暑假作业12 功与功率综合专题(巩固培优)八年级物理新教材人教版
2026-06-01
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 功,第2节 功率 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 功及其计算,功率及其计算 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 28.39 MB |
| 发布时间 | 2026-06-01 |
| 更新时间 | 2026-06-01 |
| 作者 | 初中物理志强工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·暑假轻松学 |
| 审核时间 | 2026-06-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58152070.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“概念-方法-应用”为逻辑主线,通过公式分类、易错辨析构建功与功率解题体系,分层突破7类核心题型,培养物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|知识积累|4种计算方法+3类不做功情况|公式适用范围(如W=Fs与W=Gh辨析)、不做功三情形、功率影响因素|从做功条件→计算方法→影响因素,构建能量观念基础|
|题型速练|7类共36小题(含易错★/难★★★)|做功判断技巧、功率比较方法(P=W/t与P=Fv应用)、图像分析步骤|按“基础辨析→计算应用→图像与机械综合”递进,匹配科学推理能力|
内容正文:
完成时间: 月 日 今日打卡:☐ 已完成
用时: min 自评勋章:
暑假作业12 功与功率综合专题
目 录
01 知识积累
02 题型速练
一.辨析物体是否做功(共4小题)
二.功的计算基础题型(共5小题)
三.应用功的相关知识解释生活中的现象(共5小题)
四.根据做功快慢状态判断功率大小(共6小题)(易错★★)
五.功率应用计算(共6小题)(难★★)
六.功、功率与时间、距离的图像关系(共4小题)(难★★★)
七.常见机械做功与功率的原理应用(共6小题)(易错★★)
03 巩固提升练
04 能力培优练
知识梳理
一天一练,温故知新,快乐过暑假
一、功与功率的计算方法
方法
公式
适用范围
定义法求功
W=Fs
通用所有恒力做功计算,力与移动距离方向一致
重力做功法
W=Gh
仅用于计算物体竖直方向升降的重力做功
定义法求功率
P=
通用功率计算,求解一段时间内的平均功率
推导式求功率
P=Fv
物体做匀速直线运动,可求平均功率与瞬时功率
注意:(1)做功的两个必要因素:有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离,二者缺一不可。
(2)知道功和时间、力和速度任意一组物理量,即可求解功率。
二、不做功的三种情况
1. 有力无距离:物体受力,保持静止不动,力不做功。
2. 有距离无力:物体靠惯性运动,不受动力作用,力不做功。
3. 力、距离垂直:受力方向与物体移动方向相互垂直,力不做功。
三、功、功率大小的影响因素
1. 功的大小与作用力大小和物体在力的方向上移动的距离有关。
2. 功率的大小表示做功的快慢,与做功多少、做功时间有关。
3. 匀速运动时,功率大小由牵引力和运动速度共同决定。
题型速练
一题一思,查漏补缺,轻松迎开学
一.辨析物体是否做功(共4小题)
1.如图各情境中有力对物体做功的是( )
A.推而不动 B.搬而未起 C.站立不动 D.推车前进
【答案】D
【详解】力对物体做功必须满足两个条件,第一物体必须受到力,第二必须在力的方向上移动距离;
A.推而不动,物体受到力的作用,但是在力的方向上没有移动距离,故推力不做功,故A错误;
B.搬而未起,物体受到力的作用,但是在力的方向上没有移动距离,故力不做功,故B错误;
C.站立不动,物体受到力的作用,但是在力的方向上没有移动距离,故力不做功,故C错误;
D.推车前进,物体受到力的作用,且在力的方向上移动了距离,故推力做功,故D符合题意。
故选D。
2.如图所示,徐州队主场对阵扬州队比赛的第59分钟徐州队9号前锋姜伟头球破门,下面说法正确的是( )
A.足球飞行时头对足球做功 B.只有击球瞬间对足球做功
C.足球飞行时惯性对足球做功 D.足球飞行时重力对足球不做功
【答案】B
【详解】A.足球在空中飞行时,头与足球已经分离,头对足球没有力的作用,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),头对足球不做功。故A错误;
B.只有在击球的瞬间,头对足球有力的作用,并且足球在头的作用力下移动了距离,所以头对足球做了功。故B正确;
C.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,所以惯性不能对足球做功。故C错误;
D.足球在空中飞行时,始终受到竖直向下的重力作用,并且在竖直方向上移动了距离,所以重力对足球做了功。故D错误。
故选B。
3.如图所示,一个人用力搬石头但没有把石头搬起来,则这个人对石头的力___________(选填“做功”或“没做功”)。
【答案】没做功
【详解】搬石头时,人对石头施加了向上的力,但石头没有在力的方向上移动距离,人对石头的力没有做功。
4.如图所示,小西周末做家务时,用平行于水平地面的力推沙发移动一段距离,上述过程中,小西的推力对沙发___________(选填“有”或“没有”)做功。
【答案】有
【详解】小西对沙发施加了推力,沙发在推力的方向上通过了距离,所以小西的推力对沙发做了功。
二.功的计算基础题型(共5小题)
5.在体育课上,小明同学练习投篮,篮球进入篮筐。估算篮球从篮筐处落到地面的过程中,篮球的重力所做的功最接近于(篮球质量约为0.6kg,篮筐高度约为3m)( )
A.2J B.20J C.200J D.0.2J
【答案】B
【详解】篮球受到的重力
篮筐距离地面,篮球的重力所做的功约为
篮球的重力所做的功最接近于,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如下列图片所示,已知A、B、C三个物体的质量大小关系为,它们分别在同样大小的力F的作用下,都沿力的方向移动了s的距离。力F( )
A.对A做的功最多
B.对B做的功最多
C.对C做的功最多
D.对A、B、C做的功一样多
【答案】D
【详解】因为对三个物体的拉力相等都为,三个物体在力的方向上移动的距离相等都为,根据功的计算公式可知,对三个物体所做的功一样多,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7.已知某小区没装电梯,且每层楼的楼层高度相同。李师傅到小区送水时会选择将水扛上楼,第一次李师傅用2min将一桶水从一楼送到四楼,第二次用5min将同样的一桶水从一楼送到六楼,两次送水过程中李师傅对水桶做的功分别为、,则______。
【答案】3∶5
【详解】从一楼到四楼,上升的楼层为3层;从一楼到六楼,上升的楼层为5层。设每层楼的高度为h,则第一次送水上升的高度h1=3h,第二次送水上升的高度h2=5h。桶和水的总重力为G,根据W=Gh可得,第一次送水做功
第二次送水做功
则两次送水对水桶做的功之比
8.搬运较重货物时一般要使用叉车,在水平地面上,使用叉车将的货物竖直抬起,再将货物沿水平方向缩回,整个过程叉车对货物做的功是多少?(取)
【答案】1.5×10⁴J
【详解】叉车对货物有向上的支持力,叉车在抬起货物时需要克服货物的重力做功,将货叉沿水平方向缩回时对货物没有做功,故叉车对货物做的功=1500kg×10N/kg×1m=1.5×10⁴J
9.根据2025年实施的《电动自行车安全技术规范》(新国标),某品牌电动自行车整车质量为55kg,最高设计车速为25km/h,小梦爸爸以最高设计车速匀速骑行12min,已知小梦的爸爸质量为65kg,骑行时所受阻力为总重力的0.05倍,求电动自行车克服阻力所做的功。(g取10N/kg)。
【答案】
【详解】人和电动自行车的总质量
总重力
骑行阻力
骑行时间
骑行距离
电动自行车克服阻力所做的功
三.应用功的相关知识解释生活中的现象(共5小题)
10.如图所示,在水平面上用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s,对于三种情况下拉力F所做的功的分析正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,a、b、c三种情况下物体所受拉力F的大小相同;a中拉力与物体运动方向垂直,则物体在拉力的方向上通过的距离为0,即;b中物体斜向上运动(拉力与物体运动方向所成夹角为锐角),则物体在拉力的方向上通过的距离要小于s,即;c中拉力与物体运动方向相同,则物体在拉力的方向上通过的距离为s,即,由此可知,所以由可知。故ABD错误,C正确。
故选C。
11.掷实心球是广州体育中考选考项目之一,如图所示的是某学生投掷实心球的过程,下列选项中该学生对实心球做了功的是( )
A.手持实心球静止站立 B.用力挥动实心球过程
C.实心球被掷出后在空中飞行 D.实心球落地后在地面滚动
【答案】B
【详解】物理学中,力做功必须满足两个必要条件:一是有力作用在物体上,二是物体在力的方向上移动了一段距离。
A.手持实心球静止站立时,学生对实心球有向上的支持力,但实心球没有在力的方向上移动距离,所以学生对实心球没有做功。故A不符合题意。
B.用力挥动实心球的过程中,学生对实心球施加了力,并且实心球在力的方向上移动了一段距离,满足做功的两个必要条件,所以学生对实心球做了功。故B符合题意。
C.实心球被掷出后在空中飞行,是由于惯性继续运动,此时学生的手已经与球分离,不再对球施加力的作用,所以学生对实心球没有做功。故C不符合题意。
D.实心球落地后在地面滚动,是由于惯性继续运动,学生没有对实心球施加力的作用,所以学生对实心球没有做功。故D不符合题意。
故选B。
12.粗糙水平面上有一木块,受到方向不变的水平拉力作用,水平拉力F与时间t的关系如图甲所示,木块的速度v和时间t的关系如图乙所示,6s内运动的路程为9m。下列说法正确的是( )
A.0~6s内木块受到的摩擦力f不变
B.0~2s内水平拉力F小于木块受到的摩擦力f
C.2~4s内克服摩擦力做功30J
D.2~6s内水平拉力做的功为90J
【答案】C
【详解】AB.由图乙可知,0~2s内物体静止,处于平衡状态,水平方向上受到的拉力F与摩擦力f是一对平衡力,大小相等,由图甲可知,0~2s内拉力为5N,则摩擦力为5N;2~4s内物体做加速运动,受力不平衡,4~6s内物体做匀速直线运动,受力平衡,由图甲可知,4~6s内拉力为10N,则滑动摩擦力为10N,运动过程中接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变,所以2~4s内物体受到的滑动摩擦力也为10N;所以0~6s内木块受到的摩擦力f改变,故AB错误;
C.2~4s内物体受到的滑动摩擦力为10N;由图乙可知,4~6s内物体做匀速直线运动,速度为3m/s,4~6s内物体运动的路程
6s内运动的路程为9m,0~2s内物体静止,则2~4s内物体运动的路程
则2~4s内克服摩擦力做功,故C正确;
D.由图甲可知,2~4s内水平拉力为15N,则2~4s内水平拉力做的功
4~6s内拉力为10N,则4~6s内水平拉力做的功
则2~6s内水平拉力做的功,故D错误。
故选C。
13.如图所示,重为1.5N的物体A在3N的水平推力F的作用下,在水平桌面上从甲图位置运动到乙图位置,物体A运动了0.2m,此过程中物体A所受重力做的功为______J,物体A受到桌面的摩擦力______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 0 不变
【详解】[1]重力的方向是竖直向下,由题意可知,物体是在水平方向上移动了0.2m,重力方向没有发生位置的移动,重力不做功,即此过程中物体A所受重力做的功为0。
[2]在此过程中,物体A与桌面之间的压力不变,接触面的粗糙程度不变,因此物体A受到桌面的摩擦力不变。
14.如图所示,小明将装有水的总质量为12kg的水桶,从距离井口3m深处以1m/s的速度提至井口,该过程中,小明拉力做功________J。若小明以2m/s速度将该水桶提升3m,小明拉力所做的功________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。(g取)
【答案】 360/3.6×102 不变
【详解】[1]根据G=mg可得水桶的总重力G=mg=12kg×10N/kg=120N
小明匀速提水桶,水桶处于平衡状态,拉力F与重力G是一对平衡力,大小相等,即F=G=120N
拉力做的功W=Fs=120N×3m=360J
[2]若小明以2m/s的速度提水桶,水桶仍做匀速直线运动,拉力仍与重力平衡,重力不变,则拉力不变,且提升高度不变,根据W=Fs可知,拉力做的功不变。
四.根据做功快慢状态判断功率大小(共6小题)
15.甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大。下列说法正确的是( )
A.甲做的功一定比乙多 B.甲做功一定比乙快
C.甲做功的时间一定比乙少 D.做相同的功,甲用的时间一定比乙多
【答案】B
【详解】功率是表示物体做功快慢的物理量,功率的大小等于单位时间内所做的功。
A.功率大仅说明做功快,但做功多少还与时间有关。若甲做功时间短,甲做的功可能比乙少,故A错误;
B.功率的物理意义就是描述做功快慢,甲的功率比乙大,说明甲做功一定比乙快,故B正确;
C.做功时间取决于功和功率。若甲做的功远多于乙,即使甲功率大,其做功时间也可能比乙长,故C错误;
D.做相同的功时,功率越大,所用时间越短。甲功率大,故做相同的功甲用的时间一定比乙少,故D错误。
故选B。
16.如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在粗糙程度不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A.W1<W2 B.W1>W2 C.Pl=P2 D.Pl>P2
【答案】C
【详解】两次用的力大小相等,物体在力的作用下移动的距离相同,根据W=Fs可知,该力在此过程中所做功的大小关系为,因为两次用的时间相同,根据可知两次做功的功率大小关系为,故C正确,ABD错误。
故选C。
17.荔枝是夏季丰收的水果,糯米糍荔枝常在6月至7月成熟。小明和小华同学各自将一筐荔枝从一楼搬运到三楼,所用时间不同。此过程中,下列有关小明和小华克服荔枝重力做功的说法正确的是( )
A.搬运荔枝总质量大的,克服荔枝重力做功一定多
B.搬运荔枝总质量小的,克服荔枝重力做功一定快
C.用时短的,克服荔枝重力做功一定快
D.用时长的克服荔枝重力做功一定多
【答案】A
【详解】A.克服荔枝重力做功
由题意可知g和h相同,则质量大的做功一定多,故A正确;
B.重力做功的快慢,即功率,质量小的荔枝克服重力做功少,但时间不确定,则功率无法确定,故B错误;
C.功率,用时短,但克服重力做功的大小不确定,则功率无法确定,故C错误;
D.克服荔枝重力做功,与时间无关,故D错误。
故选A。
18.小明对四位同学做功情况各测量了一次,把四位同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四个同学中做功功率相同的是( )
A.甲和乙 B.丙和乙 C.甲和丙 D.甲和丁
【答案】B
【详解】将各点与坐标原点相连,并作出相应的“辅助线”,如图所示
由图知,甲和乙做功相同时,甲所用时间较少,根据可知,甲的功率大于乙的功率;甲和丙所用时间相同时,甲做功较多,根据可知,甲的功率大于丙的功率;丙和丁做功相同时,丙所用时间较少,根据可知,丙的功率大于丁的功率;故甲的功率大于丁的功率;丙和乙在同一条斜线上,说明其做的功与时间的比值相等,即丙和乙做功的功率相同,故ACD不符合题意;故B符合题意。
故选B。
19.如图,用水平方向的力分别拉着同一物体在粗糙的水平面上做匀速直线运动,第一次速度为v1,第二次速度为v2。已知,若两次运动的距离相同,则两次拉力做功的功率大小关系为P1_________P2(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】>
【详解】同一物体放在同一水平面上在拉力的作用下做匀速直线运动,此时拉力等于摩擦力;摩擦力的大小与接触面受到的压力和接触面的粗糙程度有关,接触面受到的压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力的大小不变,故拉力不变,即,拉力做功的功率
已知,,因此第一次的功率大,即。
20.在自由下落过程中,物体运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC.如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则W1____W2,P1____P2(两空均选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 = <
【详解】由题AB=BC,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;由于小球在自由下落时做加速运动,根据t=s/t可知,小球在BC段运动的时间短,根据公式P=W/t可知,物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P1<P2.
五.功率的计算(共6小题)
21.初中生小明用90s从坡底爬上了18m高的山坡。他爬坡时做功的功率接近于( )
A.1W B.10W C.100W D.1000W
【答案】C
【详解】中学生的质量在50kg左右,受到的重力约为
山坡的高度为,爬坡的功率约为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
22.如图所示,有一重为100N的小球在桌面上滚动了0.1s后滚出桌面,再经0.4s落在离桌面边缘2m的地面上,桌面距离地面高度为0.8m.则小球在整个运动过程中,重力做了________ J的功,其功率是________ W.
【答案】 80 160
【分析】物体在重力方向上移动的距离为桌子的高度,重力做功由 计算,功率由
计算.
【详解】重力做功 ,
其功率 .
故答案为80;160.
23.在一次体育课上,甲、乙两同学进行爬竿比赛。甲从某一位置匀速爬到竿顶用时,乙从同一位置匀速爬到竿顶用时,若甲、乙两人体重相等,则他们爬竿的功率之比是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】甲、乙两人体重相等,上升的高度相等,根据可知,做功相同。根据可知,做功相同时,功率和时间成反比,所以他们爬竿的功率之比为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
24.现有12捆书,总质量为60kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率为___________W;为了尽可能快地将书搬上库房,他每次应搬___________捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快搬完12捆书所用的时间是___________s。()
【答案】 50 3 165
【详解】[1]图中曲线最高点的坐标为(15,50),其物理意义是:当搬动质量为15kg物体时,人用于搬动物体的功率(输出)最大,其值为50W。
[2]12捆书的总质量为60kg,则每捆书的质量是5kg,由于搬动物体所需要做的总功是一定的,要尽快完成搬运工作,要求人始终在最大功率(输出)状态下工作,每次应搬动质量为15kg的物体,即3捆书。
[3]每次搬运书的重力
克服重力做的功
则每次上楼所用的时间
因此每次下楼所用的时间是15s,搬12捆书需要上楼4次,下楼3次,则所用的总时间为
25.垃圾清扫车在创建卫生城市中大显身手。如图所示,一辆垃圾清扫车在清扫任务完成后,沿平直的路面匀速直线行驶,到达垃圾处理站,用时,行驶过程中垃圾清扫车受到的牵引力恒为。求:
(1)垃圾清扫车受到的牵引力做功是多少?
(2)垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率是多少?
【答案】(1)8.4×10⁷J
(2)7×10⁴W
【详解】(1)垃圾清扫车受到的牵引力做的功为
(2)已知垃圾清扫车行驶的时间
垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率
26.一辆质量2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。其v﹣t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:
(1)汽车受到的重力;
(2)整个过程中发动机做的功;
(3)汽车的最大速度v最大。
【答案】(1)2×104N
(2)3.2×106J
(3)20m/s
【详解】(1)汽车受到的重力为
(2)由题意和图像可知,发动机的工作总时间
汽车额定功率
根据功率公式得,整个过程中发动机做的功:
(3)由题意得,汽车受到的阻力
汽车达到最大速度后做匀速直线运动,根据二力平衡,牵引力
根据功率推导公式得,汽车的最大速度:
六.功、功率与时间、距离的图像关系(共4小题)
27.小宇同学先后两次沿水平方向拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图,不正确的是( )
A.两次物体所受的拉力:F1>F2
B.0~4s两次拉力对物体所做的功:W1>W2
C.两次物体运动的速度:v1>v2
D.0~4s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2
【答案】A
【详解】A.同一物体的重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;由图像可知,两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩 擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力,故A错误,符合题意;
BD.由图像可知,0~4s物体第一次通过的路程为4m,第二次通过的路程为2m,又知两次拉力相等,根据 可知0~4s两次拉力对物体所做的功
由可知两次拉力对物体做功的功率,故BD正确,不符合题意;
C.由图像可知,0~4s物体第一次通过的路程为4m,第二次通过的路程为2m,由可知两次物体运动的速度为,故C正确,不符合题意。
故选A。
28.如图甲所示,物体A在大小不变的水平拉力F的作用下,先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动,图乙为物体在DE、HG 两段运动过程中距离和时间关系的图像。拉力F在DE段所做的功为,功率为;在HG段所做的功为,功率为。下列关系正确的是( )
A.> B.< C.= D.<
【答案】D
【详解】AB.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,根据可知,F在DE段所做的功等于在HG段所做的功,即
故AB错误;
CD.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,根据可知,F在DE段所做功的功率小于在HG段所做功的功率,即
故C错误,D正确;
故选D。
29.如图甲所示,同一物体在同一水平地面上做直线运动,先后通过相等的路程s;如图乙所示是物体运动的路程和时间图像,此时物体做匀速直线运动,速度大小为 __m/s,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图丙所示,仍然做匀速直线运动,受到的水平推力为F2;两次推力做功分别为W1、W2;两次推力的功率分别为P1、P2,则W1__W2,P1__P2。(选填“>”“=”或“<”)
【答案】 2 = <
【详解】[1]由图像乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为。
[2]由图像丙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动。因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则物体受到的摩擦力不变,故受到的水平推力为:,由题知,两次物体通过的路程相等,故根据可知,两次推力做的功:。
[3]丙图中速度大小为,则两次速度分别为;因为,,由
可得,两次推力的功率。
30.图为一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动的v﹣t图像,汽车行驶过程中所受阻力恒定不变,发动机功率为 __________W;在0~10s牵引力所做的功是 __________J。
【答案】
【详解】[1]由图像可知,汽车做匀速直线运动时的速度为20m/s,当汽车做匀速直线运动时,由二力平衡条件可知,汽车的牵引力
则发动机的功率
[2]汽车的功率恒定,在0~10s内牵引力所做的功
七.常见机械做功与功率的原理应用(共6小题)
31.如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做功较多
B.ab段与cd段的功一样多
C.ab段功率较大
D.ab段与cd段的功率一样大
【答案】B
【详解】拉力大小相等且sab=scd,根据W=Fs可知:拉力所做的功相同,故A错误,B正确;由于tab>tcd,根据得:Pab<Pcd,故C、D错误.
32.如图所示,是一款智能送餐机器人,它的重力是300N,如果机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动10m,它所受到的阻力为100N。则牵引力对机器人做功______J,牵引力的功率为______W。
【答案】 1000 40
【详解】[1][2]由于机器人在水平路面上沿直线匀速运动,处于平衡状态,水平方向受力平衡,牵引力与阻力是一对平衡力,两个力大小相等,牵引力F=f=100N
机器人所受牵引力对机器人做的功为W=Fs=100N×10m=1000J
牵引力的功率
33.如图所示,小明在跑步机上锻炼身体,设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min,跑动的总动力为40N,他在这段时间内相当于跑了_________m路程,他在这段时间内做的功是_________J,他做功的功率是_________W。
【答案】 9000 3.6×105 200
【详解】[1]路程为
[2]小明做的功为
[3]做功的功率
34.物理学习小组在室外测试某型号无人机负重飞行能力,如图所示,将重50 N的物体固定在无人机上,当无人机在空中悬停的过程中,无人机对物体______(选填“做功”或“不做功”);当无人机在10 s内上升20 m,无人机对物体做功的功率为______W。
【答案】 不做功 100
【详解】无人机悬停过程中,无人机对物体虽然有力的作用,但是物体没有在力的方向上通过的距离,故无人机对物体不做功。
无人机匀速上升的过程中,根据二力平衡条件可得无人机对物体的力等于物体的重力,即F=G=50N,无人机对物体做功的功率
35.叉车常用于货物的转运,如图所示。叉车在10s内将质量为300kg的货箱匀速竖直提升3m,g取10N/kg,求此过程中:
(1)叉车对货箱所做的功;
(2)叉车对货箱所做功的功率。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)叉车对货箱的作用力为
叉车对货箱所做的功为
(2)叉车对货箱所做功的功率为
36.如图为我国的两栖步兵战车。某次演练中,战车的总质量为30t,下水后,它以18km/h的速度沿直线行驶了10min,该过程中发动机的输出功率恒为。在该次演练过程中,求:(g取10N/kg)
(1)战车下水行驶过程中,发动机所做的功。
(2)战车下水行驶过程中,战车受到的牵引力。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)战车行驶时间
发动机所做的功
(2)战车行驶速度
由公式变形得
战车受到的牵引力
公式适用范围必考辨析
W=Fs:所有恒力做功通用,s 严格指代力的方向上移动的距离,不是路程、不是水平距离。
W=Gh:只算重力做功,h 为竖直高度差,与倾斜路径无关。
P=:所有做功场景通用,算出的是一段时间平均功率。
P=Fv:只适用于匀速直线运动,变速运动只能算瞬时功率,不能算全程平均功率。
高频易错点(丢分避坑)
1
❌ 误区:物体运动就一定有力做功
✅ 纠正:惯性运动时,不受动力,不做功。
2
❌ 误区:功率大,做功一定多
✅ 纠正:做功多少由功率 + 时间共同决定。
3
❌ 混淆路程与力方向距离
✅ 纠正:只计算力的方向上的移动距离,总路程无用。
4
❌ 乱用公式 P=Fv
✅ 纠正:仅匀速直线运动、恒力时才能使用,变速运动不成立。
5
❌ 单位不换算
✅ 纠正:速度单位km/h必须先换算为m/s。
一、单项选择题
1.图情境中,人对物体没有做功的是( )
A.抽出中间的物体 B.背着物体水平匀速前进C.推着物体水平前进 D.向上堆积物体
【答案】B
【详解】A.做功的两个必要因素:作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离,二者缺一不可。图中抽出中间的物体,人对中间的物体有施加力,在力的方向上有移动的距离,所以对中间的物体有做功,故A不符合题意;
B.背着物体水平匀速前进时,人对物体施加的力方向是向上的,但物体没有向上的移动距离,所以人对物体没有做功,故B符合题意;
C.推着物体水平前进,人对物体有施加力,在力的方向上有移动的距离,所以对物体有做功,故C不符合题意;
D.向上堆积物体,人对物体施加的力方向是向上的,物体有向上的移动距离,所以人对物体有做功,故D不符合题意。
故选B。
2.攀岩运动是集健身、娱乐、竞技于一体的运动项目,如图所示。要测量运动员在攀岩时克服重力做功的功率,不需要测量的物理量是( )
A.运动员的质量 B.攀岩的高度 C.运动员的身高 D.攀岩所用的时间
【答案】C
【详解】要测量运动员在攀岩时克服重力做功的功率,需要测量运动员的质量,用来求运动员的重力;需要测量攀岩的高度,用来求运动员在攀岩时克服重力做的功;需要测量攀岩所用的时间,用来求运动员在攀岩时克服重力做功的功率,所以不需要测量运动员的身高,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.弹弓是我们小时候经常玩的玩具,如果弹弓对质量为50g的弹丸的作用力为150N,弹丸被弹弓射出的最大水平飞行距离为30m,则弹弓对弹丸做功情况下列说法正确的是
A.没做功,W=0J
B.做了功,W=4500J
C.做了功,W=225J
D.做了功,但条件不足,无法计算做功的多少
【答案】D
【详解】做功的两个必要条件:①有力作用在物体上,②物体在力的方向上移动一段距离.弹丸被弹弓射出的过程中弹丸受到了弹弓的力,也在这个力的方向上移动了一段距离,所以弹弓对弹丸肯定做了功;但只知道力的大小,不知道移动的距离,所以无法计算做功的多少.故D正确.
4.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,接着经过一段泥泞路面,如果汽车始终保持匀速行驶,则汽车行驶过程中发动机的功率P随时间t的变化关系可能是( )
A B C D
【答案】C
【详解】与平直公路相比,泥泞路面由于接触面粗糙程度大,汽车的受到的阻力更大,而匀速行驶时,汽车处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,二者大小相等,方向相反,故在平直公路上,速度不变,牵引力小,故功率小,且牵引力不变,速度不变,故功率小,且一直不变,在泥泞路面上,接触面粗糙程度大,牵引力大,速度不变,故功率大且不变,C正确。
故选C。
二、多项选择题
5.如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。则如下分析不正确的是( )
A.当h=12cm时,物块M在水中处于漂浮状态
B.当t=140s时,水对容器底部的压力大小是7N
C.图乙中a的值是8cm
D.40~140s的时间内,浮力对物体做功0.32J
【答案】B
【详解】A.正方体的体积为
正方体物块的密度为
当
此时物体在水中处于漂浮状态,故A正确,不符合题意;
B.当t=140s时,注入水的体积为
注入水的重力为
水对容器底部的压力为
故B错误,符合题意;
C.由图像知,当时,物体刚好处于漂浮状态,则
则有
即
故a=8cm,故C正确,不符合题意;
D.40~140s时段,浮力对物体做功为
故D正确,不符合题意。
故选B。
6.周末,小强和妈妈去超市购物。回到小区后,小强提着1.5kg苹果从小区地上停车场步行回到位于3楼的家中(通过步梯上楼),如图所示。已知小强的质量为50kg,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.上楼的过程中,小强对苹果做的功为90J
B.上楼的过程中,小强克服自身重力所做的功为3000J
C.小强从停车场步行至楼下的过程中,他对苹果做的功为1500J
D.小强上楼的过程中所走的路程未知,因此无法计算他对苹果做功的大小
【答案】AB
【详解】A.由题图可知,每层楼高为,从停车场步行至楼下的距离为。上楼的过程中,小强提苹果的力
苹果在这个力的方向上运动的距离为6m,因此小强对苹果做的功
故A正确;
B.上楼的过程中,小强自身重力
他在这个力的反方向上运动的距离为6m,因此小强克服自身重力所做的功
故B正确;
C.小强从停车场步行至楼下的过程中,他提苹果的力为,但苹果在这个力的方向上运动的距离为,所以这一过程中,小强对苹果做的功为,故C错误;
D.由以上结果可知,小强对苹果做功的大小可以算出,故D错误。
故选AB。
7. 如图所示,是跳伞运动员在匀速下落过程中,下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图像,其中正确的是( )
A B C D
【答案】AD
【详解】A.由题意知:是跳伞运动员在匀速下落过程中,下落的速度v保持不变,故选项A是正确的;
B.下落的路程s与时间成正比,选项B是错误的;
因
W=Gh=Gvt
C.知重力做的功W与时间成正比,选项C是错误的;
D.重力做功的功率P=Gv,其随时间t不变化,故D正确。
故选AD。
三、填空题
8.如图所示的玻璃管中装有水,一个体积为的方木块下端被轻绳系住,固定在容器下部,木块的重力0.6N,,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(各部分长度如图)
【答案】 0.4N 0.15J
【详解】根据题意知道,木块浸没在水中时,受到的浮力是:F浮 =ρgV排 =1.0×103 kg/m3×10N/kg×1×10-4 m3 =1N,绳子的拉力是:F=F浮-G=1N-0.6N=0.4N;剪断轻绳后,木块上浮,木块从开始上浮到刚要露出水面的过程中,由图知道,上升高度是:h=0.15m,此过程浮力所做的功是:W=F浮h=1N×0.15m=0.15J.
9.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,她在内做了50个仰卧起坐,每次上半身仰卧起坐重心上升的高度均为,则她在内克服重力做的功为________J,功率为________W。
【答案】 3000 50
【详解】[1][2]该同学上半身的重力
故她在内克服重力做的功
克服重力做功的功率
10.在如图所示的爬竿比赛中,体重相同的小明和小亮分别以不同的速度匀速往上爬,小明获胜。则小明克服重力做的功____________小亮克服重力做的功,小明做功的功率____________小亮做功的功率。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】 等于 大于
【详解】[1]由题知,小明和小亮的体重相同,两人上升高度相同,由公式 可知,两人做的功相等;
[2]小明获胜,说明小明爬竿用的时间短,由可知,小明做功比小亮快,即小明做功的功率大于小亮。
11.用20N的压力F把一个质量为1kg的长方体物体压在竖直墙壁上,物体处于静止状态,物体受到的摩擦力大小为________N;当压力减小为15N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑2m用时10s,在这一过程克服摩擦力做功________J,压力F做功的功率为________W。(g取10N/kg)
【答案】 10 20 0
【详解】[1]当物体被按压静止在墙上,此时具有向下的运动趋势,产生向上的摩擦力,摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等为
[2][3]当压力减小为15N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑2m用时10s,在这一过程摩擦力大小不变,仍等于10N,克服摩擦力做功
物体在压力方向没有距离的移动,压力F对物体不做功,则压力F做功的功率为0。
12. “暴走”是一种快速的徒步运动方式。如图甲所示是人体重心最低的位置,如图乙所示是重心最高位置,若小明质量为60kg,他10s内行走了30步,则每走一步克服重力所做的功为______J,功率为______W。
【答案】 30 90
【详解】[1]根据公式可知,小明的重力为
根据数学知识,每走一步重心升高的高度
根据公式可知,每走一步克服重力所做的功为
[2]小明10s内行走了30步克服重力所做的总功为
根据公式可知,功率为
四、计算题
13.大石头质量为6t,起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m,起重机提升大石头的功率是多少?(g=10N/kg)
【答案】4×103W
【详解】解:起重机提升大石头的功
起重机提升大石头的功率是
答:起重机提升大石头的功率是4×103W。
14.汽车4S店在给汽车做保养时,会先使用升降台将汽车竖直向上匀速提升。如图所示,升降台在内将一辆质量为的汽车竖直向上匀速提升1.8m,g取10N/kg。求这一过程中:
(1)升降台对汽车支持力做的功;
(2)支持力做功的功率。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)汽车的重力
因为汽车被竖直向上匀速提升,所以汽车处于平衡状态,升降台对汽车的支持力与汽车的重力是一对平衡力,大小相等,则支持力
支持力做的功
(2)支持力做功的功率为
五、实验题
15.无论是人做功,还是利用机械做功,都有做功快与慢的问题。如图所示,为了比较物体做功的快慢,三位同学均将重物匀速地从一楼搬运到三楼。楼层高度相同、重物重力不同,图丙的重物重力最大、图甲、乙最小且相等。从图中提供的信息,进行归纳:
(1)根据图示数据可知,对重物做功最多的是图______中工人,做功时间最短的是图______中工人。
(2)比较图甲、乙可知,______图中工人做功快,判断依据是:________________________。
(3)比较图乙、丙可知,______图中工人做功快,判断依据是:________________________。
(4)为了能够比较甲、丙两图中工人做功的快慢,物理学中用________表示做功的快慢(填物理量名称)。
(5)某工人搬东西时,其表示的物理意义是________________________。
【答案】(1) 丙 甲
(2) 甲 做功相同,甲用时间少
(3) 丙 相同时间内,丙做功较多
(4)功率
(5)某工人搬东西时每秒做功50J
【详解】(1)[1][2]由图中信息可知,图甲、乙的工人所搬重物的重力相同,图丙的重物重力最大,上升的高度相同,由可知,对重物做功最多的是图丙中的工人;由图可知,甲用时40s,图乙、丙的工人用时45s,做功时间最短的是图甲中工人。
(2)[1][2]图甲、乙的工人所搬重物的重力相同,上升的高度相同,由可知,图甲、乙所做的功相同,甲用时40s,图乙、丙的工人用时45s,甲图中工人做功快,判断依据是:做功相同,甲用时间少。
(3)[1][2]比较图乙、丙可知,丙所提重物的重力大,提升高度相同,由可知,丙比乙对重物做功多,二者用时相同,丙图中工人做功快,判断依据是:相同时间内,丙做功较多。
(4)甲、丙两图中,工人做的功不等,用的时间不同,为了能够比较甲、丙两图中工人做功的快慢,物理学中用功率表示做功的快慢,即用单位时间做功的多少来表示做功的快慢,写成公式。
(5)功率表示做功的快慢,某工人搬东西时,其表示的物理意义是某工人搬东西时每秒做功50J。
1.如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m,路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析不正确的是( )
A.0~10s内,箱子做匀速直线运动 B.0~10s内,克服摩擦力做功为300J
C.10~20s内,箱子所受摩擦力为400N D.10~20s内,推力F的功率为100W
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,箱子在0~10s内路程和时间成正比,做匀速直线运动,故A正确;
B.由图丙可知,箱子在斜面上运动,此时推力为600N,推力做的总功为
有用功为克服物体重力所做的功,为
额外功即克服摩擦力做的功,为
故B正确;
C.由图乙可知,10~20s内箱子在水平面上做匀速直线运动,箱子所受摩擦力与推力二力平衡,大小相等为200N,故C错误;
D.由图乙知,10~20s内推箱子的推力F大小为200N,则推力F的功率为
故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
2.跳绳是一种健身运动,李强同学对此作了专门研究:跳绳者的质量,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为__________W。
【答案】162
【详解】由图像纵坐标可知,高度h=0.09m,跳绳者每跳一次克服重力所做的功
W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.09m=54J
由图像横坐标可知,每跳一次用时,故1min内李强可跳绳180次;故在1min内克服重力做功的平均功率为
3.风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,风车转起来时,回形针能被提起一定高度,他想粗略测量风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置可知,小明是通过测量细线对__________做功的功率来测量风车做功的功率的;
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有:__________、刻度尺和__________;
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢__________提升回形针为止,这是为了方便测量细线对回形针的拉力。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率__________;
(4)实验过程中,风车转轴处总会有摩擦,这会使测得的风车功率与实际相比偏__________(选填“大”或“小”);
(5)小明联想到同学们跳绳时克服重力做功的平均功率,若不计绳重,假设同学们起跳的平均高度相同、跳绳的快慢相同,则影响同学们跳绳功率的因素是____________。
【答案】(1)回形针
(2) 秒表 天平
(3) 匀速
(4)小
(5)自身重力
【详解】(1)由实验装置可知,风车转起来时,回形针能被提起一定高度,所以是通过测量细线对回形针做功的功率测定风车做功的功率的。
(2)[1][2]由公式可知,要测细线对回形针做的功,需要用天平测出回形针的总质量m,用刻度尺测出回形针上升的高度h,由公式可知,要测出细线对回形针做功的功率,还需要秒表测出所用的时间t,故需要的测量工具有天平、刻度尺和秒表。
(3)[1]实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止,此时回形针受力平衡,拉力等于重力,方便测量对回形针的拉力。
[2]根据公式和可知,风车做功的功率为
(4)实验过程中,风车转轴处总会有摩擦,克服风车转轴处摩擦消耗的能量,而总能量不变,提起重物做功较少,功率变小,使测得的风车功率与实际相比偏小。
(5)跳绳的快慢相同,根据公式可知,重力大的同学功率大,所以影响同学们跳绳功率的因素是自身重力。
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暑假作业12 功与功率综合专题
目 录
01 知识积累
02 题型速练
一.辨析物体是否做功(共4小题)
二.功的计算基础题型(共5小题)
三.应用功的相关知识解释生活中的现象(共5小题)
四.根据做功快慢状态判断功率大小(共6小题)(易错★★)
五.功率应用计算(共6小题)(难★★)
六.功、功率与时间、距离的图像关系(共4小题)(难★★★)
七.常见机械做功与功率的原理应用(共6小题)(易错★★)
03 巩固提升练
04 能力培优练
知识梳理
一天一练,温故知新,快乐过暑假
一、功与功率的计算方法
方法
公式
适用范围
定义法求功
W=Fs
通用所有恒力做功计算,力与移动距离方向一致
重力做功法
W=Gh
仅用于计算物体竖直方向升降的重力做功
定义法求功率
P=
通用功率计算,求解一段时间内的平均功率
推导式求功率
P=Fv
物体做匀速直线运动,可求平均功率与瞬时功率
注意:(1)做功的两个必要因素:有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离,二者缺一不可。
(2)知道功和时间、力和速度任意一组物理量,即可求解功率。
二、不做功的三种情况
1. 有力无距离:物体受力,保持静止不动,力不做功。
2. 有距离无力:物体靠惯性运动,不受动力作用,力不做功。
3. 力、距离垂直:受力方向与物体移动方向相互垂直,力不做功。
三、功、功率大小的影响因素
1. 功的大小与作用力大小和物体在力的方向上移动的距离有关。
2. 功率的大小表示做功的快慢,与做功多少、做功时间有关。
3. 匀速运动时,功率大小由牵引力和运动速度共同决定。
题型速练
一题一思,查漏补缺,轻松迎开学
一.辨析物体是否做功(共4小题)
1.如图各情境中有力对物体做功的是( )
A.推而不动 B.搬而未起 C.站立不动 D.推车前进
2.如图所示,徐州队主场对阵扬州队比赛的第59分钟徐州队9号前锋姜伟头球破门,下面说法正确的是( )
A.足球飞行时头对足球做功 B.只有击球瞬间对足球做功
C.足球飞行时惯性对足球做功 D.足球飞行时重力对足球不做功
3.如图所示,一个人用力搬石头但没有把石头搬起来,则这个人对石头的力___________(选填“做功”或“没做功”)。
4.如图所示,小西周末做家务时,用平行于水平地面的力推沙发移动一段距离,上述过程中,小西的推力对沙发___________(选填“有”或“没有”)做功。
二.功的计算基础题型(共5小题)
5.在体育课上,小明同学练习投篮,篮球进入篮筐。估算篮球从篮筐处落到地面的过程中,篮球的重力所做的功最接近于(篮球质量约为0.6kg,篮筐高度约为3m)( )
A.2J B.20J C.200J D.0.2J
6.如下列图片所示,已知A、B、C三个物体的质量大小关系为,它们分别在同样大小的力F的作用下,都沿力的方向移动了s的距离。力F( )
A.对A做的功最多
B.对B做的功最多
C.对C做的功最多
D.对A、B、C做的功一样多
7.已知某小区没装电梯,且每层楼的楼层高度相同。李师傅到小区送水时会选择将水扛上楼,第一次李师傅用2min将一桶水从一楼送到四楼,第二次用5min将同样的一桶水从一楼送到六楼,两次送水过程中李师傅对水桶做的功分别为、,则______。
8.搬运较重货物时一般要使用叉车,在水平地面上,使用叉车将的货物竖直抬起,再将货物沿水平方向缩回,整个过程叉车对货物做的功是多少?(取)
9.根据2025年实施的《电动自行车安全技术规范》(新国标),某品牌电动自行车整车质量为55kg,最高设计车速为25km/h,小梦爸爸以最高设计车速匀速骑行12min,已知小梦的爸爸质量为65kg,骑行时所受阻力为总重力的0.05倍,求电动自行车克服阻力所做的功。(g取10N/kg)。
三.应用功的相关知识解释生活中的现象(共5小题)
10.如图所示,在水平面上用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s,对于三种情况下拉力F所做的功的分析正确的是( )
A. B.
C. D.
11.掷实心球是广州体育中考选考项目之一,如图所示的是某学生投掷实心球的过程,下列选项中该学生对实心球做了功的是( )
A.手持实心球静止站立 B.用力挥动实心球过程
C.实心球被掷出后在空中飞行 D.实心球落地后在地面滚动
12.粗糙水平面上有一木块,受到方向不变的水平拉力作用,水平拉力F与时间t的关系如图甲所示,木块的速度v和时间t的关系如图乙所示,6s内运动的路程为9m。下列说法正确的是( )
A.0~6s内木块受到的摩擦力f不变
B.0~2s内水平拉力F小于木块受到的摩擦力f
C.2~4s内克服摩擦力做功30J
D.2~6s内水平拉力做的功为90J
13.如图所示,重为1.5N的物体A在3N的水平推力F的作用下,在水平桌面上从甲图位置运动到乙图位置,物体A运动了0.2m,此过程中物体A所受重力做的功为______J,物体A受到桌面的摩擦力______(填“变大”“变小”或“不变”)。
14.如图所示,小明将装有水的总质量为12kg的水桶,从距离井口3m深处以1m/s的速度提至井口,该过程中,小明拉力做功________J。若小明以2m/s速度将该水桶提升3m,小明拉力所做的功________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。(g取)
四.根据做功快慢状态判断功率大小(共6小题)
15.甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大。下列说法正确的是( )
A.甲做的功一定比乙多 B.甲做功一定比乙快
C.甲做功的时间一定比乙少 D.做相同的功,甲用的时间一定比乙多
16.如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在粗糙程度不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A.W1<W2 B.W1>W2 C.Pl=P2 D.Pl>P2
17.荔枝是夏季丰收的水果,糯米糍荔枝常在6月至7月成熟。小明和小华同学各自将一筐荔枝从一楼搬运到三楼,所用时间不同。此过程中,下列有关小明和小华克服荔枝重力做功的说法正确的是( )
A.搬运荔枝总质量大的,克服荔枝重力做功一定多
B.搬运荔枝总质量小的,克服荔枝重力做功一定快
C.用时短的,克服荔枝重力做功一定快
D.用时长的克服荔枝重力做功一定多
18.小明对四位同学做功情况各测量了一次,把四位同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四个同学中做功功率相同的是( )
A.甲和乙 B.丙和乙 C.甲和丙 D.甲和丁
19.如图,用水平方向的力分别拉着同一物体在粗糙的水平面上做匀速直线运动,第一次速度为v1,第二次速度为v2。已知,若两次运动的距离相同,则两次拉力做功的功率大小关系为P1_________P2(选填“>”“=”或“<”)。
20.在自由下落过程中,物体运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC.如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则W1____W2,P1____P2(两空均选填“>”、“<”或“=”)
五.功率的计算(共6小题)
21.初中生小明用90s从坡底爬上了18m高的山坡。他爬坡时做功的功率接近于( )
A.1W B.10W C.100W D.1000W
22.如图所示,有一重为100N的小球在桌面上滚动了0.1s后滚出桌面,再经0.4s落在离桌面边缘2m的地面上,桌面距离地面高度为0.8m.则小球在整个运动过程中,重力做了________ J的功,其功率是________ W.
23.在一次体育课上,甲、乙两同学进行爬竿比赛。甲从某一位置匀速爬到竿顶用时,乙从同一位置匀速爬到竿顶用时,若甲、乙两人体重相等,则他们爬竿的功率之比是( )
A. B. C. D.
24.现有12捆书,总质量为60kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率为___________W;为了尽可能快地将书搬上库房,他每次应搬___________捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快搬完12捆书所用的时间是___________s。()
25.垃圾清扫车在创建卫生城市中大显身手。如图所示,一辆垃圾清扫车在清扫任务完成后,沿平直的路面匀速直线行驶,到达垃圾处理站,用时,行驶过程中垃圾清扫车受到的牵引力恒为。求:
(1)垃圾清扫车受到的牵引力做功是多少?
(2)垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率是多少?
26.一辆质量2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。其v﹣t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:
(1)汽车受到的重力;
(2)整个过程中发动机做的功;
(3)汽车的最大速度v最大。
六.功、功率与时间、距离的图像关系(共4小题)
27.小宇同学先后两次沿水平方向拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图,不正确的是( )
A.两次物体所受的拉力:F1>F2 B.0~4s两次拉力对物体所做的功:W1>W2
C.两次物体运动的速度:v1>v2 D.0~4s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2
28.如图甲所示,物体A在大小不变的水平拉力F的作用下,先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动,图乙为物体在DE、HG 两段运动过程中距离和时间关系的图像。拉力F在DE段所做的功为,功率为;在HG段所做的功为,功率为。下列关系正确的是( )
A.> B.< C.= D.<
29.如图甲所示,同一物体在同一水平地面上做直线运动,先后通过相等的路程s;如图乙所示是物体运动的路程和时间图像,此时物体做匀速直线运动,速度大小为 __m/s,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图丙所示,仍然做匀速直线运动,受到的水平推力为F2;两次推力做功分别为W1、W2;两次推力的功率分别为P1、P2,则W1__W2,P1__P2。(选填“>”“=”或“<”)
30.图为一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动的v﹣t图像,汽车行驶过程中所受阻力恒定不变,发动机功率为 __________W;在0~10s牵引力所做的功是 __________J。
七.常见机械做功与功率的原理应用(共6小题)
31.如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做功较多 B.ab段与cd段的功一样多
C.ab段功率较大 D.ab段与cd段的功率一样大
32.如图所示,是一款智能送餐机器人,它的重力是300N,如果机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动10m,它所受到的阻力为100N。则牵引力对机器人做功______J,牵引力的功率为______W。
33.如图所示,小明在跑步机上锻炼身体,设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min,跑动的总动力为40N,他在这段时间内相当于跑了_________m路程,他在这段时间内做的功是_________J,他做功的功率是_________W。
34.物理学习小组在室外测试某型号无人机负重飞行能力,如图所示,将重50 N的物体固定在无人机上,当无人机在空中悬停的过程中,无人机对物体______(选填“做功”或“不做功”);当无人机在10 s内上升20 m,无人机对物体做功的功率为______W。
35.叉车常用于货物的转运,如图所示。叉车在10s内将质量为300kg的货箱匀速竖直提升3m,g取10N/kg,求此过程中:
(1)叉车对货箱所做的功;
(2)叉车对货箱所做功的功率。
36.如图为我国的两栖步兵战车。某次演练中,战车的总质量为30t,下水后,它以18km/h的速度沿直线行驶了10min,该过程中发动机的输出功率恒为。在该次演练过程中,求:(g取10N/kg)
(1)战车下水行驶过程中,发动机所做的功。
(2)战车下水行驶过程中,战车受到的牵引力。
公式适用范围必考辨析
W=Fs:所有恒力做功通用,s 严格指代力的方向上移动的距离,不是路程、不是水平距离。
W=Gh:只算重力做功,h 为竖直高度差,与倾斜路径无关。
P=:所有做功场景通用,算出的是一段时间平均功率。
P=Fv:只适用于匀速直线运动,变速运动只能算瞬时功率,不能算全程平均功率。
高频易错点(丢分避坑)
1
❌ 误区:物体运动就一定有力做功
✅ 纠正:惯性运动时,不受动力,不做功。
2
❌ 误区:功率大,做功一定多
✅ 纠正:做功多少由功率 + 时间共同决定。
3
❌ 混淆路程与力方向距离
✅ 纠正:只计算力的方向上的移动距离,总路程无用。
4
❌ 乱用公式 P=Fv
✅ 纠正:仅匀速直线运动、恒力时才能使用,变速运动不成立。
5
❌ 单位不换算
✅ 纠正:速度单位km/h必须先换算为m/s。
一、单项选择题
1.图情境中,人对物体没有做功的是( )
A.抽出中间的物体 B.背着物体水平匀速前进C.推着物体水平前进 D.向上堆积物体
2.攀岩运动是集健身、娱乐、竞技于一体的运动项目,如图所示。要测量运动员在攀岩时克服重力做功的功率,不需要测量的物理量是( )
A.运动员的质量 B.攀岩的高度 C.运动员的身高 D.攀岩所用的时间
3.弹弓是我们小时候经常玩的玩具,如果弹弓对质量为50g的弹丸的作用力为150N,弹丸被弹弓射出的最大水平飞行距离为30m,则弹弓对弹丸做功情况下列说法正确的是
A.没做功,W=0J
B.做了功,W=4500J
C.做了功,W=225J
D.做了功,但条件不足,无法计算做功的多少
4.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,接着经过一段泥泞路面,如果汽车始终保持匀速行驶,则汽车行驶过程中发动机的功率P随时间t的变化关系可能是( )
A B C D
二、多项选择题
5.如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。则如下分析不正确的是( )
A.当h=12cm时,物块M在水中处于漂浮状态
B.当t=140s时,水对容器底部的压力大小是7N
C.图乙中a的值是8cm
D.40~140s的时间内,浮力对物体做功0.32J
6.周末,小强和妈妈去超市购物。回到小区后,小强提着1.5kg苹果从小区地上停车场步行回到位于3楼的家中(通过步梯上楼),如图所示。已知小强的质量为50kg,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.上楼的过程中,小强对苹果做的功为90J
B.上楼的过程中,小强克服自身重力所做的功为3000J
C.小强从停车场步行至楼下的过程中,他对苹果做的功为1500J
D.小强上楼的过程中所走的路程未知,因此无法计算他对苹果做功的大小
7. 如图所示,是跳伞运动员在匀速下落过程中,下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图像,其中正确的是( )
A B C D
三、填空题
8.如图所示的玻璃管中装有水,一个体积为的方木块下端被轻绳系住,固定在容器下部,木块的重力0.6N,,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(各部分长度如图)
9.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,她在内做了50个仰卧起坐,每次上半身仰卧起坐重心上升的高度均为,则她在内克服重力做的功为________J,功率为________W。
10.在如图所示的爬竿比赛中,体重相同的小明和小亮分别以不同的速度匀速往上爬,小明获胜。则小明克服重力做的功____________小亮克服重力做的功,小明做功的功率____________小亮做功的功率。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
11.用20N的压力F把一个质量为1kg的长方体物体压在竖直墙壁上,物体处于静止状态,物体受到的摩擦力大小为________N;当压力减小为15N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑2m用时10s,在这一过程克服摩擦力做功________J,压力F做功的功率为________W。(g取10N/kg)
12. “暴走”是一种快速的徒步运动方式。如图甲所示是人体重心最低的位置,如图乙所示是重心最高位置,若小明质量为60kg,他10s内行走了30步,则每走一步克服重力所做的功为______J,功率为______W。
四、计算题
13.大石头质量为6t,起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m,起重机提升大石头的功率是多少?(g=10N/kg)
14.汽车4S店在给汽车做保养时,会先使用升降台将汽车竖直向上匀速提升。如图所示,升降台在内将一辆质量为的汽车竖直向上匀速提升1.8m,g取10N/kg。求这一过程中:
(1)升降台对汽车支持力做的功;
(2)支持力做功的功率。
五、实验题
15.无论是人做功,还是利用机械做功,都有做功快与慢的问题。如图所示,为了比较物体做功的快慢,三位同学均将重物匀速地从一楼搬运到三楼。楼层高度相同、重物重力不同,图丙的重物重力最大、图甲、乙最小且相等。从图中提供的信息,进行归纳:
(1)根据图示数据可知,对重物做功最多的是图______中工人,做功时间最短的是图______中工人。
(2)比较图甲、乙可知,______图中工人做功快,判断依据是:________________________。
(3)比较图乙、丙可知,______图中工人做功快,判断依据是:________________________。
(4)为了能够比较甲、丙两图中工人做功的快慢,物理学中用________表示做功的快慢(填物理量名称)。
(5)某工人搬东西时,其表示的物理意义是________________________。
1.如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m,路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析不正确的是( )
A.0~10s内,箱子做匀速直线运动 B.0~10s内,克服摩擦力做功为300J
C.10~20s内,箱子所受摩擦力为400N D.10~20s内,推力F的功率为100W
2.跳绳是一种健身运动,李强同学对此作了专门研究:跳绳者的质量,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为__________W。
3.风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,风车转起来时,回形针能被提起一定高度,他想粗略测量风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置可知,小明是通过测量细线对__________做功的功率来测量风车做功的功率的;
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有:__________、刻度尺和__________;
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢__________提升回形针为止,这是为了方便测量细线对回形针的拉力。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率__________;
(4)实验过程中,风车转轴处总会有摩擦,这会使测得的风车功率与实际相比偏__________(选填“大”或“小”);
(5)小明联想到同学们跳绳时克服重力做功的平均功率,若不计绳重,假设同学们起跳的平均高度相同、跳绳的快慢相同,则影响同学们跳绳功率的因素是____________。
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