资源简介

11.1 怎样才叫做功(机械功原理 巩固训练)
【课时衔接】
1.(判断力是否做功)在篮球比赛中,运动员对篮球没有做功的过程是 ( )
A.运球　　B.扣篮　C.擦板　D.跳投
2.(功的计算)小龙背着质量为25 kg的实验器材从实验楼的一楼上到三楼,又沿着走廊水平走了5 m到达实验室。每层楼高3 m,小龙对实验器材做功　 　J。若在搬运实验器材的整个过程中小龙总共做功4500 J,则小龙自身的质量为　 　kg。(g取10 N/kg)
【基础通关】
3.（教材变式练）有一装着矿石的矿斗,总质量是3.0×103 kg,把它从140 m深的井底匀速提到地面上。在这个过程中,机器对矿斗做功为　 　J。(g取10 N/kg)
4.如图所示,用动滑轮将重为900 N的物体匀速提升2 m,不计摩擦和滑轮重,所施加的拉力F=
　 　N,这一过程中拉力F做功　 　J。
5.如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它在同一水平木板上滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。请根据图像判断:在相等的时间内,木块两次受到的拉力F1　 　F2;两次拉力对木块做的功W1　 　W2。(均选填“>”、“<”或“=”)
6.起重机将重为3×103 N的混凝土板从地面缓慢吊起上升10 m,又平移5 m。在上升的过程中起重机做的功为　 　J,平移过程中起重机做的功为　 　J。
7.（素养拓展练）如图所示,小明用手缓慢地将2个鸡蛋向上托起1 m,则手对鸡蛋做的功大约为 ( )
A.0.1 J
B.0.5 J
C.1 J
D.10 J
8.在生产和生活中经常使用各种机械,在使用机械时,下列说法正确的是 ( )
A.可以省力或省距离,但不能省功
B.可以省力,同时也可以省功
C.可以省距离,同时也可以省功
D.只有在费力情况时才能省功
9.立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目,起跳前先屈膝下蹲,然后脚掌用力蹬地,伸展身体,两臂上挥,竖直向上跳起至最高点,小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为 ( )
A.3×102 J B.3×103 J
C.3×104 J D.3×105 J
10.（真情境）图为某同学锻炼身体时在单杠上做引体向上运动的情景,由此可估算出他完成一次悬垂状态到屈臂引体状态所做功约为 ( )
A.3 J
B.300 J
C.3×104 J
D.3×106 J
【素养提升】
11.（素养拓展练）如图所示,在F=30 N的水平拉力作用下,重为150 N的物体A沿水平方向匀速前进了0.5 m,不计滑轮的摩擦和质量,那么地面对物体A的摩擦力为　 　N,重力对物体A做的功为　 　J,拉力F做的功为　 　J。
12.如图,有人利用该滑轮将G=100 N的物体匀速提升了20 cm(不计绳重和摩擦),此过程克服物体重力做的功为　 　J,若动滑轮重10 N,则F=　 　N。
13.（素养拓展练）如图所示,若将同一物体分别沿AB、AC、AD三个光滑斜面,从底端匀速拉到顶端,做功分别为W1、W2、W3,拉力分别为F1、F2、F3,则 ( )
A.F1B.F1=F2=F3;W1>W3>W2
C.F1>F3>F2;W1=W2=W3
D.F1=F2=F3;W114.某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试。甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲A.F甲B.F甲>F乙,W甲>W乙
C.F甲=F乙,W甲D.F甲=F乙,W甲=W乙
15.某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30 dm3,密度为3×103 kg/m3。每个滑轮的重力为20 N,不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。求:(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)工件浸没在水中时所受的浮力。
(2)工件受到的重力。
(3)工件在水中上升6 m的过程中(工件始终浸没在水中),工人做的功。
参考答案
1.C
2.1500　50
3.4.2×106
4.300　1800
5.=　>
6.3×104　0
7.C
8.A
9.A
10.B
11.60　0　30
12.20　210
解析:物体上升的高度h=20 cm=0.2 m。此过程克服物体重力做的功为:W=Gh=100 N×0.2 m=20 J;以滑轮为研究对象,滑轮受到向上一个拉力F、向下的两股绳子的两个拉力(且F1=F2=G)以及滑轮自身的重力G动(方向竖直向下),物体被匀速提起时,滑轮匀速上升,由力的平衡条件可得:F=F1+F2+G动=2G+G动=2×100 N+10 N=210 N。
13.A
14.C　解析:由于不计空气阻力,在水平方向上,甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用,两辆汽车都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以F甲=f甲,F乙=f乙;甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,两辆汽车对水平路面的压力相等,都等于汽车自身的重力;接触面的粗糙程度相同,所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等,即f甲=f乙,所以牵引力F甲=F乙;因为v=,v甲15.解:(1)工件浸没在水中时,排开水的体积V排=V=30 dm3=0.03 m3,受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m3=300 N
(2)根据ρ=可得,工件的质量:
m=ρV=3×103 kg/m3×0.03 m3=90 kg
工件的重力:G=mg=90 kg×10 N/kg=900 N
(3)工件在水中上升受到的拉力:
F拉=G-F浮=900 N-300 N=600 N
绳子自由端移动的距离:s=2h=2×6 m=12 m
工人拉绳子的力:
F=(F拉+G动)=×(600 N+20 N)=310 N
工人做的功:W总=Fs=310 N×12 m=3720 J
211.1 怎样才叫做功(怎样才叫做功 怎样测算功)
【课时衔接】
1.(定滑轮及其工作特点)旗杆顶端装有定滑轮,升旗时旗手向下拉绳子,国旗冉冉升起。下列说法正确的是 ( )
A.旗手对绳的拉力一定等于国旗的重力
B.旗手对绳的拉力等于国旗重力的一半
C.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
2.(动滑轮及其工作特点)如图所示,物体G的重力为50 N,在F=5 N的拉力作用下向左匀速运动,若不计细绳与滑轮的摩擦,则物体受到地面摩擦力的大小为　 　N,方向向　 　。
【基础通关】
3.（教材拓展练）如图所示,小丽将一桶水从地面向上提了s=4 m的距离,小丽拉绳子的力F为100 N,则力F做的功为　 　J。
4.如图所示,物体A重150 N,物体B重15 N,此时A沿着水平桌面以0.2 m/s的速度向右做匀速直线运动(不计绳重、滑轮重、绳轮及轮轴间的摩擦),那么物体B匀速下降的速度是　　　
m/s,物体A与水平桌面间的摩擦力是　 　N,10 s内物体A克服摩擦力做功　　　　J。
5.如图所示,人拉着行李箱在水平路面上行走。则下列判断正确的是 ( )
A.拉力对行李箱做了功
B.重力对行李箱做了功
C.支持力对行李箱做了功
D.没有力对行李箱做功
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.W1=W2　 B.W1=W2
C.W1=2W2 D.W1=4W2
7.（教材拓展练）图为小明同学做挺举连续动作的几个状态,下列说法不正确的是 ( )
A.小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功
B.小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功
C.小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功
D.小明同学在站立状态过程中对杠铃做了功
8.小敏和同学们正在水平环形跑道上进行800 m跑测试,小敏对地面的压力为500 N,每只鞋底与地面的接触面积约为80 cm2。下列说法正确的是 ( )
A.跑弯道时小敏的运动状态是改变的
B.小敏相对于她正在超越的同学是静止的
C.测试过程中小敏对地面的压强是625 Pa
D.跑完全程小敏受到的重力做的功是4×105 J
【素养提升】
9.某小汽车在平直公路上行驶的45 s内,其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示,已知前10 s内小汽车运动的路程为100 m。求:
(1)前10 s内小汽车运动的平均速度是　　　m/s。
(2)小汽车在匀速直线运动阶段通过的路程是　　　　m。
(3)整个过程动力F做的总功是　　　　J。
10.如图所示,将重6 N的物体匀速拉高20 cm,在此过程中,不计滑轮装置自重、绳重和摩擦,以下说法正确的是 ( )
A.绳子自由端被拉下1.2 m
B.绳子对地面的拉力为1 N
C.对物体所做的功为1.2 J
D.横梁受到的拉力为6 N
11.（素养拓展练）杂技表演在我国具有悠久的历史。图为杂技“顶竿”表演,甲站在地面上,肩上顶着一根重为G1=50 N的竖直竹竿,重为G2=550 N的乙沿竹竿匀速上爬4 m,然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m。求在此过程中:
(1)乙受到摩擦力的大小和方向;
(2)摩擦力对乙所做的功;
(3)甲对竿和乙做的功。
参考答案
1.C
2.10　右
3.400
4.0.4　30　60
5.A
6.B
7.D
8.A
9.(1)10　(2)700　(3)1.1×106
解析:(1)已知前10 s小汽车运动的路程为100 m,则前10 s小汽车运动的平均速度为v1===10 m/s;(2)由图像甲可知,小汽车在匀速直线运动阶段的时间t2=45 s-10 s=35 s,速度v2=20 m/s,由v=可得通过的路程为s2=v2t2=20 m/s×35 s=700 m;(3)由图像乙可知,0~10 s的动力F1=4000 N,则0~10 s的动力做的功为:W1=F1s1=4000 N×100 m=4×105 J,10~45 s内的动力F2=1000 N,已知通过的路程s2=700 m;则10~45 s内动力做功为W2=F2s2=1000 N×700 m=7×105 J,则动力F做的总功为W=W1+W2=4×105 J+7×105 J=1.1×106 J。
10.C
解析:由图可知,n=4,绳子自由端被拉下的距离s=4h=4×20 cm=80 cm=0.8 m,故A错误;不计滑轮装置自重、绳重和摩擦,由F=G可得绳子对地面的拉力为:F=G=×6 N=1.5 N,故B错误;对物体所做的功:W=Gh=6 N×0.2 m=1.2 J,故C正确;由图可知,横梁受到6段绳子向下的拉力,横梁受到的拉力F'=6F=9 N。
11.解:(1)乙沿竹竿匀速上爬和乙在竹竿上静止时均处于平衡状态,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,所以,乙受到摩擦力的大小f=G2=550 N,方向和重力的方向相反,即竖直向上;
(2)乙沿竹竿匀速上爬时,摩擦力对乙所做的功:
W=fh=550 N×4 m=2200 J
甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m时,竖直方向没有移动距离,摩擦力对乙所做的功为0 J,所以,在此过程中摩擦力对乙所做的功为2200 J;
(3)甲对竿和乙的作用力是竖直向上的,乙沿竹竿匀速上爬时甲静止,甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m 时运动的距离是水平方向的,所以,在此过程中甲对竿和乙的作用力方向上没有移动距离,则甲对竿和乙做的功为零。
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