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/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
【学习目标】
1．掌握功的定义
2．知道做功的条件
3．会计算物体做功
4．能结合之前的浮力的相关知识计算浮力、重力对物体所做的功
【自主学习】
一、功
在叉车举高货物的过程中，货物受到一个向上的力 F 的作用，并且在这个力的作用下，向上移动了一段距离 s，力 F 作用的成效体现在货物被举高了。对于这种情况，物理学中就说叉车托起货物的力做了功。
也可以这样理解：功是力在一段路程上的积累，这个力走了多远，也就是这个力做了多少功。或者是：力在物体运动方向上的贡献。
二、功的计算
作用在物体上的力越大、物体在力的方向上移动的距离越远，力所做的功也就越多。
力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的 。如果用F表示力、s表示在力的方向上移动的距离、W表示功，则功的表达式为： 。
在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫作 ，简称焦，符号是 。
做功的必要条件：有力，且在力的方向上有移动。克服啥子力做的功，就等于这个力与其反方向运动距离的乘积。
【例1】下列关于功的各种说法中，正确的是( )
A．只要有力作用在物体上，就一定做了功
B．只要物体移动了距离，就一定做了功
C．只要有力作用在物体上，物体又移动了距离，就一定做了功
D．只要有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，就一定做了功
【例2】小明在下列过程中对桶做功的是( )
A．提着桶站立不动 B．提着桶水平移动
C．提着桶站在匀速水平运动的车厢内 D．提着桶站在匀速向上运动的电梯内
【例3】关于对功的理解，下列说法正确的是（　　）
A．作用在物体上的力越大，力做的功就越多 B．把重1N的物体举起1m所做的功为1J
C．物体通过的路程越长，作用力做功越多 D．力作用的时间越长，做的功就越多
【例4】下图所描述的力，对物体做功的是（ ）
A．熊猫用力举着杠铃不动 B．用力拉绳匀速提升重物
C．用手搬石头没搬动 D．用力提着水桶沿水平方向移
【例5】如图所示为举重运动员做挺举时的几个状态图，下列关于该运动员对杠铃做功情况的分析正确的是（ ）
A．从发力到上拉的过程中不做功 B．从上拉到翻站的过程中做功
C．从上挺到站立的过程中不做功 D．举着杠铃稳定站立的过程中做功
【例6】关于一名中学生的相关估测，下列说法符合实际的是（　　）
A．将物理课本从地面捡到课桌做功大约20J
B．双脚站立时对地面的压强约为1.5×104Pa
C．潜入泳池水面以下所受浮力约为5000N
D．将30个鸡蛋从一楼提到三楼，克服鸡蛋重力做的功约为500J
【例7】如图所示，用水平力拉着重为100N的物体，在水平地面上向右匀速移动了5 m，物体所受地面的摩擦力大小为20 N，则( )
A．重力做的功是500 J B．拉力的大小为100N
C．拉力的大小为120N D．拉力做的功为100J
【例8】一弹簧秤下挂一圆柱体，将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，直到圆柱体的底部与烧杯底部接触为止（设烧杯底面积为1分米2），如图已给出整个过程中弹簧秤的示数F随圆柱体下降高度h变化的实验图线，则下列说法错误的是（　　）
A．圆柱体的体积为8×10-4米3
B．圆柱体的密度为1.5×103千克/米3
C．圆柱体在下降的全过程中重力所做的功为1.08焦
D．圆柱体在下降的全过程中重力所做的功为1.12焦
【例9】如图所示，物体A所受到的重力大小为40N。
（1）在拉力F1的作用下使物体沿竖直方向匀速上升0.5m，则拉力F1在这一过程中对物体所做的功为_____J。
（2）将该物体放在倾角为30°的光滑斜面上，用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速移动 1m，此时拉力F2的大小恰为20N，则拉力F2在这一过程中对物体所做的功为______J。
（3）由上述两种情况可知，使用斜面能省______，但不能省____。(填“功”或“力”)
【例10】如图甲所示，将边长为10cm的正方体木块A放入装有某种液体的足够高的圆柱形容器中，木块A静止时，有的体积浸入液体中，此时液面比放入木块前升高了2cm，容器底部受到的液体压强变化了150Pa。再将合金块B放在木块A上方，静止后木块A恰好浸没在液体中，液体未溢出，如图乙所示。求：（1）液体的密度；
（2）木块A的质量；（3）从合金块B放在木块A上方开始，直到木块A恰好浸在液体中的过程中，合金块B的重力对其做的功。
【课后巩固】
1．下列是其同学对生活中涉及的物理量的估测，你认为量符合实际的是（　　）
A．手托一只鸡蛋的力约1N
B．小明同学对地面的压强大约为1200帕斯卡
C．将物理教科书从地面拿到桌子上，做功约2J
D．人漂浮在水中，排开水的体积约为
2．2024年4月23日的世界读书日，主题为“阅读推动未来”。如图是读者从书架上取下图书的情景，若读者所取的书重量与6枚鸡蛋相当，读者从书架上取下书的过程中，对书做的功最接近的是（ ）
A．300J
B．30J
C．3J
D．0.3J
3．如图所示，人对物体做功的是（　　）
A．①② B．③④ C．①③ D．②③
4．下列说法中正确的是（ ）
A．用手从地面上提起水桶，手的拉力对水桶做了功
B．背着书包在水平地面上行走，肩对书包的支持力做了功
C．篮板将篮球反弹回来，篮板持续对篮球做功
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
5．如图所示，小明重500N，他用手托着一个重为5N的篮球乘坐厢式电梯，电梯匀速上升了10m。下列关于小明和厢式电梯做功的说法正确的是（　　）
A．小明托着篮球的力没有对篮球做功
B．厢式电梯对小明的支持力做功50J
C．小明托着篮球的力对篮球做功50J
D．厢式电梯对小明的支持力没有对小明做功
6．如图所示的四种情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是（　　）
A．运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功
B．马拉车在水平路面上匀速前进，马的拉力对车做了功
C．足球在水平地面上滚动，足球所受重力对足球做了功
D．起重机吊着重物沿水平方向移动，竖直向上的拉力对重物做了功
7．2024年12月，在世界举重锦标赛中，中国队小将李闫包揽女子87公斤以上级三枚金牌，并打破抓举世界纪录。如图所示为运动员在比赛时的情景，下列说法正确的是（　　）
A．运动员在举重前手涂镁粉是为了减小摩擦
B．运动员将杠铃向上举起的过程中对杠铃做了功
C．运动员手举杠铃静止时，运动员所受重力和支持力是一对平衡力
D．运动员提起杠铃前后，对地面的压强不变
8．如图所示，，三个物体在同样大小的力的作用下，都沿着力的方向移动距离，比较对三个物体所做的功，结论是（　　）
A．三次做功一样多
B．对做功一样多
C．对做功一样多
D．对做功一样多
9．在举重比赛中，某运动员第一阶段把100kg的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中停留了3s，三名裁判都亮出了白灯，举重成功。关于他举重时对杠铃做功的情况，下列说法正确的是（ ）
A．第一阶段运动员没有做功 B．第二阶段运动员没有做功
C．两个阶段运动员都做了功 D．两个阶段运动员都没有做功
10．炎热的暑期，小乐去水上乐园游玩，他发现与在岸上相比，在水中行走比较困难，若他在水平泳池中 行走距离与水平池岸行走距离相同时，克服重力做功的大小关系是（ ）
A．一样大 B．在岸上做功大 C．在水中做功大 D．小乐重力未知，无法判断
11．如图所示，质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离。下列结论正确的是（　　）
A．图甲中F做的功小于图乙中F做的功
B．图甲中F做的功等于图乙中F做的功
C．图甲中F做的功大于图乙中F做的功
D．条件不足，无法确定图甲、乙中F做的功哪个多
12．如图甲所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面上保持静止，水平力减为F的三分之一时物体刚好匀速下滑，下滑时水平力对物体 （选填“做了”或“不做”）功。如图乙所示，用30N的水平推力，使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。此过程中推力对物体做功 J，重力对物体做功 J。
13．《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中。昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作为动力，用来取水的机械，如下图所示：
（1）筒车转动过程中，水的作用力对筒车 （选填“做功”或“不做功”）。
（2）若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车转一圈对进入接水槽的水所做的功为 J。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取）
14．阅读短文，回答问题；
2023年5月13日，“恩平20—4钻采平台”的安装，创造了我国海上油气平台浮托安装重量的新纪录。浮托安装类似于运动员挺举过程，巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图所示，涨潮时，工程船托运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽口，落潮时把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接口上。工程船满载时的排水量为5.35×107kg，所安装的平台组块质量为1.55×107kg。（g取10N/kg）
（1）平台组块所受重力大小为多少；
（2）若涨潮前，插尖低于接口0.8m，涨潮时，工程船和平台组块缓慢向上浮起，使得插尖比接口高1.2m。则在此过程中，工程船对平台组块竖直向上做功为多少。
15．图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景，该车在10min内的运动图像如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t，除雪过程中所受水平阻力为，车轮与地面的总接触面积为，g取，求该除雪车：
（1）对水平地面的压强；（2）10min内通过的路程；（3）10min内牵引力所做的功。
1．在水平地面上并排铺有n块相同的匀质砖块，如图甲，每块砖的质量为m，长为a，宽为b，厚为c、若要将这n块砖按图乙所示叠放在最左边的砖块上，则至少要给砖块做的功为（　　）
A．
B．mgc
C．
D．
2．小雷同学听了“曹冲称象”的故事后，利用所学知识制作了“水秤”模型，可方便地称量物体的质量，其构造如图甲所示。已知圆柱形透明大桶足够深，底面积，圆柱形小筒高度为，底面积为，小筒和秤盘总重力为，小筒壁和大筒壁的厚度可忽略不计，称量时秤盘不能浸入水中（g取10N/kg）。求：
（1）如图甲所示，当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力大小；
（2）该“水秤”在小筒上的零刻度线A距小筒底部的距离；
（3）该“水秤”每次称量不同物体的质量时，小筒和秤盘所受重力做功最多是多少。
3．如图甲所示，底面积为的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上，密度为的长方体A放置于体积为为正方体B上，A、B浸没在水中且正方体B通过不可伸长的细线与容器底部相连。打开阀门K匀速放水，细线对B的拉力F与容器中水的深度h的关系如图乙所示（g取10N/kg）求：
（1）初始时刻水对容器底部的压强；
（2）正方体B的重力；
（3）当水面下降到时关闭阀门K，将A从B上取下放入水中并剪断细线，待A、B静止时，剪断细线前后B克服重力做的功。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
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【参考答案】
自主学习
二、功的计算：乘积 W=FS 焦耳 J
【例1】D
【例2】D
【例3】B
【例4】B
【例5】B
【例6】B
【例7】D
【例8】D
【例9】（1）20 ；（2）20 ；（3）力 功；
【例10】（1）0.75g/cm3；（2）0.45kg；（3）0.08J
课后巩固
基础练习
1. C 2. C 3. B 4. A 5. C 6. B 7. B 8. A 9. B 10. A 11. B
12. 不做 15 0
13. （1）做功；（2）1920
14. （1）1.55×108；（2）3.1×108
15. （1）1.5×105Pa ；（2）2640m ；（3）1.584×107J
能力提升
1. A
2. （1）30N； （2）0.15m； （3）7.5J
3. （1）； （2）5N； （3）0.2125J
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