第03讲 功（暑假预习讲义）新九年级物理新教材苏科版

第03讲 功 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 功 1.能说出做功的两个必要因素，准确判断力是否对物体做功。 2.记住功的公式和单位。 3.能进行规范的功的计算。 学习重点：做功的两个必要因素、功的计算。 学习难点：功的概念的建立、不做功的情况判断。 情｜境｜启｜思 叉车将货物从地面举到高处，同学用力推讲台，讲台纹丝不动，这两种情况中，力的成效有 什么不同？ 概｜念｜构｜建 1.功的概念：力与沿力方向距离的乘积。 2.做功的两个必要因素：力、沿力方向的距离。 深｜研｜精｜炼 知识点01 功的概念 知识点 详细内容 易错提醒 功的定义 如果一个力作用在物体上，物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称功 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 不做功的三种典型情况 1. 有力无距离（劳而无功）：推而不动、搬而未起 2. 有距离无力（不劳无功）：物体靠惯性继续运动 3. 力与距离垂直（垂直无功）：提水桶水平行走，重力不做功 力与运动方向垂直时，力不做功 【例1】下列实例中力对物体没有做功的是（     ） A．图甲：运动员使杠铃在空中静止3 s B．图乙：叉车把货物从地面抬升到一定高度 C．图丙：用绳子提升物体到二楼 D．图丁：人推小车通过一段距离 【答案】A 【解析】A．运动员使杠铃在空中静止3s，运动员对杠铃有力，但没有移动的距离，力没有做功，故A符合题意； B．叉车对货物有向上的力，且抬升一定高度，有移动的距离，力做了功，故B不符合题意； C．绳子对物体有向上的力，且提升了物体，有移动的距离，力做了功，故C不符合题意； D．人对小车有向前的推力，且通过了一段距离，力做了功，故D不符合题意。 故选A。 【方法点拨】做功判断两步法：第一步：找力定向—— 确定研究对象受到的力，明确力的方向；第二步：看距对位—— 观察物体的移动距离，判断移动方向是否在该力的方向上。 两个条件同时满足则力做功，任意一个不满足则不做功。 【即练1】下列情境中，人对物体做功的是（　　） A．小雨推汽车但没有推动 B．小星背着书包在水平路面行走 C．小红将掉在地上的树叶捡起来 D．小亮投出篮球后，篮球在空中飞行 【答案】C 【解析】A．汽车没有运动，故没有做功。故A不符合题意； B．小星对书包有着向上的支持力，但书包没有向上运动。故小星没有对书包做功。故B不符合题意； C．小红对树叶施加一个向上的力，树叶向上运动，小红对树叶做了功。故C符合题意； D．篮球在空中飞行时，人没有对篮球施加力。故小亮没有对篮球做功。故D不符合题意。 故选C。 【即练2】下列情境中，人对物体做功的是（　　） A．推汽车，没有推动 B．背着书包在水平路面行走 C．把一箱报刊搬起来 D．足球被踢后，在草地上滚了一段距离 【答案】C 【解析】A．推汽车，没有推动：人对汽车施加推力，但汽车未移动，故人对汽车不做功，故A不符合题意； B．背着书包在水平路面行走：人对书包施加竖直向上的支持力，但书包移动方向为水平，力与物体运动方向垂直，故人对书包不做功，故B不符合题意； C．把一箱报刊搬起来：人对报刊施加竖直向上的力，报刊向上移动，力与运动方向相同，故人对报刊做功，故C符合题意； D．足球被踢后，在草地上滚了一段距离：人踢足球的力仅在踢击瞬间作用，之后足球滚动时人未施加力，故人对足球不做功，故D不符合题意。 故选C。 知识点02 功的计算 知识点 详细内容 易错提醒 功的公式 表示功，表示力，表示沿力方向的距离 功的单位 国际单位：焦耳（J），简称焦 1J的物理意义：用 1N 的力使物体沿力的方向通过1m 的距离，做功1J 常见估算 把1个鸡蛋举高2m，做功约1J；中学生从一楼走到三楼，克服重力做功约3000J 【例2】小明用10N的水平推力，使重50N的木箱在水平面上匀速移动了5m，此过程木箱受到的推力所做的功为_________J，木箱重力做的功为_________J 【答案】 50 0 【解析】[1]已知推力大小为10N，木箱在推力方向上移动的距离为5m，推力做功为。 [2]做功的两个必要因素是作用在物体上的力，以及物体在该力的方向上移动的距离。木箱的重力方向竖直向下，而木箱仅在水平方向移动，竖直方向无位移，因此重力不做功，做功为0J。 【方法点拨】零功速判技巧，出现以下任意一种情况，该力做功可直接判定为0：物体静止，无运动距离（有力无距）；力的方向与运动方向垂直（垂直无功）；物体靠惯性运动，运动方向上不受力（有距无力）。 【即练3】在水平地面上沿水平方向推重20N的木箱，推力与木箱速度随时间变化的图像分别如图甲、乙所示。由图可知，2~4s内摩擦力为______N，4~6s内推力对木箱做的功为______J。 【答案】 2 1.6 【解析】[1]由图可知，4~6s，物体做匀速直线运动，物体受到的滑动摩擦力等于拉力，此时拉力为2N，则此时物体受到的摩擦力为2N；2~4s内物体做加速直线运动，物体运动过程中对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，则物体受到的滑动摩擦力不变，为2N。 [2]由得，4~6s内木箱运动的距离为 推力对木箱做的功为 【即练4】如图，小亮的质量为60kg，做一次引体向上需克服重力做功________J。（假设小亮每次做引体向上，身体重心都上升0.6m） 【答案】360 【解析】小亮的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N 则做一次引体向上克服重力做的功W＝Gh＝600N×0.6m＝360J 一、单选题(共5题) 1．某同学用20N的力将重5N的物体匀速提升1m，拉力做的功为（     ） A．5J B．20J C．25J D．15J 【答案】B 【解析】由题意知，拉力为，物体沿拉力方向运动的距离为，根据功的计算公式，拉力做的功为 故选B。 2．下列关于功的说法中，正确的是（     ） A．有力作用在物体上，就一定对物体做功 B．物体移动的距离越大，做功越多 C．力对物体做功的多少与力的方向有关 D．不做功的物体，一定没有受到力的作用 【答案】C 【解析】A．有力作用在物体上，若物体在力的方向上没有移动距离，则力不做功，故A错误； B．做功的多少由力的大小和在力的方向上移动的距离共同决定，仅距离大不能确定做功多，故B错误； C．当力与运动方向垂直时力不做功，说明做功多少与力的方向有关，故C正确； D．若力的方向与运动方向垂直（如水平运动的物体受竖直向下的重力），该力不做功但物体受力，故D错误。 故选C。 3．下列实例中，重力对物体做功的是（　　） A．跳水运动员从跳台跳下 B．背着书包在水平路面上前进 C．举重运动员举起杠铃停在空中 D．小球在光滑水平面上滚动 【答案】A 【解析】A．跳水运动员从跳台跳下，运动员受到竖直向下的重力，且在重力方向上通过了距离，根据做功的两个必要因素，重力对运动员做功，故A符合题意； B．背着书包在水平路面上前进，重力方向竖直向下，书包在水平方向移动，在重力方向上没有通过距离，重力不做功，故B不符合题意； C．举重运动员举起杠铃停在空中，杠铃受到重力，但没有在重力方向上通过距离，重力不做功，故C不符合题意； D．小球在光滑水平面上滚动，重力方向竖直向下，小球在水平方向移动，在重力方向上没有通过距离，重力不做功，故D不符合题意。 故选A。 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．F对A做功一样最多 C．F对B做功最多 D．F对C做功一样最多 【答案】A 【解析】三个物体的作用力都是大小相等的力F，三个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据功的计算公式可知，F对三个物体所做的功一样多，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．在如图所示的实例中，关于力对物体做功的叙述，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，举重运动员举着杠铃不动，运动员的支持力对杠铃做了功 B．乙图中，人用力推汽车但没有推动，人的推力对汽车做了功 C．丙图中，起重机吊起重物竖直上升，钢丝绳的拉力对重物做了功 D．丁图中，足球在水平地面上滚动，足球受到的重力对足球做了功 【答案】C 【解析】A．甲图中，运动员举着杠铃不动，杠铃受到支持力，但没有在支持力方向移动距离，因此支持力不做功，故A错误； B．乙图中，人推汽车但汽车没有推动，汽车受到推力，但没有在推力方向移动距离，因此推力不做功，故B错误； C．丙图中，起重机吊起重物竖直上升，重物受到钢丝绳竖直向上的拉力，且重物沿拉力方向移动了距离，满足做功的两个条件，因此拉力对重物做了功，故C正确； D．丁图中，足球在水平地面上滚动，重力方向竖直向下，足球只在水平方向移动，没有在重力方向上移动距离，因此重力没有对足球做功，故D错误。 故选C。 二、填空题(共5题) 6．如图甲所示，放在水平地面上的物体A，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系图象如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系图像如图丙所示。由图象可知时，物体受到的摩擦力大小为____________N；在内，物体克服摩擦力所做的功为____________J。 【答案】 2 24 【解析】由图乙可知，推力，由图丙可知，内物体做匀速直线运动，受力平衡，摩擦力大小等于推力大小。滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关，和物体运动速度无关，因此时摩擦力为2N。 的路程 的路程 总路程，摩擦力大小恒为2N，因此克服摩擦力做功 7．小明在水平面上用50N的水平推力，加速推着一辆重120N的小车，前进了10m，然后撤销推力后小车又运动了2m，小明的推力做的功是___________J。 【答案】500 【解析】根据功的公式，功的大小等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积。小明施加的水平推力仅在小车前进10m的过程中作用于小车，撤销推力后小车运动的2m是由于惯性，此过程中推力不再对小车做功，故推力做的功为 8．如图（1）所示，甲、乙两块完全相同的木块依次放在同一水平面上，分别在拉力、的作用下以不同的速度被匀速拉动。它们运动的图像如图（2）所示。木块甲、乙受到的滑动摩擦力________，在前4 s拉力、做的功________（均选填“>”、“<”、“=”或“无法比较大小”）。 【答案】 = > 【解析】甲乙木块完全相同，放在同一水平面上，所以压力和接触面粗糙程度均一样，所以摩擦力相等。 由s-t图像可知，时，，甲乙匀速运动时，结合二力平衡可知，又由，所以有。 9．如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用。力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙、丙所示。根据图像信息回答：当时，物体A受到的摩擦力f的大小为________N。9~12s，物体克服摩擦力做的功是________J。 【答案】 6 54 【解析】由图丙可知，当运动9s以后物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，由乙图可知，9~12s推力，受到水平向右的推力和水平向左的摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件可得 因物体受到的摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与运动的速度无关，所以，当时，物体A受到的摩擦力仍为6N； 9~12s，物体A做匀速直线运动，且，由得，物体运动的距离 则克服摩擦力做的功 10．如图所示，在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动了0.5m，弹簧测力计的示数为。该过程中，木块所受的摩擦力为____N，拉力做功为____J。 【答案】 2 1 【解析】木块沿水平木板匀速滑动时，水平方向受力平衡，滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等，因此木块受到的摩擦力大小为2N。 拉力做的功 三、计算题(共5题) 11．如图所示是某舰艇完成航行试验后归航的情景。在某段行程中，该舰艇在平静的海面上匀速直线航行了32km，用时0.8h，发动机的牵引力做功。则： (1)舰艇匀速直线航行的速度是多少？ (2)舰艇发动机的牵引力是多少？ 【答案】(1) (2) 【解析】（1）舰艇航行速度 （2）舰艇航行路程 牵引力 12．电动清扫车以其环保高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。如图是四轮电动清扫车工作时的情景。该车在平直道路上匀速直线行驶300 m，所用时间为5 min，行驶过程中牵引力做的功为1.2×105 J，g取10 N/kg。求： (1)电动清扫车行驶的速度。 (2)电动清扫车行驶时地面对它的阻力的大小。 【答案】(1)1m/s (2)400N 【解析】（1） 电动清扫车行驶的速度为 （2）行驶过程中牵引力为 清扫车匀速行驶，所以地面对它的阻力的大小等于牵引力大小为 13．成都地铁某号线列车质量为200 t，以72 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，受到的阻力为车重的0.01倍。g取10 N/kg，求： (1)列车的牵引力。 (2)列车行驶2 min牵引力做的功。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）列车质量； 列车重力 阻力 列车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，故牵引力 （2）列车速度 行驶时间 行驶路程 牵引力做功 14．图甲是我国设计并制造的无人驾驶汽车。已知汽车（包括司乘人员）的质量为1.5t，每个车轮与地面的接触面积为，汽车在平直路面上以恒定功率做直线运动的v-t图像如图乙所示（g取10N/kg）。求：    (1)已知汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为总重的0.02倍，求汽车受到的牵引力； (2)在10~20s内，汽车所受牵引力做的功。 【答案】(1)300N (2) 【解析】（1）汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，阻力 汽车匀速行驶，汽车受到的牵引力与阻力二力平衡，汽车受到的牵引力 （2）这段时间汽车行驶的路程为 汽车牵引力做功为 15．一辆重的汽车在平直路面匀速行驶，受到阻力是车重的0.1倍。求： (1)汽车受到的牵引力； (2)若行驶500m，牵引力做的功。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）汽车受到的阻力 由于汽车在平直路面匀速行驶，汽车受到的牵引力 （2）牵引力做的功 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 功 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 功 1.能说出做功的两个必要因素，准确判断力是否对物体做功。 2.记住功的公式和单位。 3.能进行规范的功的计算。 学习重点：做功的两个必要因素、功的计算。 学习难点：功的概念的建立、不做功的情况判断。 情｜境｜启｜思 叉车将货物从地面举到高处，同学用力推讲台，讲台纹丝不动，这两种情况中，力的成效有 什么不同？ 概｜念｜构｜建 1.功的概念：力与沿 方向距离的乘积。 2.做功的两个必要因素：力、 。 深｜研｜精｜炼 知识点01 功的概念 知识点 详细内容 易错提醒 功的定义 如果一个力作用在物体上，物体在 的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称功 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 不做功的三种典型情况 1. 有力无 （劳而无功）：推而不动、搬而未起 2. 有距离 （不劳无功）：物体靠惯性继续运动 3. 力与距离 （垂直无功）：提水桶水平行走，重力不做功 力与运动方向垂直时，力不做功 【例1】下列实例中力对物体没有做功的是（     ） A．图甲：运动员使杠铃在空中静止3 s B．图乙：叉车把货物从地面抬升到一定高度 C．图丙：用绳子提升物体到二楼 D．图丁：人推小车通过一段距离 【方法点拨】做功判断两步法：第一步：找力定向—— 确定研究对象受到的力，明确力的方向；第二步：看距对位—— 观察物体的移动距离，判断移动方向是否在该力的方向上。 两个条件同时满足则力做功，任意一个不满足则不做功。 【即练1】下列情境中，人对物体做功的是（　　） A．小雨推汽车但没有推动 B．小星背着书包在水平路面行走 C．小红将掉在地上的树叶捡起来 D．小亮投出篮球后，篮球在空中飞行 【即练2】下列情境中，人对物体做功的是（　　） A．推汽车，没有推动 B．背着书包在水平路面行走 C．把一箱报刊搬起来 D．足球被踢后，在草地上滚了一段距离 知识点02 功的计算 知识点 详细内容 易错提醒 功的公式 表示功，表示力，表示 功的单位 国际单位： （J），简称焦 1J的物理意义：用 1N 的力使物体沿力的方向通过1m 的距离，做功1J 常见估算 把1个鸡蛋举高2m，做功约1J；中学生从一楼走到三楼，克服重力做功约3000J 【例2】小明用10N的水平推力，使重50N的木箱在水平面上匀速移动了5m，此过程木箱受到的推力所做的功为_________J，木箱重力做的功为_________J。 【方法点拨】零功速判技巧，出现以下任意一种情况，该力做功可直接判定为0：物体静止，无运动距离（有力无距）；力的方向与运动方向垂直（垂直无功）；物体靠惯性运动，运动方向上不受力（有距无力）。 【即练3】在水平地面上沿水平方向推重20N的木箱，推力与木箱速度随时间变化的图像分别如图甲、乙所示。由图可知，2~4s内摩擦力为______N，4~6s内推力对木箱做的功为______J。 【即练4】如图，小亮的质量为60kg，做一次引体向上需克服重力做功________J。（假设小亮每次做引体向上，身体重心都上升0.6m） 一、单选题(共5题) 1．某同学用20N的力将重5N的物体匀速提升1m，拉力做的功为（     ） A．5J B．20J C．25J D．15J 2．下列关于功的说法中，正确的是（     ） A．有力作用在物体上，就一定对物体做功 B．物体移动的距离越大，做功越多 C．力对物体做功的多少与力的方向有关 D．不做功的物体，一定没有受到力的作用 3．下列实例中，重力对物体做功的是（　　） A．跳水运动员从跳台跳下 B．背着书包在水平路面上前进 C．举重运动员举起杠铃停在空中 D．小球在光滑水平面上滚动 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．F对A做功一样最多 C．F对B做功最多 D．F对C做功一样最多 5．在如图所示的实例中，关于力对物体做功的叙述，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，举重运动员举着杠铃不动，运动员的支持力对杠铃做了功 B．乙图中，人用力推汽车但没有推动，人的推力对汽车做了功 C．丙图中，起重机吊起重物竖直上升，钢丝绳的拉力对重物做了功 D．丁图中，足球在水平地面上滚动，足球受到的重力对足球做了功 二、填空题(共5题) 6．如图甲所示，放在水平地面上的物体A，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系图象如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系图像如图丙所示。由图象可知时，物体受到的摩擦力大小为____________N；在内，物体克服摩擦力所做的功为____________J。 7．小明在水平面上用50N的水平推力，加速推着一辆重120N的小车，前进了10m，然后撤销推力后小车又运动了2m，小明的推力做的功是___________J。 8．如图（1）所示，甲、乙两块完全相同的木块依次放在同一水平面上，分别在拉力、的作用下以不同的速度被匀速拉动。它们运动的图像如图（2）所示。木块甲、乙受到的滑动摩擦力________，在前4 s拉力、做的功________（均选填“>”、“<”、“=”或“无法比较大小”）。 9．如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用。力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙、丙所示。根据图像信息回答：当时，物体A受到的摩擦力f的大小为________N。9~12s，物体克服摩擦力做的功是________J。 10．如图所示，在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动了0.5m，弹簧测力计的示数为。该过程中，木块所受的摩擦力为____N，拉力做功为____J。 三、计算题(共5题) 11．如图所示是某舰艇完成航行试验后归航的情景。在某段行程中，该舰艇在平静的海面上匀速直线航行了32km，用时0.8h，发动机的牵引力做功。则： (1)舰艇匀速直线航行的速度是多少？ (2)舰艇发动机的牵引力是多少？ 12．电动清扫车以其环保高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。如图是四轮电动清扫车工作时的情景。该车在平直道路上匀速直线行驶300 m，所用时间为5 min，行驶过程中牵引力做的功为1.2×105 J，g取10 N/kg。求： (1)电动清扫车行驶的速度。 (2)电动清扫车行驶时地面对它的阻力的大小。 13．成都地铁某号线列车质量为200 t，以72 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，受到的阻力为车重的0.01倍。g取10 N/kg，求： (1)列车的牵引力。 (2)列车行驶2 min牵引力做的功。 14．图甲是我国设计并制造的无人驾驶汽车。已知汽车（包括司乘人员）的质量为1.5t，每个车轮与地面的接触面积为，汽车在平直路面上以恒定功率做直线运动的v-t图像如图乙所示（g取10N/kg）。求：    (1)已知汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为总重的0.02倍，求汽车受到的牵引力； (2)在10~20s内，汽车所受牵引力做的功。 15．一辆重的汽车在平直路面匀速行驶，受到阻力是车重的0.1倍。求： (1)汽车受到的牵引力； (2)若行驶500m，牵引力做的功。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $