作業(yè)07 功（解析版）

完成時間：月日天氣：作業(yè)07功一、機械功物理學(xué)中把力和物體在力的方向上移動距離的乘積叫做機械功，簡稱功。要點：1、做功的兩個必要因素是：作用在物體上的力；在力的方向上通過的距離。2、物體在力的方向上通過了一段距離是指距離與力具有同向性和同時性。3、不做功的三種情況：（1）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”。（2）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”。（3）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“垂直無功”。二、功的計算物理學(xué)中規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。要點：1、公式W＝Fs，W：功；F：力；s:距離。2、單位焦耳(J)，3、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)。一、選擇題1．在國際單位制中，屬于功的單位的是（）A．瓦特 B．牛 C．焦耳 D．帕【答案】C【詳解】A．瓦特是功率的單位，故A不符合題意；B．牛是力的單位，故B不符合題意；C．焦耳是功的單位，故C符合題意；D．帕是壓強的單位，故D不符合題意。故選C。2．中學(xué)生小明從地上起一個雞蛋，并把它緩緩舉過頭頂,此過程中他對雞蛋做的功約為A．1J B．2JC．10J D．20J【答案】A【分析】先估測一個雞蛋的質(zhì)量約為50g，根據(jù)重力，g取10N/kg，計算出重力約為0.5N；估測從地上舉到頭頂過程中，雞蛋被舉的高度約為2m；根據(jù)公式可求得所做的功?！驹斀狻恳恢浑u蛋的質(zhì)量約50g，受到的重力為從地上拿起雞蛋，并把它緩緩舉過頭頂，通過的距離大約2m，所以對雞蛋做的功大約為故選A。3．在下列四種情境中，人對物體做功的是（）A．

將杠鈴從地面舉起 B．

背著書包水平勻速前進C．

用力推汽車，汽車沒動 D．

被踢后滾出去的足球【答案】A【詳解】A．將杠鈴從地面舉起，人對杠鈴施加了力，杠鈴在力的方向上通過了距離，人對杠鈴做了功，故A符合題意；B．人背著書包水平勻速前進，人對書包施加了力的作用，書包在力的方向上沒有通過距離，人對書包不做功，故B不符合題意；C．用力推車，車保持靜止，人對車施加了力，車沒有在力的方向上通過距離，所以人對車沒有做功，故C不符合題意；D．丁圖中足球離開腳后由于慣性繼續(xù)向前滾，足球不再受人的踢力，所以人對足球沒有做功，故D不符合題意。故選A。4．一物體在水平拉力F的作用下，沿力的方向勻速運動了0.8m，撤去拉力后又向前滑行了0.2m，拉力F大小為5N，拉力F做的功為（）A．1J B．3J C．2J D．4J【答案】D【詳解】拉力F做的功為W=Fs=5N×0.8m=4J故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。5．在體育課上推鉛球比賽中，甲把鉛球推出7m，乙將鉛球推出6m，則（）A．甲做功一定比乙大B．甲做功一定比乙小C．甲、乙做功可能相等D．以上說法都不正確【答案】C【詳解】AB．由W=Fs可知，功等于力和物體在力的方向上通過的距離的乘積，在推鉛球的過程中，不知道力的大小和在力的方向上移動距離的大小，所以不能確定兩次做功的具體關(guān)系，故AB不符合題意；CD．推同樣的鉛球，若推鉛球的作用力與鉛球在力的方向上移動的距離之積相等（鉛球出手前），兩次做功相等，故C符合題意，D不符合題意。故選C。6．如圖所示是扔實心球的四個過程，其中手對實心球做功的過程是（）A．②和③ B．①和④ C．①和③ D．②和④【答案】C【詳解】①將地上的球撿起來，球受到向上的力，球在力的方向上通過了一定的距離，力對球做功，故①符合題意。②將球舉起停在空中不動，球受到向上的力，但球沒有在力的方向上移動距離，力對球沒有做功，故②不符合題意；③揮動球，有力作用在球上，球在與手接觸的一段時間內(nèi)在力的方向上通過了一定的距離，則人對球做了功，故③符合題意；④球飛出去，球由于慣性向前運動，沒有對球施加力，手沒有對球做功，故④不符合題意?？梢?，手對球做功的過程有①③。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。7．一個人先后用同樣大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分別在光滑和粗糙兩種不同的水平地面上前進相同的距離。關(guān)于拉力所做的功，下列說法中正確的是（）A．在粗糙地面上做功較多 B．在光滑地面上做功較多C．兩次做功一樣多 D．條件不夠，無法比較兩次做功的多少【答案】C【詳解】由可知，在光滑和粗糙兩種不同的水平地面上F相同、s相同，所以兩次做功一樣多。故選C。8．一物體沿著斜面勻速下滑的過程中，下列哪種說法是正確的（）A．重力在做功B．斜面對物體的支持力在做功C．斜面對物體的阻力做功為0D．上面三個力有沒有做功無法確定【答案】A【詳解】一物體沿著斜面勻速下滑的過程中AD．由于重力方向是豎直向下的，且沿重力的方向有一段距離，故重力做了功，故A正確，D錯誤；B．斜面對物體的支持力是沿斜面向上的，即該力一定與斜面垂直，故在該過程中，雖然有力，但沿著支持力的方向沒有距離，故沒有做功，故B錯誤；C．斜面對物體的阻力與物體的運動方向相反，所以在該過程中，有力，且沿力的方向有一段距離，故該過程中斜面對物體的阻力做了功，故C錯誤。故選A。9．如圖所示，a、b、c三種情況下，用大小相同的力F使同一物體沿不同的軌跡移動了相同的距離s，對于三種情況下拉力F所做的功分析正確的是（）A．Wa=Wb=Wc B．Wa=Wb<Wc C．Wa=Wb>Wc D．Wa<Wc<Wb【答案】D【詳解】據(jù)題可知，a、b、c三種情況下拉力的大小相同。a圖中物體受到的力是豎直向上的，物體運動是水平方向的，也就是說物體在力的方向上通過的距離為0，所以力對物體做功為0，即Wa=0；b圖中物體受到的力是水平向右的，物體在水平方向上移動了距離s，也就是說物體在力的方向上通過的距離為s，所以力對物體做功為Wb=Fs；c圖中物體受到的力是豎直向上的，物體向斜向上運動，在豎直方向上移動的距離小于s，所以力對物體做功Wc<Fs。故Wa<Wc<Wb，D正確，ABC錯誤。故選D。10．水平地面上G點兩側(cè)粗糙程度不同，從E點開始，物體如終受到大小相等、方向水平向右的拉力F作用，每經(jīng)過相等的時間用虛線框記錄物體所處位置，測得EF=GH，則（）A．拉力在GH段做功可能為零B．拉力在GH段做的功比拉力在EF段做的功多C．拉力在EF段做的功比拉力在GH段做的功多D．拉力在EF段做的功和拉力在GH段做功相等【答案】D【詳解】A.物體在GH段受到拉力的作用，且在拉力的方向上通過了一定距離，所以拉力在GH段做功，其大小不可能為零，故A不符合題意；BCD.物體在EF段和GH段受到的拉力相等，且EF=GH，即物體在拉力的方向上通過的距離相等，根據(jù)W=Fs可知，在拉力在EF段做的功和拉力在GH段做功相等，故BC不符合題意，D符合題意。故選D。二、填空題11．為了紀念對物理學(xué)的巨大貢獻，以他的名字作為功的單位。如圖所示是北京冬奧會上的智能服務(wù)機器人，重力為450N。其內(nèi)置電動機為機器人提供300N的水平動力，機器人在水平地面上6s內(nèi)勻速前進了5m。機器人所受的重力做功J，水平動力做的功是J?！敬鸢浮拷苟?1500/1.5×103【詳解】[1]為了紀念焦耳對物理學(xué)的巨大貢獻，人們以他的名字作為功和能量的單位。[2]機器人在水平地面上勻速前進，在重力的方向上沒有移動距離，所以重力沒有做功，即重力做的功為0J。[3]水平動力做的功為W=Fs=300N×5m=1500J12．重為98N的小車，用30N的水平拉力使小車在水平地面上勻速前進了20m，則此過程中拉力對小車做功為J，重力對小車做功為J。【答案】6000【詳解】[1]拉力做功為W=Fs=30N×20m=600J[2]重力的方向豎直向下，小車水平方向移動，在重力的方向上沒有移動距離，重力做功為0。13．小明用20N的水平推力推著重100N的購物車做了750J的功，則小明推著購物車在水平方向上運動的距離是m?！敬鸢浮?7.5【詳解】根據(jù)已知條件，20N的水平推力做了750J的功，根據(jù)W=Fs，則小明推著購物車在水平方向上運動的距離是14．如圖，小強將重為25N的滑板從地面上提起0.4m，然后小強又提著滑板在水平路面上行走了5m。小強提起滑板對滑板做了J的功，提著滑板行走又對滑板做了J的功，整個過程小強對滑板做功J?！敬鸢浮?0010【詳解】[1]小強提起滑板對滑板做功[2]提著滑板行走時，對滑板的力方向向上，滑板水平移動，力和物體移動的方向垂直，力對滑板不做功，即。[3]整個過程小強對滑板做功15．如圖，用20N的水平推力，使重為100N的物體在水平桌面上移動。則推力做功為J；重力對物體做的功為?！敬鸢浮?00【詳解】[1]推力對物體做功[2]物體在水平地面上運動，在重力的方向上沒有移動距離，所以重力做功為0J。16．如圖所示，用100N的力將50N重的物體A壓在豎直墻壁B上，物體沿墻壁向下勻速滑行了0.5m，則重力做的功是J，壓力做的功是J?！敬鸢浮?50【詳解】[1]重力做的功W=Gh=50N×0.5m=25J[2]物體豎直向下運動，壓力的方向水平向左，物體在壓力方向上沒有移動距離，所以壓力做功為0J。17．小偉在測量玩具冰墩墩所受重力時，用彈簧測力計從圖甲所示位置開始豎直向上緩慢提升，彈簧測力計的示數(shù)F與彈簧測力計上升高度h之間的關(guān)系如圖乙所示，則玩具冰墩墩所受重力大小為N；彈簧測力計上升9cm的過中對冰墩墩所做的功為J?！敬鸢浮?0.16【詳解】[1]用測力計從圖甲所示位置開始豎直向上緩緩提升，冰墩墩離開桌面后測力計的示數(shù)不再變化，此時示數(shù)即為冰墩墩所受重力大小，根據(jù)圖乙可知，冰墩墩所受的重力為4N。[2]當緩緩提升冰墩墩離開桌面后，彈簧測力計的示數(shù)為4N，冰墩墩通過的距離s=9cm-5cm=4cm=0.04m彈簧測力計對冰墩墩所做的功W=Fs=4N×0.04m=0.16J18．如圖所示的鐵塊重力，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，當他在豎直方向上拉力的作用下向上運動，則鐵塊受到的摩擦力為N。鐵塊此時速度v與時間t的關(guān)系圖像如圖乙所示，4s內(nèi)拉力F做的功是J?！敬鸢浮?4.8【詳解】[1]由乙圖可見，鐵塊在豎直方向上運動時，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運動，鐵塊受到平衡力的作用；鐵塊在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F，根據(jù)平衡力的特點可得鐵塊受到摩擦力大小[2]鐵塊在4s內(nèi)升高的距離因此拉力F做的功三、計算題19．小麗參加體育測試，在跳繩測試中，1min跳了150次，每次跳起的高度為5cm，小麗的質(zhì)量為50kg。求：（g/取10N/kg）（1）小麗每跳一次所做的功。（2）小麗跳150次所做的功?！敬鸢浮浚?）25J；（2）3750J【詳解】解：（1）小麗的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N小麗每跳一次做的功W1=Gh=500N×0.05m=25J（2）小麗跳繩1min時一共做的功W1=150×25J=3750J答：（1）小麗每跳一次做功為25J；（2）小麗跳150次所做的功是3750J。20．小華的家住在5樓，一天，他把裝有30個雞蛋的塑料袋從1樓提到家里，提雞蛋的力大約做了多少功？說出你是怎么估算的?！敬鸢浮?80J【詳解】解：托起兩個雞蛋的力大約是1N，則提30個雞蛋的力大約為每層樓的高度大約為3m，家住5樓，則小華實際爬樓的高度s=3m×4=12m小華提雞蛋的力做功約為W=Fs=15N×12m=180J答：提雞蛋的力大約做了180J的功。21．一輛重為6000N的汽車在1200N的牽引力作用下在水平平直公路上勻速行駛，1min內(nèi)通過的路程為1200m，求：（1）勻速行駛過程中，重力對汽車做的功？（2）勻速行駛過程中，牽引力對汽車所做的功？【答案】（1）0；（2）1.44×106J【詳解】解：（1）重力的方向豎直向下，汽車沒有在豎直方向上通過距離，所以重力對汽車做功為0。（2）牽引力做功W=Fs=1200N×1200m=1.44×106J答：（1）勻速行駛過程中，重力對汽車做的功為0；（2）勻速行駛過程中，牽引力對汽車所做的功是1.44×106J。22．為響應(yīng)“節(jié)能減排、低碳生活”的號召。質(zhì)量為50kg的小華堅持騎自行車上班，他所騎的自行車質(zhì)量為18kg。小華在一段水平直道上勻速騎行時阻力為人車總重力的0.02倍，經(jīng)過3min勻速騎行了900m。（g取10N/kg）求：（1）小華勻速騎行的速度；（2）小華勻速度騎行900m過程中克服阻力的功?！敬鸢浮浚?）5m/s；（2）12240J【詳解】解：（1）小華經(jīng)過3min勻速騎行了900m，則小華勻速騎行的速度（2）人車總重力G=m總g=（50kg+18kg）×10N/kg=680N在一段水平直道上勻速騎行時阻力F=0.02G=0.02×680N=13.6N則小華勻速騎行900m過程中克服阻力的功W=fs=13.6N×900m=12240J答：（1）小華勻速騎行的速度為5m/s；（2）小華勻速度騎行900m過程中克服阻力的功為12240J。23．很多人喜歡選用共享電動車出行，專業(yè)人員對某品牌共享電動車進行測試，讓共享電動車在平直的道路上由靜止開始直線運動，其速度隨時間的變化圖像如甲圖所示，電動機產(chǎn)生的牽引力如圖乙所示。求：（1）電動車在0~2s內(nèi)水平方向上的合力大??；（2）電動車在7~12s內(nèi)牽引力做的功?！敬鸢浮浚?）100N；（2）1050J【詳解】解：（1）由圖乙可得，在7~12s牽引力大小F=35N；由圖甲可得，在7~12s，電動車勻速行駛，v=6m/s，處于平衡狀態(tài)，電動車受到的摩擦力f=F=35N在0~2s內(nèi)，電動車加速行駛，由圖乙得出此時牽引力F′=135N，由于壓力、接觸面的粗糙程度不變，摩擦力不變，這段時間內(nèi)電動車受合力大小F合=F′-f=135N-35N=100N（2）由圖甲可得，在7~12s，電動車勻速行駛，v=6m/s，則電動車行駛距離s=vt=6m/s×5s=30m牽引力做的功W=Fs=35N×30m=1050J答：（1）電動車在0~2s內(nèi)水平方向上的合力大小為100N；（2）電動車在7~12s內(nèi)牽引力做的功為1050J。一、選擇題1．一個人先后用同樣大小的力F將不同質(zhì)量的物體分別在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上沿力的方向移動相同的距離s后，如圖所示，關(guān)于力F所做的功的大小關(guān)系正確的是（）A．在光滑水平地面做功多 B．在粗糙水平地面做功多C．在粗糙斜面做功多 D．一樣大【答案】D【詳解】用同樣大小的力F將不同質(zhì)量的物體沿力的方向移動相同的距離s，由W=Fs可知，在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上力F所做的功一樣大。故選D。2．如圖1所示，水平地面上有一塊質(zhì)量為100千克、底邊為40厘米×50厘米、高1米的長方體木塊。小明用水平推力F把木塊向前推動，此過程中，推力F和木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況分別如圖2甲、乙所示。下列說法正確的是（）

A．1~3s內(nèi)，物塊受到的摩擦力為300NB．0~6s范圍內(nèi)，只有3~5s內(nèi)物體運動狀態(tài)沒有改變C．3~5s內(nèi)，物體移動的距離為2mD．3~5s內(nèi)，推力對物塊做功為200J【答案】C【詳解】A．由甲圖可知，用200N的水平推力能使木箱勻速前進說明此時木箱所受的摩擦力和推力是水平方向上的一對平衡力，摩擦力等于推力等于200N，由乙圖可知木塊1~3s內(nèi)做加速運動，受到的摩擦力為滑動摩擦力，等于200N，故A錯誤；B．0~6s范圍內(nèi)，木塊在0～1s內(nèi)靜止物體運動狀態(tài)沒有改變，故B錯誤；C．由乙圖可知，3~5s內(nèi)，木塊做勻速直線運動，所以物體移動的距離為故C正確；D．由乙圖可知，3~5s內(nèi)，木塊做勻速直線運動，摩擦力等于推力等于200N，物體移動的距離為2m，則推力對物塊做的功為故D錯誤。故選C。3．如圖所示，一長方體木塊，置于同一粗糙水平面上。在甲、乙、丙三種情況下，勻速拉動長方體所需的水平力分別為、、，木塊被拉動了相同的距離，則下列關(guān)于拉力所做的功，正確的是（

）

A． B．C． D．【答案】D【詳解】木塊與水平面間接觸面的粗糙程度是不變的，甲乙兩種情況下木塊對水平面的壓力相等，丙中木塊上面放了另一個物體使木塊對水面的壓力大于甲與乙。根據(jù)影響滑動摩擦力的因素可知，三種情況下，甲與乙中木塊受到的摩擦力大小相等，丙中木塊受到的摩擦力大于甲與乙。木塊做勻速直線運動，在水平方向上受到的拉力與摩擦力相等，故三種情況下木塊受到的拉力大小關(guān)系為三種情況木塊通過的距離相等，根據(jù)可知，拉力做的功的大小關(guān)系為故ABC錯誤，D正確。故選D。4．如圖所示，一根長為L的木棒的B端放在截面直徑為D的圓柱體上，且木棒保持水平，用水平力F推木棒的A端，圓柱體在水平地面上向前滾動，設(shè)木棒與圓柱體、圓柱體與地面向均無滑動現(xiàn)象，當把木棒從圖甲位置勻速推至圖乙位置時，推力F做的功是（）A． B．FL+πD C．2FL D．2FL+πD【答案】C【詳解】力F做功可以看成：對木棒的功加上對球做的功。對木棒的做的功：位移s1等于木棒的長度L，由W＝Fs得W1＝FL；對球做的功：①木棒和圓柱體、圓柱體和地面沒有滑動摩擦，只有滾動摩擦，所以圓柱體的位移s2就等于圓柱體轉(zhuǎn)動的距離，圓柱體轉(zhuǎn)動的距離又等于木棒的長度L；②由于推動過程是勻速運動，所以木棒和圓柱體的受力都是平衡的。木棒的推力F等于圓柱體對木棒的摩擦力，木棒對圓柱體和球?qū)δ景舻哪Σ亮κ且粚ο嗷プ饔昧?，兩力是相等的，所以圓柱體受到的力也為F；由W＝Fs得W2＝FL；故F做的總功W＝W1+W2＝2FL。故選C。5．如圖所示，把一個物體分別沿光滑斜面AC、BC推上頂端，所用推力分別為F1、F2，所做的功分別為W1、W2，已知。下列說法中（）①②③④A．只有①③正確 B．只有②④正確 C．只有①④正確 D．只有②③正確【答案】B【詳解】用光滑的斜面沒有額外功，推力在兩斜面上做功等于克服物體重力所做的功，根據(jù)可知，；因為，根據(jù)可知，，所以①③錯誤，②④正確，故B不符合題意，ACD不符合題意。故選B。二、填空題6．如圖甲所示，是我國神舟十二號載人飛船返回艙安全降落在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域的過程，圖乙是其階段Ⅲ飛船返回艙著陸過程中的高度隨時間的變化關(guān)系。在圖乙中t1~t2時段，返回艙在豎直向上推力的作用下，豎直下落的速度減小，該過程中推力F與重力G的大小關(guān)系是（不計大氣阻力）；若飛船返回艙的質(zhì)量約為300kg，其重力在t2~t3時段做功J。

【答案】F>G0【詳解】[1]返回艙在豎直方向上受到推力F和重力G的作用，在這兩個力的作用下，返回艙豎直下落的速度減小，運動狀態(tài)發(fā)生改變，說明這兩個力不平衡，而且合力的方向與運動方向相反，由于運動方向向下，則合力方向向上，故推力F大于重力G。[2]返回艙在t2~t3時段豎直方向移動距離為零，故重力做功為零。7．如圖所示，水平地面上有一長方體木箱，小林用水平推力F把木箱向前推動.此過程中，推力F和木箱前進的速度v的大小隨時間t的變化情況分別如圖甲、乙所示，在3～5s內(nèi)，推力對木箱所做的功J，在第2s木箱受到的合力為N。【答案】4010【詳解】[1]由甲圖可知，在3～5s內(nèi)推力，由乙圖知，箱子3～5s內(nèi)通過的距離因此推力做功[2]由乙圖可知，在3～5s內(nèi)木箱做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，木箱受到的滑動摩擦力，則木箱受到的滑動摩擦力由圖甲可知，木箱在1～3s內(nèi)做加速運動，受到的摩擦力為滑動摩擦力，滑動摩擦力與推力大小無關(guān)，物體間接觸面與物體間壓力不變，物體受到的滑動摩擦力不變，則1s～3s內(nèi)木箱受到的摩擦力大小為20N，推力，所以合力為8．兩個完全相同的物體A、B，重均為20N，如圖甲，在10N的水平推力作用下兩者同時以2m/s的速度做勻速直線運動，則AB整體受到的摩擦力為N，當兩物體通過的距離為3m時，推力所做的功為J。再將B放置A上（如圖乙），推力增大為15N；使物體AB同時以3m/s的速度仍在同一水平面上運動，則此時AB整體受到的摩擦力為N。【答案】103010【詳解】[1]兩個完全相同的物體A、B，重均為20N，如圖甲，在10N的水平推力作用下兩者同時以2ms的速度做勻速直線運動，此時物體AB整體受到的摩擦力與推力是一對平衡力，是10N。[2]當兩物體通過的距離為3m時，推力所做的功為W=Fs=10N×3m=30J[3]不論是疊放還是平放，我們都把它們看作一個整體，疊放和平放時對水平面的壓力是相等的，與地面的接觸面的粗糙程度是一定的，所以摩擦力相等，大小為10N。三、計算題9．如圖甲所示，質(zhì)量為3kg的物塊，在拉力F的作用下在水平面上做直線運動。拉力隨時間變化、速度隨時間變化圖象分別如圖乙、丙所示，已知物塊在0～6s的運