摘要:
**基本信息**
11.1功 分层练习(人教版物理八年级下册),初中物理新授课同步练。以功的概念为核心,通过基础情境辨析、进阶计算应用、综合实验探究三层设计,构建从物理观念到科学思维的巩固路径。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|做功的两个必要因素(力与距离方向关系)|单选题(推课本、提水桶)、填空题(拉力做功计算),强化物理观念|
|进阶层|功的计算(W=Fs)、力与运动的结合|多选题(力对物体做功判断)、计算题(机器人抬箱子做功),培养科学推理|
|综合层|实验探究(摩擦力与功的关系)、实际应用(航模滑行)|实验探究题(棋子运动)、综合题(航模升力与功),提升科学探究能力|
内容正文:
11.1功 分层练习-2025-2026学年人教版物理八年级下册
一、单选题
1.如图所示,小明把放在课桌边上的课本水平推到课桌中央,他对该过程提出了以下猜想。你认为正确的是 ( )
A.课本受到的支持力对它做了功 B.课本的重力对它做了功
C.课本受到的推力F对它做了功 D.在此过程中没有力对课本做功
2.在如图的四种情境中,人对物体做功的是( )
A.提着木桶在水平地面上匀速前进
B.扛着米袋慢慢爬上楼梯
C.用力推汽车,汽车没动
D.举着杠铃原地不动
3.在下列四种情境中,人对物体做功的是()
A.提着水桶在水平地面上匀速前进
B.扛着米袋慢慢爬上楼梯
C.用力推汽车,汽车没动
D.举着杠铃原地不动
4.如图所示,,三个物体在同样大小的力F的作用下,都沿着力F的方向移动距离s,比较F对三个物体所做的功,结论是( )
A.三次做功一样多 B.对A做的功多
C.对B做的功多 D.对C做的功多
5.下列数据符合实际情况的是( )
A.一名中学生站立时对水平地面的压强约为2×104Pa
B.一只鸡蛋漂浮在盐水中所受浮力约为0.5N
C.从地面捡起2kg物体放到桌面上,人做功约为1.6J
D.中学生正常步行的速度可达到10m/s
6.下列四幅图中,有力对物体做功的是( )
A. 小车在推力作用下静止
B. 物体在绳子拉力的作用下升高
C.提着滑板车在水平路面上前行
D. 搬而未起
7.日常生活中有很多现象都与我们学习过的物理知识有关。下列说法正确的是( )
A.自行车前后轮安装在滚动轴承上,可以增大摩擦
B.投掷出去的铅球在空中飞行的过程中,运动员对铅球做了功
C.高压锅是利用液体的沸点随液面上方气压增大而升高的原理工作的
D.短跑运动员在到达终点后不会立即停下来,是因为受到惯性的作用
8.如图所示,把一个物体分别沿光滑斜面AC、BC推上顶端,所用推力分别为F1、F2,所做的功分别为W1、W2,已知。下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有①④正确 D.只有②③正确
二、多选题
9.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.用力将杠铃从地面举起
10.某同学用100N的水平力推一辆重1500N的小车。下列说法中正确的是( )
A.只要他用了力,他就做了功
B.车若前进了1m,他做的功就为1500J
C.车沿推力方向前进1m,他做的功就为100J
D.松手后即使小车继续前进他也不做功
11.下列各项是某个中学生对相关数据的估计,其中与实际相符的是( )
A.一个中学生的体重约为50N
B.一个中学生站立在水平地面上对水平地面的压强约为104Pa
C.用手从地面将一个鸡蛋举到头顶所做的功约为1J
D.作用在课本上表面上的大气压力约为5×103N
12.如图所示,箱子静止在水平地面上,一位同学沿水平方向将静止的箱子推动,箱子在水平推力作用下,在水平地面上做匀速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.水平推力对箱子做了功
B.箱子在水平地面上做匀速直线运动时,箱子受到的合力为零
C.箱子由静止变成运动的过程中,它受到的推力等于摩擦力
D.同学对木箱的作用力一定等于木箱对同学的作用力
13.下列说法中正确的是( )
A.做匀速运动的物体机械能保持不变
B.一个力作用在物体上,就会改变物体的运动状态
C.行驶的火车上,乘客相对于火车上的座椅是静止的
D.用力推着小车水平前进时,推力对小车一定做了功
14.如图所示是工人利用传送带运送货物时的情景:货物与传送带一起,先匀速上坡,到达指定高度后再水平匀速运动一段距离,最后被装载在货车中。关于这一过程,下列分析正确的是(不考虑空气阻力)( )
A.上坡过程中,货物所受摩擦力沿坡面向上
B.上坡过程中,货物不受平衡力的作用
C.水平运动过程中,传送带对货物做了功
D.水平运动过程中,货物不受摩擦力作用
15.如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述,正确的是( )
A.图甲中,举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃没有做功
B.图乙中,人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做功了
C.图丙中,起重机吊着重物沿水平方向向右匀速移动,钢绳的拉力对重物做功了
D.图丁中,足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球没有做功
三、填空题
16.在水平地面上用60N的水平拉力拉重100N的木箱,使木箱沿拉力方向前进5m,拉力所做的功等于 J,重力所做的功等于 J.
17.如图所示,用手把篮球从M点以速度竖直上抛,到达最高点N时速度为零,在篮球离开手后向上运动过程中,
(1)手对篮球 (选填“做功”或“不做功”),判断依据是 ;
(2)篮球受到的力是 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
18.如图所示,在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶由于 继续向前运动,此时水平冰面对冰壶的支持力 (填“做功”或“不做功”)
19.1654年5月8日,德国马德堡市的市长奥托格里克做了著名的 实验,证明了大气压强的存在,为了纪念英国物理学家 为热学、热力学等方面做出的贡献,以他的名字命名能量和功的单位。
20.如图,用50N的水平推力推水平地面上重200N的箱子,箱子未动,此时箱子受到的摩擦力为 N;当水平推力增大到80N时,箱子恰好匀速运动,10s内运动了10m,此时推力对箱子做的功为 J。
21.我国大疆无人机享誉全球,当无人机水平匀速飞行时,升力对无人机 (选填“做功”或“不做功”);重为30N的无人机竖直向上飞行100m,无人机克服重力做的功为 J。
22.如图甲所示,一块质量为0.2kg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=3N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为 N,0~6s内拉力F做的功是 J(取g=10N/kg)。
23.如图甲所示,有一底面积为0.01m2,质量为3kg的正方体物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图像分别如图乙、丙所示,已知物块在2~4s的运动距离为2m。则物体在2~4s物块受到的摩擦力为 ;在前6s内,拉力F做的功是 。
四、计算题
24. AI机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m,质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求:
(1)机器人所受的重力;
(2)2s内机器人对箱子所做的功;
五、作图题
25.用弹簧测力计悬挂一个重为10 N的物体,由静止开始竖直向上运动,测力计在不同时间段的示数如图(甲)所示,请在图(乙)中画出物体在此过程中动能E随时间变化的关系图。
六、实验探究题
26.在粗糙程度不变的水平桌面上放置了一颗质量为0.2kg的棋子,俯视图如图所示.现对棋子施加一个大小为3N的水平向前的推力,使棋子从A点匀速直线运动到B点,改为对棋子在水平方向上只施加一个向左推力,使棋子从B点匀速直线运动到C点.不计空气阻力,
(1)推力 (选填“3N”或“2N”或“1N”);
(2)棋子从A点到B点,重力所做的功为,棋子从B点到C点,重力所做的功为,则 (选填“大于”或“等于”或“小于”),判断依据是 。
七、综合题
27.航模飞机(图甲)的表演极具观赏性。这种航模飞机需在跑道上加速滑行一段距离,获得足够的升力后才能起飞。已知航模飞机在起飞离地前,平直跑道对它的支持力F支与滑行距离s的关系如图乙所示。发动机产生的推力为300N,滑行中获得的升力为F升=cv2,式中比例系数c=7.5N·S2/m2,v是航模飞机的滑行速度。g取10N/kg,根据图像解答下列问题:
(1)航模飞机的质量为 kg,起飞过程中发动机做的功为 J;
(2)航模飞机起飞离地时获得速度为 m/s;
(3)根据航模飞机在竖直方向的受力和图乙的解析式。推导其滑行距离s与滑行速度v之间的关系式 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】因为课本是在水平方向发生了移动,课本所受的4个力中,重力和支持力是竖直方向上的,物体在竖直方向上没有移动距离,或者说力的方向与物体运动的方向是垂直的,故支持力和重力不做功,推力F是水平方向上的力,物体在推力的方向上移动了距离,所以推力对物体做功。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受力且沿力的方向移动距离,力对物体做了功。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.提着木桶在水平地面上匀速前进,人给木桶一个向上的力,人和木桶在水平方向上移动,木桶没有在力的方向移动距离,人对木桶没有做功,故A不符合题意;
B.扛着米袋慢慢爬上楼梯,人给米袋向上一个的力,米袋在力的方向移动了距离,人对米袋做功,故B符合题意;
C.用力推汽车,汽车没动,人给汽车一个向前的力,汽车没有在推力的方向移动距离,人对汽车没有做功,故C不符合题意;
D.举着杠铃原地不动,人对杠铃的力向上,杠铃没有在力的方向移动距离,人对杠铃没有做功,故D不符合题意。
故选B。
【分析】要判断人对物体是否做功,需依据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。
3.【答案】B
【解析】【分析】本题要抓住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;
二者缺一不可.
【解答】A、提着水桶在水平地面上匀速前进,人给水桶一个向上的力,水桶向上没有移动距离,人对水桶没有做功,不符合题意;
B、扛着米袋慢慢爬上楼梯,人给米袋一个向上的力,米袋向上移动了距离,人对米袋做功,符合题意;
C、用力推汽车,汽车没动,人给汽车一个向前的力,汽车向前没有移动距离,人对汽车没有做功,不符合题意;
D、举着杠铃原地不动,人给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,人对杠铃没有做功,不符合题意.
故答案为:B.
【点评】有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,即力的方向和物体前进的距离的方向一致,力对物体才做功.
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】B,D
【解析】【解答】A.用力搬石头没有搬动,有力没有移动的距离,不做功,故A不符合题意;
B.用力推箱子前进,有力的作用,且沿着力的方向发生位移,力做功,故B符合题意;
C.用力提书包水平行走,人对书包的力与移动的方向垂直,不做功,故C不符合题意;
D.用力将杠铃从地面举起,有力的作用,且沿着力的方向发生位移,力做功,故D符合题意。
故选BD。
【分析】做功:公式为W=Fs,条件为对物体做功,且在力的方向上产生位移,如推箱子,或者举重,当力和物体移动方向垂直时,物体不做功
10.【答案】C,D
11.【答案】B,C,D
【解析】【解答】A.初中生质量约为50kg,体重为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
故A不符合题意;
B.一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm2,即0.02m2;中学生的质量大约为50kg,压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N
压强p=
B符合题意;
C.一个鸡蛋的重力约0.5N,举过头顶的高度约2m,做功W=Fs=Gh=0.5N×2m=1J
C符合题意;
D.课本的表面积约为500cm2,作用在课本上表面上的大气压力约F=pS=1×105Pa×500×10-4m2=5×103N
D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】该题目考查的是重力、压强、功的估计,平时注意积累记忆即可。
12.【答案】A,B,D
13.【答案】C,D
【解析】【解答】A.若物体在竖直面内做匀速直线运动,则物体一定有重力之外的其他力做功,故机械能一定发生改变,A不符合题意;
B.力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,因此当一个力作用在物体上时,物体的运动状态不一定会发生改变,B不符合题意;
C.行驶的火车上,乘客相对于火车上的座椅位置没有发生改变,因此乘客相对于火车上的座椅是静止的,C符合题意;
D.用力推车水平前进时,推力在水平方向,并且使物体沿着推力方向移动了一段距离,所以推力做了功,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】匀速直线运动的物体动能不变,但高度改变,重力势能改变;力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态;相对于参照物没有位置变化,物体间是相对静止的;物体受力且在力方向上移动距离,力对物体做了功。
14.【答案】A,D
【解析】【解答】A.上坡过程中,货物由于受到重力作用,有向下的运动趋势,所受摩擦力方向沿坡面向上,故A正确;
B.上坡过程中,货物做匀速直线运动,处于平衡状态,受到平衡力的作用,故B错误;
CD.水平运动过程中,货物与传送带一起匀速水平运动,货物与传送带之间没有相对运动或相对运动趋势, 货物不受摩擦力作用,摩擦力不做功,传送带对货物提供支持力,但货物在支持力方向上没有移动距离,支持力不做功,故传送带对货物不做功,故C错误,D正确;
故选AD。
【分析】(1)上坡过程中,由于货物有沿坡面向下滑动的趋势,因此货物所受的摩擦力方向沿坡面向上,以阻止货物下滑;
(2)货物与传送带一起匀速上坡,说明货物处于平衡状态,因此受平衡力作用;
(3)水平运动过程中,传送带对货物提供支持力,但货物在支持力方向上没有移动距离,因此传送带对货物没有做功;
(4)水平运动过程中,货物匀速运动,水平方向上没有相对运动或相对运动趋势,因此不受摩擦力作用。
15.【答案】AD
【详解】做功的两个必要条件:①物体受到力的作用;②物体在该力的方向上通过距离,两个条件缺一不可。逐个分析:
A,运动员举着杠铃不动,杠铃在运动员力的方向上没有移动距离,所以运动员对杠铃没有做功,故A正确;
B,人推汽车没推动,汽车在推力方向上没有移动距离,所以推力对汽车不做功,故B错误;
C,起重机吊重物水平移动,拉力方向是竖直向上,重物只在水平方向移动,没有沿拉力方向移动距离,所以拉力对重物不做功,故C错误;
D,足球在水平地面滚动,重力方向竖直向下,足球只在水平方向移动,没有沿重力方向移动距离,所以重力对足球没有做功,故D正确。
故选AD。
16.【答案】300;0
17.【答案】不做功;篮球没有受到手的作用力;非平衡力
18.【答案】惯性;不做功
19.【答案】马德堡半球;焦耳
20.【答案】50;800
21.【答案】不做功;3000
22.【答案】1;3.6
【解析】【解答】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,F=G+f,所以铁块受到摩擦力大小f=F-G=3N-0.2kg×10N/kg=1N.
②铁块在0~6s内升高的距离s=vt=0.2m/s×6s=1.2m,因此拉力F做的功W=Fs=3N×1.2m=3.6J.所以答案为:1N;3.6
【分析】此题主要考查学生对二力平衡条件的掌握和应用.首先,我们可以判断物体是否受力平衡;其次,根据所求力的方向、以及平衡力的大小和方向准确求出力的大小和方向.
23.【答案】6N;42J
【解析】【解答】由图丙可知4~6s物体匀速直线运动,由图乙可知4~6s内拉力为6N,所以4~6s内物体受到的摩擦力为,物体在2~4s内加速直线运动,摩擦力大小与4~6s内物体受到的摩擦力相等,所以物块受到的摩擦力为6N;物体在0~2s内静止,拉力没有做功,物体在2~4s内拉力做个功为,4~6s内物体运动的距离为,4~6s内拉力做功为,在前6s内,拉力F做的功是。
【分析】物体在2~6s内受到的是滑动摩擦力,大小相等。只有匀速直线运动时拉力和摩擦力才平衡,所以物体在2~4s物块受到的摩擦力应该由匀速直线运动的4~6s计算。物体在0~2s内静止,拉力没有做功,物体在2~4s内拉力做个功为,4~6s内拉力做功为,则在前6s内,拉力F做的功是。
24.【答案】(1)解:机器人所受的重力G=mg=55kg×10N/kg=550N
答:机器人所受的重力为550N;
(2)解:2s内机器人对箱子所做的功W=Fs=100N×1m=100J
答:2s内机器人对箱子所做的功为100J;
【解析】【分析】(1)机器人的质量已知,利用G=mg得到其重力。
(2)力和在力的方向上通过的距离已知,利用W=Fs得到机器人对箱子所做的功。
25.【答案】
【解析】【解答】根据题意可知,物重G=10N,物体由静止开始竖直向上运动,测力计的示数反映了向上拉力的大小;
(1)由F-t图象可知,;
比较可知,拉力大于重力,合力的方向向上,所以物体向上做加速运动,动能越来越大;
(2)由F-t图象可知,;
比较可知,拉力等于重力,物体所受合力为零,所以物体保持原来的速度做匀速直线运动,动能不变;
(3)由F -t图象可知,;
比较可知,拉力小于重力,合力的方向向下,所以物体向上做减速运动,速度直至为零,动能减小,动能为零;
根据以上分析可知,物体在此过程中动能E随时间变化的图象如下图所示:
【分析】从给出的F-t图象中分别读出3个时间段的拉力,然后与物体重力进行比较,若拉力大于重力,则物体做加速运动;
若拉力等于重力,则物体做匀速运动,若拉力小于重力,则物体做减速运动;由此得到物体在此过程中速度随时间变化的图象;
物体的动能与质量和速度有关,当质量一定时,速度越大,动能越大。
本题通过图象考查了二力的合成、力与运动的关系,关键要知道:合力方向与运动方向相同时,物体做加速运动;合力方向与运动方向相反时,物体做减速运动;当合力为零时,物体保持原来的速度做匀速直线运动,要知道质量越大,速度越大,动能越大。
26.【答案】(1)3
(2)等于;两次运动中,棋子在重力的方向上都没有移动距离,重力没有做功
【解析】【解答】(1)棋子匀速直线运动,处于平衡状态,此时推力都等于所受滑动摩擦力,又因为压力大小与接触面的粗糙程度都不变,因此摩擦力大小相等,则F2=f=F1=3N
(2)棋子从A点到B点、从B点到C点,棋子在重力的方向上都没有移动距离,故两次运动中,重力都没有做功,因此。
【分析】(1)棋子匀速直线运动,处于平衡状态,推力都等于所受滑动摩擦力;
(2)棋子在重力的方向上都没有移动距离,两次运动中,重力都没有做功,即做功为零。
27.【答案】(1)108;9000
(2)12
(3)
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