举起车辆进
行移动,关于该“挪车神器”,下列说法中正确
的是
(第3题)
A.托起车辆上升一段距离,对车辆做了功
76
功
●“答案与解析”见P32
B.托起车辆上升一段距离,对车辆没有做功
C.托着车辆水平匀速移动,对车辆做了功
D.手机操控“挪车神器”进入违停车辆底部
没有做功
幻素能攀升
建筑工人用50N的水平推力推小车,使小车
在水平地面上匀速前进了15m,小车受到的
阻力为
N。撤去推力,小车仍然能
继续向前运动0.5m,这是由于小车具有
,此时小车受到的阻力为
在上述小车前进15.5m的过程中,建筑工人
对小车做的功为
J。
如图所示的玻璃管中装有水,一个体积为1×
10-4m3的长方体木块下端被轻绳系住,固定
在容器下部,木块所受重力为0.6N,P水=
1.0×103kg/m3,当木块静止时,绳子的拉力
为
N,剪断轻绳后,木块从开始上浮
到刚要露出水面的过程中,浮力所做的功为
J。(g取10N/kg)
0.2m
0.15m
(第5题)
小明打篮球时,将篮球投向篮筐,篮球在空中
的运动轨迹如图新示,已知篮筐距地面的垂
直高度为3.05m,篮球重约6N。篮球从
A处离手后在空中运动至B处的过程中,克
服重力做的功约为
)
(第6题)
A.2JB.10JC.30JD.100J
7.一个人先后用同样大小的力F将不同质量的
物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙
斜面上沿力的方向移动相同的距离s(如图),
该力在这三个过程中所做的功分别为W1、
W2、W3。下列关于它们之间的大小关系的说
法,正确的是
)
F.m
m
F2m
光滑水平面
粗糙水平面
、2m
3
粗糙斜面
(第7题)
A.W<W,<W
B.W<W2-W
C.W=W2=W3 D.Wi-W2<W
8.★(2024·沈阳大东期中)关于下列情境中力
对物体做功的叙述,错误的是
()
A.举重运动员举着杠铃不动,运动员没有对
杠铃做功
B.人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做
了功
C.起重机吊着重物上升,钢绳竖直向上的拉
力对重物做了功
D.足球在水平地面上滚动,足球受到的重力
没有对足球做功
9.(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,此过程中
6.0
24.0
L6.0单位:m
0
投掷线
冰壶赛场俯视图
(第9题)
第十一章功和机械能
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
思维拓展
10.(2025·广安)某同学阅读我国航空母舰发展
简介后对力学产生了浓厚的兴趣。他用底面
积为200cm的长方体容器(厚度不计)装
一定量的水,将一个重为4N、棱长为10cm
的正方体A放入容器中,发现它处于漂浮
状态。如图所示,此时水的深度为18cm。
(p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求A漂浮时浸入水中的深度。
(2)若将与A形状、体积完全相同的物体B
平放在A的正上方,A、B一起向下运动,当
静止时一起处于悬浮状态。求A、B一起开
始运动到B刚好浸没时,B所受重力做的
功。(容器足够高,水不溢出,A、B不吸水)
(第10题)
77中小桶受到的浮力相同,即F浮1
F2,设项链的质量为m,又因为两次
实验中小桶均处于漂浮状态,所以由
漂浮条件可得F浮1=(m十m小幅)g,
F浮2=(m加水十m小橘)g,则可知项链
的质量m=m加水;由题意可知在步骤
(2)中向小桶中加人水的体积为V,
所以由密度公式可知项链的质
量m=m加水=oV。(3)在量筒中装
入适量的水,记下体积V,。(4)将项
链浸没在量简的水中,记下体积V2;
则项链的体积V=V2一V。(5)珍珠
=oV。
项链的密度P珍珠=V一了2一V
12.(1)由0=受可得,圆柱A的体
积VA=mA
90g
,=150cm3
PA 0.6 g/cm
(2)将A竖直缓慢放入B中,静止时
A漂浮在水面,由漂浮条件可知,此时
圆柱A受到的浮力F浮=GA=Ag
90×103kg×10N/kg=0.9N
(3)将A竖直缓慢放人C中,静止时
状态未知,假设A放入油中是沉底
的,由V=Sh可得,A的底面积SA=
VA 150 cm'
hA
10cm
=15cm2=1.5×
103m2,原来油的体积V油=Shc=
30cm×3cm=90cm,A沉底后油
的深度h'=
V油
S-SA
90cm3
30cm2-15cm
=6cm=0.06m,此
时A受到的浮力F浮'=P油gV排油=
0.9×103kg/m3×10N/kg×1.5×
103m2×0.06m=0.81N,因为
F浮'=0.81N<GA=0.9N,所以,假
设成立,A放人油中会沉底,此时油
的深度h'=0.06m,则油对容器底部
的压强p=Pgh'=0.9X
103kg/m3×10N/kg×0.06m=
540Pa
13.(1)静止时玻璃杯浸入水中的深
度为5.5cm,则玻璃杯底面所受水的
压强p=p*gh=1.0×103kg/m3×
10N/kg×5.5×102m=550Pa:由
力号可知玻璃杯底面所受水的压力
F=pS=550Pa×80X104m2=
4.4N(2)空玻璃杯的重力G杯=
m杯g=200×103kg×10N/kg=
2N;因玻璃杯上表面受到水的压力为
零,下表面受到的压力F=4.4N,则
由压力差法F浮=F向上一F向下可知,
玻璃杯受到水的浮力F浮=F=
4.4N,由图甲可知,装有铁块的玻璃
杯在水中处于漂浮状态,根据物体的
浮沉条件可知,玻璃杯和铁块的总重
力G总=F浮=4.4N;则铁块的重力
G铁=G总一G杯=4.4N一2N=
2.4N,由G=g可得铁块的质
-告-0-024w
量m铁
(3)将空玻璃杯放入待测液体中,空
玻璃杯处于漂浮状态,由物体的浮沉
条件可知,此时玻璃杯受到的浮力
F浮'=G杯=2N;此时玻璃杯排开待
测液体的体积V排=Sh1=80×
10-4m2×2×10-2m=1.6×
104m3,由阿基米德原理可知待测液
体的密度P装=gV第
F浮
2N
10N/kgX1.6X10+m=1.25×
103kg/m3
第十一章功和机械能
第1节功
1.1600120002.2400
3.A解析:托起车辆上升一段距离,
有力作用在车上,且车在力的方向上
移动了距离,对车辆做了功,故A正
32
确,B错误;托着车辆水平匀速移动,
力的方向与移动方向垂直,不做功,故
C错误;手机操控“挪车神器”进人违
停车辆底部,有力作用在“挪车神器”
上,“挪车神器”在力的方向上通过了
距离,力做了功,故D错误。
4.50惯性50N750
5.0.40.156.B7.C
8.B
一方法归纳
判断力对物体是否做功的方法
判断是否做功,就看其是否同
时满足做功的两个必要因素:①作
用在物体上的力:②物体在力的方
向上通过的距离。两个条件缺一
不可。
不做功的情况一般有以下三
种:①有力无距离,搬而未动,举而
未起:②有距离无力,物体由于惯
性而运动:③有力也有距离,但距
离的方向与力的方向垂直,如人提
着水桶在水平地面上运动。
9.C
10.(1)由物体的漂浮条件可知,A
漂浮时受到的浮力F浮A=GA=4N,
由F浮=P3V排可知,此时A排开水
的体积V排=
F浮A=
0水g
4N
=4×
1.0×103kg/m3×10N/kg
104m3=400cm3,由V=Sh可知,
接一
此时A浸入水中的深度九A=S
400cm
=4cm(2)A漂浮时A的
(10cm)2
上表面到容器底部的距离LA上=h十
(LA -hA)=18 cm+(10 cm-
4cm)=24cm,则容器中水的体积
V水=Sh-V排=200cm2×18cm
400cm3=3200cm3,B刚好浸没且
A、B悬浮时排开水的体积V排总
2V4=2×(10cm)3=2000cm3=2×
103m3,此时水和A、B整体的体积
V总=V水+2VA=3200cm3+
2000cm3=5200cm3,B的上表面到
容器底部的距离L上=、三
5200cm3
200cm
=26cm,则B开始运动到
刚好浸没时运动的距离hB=(LA上十
LB)-LB上=(24cm+10cm)一
26cm=8cm:由物体的悬浮条件可
知,此时A、B整体受到的浮力F浮
P*gV排总=1.0×103kg/m3X
10N/kg×2×103m3=20N,B所受
重力GB=F浮-GA=20N-4N=
16N,则此过程中B所受重力做的功
W=G3hB=16N×8×10m=
1.28J
第2节功率
1.功率功2.A
3.(1)叉车对货箱所做的功W=
Gh=mgh=300 kgX10 N/kgX3 m=
9000J(2)叉车对货箱所做功的功
率P=W_9001=900W
10s
4.012解析:物体B在水平拉力
作用下在水平地面上做匀速直线运
动,虽然A、B间有摩擦力,但由于A
物体没有沿摩擦力方向移动距离,所
以摩擦力对A物体没有做功,即摩擦
力对A物体做的功为0J:在水平拉
力F的作用下物体B做匀速直线运
动,则拉力F做的功W=Fs=20NX
3m=60J,拉力的功率P三=
60J=12W。
5s
5.=<解析:将物体A放在水平
地面上,在水平拉力的作用下,以一定
的速度向右匀速运动:同一物体在同
一水平地面上,压力的大小与接触面
的粗糙程度均不变,则摩擦力大小不
变,根据二力平衡条件可知,水平拉力
的大小都等于摩擦力,即F,=F2=
∫:两次拉力大小相等,两次移动的距
离也相同,根据W=Fs可知,拉力做
的功相等,即W,=W2;两次拉力大小
相等,v1=4m/s,2=6m/s,由P=
W_E=Fu可知,两次拉力的功率
P<P2
一方法归纳
利用P=Fv计算功率
将物体A放在水平地面上,在
水平拉力的作用下,以一定的速度
向右做匀速直线运动,在同一水平
面上,压力与接触面的粗糙程度不
变,摩擦力的大小不变,根据二力
平衡条件可知,水平拉力等于摩擦
力,再根据W=Fs可求出功的大
小,由P=F)可得出功率的大小。
6.B
7.B解析:由图乙可知,物体A在
水平拉力F的作用下在DE段移动了
3m,用时6s,物体A在水平拉力F
的作用下在HG段移动了3m,用时
3s,已知物体A在大小不变的水平拉
力F的作用下,即拉力F相同,移动
的距离相等,根据W=Fs可知,F在
DE段所做的功等于在HG段所做的
功,即W,=W2,故A错误;从图乙可
知,DE段做匀速直线运动,拉力等于
摩擦力,即F=∫1,故B正确:F在
DE段所做的功等于在HG段所做的
功,HG段的时间少于DE段的时间,
根据P=
W可知,F在DE段所做功
的功率小于在HG段所做功的功率,
即P,<P2,故C错误:DE段做匀速
33
直线运动,拉力等于摩擦力,在HG
段,不做匀速直线运动,拉力不等于此
阶段的摩擦力,故两次的摩擦力不相
等,故D错误。
8.D解析:由题可知,妈妈与小明爬
山的高度相同,妈妈的体重是小明的
g-bG=号由w=
1.2倍,即G-G
Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之
比W,:W2=G1h:G2h=G1:G2=
6:5,故A、B错误;妈妈所用的时间
是小明的1.5倍,即号=5。一号
22
t
由PW可知,妈妈和小明克服重力
t
做功的功率之比P,:P2=
W):
t
W=4:5,故C错误,D正确。
9.B
10.(1)由w-t图像可知,在7~12s
做匀速直线运动,速度v一6m/s,配
送机器人在7~12s内运动的距
离s=t=6m/s×(12s-7s)=30m
(2)由-t图像可知,在7~12s做匀
速直线运动,速度v=6m/s,由F-t
图像可知,在7~12s机器人的动力
F=30N,则配送机器人动力做功的
功率P=W=B=F=30N×
6m/s=180W(3)机器人以恒定的
功率在某段平直的路面上由静止开始
运动,由P=1
可得,0一7s内机器人
动力做的功W=P′=180W×7s=
1260J
11.(1)由图乙可知,小球加速之前的
速度为v,经过加速带加速后速度变
为3w。已知1号球刚从B端离开
时,4号球刚好从A端进入,则1号球
在加速带上运动的时间等于4号球到
达1号球的位置所用的时间,因为