第05講 功（原卷版）

第05講功知道功的概念，理解做功的兩個必要因素；能夠判斷力在什么情況下做功及不做功；掌握功的定義、單位；能夠用功的定義式進行計算。要點一、功的概念做功的兩個必要因素：作用在物體上的；物體在力的方向上通過的。不做功的三種情況：物體受力,但物體沒有在力的方向上通過距離。此情況叫“勞而無功”。：物體移動了一段距離,但在此運動方向上沒有受到力的作用(如物體因慣性而運動)。此情況叫“不勞無功”。：物體既受到力,又通過一段距離,但兩者方向互相垂直(如起重機吊起貨物在空中沿水平方向移動)。此情況叫“”。注意點：判斷物體做功的依據(jù):做功的兩個必要因素，重點抓住力作用在物體上是否有“”。在分析做功情況時還應(yīng)注意以下幾點：當(dāng)物體的受力方向與運動方向不垂直時,這個力就要做功。一個物體同時受幾個力的作用時,有一些力做了功,有些力沒有做功。因此,講做功必須指出是對哪一個物體做功。什么叫物體克服阻力做功:若物體在運動方向上受到一個與此方向相反的力F的作用,我們通常說物體克服阻力F做了功。比如:物體在豎直向上運動h的過程中,物體克服重力做功,功的大小為W＝Gh；再如：物體在水平方向上向前運動s,物體克服摩擦力做功,功的大小為W＝fs。要點二、功的計算：公式：一般式W＝Fs；常用式W＝Gh(克服重力做功)或W＝f阻s(克服摩擦阻力做功)。單位：焦耳(J)，1J=1N·m。注意事項：F與s的方向應(yīng)在同一直線上(初中要求)(比如一個人提著一重物G,從山腳順著“之”字形的山路爬到山頂,此時人克服重力做功所移動的距離并不是山路的長,而是從山腳到山頂?shù)母?做功的多少,由W＝Fs決定,而與物體的運動形式無關(guān)。分清是哪個力對物體做功，即明確公式中的F。公式中的“S”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應(yīng)。F、S的單位分別是N、m，得出的功的單位才是J。知識點一：功的概念【探究重點】功的兩個必要條件：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。判斷一個力是否做了功，必須同時滿足功的兩個必要的條件，缺一不可，否則就沒有做功。在下列三種情況下，力對物體沒有做功：不做功的情況分析事例有距離無力物體在運動方向上沒有受到力的作用，由于慣性通過一段距離，也就是沒有力做功，也稱為“不勞無功”足球離開腳后在水平面上滾動了一段距離，人對足球沒有做功有力無距離有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過距離，也叫“勞而無功”小朋友用力但沒有搬起石頭，對石頭沒有做功力與距離的方向垂直物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與受力的方向垂直提水桶，水桶水平移動了一段距離，豎直提桶的力不做功【例題精講】（2022·山東臨沂）2022年5月20日，我市文化體育新地標(biāo)一臨沂奧體中心體育場鋼結(jié)構(gòu)主體順利完成合攏。履帶式起重機是該項工程的重要施工機械，施工現(xiàn)場的履帶式起重機（）。A.水平移動時其重力不做功 B.吊臂前端的定滑輪能省力C.粗糙的履帶可以減小摩擦 D.寬大的履帶可以增大壓強【鞏固訓(xùn)練】(2021·貴州黔東南·中考真題)如圖所示為課本中的插圖，圖中工人用叉車將貨物從一個地方搬運到另一個地方或把貨物從地面提升到某一高度。請你結(jié)合叉車的部位和工作情景找出兩個與物理知識相關(guān)的問題，并做出簡要的回答，不得與示例重復(fù)。示例：問題：為什么叉車能把貨物提起？回答：力可以改變物體的運動狀態(tài)。(1)問題：______；回答：______。(2)問題：______；回答：______。知識點二：功的計算【探究重點】功的計算：功等于力與物體在力的方向上通過的距離的乘積（功＝力×力的方向上的距離）。注意事項

（1）有力才有可能做功，沒有力根本不做功。

（2）F與S的方向應(yīng)在同一直線上。（3）做功的多少，由W＝Fs決定，而與物體的運動形式無關(guān)?！纠}精講】(2022·浙江杭州·中考真題)現(xiàn)有甲、乙、丙三個質(zhì)量不同的物體(m甲＞m乙＞m丙)，在相等的恒力F作用下，分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方向通過了相等的距離s。如圖所示。F在三種情況下做的功分別為W甲、W乙、W丙，三者大小判斷正確的是()A．W甲＞W(wǎng)乙＞W(wǎng)丙 B．W甲＜W乙＜W丙C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙【鞏固訓(xùn)練】（2022·四川自貢）小明同學(xué)用15N的水平推力推動重為100N的超市購物車。購物車自靜止開始在10s內(nèi)沿水平方向前進了10m。在整個過程中推力做功為___________J，重力做功為___________J。（2022·四川樂山）下列四幅圖中，力有對物體做功的是（）。A.推車未推動；B.提著滑板水平前行；C.搬石未搬起；D.用繩子提升物體下列說法正確的是()A．做功快的機械功率一定大 B．做功多的機械功率一定大C．做功時間短的機械功率一定大 D．做功時間長的機械功率一定大(2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·中考真題)下列數(shù)據(jù)與實際最接近的是()A．呼和浩特市2022年中考物理試卷，其寬度約為50cmB．正常人一分鐘脈搏跳動約為70次C．一枚一元硬幣的質(zhì)量約為50gD．將兩個雞蛋勻速舉高1m做的功約為10J甲、乙兩輛功率相等的汽車，在水平公路上做勻速直線運動，如果在相等的時間內(nèi)通過的路程之比為2:3，那么()A．它們做的功之比為2:3 B．它們做的功之比為3:2C．它們的牽引力之比為2:3 D．它們的牽引力之比為3:2(2021·遼寧遼寧·中考真題)如圖所示，物體A重150N，物體B重15N，此時物體A沿著水平桌面以0.2m/s的速度向右做勻速直線運動(不計繩重、滑輪重、繩輪及輪軸間的摩擦)，物體B勻速下降的速度是_______m/s，物體A與水平桌面間的摩擦力是_______N，10s內(nèi)物體A克服摩擦力做功_____J。（2022·江蘇揚州·二模）如圖甲所示，小理同學(xué)在光滑的水平面上疊放了A、B兩個長方體木塊，B木塊用一個彈簧測力計固定在左邊墻壁上，A木塊足夠長，在0～10s內(nèi)B木塊下表面始終在A木塊上，現(xiàn)在用水平向右的力F把A木塊從右端抽出來，所用的力F與時間t的關(guān)系圖像如圖乙所示，拉動A木塊時它的速度v與時間t的關(guān)系圖像如圖丙所示，則下列說法中正確的是（）A．0-2s內(nèi)，A木塊靜止，不受摩擦力B．4-8s內(nèi)，A木塊受到拉力F做功8JC．2-10s內(nèi)，B木塊受到靜摩擦力的方向始終向右D．4-10s內(nèi)，A木塊運動狀態(tài)改變，彈簧測力計的示數(shù)不變（2022·山東臨沂）北京路沂河大橋改造工程是我市今年重大工程之一，截至2月27日，質(zhì)量為2.5萬噸的南幅老橋橋面由560個液壓千斤頂頂升到位（如圖）。橋面被以5mm/min的速度共頂升3.1m，g取10N/kg，下列判斷正確的是（）。A.南幅老橋橋面重2.5×105N B.1h內(nèi)橋面可被連續(xù)頂升3mC.千斤頂共對橋面做功7.75×108J D.千斤頂應(yīng)用了流體壓強的特點小紅同學(xué)用一個距離手3m高的定滑輪拉住重100N的物體，從滑輪正下方沿水平方向移動4m，如圖所示，若不計繩重和摩擦，他至少做了多少功()A．200J B．300J C．400J D．500J如圖所示，木塊在水平拉力作用下做直線運動，其中AB段表面鋪著毛巾，BD段表面鋪著棉布，木塊在AC段一直做勻速直線運動，下列說法正確的是()A．木塊在BC段所受的摩擦力小于CD段所受的摩擦力B．BC段拉力F2對木塊所做的功大于CD段拉力F3對木塊所做的功C．AB段拉力F1對木塊所做的功大于BC段拉力F2對木塊所做的功D．BC段中木塊克服摩擦力做的功小于CD段中木塊克服摩擦力做的功有一質(zhì)量分布均勻的工件，正放時如圖甲所示，倒放時如圖乙所示，現(xiàn)要用力沿箭頭方向?qū)⑺品?，變成如圖丙方式放置。如果在圖甲方式放置時推倒所所需要做的最小功為W1，圖乙方式放置時推倒所需做的最小功為W2，則()A．W1>W2 B．W1＜W2 C．W1=W2 D．無法比較(2020·浙江杭州市·九年級其他模擬)學(xué)校教室朝正南窗戶的氣窗，窗框長L=0.8米，寬D=0.5米，氣窗的總質(zhì)量為6千克，且質(zhì)量分布均勻。某同學(xué)用一根撐桿將氣窗撐開，使氣窗與豎直墻面成37°角，并且撐桿上端與窗面相垂直，撐杄下端在窗口的下邊沿，不計撐桿重，如圖所示?，F(xiàn)有股迎面吹來的水平南風(fēng)，設(shè)其風(fēng)壓為p=50牛/米2。已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10牛/千克)試求：(1)氣窗窗面受到的風(fēng)的壓力大小為______牛；(2)撐桿受到的壓力大小為______牛；(3)在無風(fēng)的日子里，不考慮摩擦阻力，則把此氣窗推開37°角至少需做功大小為______焦。?(2021·江蘇連云港市·中考真題)小明用20N的水平推力，將重為150N的購物車沿水平地面向前推動了10m，在此過程中，推力對購物車做功___________J，支持力對購物車做功___________J。(2021·重慶中考真題)2020年12月8日，中尼兩國共同宜布珠峰的最新高程為8848.86m。體重為500N的小海同學(xué)想一睹珠峰的雄偉魅力，從重慶坐火車經(jīng)過約40h行駛了約3080km到達拉薩，然后坐汽車到達珠峰大本營。(1)求火車的平均速度；(2)從拉薩到珠峰大本營海拔升高了1600m，求該過程中克服小海重力做的功。小銘騎自行車沿筆直街道做直線運動，其s-t圖像如圖所示；已知人的質(zhì)量為52kg，自行車的質(zhì)量為20kg，摩擦力大小是人和自行車所受總重力的2%；(g=10N/kg)(1)在0~2s內(nèi)，小銘做______運動，他對自行車產(chǎn)生的動力大小為______N；(2)小銘在2~4s運動狀態(tài)是______，在0~8s內(nèi)的平均速度______m/s；(3)小銘在最后4s內(nèi)，做功______J。(2021·四川成都市·中考真題)“天府號”動車組在成綿樂城際高鐵上投用，標(biāo)志著成都、樂山、德陽、綿陽、眉山等城市鐵路迎來公交化。一列“天府號”動車組(圖)從成都東站駛出，用時54min抵達樂山站，成都東站到樂山站的路程是135km。求：(1)該動車組從成都東站到樂山站的平均速度是多少km/h？(2)該動車組在平直鐵路上以的牽引力勻速前進1.5km，牽引力做功為多少？(2022·甘肅蘭州·中考真題)如圖所示的情境中，對物體不做功的是()A．圖甲：用力搬石頭，沒有搬動 B．圖乙：將重物從地面拉到高處C．圖丙：推車向前運動 D．圖?。和εe杠鈴的過程一位初三的同學(xué)，從教學(xué)樓的一樓跑到三樓用了10s，則他上樓過程中的功率大約是()A．3W B．30W C．300W D．3000W兩輛汽車分別在水平公路和盤山公路上行駛，如果它們的牽引力相同，當(dāng)它們行駛了相同的路程后，汽車牽引力做的功分別是W1和W2，則()A．W1>W2 B．W1=W2 C．W1<W2 D．條件不足，無法比較如圖所示，用不變的拉力F勻速拉動重為G的物體A，使物體A沿水平方向移動了一段距離s，在此過程中拉力F做的功為()A.FsB.GsC.2FsD.(G+F)s下列依據(jù)公式W＝Fs所作出的判斷中錯誤的是A．力學(xué)中所說的做功包含兩個必要因素B．推教室墻壁雖耗費體力，但不做功C．推出的球在空中飛行時，推力不做功D．如圖中，爬樓的人對拎的包沒有做功如圖所示，將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉倒頂端A，已知AB>AC施加的力分別為F1、F2，拉力做的功為W1、W2，則下列判斷中正確的是()A．F1=F2；W1=W2 B．F1>F2；W1>W2C．F1＜F2；W1＜W2 D．F1＜F2；W1=W2(2020河北石家莊模擬)如圖中，物體A重50N，物體B重30N，物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動．如果在物體A上加一個水平向左的力F2拉動物體A，使物體B以0.1m/s的速度勻速上升，2s內(nèi)拉力F2所做的功是________J．(滑輪和繩子的重以及繩子與滑輪之間的摩擦均不計)(2021·四川瀘州市·中考真題)如圖，一個箱子靜止在水平地面，小聰用150N的水平拉力將箱子移動了0.4m，小聰?shù)睦ψ龉開______J。待箱子靜止后，小明用80N的水平推力推這個箱子沒有推動，小明的推力做功_______J，此時箱子受到地面的摩擦力為_______N。如圖所示小球從斜面的A處自由滾下，在B處與小木塊相撞，小球推著木塊運動到D處停下，C點為BD的中點。從A到B過程，小球自身重力對小球________(選填“做”或“不做”)功；BC段木塊受到的摩擦力做功為W1，CD段木塊受到的摩擦力做功為W2，則W1和W2的大小關(guān)系是：W1________(選填“＞”“＜”或“＝”)W2。（2022·江蘇鹽城·模擬預(yù)測）如圖，一個箱子靜止在水平地面，小聰用150N的水平拉力將箱子移動了0.4m，小聰?shù)睦ψ龉開______J。待箱子靜止后，小明用80N的水平推力推這個箱子沒有推動，小明的推力做功_______J，此時箱子受到地面的摩擦力為_______N。（2022·江蘇連云港）2022年北京冬奧會上智能設(shè)備廣泛應(yīng)用，一款智能送餐機器人的重力是，如果機器人在水平路面上以的速度沿直線勻速運動，它所受到的阻力為。機器人的重力做功___________，牽引力對機器人做功___________。(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真題)如圖，有人利用該滑輪將G=100N的物體勻速提升了20cm(不計繩重G和摩擦)，此過程克服物體重力做的功為______J，若動滑輪重10N，則F=______N。（2022·江蘇無錫·三模）某跳傘運動員從飛機上跳下，沿豎直方向降落，一段時間后打開降落傘，最后安全著地。已知運動員和跳傘設(shè)備的總重力為700牛，跳傘過程中下降的速度與時間的關(guān)系如圖甲所示。(1)圖甲中曲線OA段速度越來越大的原因是______；(2)圖乙是跳傘過程中部分階段的情景及受力示意圖，其中與圖甲曲線中CD階段對應(yīng)的是______；(3)計算運動員和跳傘設(shè)備的總重力在AB段所做的功______。（2022·江蘇鹽城·模擬預(yù)測）“天問一號”火星探測器是中國人民的驕傲，因為它是我國首次登陸火星的探測器。著陸火星的“祝融號”，質(zhì)量為，在牽引力的驅(qū)使下，勻速運動了100m，假設(shè)祝融號在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，已知，火星表面大氣密度是地球表面大氣密度的0.01倍，g取。求：（1）祝融號所受的阻力；（2）在這段時間內(nèi)牽引力做的功；（3）同一物體在地