暑假讲义第二单元第1讲功和功率-2026-2027学年浙教版九年级科学上册
2026-07-11
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第1节 功和机械能 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | 杭州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.93 MB |
| 发布时间 | 2026-07-11 |
| 更新时间 | 2026-07-11 |
| 作者 | 我是舟水之喻 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58769604.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第1讲 功和功率
知识点01 功
(一)功的含义
物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对物体做了功。力做功也常说成物体做功,如人的推力对小车做功,也可以说成人对小车做功。
(二)做功的两个必要因素
做功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力F;二是物体在力的方向上通过一段距离S。两者缺一不可,否则就没有做功,例如:运动员把杠铃举过头顶不动时,虽然有力但杠铃并没有在力的方向上移动一段距离,所以不做功。
(1)力对物体不做功的三种情况
①有距离无力:物体没有受到力的作用,但由于惯性通过一段距离;
②有力无距离:有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过一段距离;
③力与距离垂直:物体受到了力的作用,也通过了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直。
(2)物体在力的方向上通过一段距离是指力与距离具有同向性、同体性和同时性。
(三)功的计算
功有大小,科学上规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即功=力×距离。如果用F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离,W表示功,则功的计算公式为W=Fs。
应用功的计算公式时,必须注意以下三点:
(1)要明确是哪个力对物体做功,或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
(2)公式W=Fs中的F是作用在物体上的力,s是物体在力F方向上通过的距离。
(3)F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中,始终作用在物体上的力,它的大小和方向都是不变的。
(四)功的单位
在国际单位制中,力的单位是牛( N ),距离的单位是米( m),功的单位是牛.米(N. m ),在国际单位制中,用专门的名称“焦耳”来表示,简称为焦,符号是J。1焦=1牛.米。
(五)做功的实质
做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做了多少功,就有多少能量发生了转化。因此,可以用功来量度能量转化的多少。
【能力拓展】
1.做功跟我们日常所说的“做工”或“工作”不一样。“做工”更多指从事体力劳动,在体力劳动中,人
可能做功,也可能没有做功。如建筑工人搬运重物在水平路面上行走,是在“做工”,但没有做功。“工作”可以指体力劳动,也可以指脑力劳动,脑力劳动没有做功。
2.判断物体做功的多少,要看力和在力的方向上通过的距离,不要受接触面粗糙程度和斜面的影响。
3.功和能的区别与联系:功和能是两个不同性质的量,功是过程量,它对应的是一段时间和一段过程;能是状态量,它对应的是一个时刻和一个状态。但功和能这两个量又是密切相关的,首先,能是物体做功的本领,如果一个物体具有做功的本领,我们就说它具有能;其次,功是能量转化的量度,即在一个过程中,能量究竟转化了多少,可以用相应的功量度出来。
【即学即练1】关于力对物体做功,下列说法正确的是( )
A.守门员踢足球的过程中没有对足球做功
B.汽车在水平路面行驶时,汽车受到的支持力做了功
C.从树上下落的苹果,重力对苹果做了功
D.抛出的排球在空中飞行过程中,人对排球做了功
【解答】解:A、守门员将足球踢出的过程中,对足球有力的作用,且足球在力的方向上通过了距离,所以守门员对足球做了功,故A错误。
B、汽车在水平路面行驶时,汽车没有在支持力的方向上通过距离,所以汽车受到的支持力不做功,故B错误。
C、从树上下落的苹果,受到竖直向下的重力,苹果竖直向下移动了距离,重力对苹果做了功,故C正确。
D、抛出的排球在空中飞行是依靠惯性向前运动的,不再受手的推力,所以人对排球不做功,故D错误。
故选:C。
【即学即练2】把一本九年级科学课本从地面举过头顶,对课本做的功约( )
A.0.32J B.3.2J C.32J D.320J
【答案】B
【详解】一本九年级科学课本的重力,初中的身高约为1.6m,把课本从地面举过头顶过程中对课本做的功
【即学即练3】第十五届全运会吉祥物“喜洋洋”在如图运动项目中,“喜洋洋”没有对器材做功的是( )
A.踩着滑板落地的过程 B.滑动船桨的过程
C.击出羽毛球后的过程 D.将弓拉弯的过程
【答案】C
【详解】A.踩着滑板落地的过程,“喜洋洋”对滑板施加了力的作用,滑板在该力的方向上通过了距离,所以“喜洋洋”对滑板做了功,故A不符合题意;
B.滑动船桨的过程,“喜洋洋”给船桨施加了力的作用,船桨在该力的方向上通过了距离,所以“喜洋洋”对船桨做了功,故B不符合题意;
C.击出羽毛球后的过程,羽毛球依靠惯性运动,所以“喜洋洋”对羽毛球不再做功,故C符合题意;
D.“喜洋洋”将弓拉弯的过程,“喜洋洋”给弓施加了力的作用,弓在该力的方向上通过了距离,所以“喜洋洋”对弓做了功,故D不符合题意。
故选C。
【即学即练4】如图甲所示,小强在水平地面上用力推一密度为1.02×103kg/m3、边长为1m的正方体物体。在此过程中,推力F和物体前进速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是( )
A.在此过程中物体对地面的压强为200Pa
B.0~1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C.1~3s内物体克服摩擦力做功为300J
D.3~6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
【解答】解:A、根据pρhg=1.02×103kg/m3×10N/kg×1m=1.02×104Pa;
B、0~1s内物体处于静止状态,推力等于摩擦力,故B错误;
C、1﹣3s的路程s1m;
推力做功W=Fs=300N×1m=300J,故C正确;
D、3~6s内物体运动时,受到的摩擦力大小为200N,但6s静止时的摩擦力为0,故D错误。
故选:C。
【即学即练5】电动汽车以其环保的优势逐渐进入大众生活,已知某品牌电动汽车的部分参数如下:
(1)空车停在水平路面上对路面的压强是多少帕?
(2)在最大载重时,该电动汽车在平直公路上以90千米/时的速度匀速行驶1小时,其阻力为车总重的0.1倍,求牵引力所做的功。
空车质量
2000千克
最大承载
400千克
车轮与地面接触总面积
0.04米2
【解答】解:(1)空车的重力G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N,
空车停在路上对路面的压力F压=G=2×104N,
电动汽车与地面的接触面积S=0.04m2,
空车停在路上对路面的压强p5×105Pa;
(2)在最大载重时,该电动汽车总重G'=(2×103kg+400kg)×10N/kg=2.4×104N;
电动汽车行驶时受到的阻力f=0.1G'=0.1×2.4×104N=2400N,
该电动汽车在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力F=f=2400N,
该电动汽车在平直公路上匀速行驶的路程s=vt=90km/h×1h=90km=90000m,
牵引力所做的功W=Fs=2400N×90000m=2.16×108J;
答:(1)空车停在水平路面上对路面的压强是5×105Pa;
(2)牵引力所做的功2.16×108J。
知识点02 功率
(一)比较做功的快慢
比较做功的快慢有三种方法:
(1)若做功相同,比较做功的时间,所用时间越短做功越快,所用时间越长做功越慢;
(2)若做功时间相同,比较所做功的多少,做功越多做功越快,做功越少做功越慢;
(3)若做功的多少和所用时间都不相同,则通过计算(做功的多少与做功所用时间的比值)进行比较。
通过以上三种方法的比较,说明做功的快慢与做功的多少和做功所用时间这两个因素都有关系。
(二)功率
(1)定义:单位时间里完成的功叫做功率。
(2)意义:反映做功快慢的量(即表示能量转化快慢的量)。
(3)符号: P
(4)功率的公式:由功率的定义知,功率=功/时间,如果用P表示功率,W表示功,t表示时间,则功率的公式可表示为P=W/t
(5)功率的单位
在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。1千瓦=1000瓦,1兆瓦=106瓦。
【能力拓展】当物体在力F的作用下,以速度v做匀速直线运动时(力F与速度v同方向),由W=Fs、v= s/t,得出P=Fv,即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。利用P=Fv可以知道:拖拉机在上坡时,当功率一定时,通过换挡减小速度是为了增大牵引力,这样有利于上坡。
【即学即练1】某同学从一楼匀速走上二楼,第一次花了30秒,第二次花了20秒。对于两次上楼过程,下列说法正确的是( )
A.第一次做功较多,且功率也大 B.第二次做功较多,且功率也大
C.两次做功一样多,第一次做功的功率大 D.两次做功一样多,第二次做功的功率大
【答案】D
【详解】两次上楼过程中:学生的体重不变,楼的高度不变,根据公式可知两次上楼过程所做功大小相等;根据公式可知,两次做的功一样多,第一次的时间大于第二次的时间,所以第一次的功率小于第二次的功率,故D正确,ABC错误。
故选D。
【即学即练2】快捷酒店常用智能机器人为旅客送递物品。如图是一款质量为80kg的智能机器人。工作时,该机器人在地面上匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。求:
(1)机器人所受重力。
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力。
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做功的功率。
【解答】解:(1)机器人的重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N;
(2)机器人在水平地面受到的阻力:f=0.05G=0.05×800N=40N;
机器人匀速直线运动时,机器人的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即:F牵=f=40N;
(3)此过程中牵引力做的功:W=F牵s=F牵vt=40N×1m/s×30s=1200J,
此过程中牵引力做功的功率:P40W。
答:(1)机器人的重力为800N;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N;
(3)此过程中牵引力的功率是40W。
【即学即练3】电动载人飞行汽车亮相2023湖南通航博览会。如图是某款飞行汽车,该车的总质量为680kg,可搭载2名乘客,最大载重160kg,最大设计飞行高度为1000m,最大设计飞行速度为130km/h,起飞后续航时间约为35分钟,空载静止在水平地面上时,与地面接触的总面积为0.2m2。求:
(1)该车在博览会上以120km/h的速度飞行表演了10min,这段时间内飞行的距离。
(2)该车空载静止在水平地面上时,对水平地面的压强。
(3)该车以72km/h的速度匀速直线飞行5min,发动机输出功率为50kW,飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小。
【解答】解:(1)由题知,该车在博览会上飞行速度v=120km/h,飞行时间t=10minh,
这段时间内飞行距离:s=vt=120km/hh=20km;
(2)车空载静止在水平地面上时,对水平地面的压力:
F=G=mg=680kg×10N/kg=6800N,
对水平地面的压强:
p3.4×104Pa;
(3)飞行汽车匀速直线飞行的速度v′=72km/h=20m/s,发动机输出功率P=50kW=5×104W,
由f=F和PFv可得,飞行汽车飞行过程中受到的阻力:
f=F牵2.5×103N。
答:(1)该车飞行的距离为20km;
(2)该车空载静止在水平地面上时,对水平地面的压强为3.4×104Pa;
(3)飞行汽车飞行过程中受到的阻力为2.5×103N。
【即学即练4】千岛湖某景区配置了“飞天魔毯”,游客无需步行上山,坐在传送带上即可由“飞天魔毯”带至山上,如图甲所示。已知该“飞天魔毯”长度为400米,落差达100米,游客坐着“飞天魔毯”上山时,可以视为沿斜面匀速上升,模型图如图乙所示。
(1)上升过程中,传送带对游客的支持力对游客有无做功?答:________(选填“有”或“无”)。
(2)游客乘坐“飞天魔毯”上升时,此时该游客受到摩擦力的方向是:________。
(3)游客坐在魔毯上从底部以1m/s的速度上升到顶部。已知该游客的质量为50kg,不计密气阻力,请计算“飞天魔毯”运行过程中,传送带对该游客做功的功率________。
【答案】(1)无(2)沿传送带向上(3)125W
【详解】(1)根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。上升过程中,传送带对游客的支持力方向垂直于传送带向上,而游客在支持力的方向上没有移动距离,所以传送带对游客的支持力对游客无做功。
(2)因为游客乘坐“飞天魔毯”上升时,有沿传送带向下滑动的趋势,根据摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,所以此时该游客受到摩擦力的方向是沿传送带向上。
(3)该游客的重力
不计空气阻力,传送带对游客做的功等于克服游客重力做的功,则
游客上升的时间
传送带对该游客做功的功率
课堂练习
1. 如图所示,某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水(塑料桶中间带有转轴,桶中装满水),在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,他对水做功最多的是( )
A.B.C. D.
【解答】解:由图可知,AB中某同学是用背背、用手抱,即力的方向向上,桶是在水平方向上移动的距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此不做功;
在其他条件相同时,滑动摩擦力大于滚动摩擦力,则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力;又因为匀速拉动水桶向前运动,所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力,且水平移动的距离s相同,根据W=Fs可知C做功最多,故ABD不合题意,C符合题意。
故选:C。
2. 跳绳是宁波市体育中考的选考项目之一,男生满分为180次/分,女生满分为170次/分。某位男生在体育中考中跳了185下,得了满分,则他的功率最接近于( )
A.0.75W B.7.5W C.75W D.750W
【解答】解:中学生的质量约为50kg,其重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,
每次起跳的高度约为5cm=0.05m,
则他跳一次绳做的功:W=Gh=500N×0.05m=25J;
他在整个跳绳过程中的功率:P77W,与75W较接近,故C符合题意。
故选:C。
3. 如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②.两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别是P1、P2,则( )
A.F1=F2,P1>P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1<F2,P1=P2 D.F1>F2,P1=P2
【解答】解:(1)由题意知,两次拉动木块的过程中,木块对水平面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,则滑动摩擦力相等;木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,所以拉力F相等,即F1=F2。
(2)从图象中可以判断出,第①次的运动速度v较大,根据公式PFv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。
故选:A。
4. 妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=1:1 B.W1:W2=2:3 C.P1:P2=1:1 D.P1:P2=2:3
【解答】解:
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2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,
AB、由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比:
,故AB错误;
CD、由P可得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比:
,故C错误,D正确。
故选:D。
5. 如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA>FB,PA<PB B.FA>FB,PA>PB
C.FA<FB,PA<PB D.FA<FB,PA>PB
【解答】解:(1)斜面AC倾斜角度小于斜面BC,所以物体沿AC运动时拉力较小,即:FA<FB;
(2)斜面光滑说明摩擦力为0,不需要做额外功,由使用任何机械都不省功可知,拉力在两斜面上做功相同,即:WA=WB;
因为从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,所以物体沿BC运动时用时较少,
则根据公式P可知,拉力沿BC运动时拉力做功的功率较大,即PA<PB。
故选:C。
6. 用大小相同的力F,作用在质量不同的物体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),F所做的功分别为W1和W2,则( )
A.W1W2 B.W1=W2 C.W1=2W2 D.W1=4W2
【解答】解:两个物体受到的力都是F,通过的距离都是s,根据W=Fs可以判断两个力做功相等,即W1=W2。
故选:B。
7. 一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图所示,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1,在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1=W2,P1>P2 B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1<P2 D.W1<W2,P1<P2
【解答】解:(1)物体在AB和BC段,距离相同,重力相同,根据W=Gh,重力做功相同,所以W1=W2。
(2)物体在下落过程中,重力势能转化为动能,物体质量不变,所以v1<v2,
因为AB=BC,所以t1>t2,
又因为W1=W2,根据P,所以P1<P2。
故选:C。
8. 如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。则下列说法正确的是( )
A.物体在0﹣2s时,只受到一对平衡力的作用
B.物体在2﹣6s时,受到的摩擦力为3N
C.物体在6﹣8s内,克服摩擦力所做的功是18J
D.t=7s时,拉力F对物体做功的功率是6W
【解答】解:A、由图3可知,物体在0﹣2s时静止,由力的平衡条件可知,此时物体在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡条件,因此此时物体受到两对平衡力作用,故A错误;
C、由图3可知,物体在6﹣8s内物体做匀速直线运动,速度v=3m/s,由v可知,此时物体移动的距离:s=vt=3m/s×(8s﹣6s)=6m,
由图2可知此时物体受到的拉力F=2N,由二力平衡条件可知,物体受到的滑动摩擦力:f=F=2N,
则物体在6﹣8s内,克服摩擦力所做的功:W=fs=2N×6m=12J,故C错误;
B、由图3可知,物体在2﹣6s时物体做加速运动,此时物体受到的摩擦为滑动摩擦,此时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有发生变化,由滑动摩擦力影响因素可知,此时物体受到的摩擦力不变,仍为2N,故B错误;
D、由图3可知,t=7s时物体的运动速度v=3m/s,由图2可知此时物体受到的拉力F=2N,则拉力F对物体做功的功率:PFv=2N×3m/s=6W,故D正确。
故选:D。
9.在某次跳伞训练过程中,一体重为500牛的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,速度与时间的关系如图,经15秒下落210米后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30秒,跳伞装备重力忽略不计。
(1)在这个过程中运动员的机械能______(选填“变小”、“变大”);
(2)15秒至30秒运动员受到的重力______阻力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)前15秒运动员重力做功的功率为______瓦。
【答案】(1)变小(2)等于(3)7000
【详解】(1)在这个过程中运动员需要克服阻力做功,存在能量损失,运动员的机械能会减小。
(2)据图可知,15秒至30秒运动员做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的重力与阻力是一对平衡力,大小相等。
(3)前15秒运动员重力所做的功为
前15秒运动员重力做功的功率为
10. 如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前,放在地面上要确保四脚着地。启动后,利用遥控器可对它进行控制。无人机的部分参数如表:
机身总质量/kg
3.6
四脚着地总面积cm2
12
最大上升速度/(m⋅s﹣1)
1.5
最大水平速度/(m⋅s﹣1)
6
求:
(1)无人机启动前,四脚着地静止停放在水平地面上,此时无人机对地面的压强。
(2)无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米,需要飞行的时间。
(3)无人机从50米高空降落到地面,重力做功的大小。
【解答】解:(1)由表格数据可知,无人机机身质量m=3.6kg,
则无人机的重力:
G=mg=3.6kg×10N/kg=36N,
无人机停放在水平地面上时对地面的压力:
F=G=36N,
由表格数据可知,四脚着地总面积S=12cm2=1.2×10﹣3m2,
无人机停放在水平地面上时对地面的压强:
p3×104Pa;
(2)由表格数据可知,最大上升速度v=1.5m/s,
由v=可得无人机从地面飞到离地30m高处至少需要的时间:
t20s;
(3)无人机从50m高处降落到地面,重力做的功:
W=Gh=36N×50m=1800J。
课后巩固
1.在水平地面上,小孩用50N的水平推力推着120N重的箱子匀速前进10m,在这个过程重,小孩对箱子做的功和重力对箱子做的功分别是( )
A.0J和1200J B.300J和1200J
C.500J和0J D.500J和1200J
【答案】C
【详解】小孩对箱子做的功
物体在重力的方向上没有移动距离,所以重力对箱子做的功为0。
故选C。
2. 如图所示,塔式起重机下挂着重物,在下列三种情形中:①重物静止不动;②重物匀速向上运动;③重物沿水平方向匀速移动。下列关于钢索拉力对重物做功的判断及其原因的分析,正确的是( )
A.只有情形①③做了功,因为重物的机械能发生了变化
B.只有情形②做了功,因为重物的机械能发生了变化
C.只有情形①③做了功,因为起重机消耗了能量
D.只有情形②做了功,因为起重机消耗了能量
【解答】解:A、只有情形②做了功,因为重物匀速向上运动时,拉力和距离的方向均向上,故A错误;
B、只有情形②做了功,因为重物的机械能增大,故B正确;
C、只有情形②做了功,是因为拉力和距离的方向均向上,在拉力的方向上移动距离,与起重机是否消耗能量无关,故C错误;
D、只有情形②做了功,是因为拉力和距离的方向均向上,在拉力的方向上移动距离,与起重机是否消耗能量无关,故D错误。
故选:B。
3.如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。第1次拉动木块的s-t图像和第2次拉动木块的v-t图像分别如图乙和图丙所示。下列说法正确的是( )
A.两次的摩擦力大小f1>f2
B.两次的拉力大小关系是F1>F2
C.经过相同时间,两次拉力做功的关系是W1=W2
D.两次拉力做功功率的关系是P1<P2
【答案】D
【详解】由图乙可知,木块第一次做匀速直线运动,速度大小为;由图丙可知,木块第二次做匀速直线运动,速度大小为。因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。
A.由于木块对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变,即,故A错误;
B.因为两次木块都做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力和摩擦力大小相等,又因为摩擦力不变,所以两次的拉力大小相等,即,故B错误;
C.由前面分析可知,,根据,在相同时间内,第二次通过的距离大,且两次拉力相等,根据,可知第二次拉力做的功多,即,故C错误;
D.根据,拉力F相同,第二次木块运动的速度v大,所以第二次拉力做功的功率大,即,故D正确。
故选D。
4.如图所示,在粗糙程度相同的水平面上,先用拉力F1将物体从A拉到O,再改用拉力F2将物体从O拉到C,其中LAO=LOB,用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置(用虚线框表示),若拉力F1在AO段所做的功为W1,拉力F2在OB段所做的功为W2,物体在AO段受到的摩擦力为f1,在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.f1>f2 D.f1<f2
【解答】解:
CD、由于物体对水平面的压力大小不变(等于物体的重力),各段的粗糙程度相同,所以物体运动时受到摩擦力的大小相同,即f1=f2,故CD错误;
AB、由图可知,在AO段物体在相同时间内运动的距离相同,说明物体做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知拉力F1=f;
在OC段物体在相同时间内运动的距离增大,说明物体做加速直线运动,则拉力F2>f=F1,
因F2>F1,sAO=sOB,根据W=Fs可知拉力做的功:W1<W2,故A错误,B正确。
故选:B。
5. 如图所示某同学用4牛的水平拉力F拉动装置,使重为50牛的物体A在4秒内沿水平地面运动了1米,物体B重20牛(物体B与A始终接触),弹簧测力计的示数恒为1牛。下列说法不正确的是( )
A.拉力F做的功为4焦
B.拉力F做功的功率为1瓦
C.物体B的重力做功为0焦
D.物体A克服摩擦力做功0焦
【解答】解:A、拉力做功为:W=Fs=4N×Im=4J,故A正确,不符合题意;
B、拉力F做功的功率为:P1W,故B正确,不符合题意;
C、物体B始终处于静止状态,物体B的重力方向竖直向下,在重力的方向上没有移动距离,故物体B的重力没有做功,故C正确,不符合题意;
D、由图可知,物体B处于静止状态,水平方向受到测力计向右的拉力和A对B向左的摩擦力是一对平衡力,所以物体A与物体B之间的摩擦力为:f=F示=1N,物体在水平方向上移动了距离,根据W=Fs可知物体克服摩擦力做了功,即物体A克服摩擦力做功不为0J,故D错误,符合题意。
故选:D。
6. 如图所示,为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放,最高到达右侧圆弧槽B点处,然后再次滑下,最高到达左侧圆弧槽C点处,其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h(忽略空气阻力)。下列选项错误的是( )
A.物体从A点滑到水平面时,重力所做的功为mgH
B.C点距离水平面的高度为2h﹣H
C.物体能返回至C点处,可推出H<2h
D.从A点到B点又回到C点过程中,克服水平面上摩擦力做功为mg(2h﹣H)
【解答】解:A、物体从A点滑到水平面时,在竖直方向上下降的高度为H,所以重力做功为:W=GH=mgH,故A正确;
BC、物体在A、B两点的高度分别为H、h,从A点滑到B点的过程中,设机械能损失量为ΔE,即克服摩擦力做的功,由能量守恒定律得:ΔE=G•Δh=mg(H﹣h)。
物体从B点滑到C点的过程中,物体与水平面间的压力和接触面粗糙程度都不变,长度也不变,即物体克服摩擦力做的功不变,即损失的机械能不变。设C点高度为h′,由能量守恒定律得:ΔE=G•Δh=mg(h﹣h′)。
由上面两个等式可得:ΔE=mg(H﹣h)=mg(h﹣h′),所以h′=2h﹣H,
因为BC之间的距离大于0,则有2h﹣H>0,解得2h>H,故BC正确;
D、根据上面分析,一次克服摩擦力做功ΔE=mg(H﹣h),从A点到B点又回到C点过程中,克服水平面上摩擦力做功为2mg(H﹣h),故D错误。
故选:D。
7. 如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为sAB,水平面CD光滑,长度为sCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD.则( )
A.若sAB=sCD,则拉力在AB段做功较多
B.若sAB>sCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快
C.若sAB=sCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快
D.若vAB=vCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多
【解答】解:
A、沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若sAB=sCD,则根据W=Fs可知,拉力在AB段和CD段做功一样多,故A错误;
B、沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若sAB>sCD,则根据W=Fs可知,拉力在AB段做功较多,因为tAB=tCD,所以根据P可知,拉力在AB段做功较快,故B正确;
C、由A知,拉力在AB段和CD段做功一样多;若tAB>tCD,根据P可知,拉力在AB段做功较慢,故C错误;
D、沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若vAB=vCD,根据W=Fs=Fvt可知,时间不确定,无法比较做功的多少,故D错误。
故选:B。
8.如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米,质量为2千克,它的右端与桌面相齐,与桌面间的滑动摩擦力为木板重的。若在板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子,则水平推力至少要做功( )
A.1.6焦 B.0.8焦 C.0.6焦 D.0.4焦
【答案】B
【详解】因为匀速推动,且在推动的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,推力不变,推力为:,因当重心到达桌子的边缘时,木板将翻转,所以推力作用的距离:,推力做功为,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.一辆赛车在跌宕起伏道路行驶,先后完成匀速、快加速、慢减速行驶过程,若该赛车输出功率P恒定,则能近似描述牵引力F随时间t变化的图像是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】赛车输出功率P恒定,由公式可得,匀速运动时,速度不变时,牵引力不变;快加速运动时,速度快速增加,牵引力快速减少;慢减速运动时,速度慢慢减少,牵引力也慢慢增加;故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.乘坐动车时“大包小包”均要过安检,如图质量为10千克的行李箱放在安检机的传送带上一起水平向右做匀速直线运动。
(1)以地面为参照物,行李箱处于______(填“静止状态”或“运动状态”);
(2)当行李箱和传送带保持相对静止,两者间摩擦力的大小为______牛;
(3)当行李箱和传送带一起以0.5米/秒的速度向右匀速运动10秒,传送带的支持力对行李箱做功为______焦。
【答案】(1)运动状态(2)0(3)0
【详解】(1)以地面为参照物,行李箱相对于地面的位置发生了变化,行李箱处于运动状态。
(2)行李箱放在安检机的传送带上一起水平向右做匀速直线运动,行李箱和传送带保持相对静止,行李箱处于平衡状态,水平方向上不受力,两者间摩擦力的大小为0N。
(3)当行李箱和传送带一起向右运动,传送带对行李箱的支持力竖直向上,支持力与行李箱运动的方向垂直,支持力对行李箱不做功,传送带的支持力对行李箱做功为0J.
11.跳绳看起来似乎很简单,然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。有位同学对此作了专门研究:跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件分析:
(1)跳绳者跳一次绳所做的功为多少焦?
(2)在1分钟内做功的平均功率为多少瓦?
【解答】解:(1)人的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
由图可知,起跳的最大高度h=0.09m,
跳一次克服重力做功:W=Gh=500N×0.09m=45J;
(2)由图可知跳一次所用时间t1s,则1min内所跳的次数:n180,
1min内克服重力做功:W总=nW=180×45J=8100J;
1min内克服重力做功的平均功率:P135W。
12. 小明学了力学知识后,做了如下实验。他用方向不变的水平拉力F拉动放在水平地面上的物体,如图甲,并测出了物体的速度大小,绘制了乙、丙两图。乙图表示水平拉力F随时间t的变化关系,丙图表示物体的运动速度v随时间t的变化关系。
请回答:
(1)6~8秒时间内,物体通过的路程。
(2)t=4秒时,物体受到的摩擦力大小。
(3)6~8秒时间内,拉力F所做的功的功率。
【解答】解:(1)由图丙6~8秒时间内,物体以6m/s的速度做匀速直线运动,
则物体通过的路程为:s=vt=6m/s×2s=12m;
(2)6s~8s内,物体做匀速直线运动,此时物体受力也平衡,由乙图可知,物体所受拉力为F=4N,则可知此时滑动摩擦力f=F=4N;
2s~6s内,物体做加速直线运动,物体的压力和接触面的粗糙程度不变,受到的滑动摩擦力不变,故当t=4s时,物体受到的摩擦力为f=4N;
(3)6~8秒时间内,拉力F所做的功W=Fs=4N×12m=48J,
拉力F所做的功的功率为:P24W。
13.衢州市近年来积极谋划推进港区开发建设,2025年衢州港年吞吐量突破1000万吨。
(1)港口吊机将质量为50000千克的货物,匀速向上吊起10米的过程中,吊机对货物做的功为 ________焦耳。
(2)停在港口的货船,随着船上货物增多,货船受到的浮力将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)水平放置在货船甲板上的货物与货船一起匀速行驶时,以货船为参照物,货物是________(填“静止”或“运动”)的。
【答案】(1)(2)增大(3)静止
【详解】(1)货物受到的重力
吊机对货物做的功
(2)因为货船漂浮在水面上时,浮力等于重力,随着船上货物增多,总重力增大,所以货船受到的浮力将增大。
(3)水平放置在货船甲板上的货物与货船一起匀速行驶时,货物相对于货船的位置没有发生变化,所以以货船为参照物时,货物是静止的。
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第1讲 功和功率
知识点01 功
(一)功的含义
物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对物体做了功。力做功也常说成物体做功,如人的推力对小车做功,也可以说成人对小车做功。
(二)做功的两个必要因素
做功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力F;二是物体在力的方向上通过一段距离S。两者缺一不可,否则就没有做功,例如:运动员把杠铃举过头顶不动时,虽然有力但杠铃并没有在力的方向上移动一段距离,所以不做功。
(1)力对物体不做功的三种情况
①有距离无力:物体没有受到力的作用,但由于惯性通过一段距离;
②有力无距离:有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过一段距离;
③力与距离垂直:物体受到了力的作用,也通过了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直。
(2)物体在力的方向上通过一段距离是指力与距离具有同向性、同体性和同时性。
(三)功的计算
功有大小,科学上规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即功=力×距离。如果用F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离,W表示功,则功的计算公式为W=Fs。
应用功的计算公式时,必须注意以下三点:
(1)要明确是哪个力对物体做功,或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
(2)公式W=Fs中的F是作用在物体上的力,s是物体在力F方向上通过的距离。
(3)F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中,始终作用在物体上的力,它的大小和方向都是不变的。
(四)功的单位
在国际单位制中,力的单位是牛( N ),距离的单位是米( m),功的单位是牛.米(N. m ),在国际单位制中,用专门的名称“焦耳”来表示,简称为焦,符号是J。1焦=1牛.米。
(五)做功的实质
做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做了多少功,就有多少能量发生了转化。因此,可以用功来量度能量转化的多少。
【能力拓展】
1.做功跟我们日常所说的“做工”或“工作”不一样。“做工”更多指从事体力劳动,在体力劳动中,人
可能做功,也可能没有做功。如建筑工人搬运重物在水平路面上行走,是在“做工”,但没有做功。“工作”可以指体力劳动,也可以指脑力劳动,脑力劳动没有做功。
2.判断物体做功的多少,要看力和在力的方向上通过的距离,不要受接触面粗糙程度和斜面的影响。
3.功和能的区别与联系:功和能是两个不同性质的量,功是过程量,它对应的是一段时间和一段过程;能是状态量,它对应的是一个时刻和一个状态。但功和能这两个量又是密切相关的,首先,能是物体做功的本领,如果一个物体具有做功的本领,我们就说它具有能;其次,功是能量转化的量度,即在一个过程中,能量究竟转化了多少,可以用相应的功量度出来。
【即学即练1】关于力对物体做功,下列说法正确的是( )
A.守门员踢足球的过程中没有对足球做功
B.汽车在水平路面行驶时,汽车受到的支持力做了功
C.从树上下落的苹果,重力对苹果做了功
D.抛出的排球在空中飞行过程中,人对排球做了功
【即学即练2】把一本九年级科学课本从地面举过头顶,对课本做的功约( )
A.0.32J B.3.2J C.32J D.320J
【即学即练3】第十五届全运会吉祥物“喜洋洋”在如图运动项目中,“喜洋洋”没有对器材做功的是( )
A.踩着滑板落地的过程 B.滑动船桨的过程
C.击出羽毛球后的过程 D.将弓拉弯的过程
【即学即练4】如图甲所示,小强在水平地面上用力推一密度为1.02×103kg/m3、边长为1m的正方体物体。在此过程中,推力F和物体前进速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是( )
A.在此过程中物体对地面的压强为200Pa
B.0~1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C.1~3s内物体克服摩擦力做功为300J
D.3~6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
【即学即练5】电动汽车以其环保的优势逐渐进入大众生活,已知某品牌电动汽车的部分参数如下:
(1)空车停在水平路面上对路面的压强是多少帕?
(2)在最大载重时,该电动汽车在平直公路上以90千米/时的速度匀速行驶1小时,其阻力为车总重的0.1倍,求牵引力所做的功。
空车质量
2000千克
最大承载
400千克
车轮与地面接触总面积
0.04米2
知识点02 功率
(一)比较做功的快慢
比较做功的快慢有三种方法:
(1)若做功相同,比较做功的时间,所用时间越短做功越快,所用时间越长做功越慢;
(2)若做功时间相同,比较所做功的多少,做功越多做功越快,做功越少做功越慢;
(3)若做功的多少和所用时间都不相同,则通过计算(做功的多少与做功所用时间的比值)进行比较。
通过以上三种方法的比较,说明做功的快慢与做功的多少和做功所用时间这两个因素都有关系。
(二)功率
(1)定义:单位时间里完成的功叫做功率。
(2)意义:反映做功快慢的量(即表示能量转化快慢的量)。
(3)符号: P
(4)功率的公式:由功率的定义知,功率=功/时间,如果用P表示功率,W表示功,t表示时间,则功率的公式可表示为P=W/t
(5)功率的单位
在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。1千瓦=1000瓦,1兆瓦=106瓦。
【能力拓展】当物体在力F的作用下,以速度v做匀速直线运动时(力F与速度v同方向),由W=Fs、v= s/t,得出P=Fv,即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。利用P=Fv可以知道:拖拉机在上坡时,当功率一定时,通过换挡减小速度是为了增大牵引力,这样有利于上坡。
【即学即练1】某同学从一楼匀速走上二楼,第一次花了30秒,第二次花了20秒。对于两次上楼过程,下列说法正确的是( )
A.第一次做功较多,且功率也大 B.第二次做功较多,且功率也大
C.两次做功一样多,第一次做功的功率大 D.两次做功一样多,第二次做功的功率大
【即学即练2】快捷酒店常用智能机器人为旅客送递物品。如图是一款质量为80kg的智能机器人。工作时,该机器人在地面上匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。求:
(1)机器人所受重力。
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力。
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做功的功率。
【即学即练3】电动载人飞行汽车亮相2023湖南通航博览会。如图是某款飞行汽车,该车的总质量为680kg,可搭载2名乘客,最大载重160kg,最大设计飞行高度为1000m,最大设计飞行速度为130km/h,起飞后续航时间约为35分钟,空载静止在水平地面上时,与地面接触的总面积为0.2m2。求:
(1)该车在博览会上以120km/h的速度飞行表演了10min,这段时间内飞行的距离。
(2)该车空载静止在水平地面上时,对水平地面的压强。
(3)该车以72km/h的速度匀速直线飞行5min,发动机输出功率为50kW,飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小。
【即学即练4】千岛湖某景区配置了“飞天魔毯”,游客无需步行上山,坐在传送带上即可由“飞天魔毯”带至山上,如图甲所示。已知该“飞天魔毯”长度为400米,落差达100米,游客坐着“飞天魔毯”上山时,可以视为沿斜面匀速上升,模型图如图乙所示。
(1)上升过程中,传送带对游客的支持力对游客有无做功?答:________(选填“有”或“无”)。
(2)游客乘坐“飞天魔毯”上升时,此时该游客受到摩擦力的方向是:________。
(3)游客坐在魔毯上从底部以1m/s的速度上升到顶部。已知该游客的质量为50kg,不计密气阻力,请计算“飞天魔毯”运行过程中,传送带对该游客做功的功率________。
课堂练习
1. 如图所示,某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水(塑料桶中间带有转轴,桶中装满水),在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,他对水做功最多的是( )
A.B.C. D.
2. 跳绳是宁波市体育中考的选考项目之一,男生满分为180次/分,女生满分为170次/分。某位男生在体育中考中跳了185下,得了满分,则他的功率最接近于( )
A.0.75W B.7.5W C.75W D.750W
3. 如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②.两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别是P1、P2,则( )
A.F1=F2,P1>P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1<F2,P1=P2 D.F1>F2,P1=P2
4. 妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=1:1 B.W1:W2=2:3 C.P1:P2=1:1 D.P1:P2=2:3
5. 如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA>FB,PA<PB B.FA>FB,PA>PB
C.FA<FB,PA<PB D.FA<FB,PA>PB
6. 用大小相同的力F,作用在质量不同的物体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),F所做的功分别为W1和W2,则( )
A.W1W2 B.W1=W2 C.W1=2W2 D.W1=4W2
7. 一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图所示,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1,在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1=W2,P1>P2 B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1<P2 D.W1<W2,P1<P2
8. 如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。则下列说法正确的是( )
A.物体在0﹣2s时,只受到一对平衡力的作用
B.物体在2﹣6s时,受到的摩擦力为3N
C.物体在6﹣8s内,克服摩擦力所做的功是18J
D.t=7s时,拉力F对物体做功的功率是6W
9.在某次跳伞训练过程中,一体重为500牛的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,速度与时间的关系如图,经15秒下落210米后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30秒,跳伞装备重力忽略不计。
(1)在这个过程中运动员的机械能______(选填“变小”、“变大”);
(2)15秒至30秒运动员受到的重力______阻力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)前15秒运动员重力做功的功率为______瓦。
10. 如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前,放在地面上要确保四脚着地。启动后,利用遥控器可对它进行控制。无人机的部分参数如表:
机身总质量/kg
3.6
四脚着地总面积cm2
12
最大上升速度/(m⋅s﹣1)
1.5
最大水平速度/(m⋅s﹣1)
6
求:
(1)无人机启动前,四脚着地静止停放在水平地面上,此时无人机对地面的压强。
(2)无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米,需要飞行的时间。
(3)无人机从50米高空降落到地面,重力做功的大小。
课后巩固
1.在水平地面上,小孩用50N的水平推力推着120N重的箱子匀速前进10m,在这个过程重,小孩对箱子做的功和重力对箱子做的功分别是( )
A.0J和1200J B.300J和1200J
C.500J和0J D.500J和1200J
2. 如图所示,塔式起重机下挂着重物,在下列三种情形中:①重物静止不动;②重物匀速向上运动;③重物沿水平方向匀速移动。下列关于钢索拉力对重物做功的判断及其原因的分析,正确的是( )
A.只有情形①③做了功,因为重物的机械能发生了变化
B.只有情形②做了功,因为重物的机械能发生了变化
C.只有情形①③做了功,因为起重机消耗了能量
D.只有情形②做了功,因为起重机消耗了能量
3.如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。第1次拉动木块的s-t图像和第2次拉动木块的v-t图像分别如图乙和图丙所示。下列说法正确的是( )
A.两次的摩擦力大小f1>f2
B.两次的拉力大小关系是F1>F2
C.经过相同时间,两次拉力做功的关系是W1=W2
D.两次拉力做功功率的关系是P1<P2
4.如图所示,在粗糙程度相同的水平面上,先用拉力F1将物体从A拉到O,再改用拉力F2将物体从O拉到C,其中LAO=LOB,用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置(用虚线框表示),若拉力F1在AO段所做的功为W1,拉力F2在OB段所做的功为W2,物体在AO段受到的摩擦力为f1,在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.f1>f2 D.f1<f2
5. 如图所示某同学用4牛的水平拉力F拉动装置,使重为50牛的物体A在4秒内沿水平地面运动了1米,物体B重20牛(物体B与A始终接触),弹簧测力计的示数恒为1牛。下列说法不正确的是( )
A.拉力F做的功为4焦
B.拉力F做功的功率为1瓦
C.物体B的重力做功为0焦
D.物体A克服摩擦力做功0焦
6. 如图所示,为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放,最高到达右侧圆弧槽B点处,然后再次滑下,最高到达左侧圆弧槽C点处,其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h(忽略空气阻力)。下列选项错误的是( )
A.物体从A点滑到水平面时,重力所做的功为mgH
B.C点距离水平面的高度为2h﹣H
C.物体能返回至C点处,可推出H<2h
D.从A点到B点又回到C点过程中,克服水平面上摩擦力做功为mg(2h﹣H)
7. 如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为sAB,水平面CD光滑,长度为sCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD.则( )
A.若sAB=sCD,则拉力在AB段做功较多
B.若sAB>sCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快
C.若sAB=sCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快
D.若vAB=vCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多
8.如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米,质量为2千克,它的右端与桌面相齐,与桌面间的滑动摩擦力为木板重的。若在板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子,则水平推力至少要做功( )
A.1.6焦 B.0.8焦 C.0.6焦 D.0.4焦
9.一辆赛车在跌宕起伏道路行驶,先后完成匀速、快加速、慢减速行驶过程,若该赛车输出功率P恒定,则能近似描述牵引力F随时间t变化的图像是( )
A.B.C. D.
10.乘坐动车时“大包小包”均要过安检,如图质量为10千克的行李箱放在安检机的传送带上一起水平向右做匀速直线运动。
(1)以地面为参照物,行李箱处于______(填“静止状态”或“运动状态”);
(2)当行李箱和传送带保持相对静止,两者间摩擦力的大小为______牛;
(3)当行李箱和传送带一起以0.5米/秒的速度向右匀速运动10秒,传送带的支持力对行李箱做功为______焦。
11.跳绳看起来似乎很简单,然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。有位同学对此作了专门研究:跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件分析:
(1)跳绳者跳一次绳所做的功为多少焦?
(2)在1分钟内做功的平均功率为多少瓦?
12. 小明学了力学知识后,做了如下实验。他用方向不变的水平拉力F拉动放在水平地面上的物体,如图甲,并测出了物体的速度大小,绘制了乙、丙两图。乙图表示水平拉力F随时间t的变化关系,丙图表示物体的运动速度v随时间t的变化关系。
请回答:
(1)6~8秒时间内,物体通过的路程。
(2)t=4秒时,物体受到的摩擦力大小。
(3)6~8秒时间内,拉力F所做的功的功率。
13.衢州市近年来积极谋划推进港区开发建设,2025年衢州港年吞吐量突破1000万吨。
(1)港口吊机将质量为50000千克的货物,匀速向上吊起10米的过程中,吊机对货物做的功为 ________焦耳。
(2)停在港口的货船,随着船上货物增多,货船受到的浮力将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)水平放置在货船甲板上的货物与货船一起匀速行驶时,以货船为参照物,货物是________(填“静止”或“运动”)的。
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