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111功习题精选
第一节功习题精选
1•如下图所示四种情景中,人对物体做功的是()
2•如下图所示,用斜向上的拉力使木块在水平方向上前进一段距离,则()。
A•拉力对木块没有做功,因为拉力和距离不在一条直线上B•拉力对木块做功,因为力
也有距离C•拉力对木块做功,因为有力,也有力的方向上的距离D•以上说法都不正确
3•—列火车重9X106N,在平直的轨道上以20m/s的速度匀速行驶,火车行驶时所受阻力为重力的1/100,求这列火车行驶1min牵引力做了多少功。
4.盘山公路为什么修得盘旋曲折?
5•起重机吊起7000N的货物在空中沿水平方向匀速移动了10m,则起重机的绳索对物体做的功为多少?
6•在水平地面上,某人用20N的水平拉力拉重为100N的小车,小车沿水平方向前进了一段距离,拉力做功500J,则小车移动的距离是多少?
重力做功是多少?
7•小明体重为400N,他的教室在三楼(每层4m),则小明从一楼走上三楼大约需要做多少功?
8.某同学用杠杆撬起一个大石头,若石头重1000N,当他用力使杠杆向下移动50cm时,大石头被撬起10cm高,不考虑杠
杆自身的重量,则他对杠杆施加的向下的力的大小是多大?
9•木块以5m/s的速度沿水平地面匀速向右运动了10s,木块克服摩擦阻力做功1000J,则作用在物体上的拉力F是()
A•20NB•40NC.10ND•50N
10.如右图所示,一个圆柱形油桶的半径为0.5m,重1000N,现用力将其推上一个高为10cm的小陡坡,应施加的最小力是
多大?
画出此力的作用点及方向,并求出人将此油桶推上小坡至少要做多少焦耳的功。
11.大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮的正下方沿水平方向移动
下图所示,若不计绳重和摩擦,他至少做功()
A•200JB•300JC.400JD•500J
12.一名中学生从一楼登上三楼,该学生登楼做的功最接近于()
A•1500J
B.3000JC•600J
D•1000J
13.
一位木工师傅平均用100N的力拉或推锯子,锯条每次平均移动的距离为50cm,每拉或推一次,锯条平
均进入木料3mm,要把30cm厚的木料锯断,这位师傅做的功是多少?
14•奥运会举重运动员杨霞在比赛时,第一阶段把100多千克的杠铃很快地举过头顶,第二阶段使杠铃在空
中稳稳地停留了3s,三位裁判都亮出了白灯,这次举重成功。
关于杨霞举重时对杠铃的做功情况,下列说
法正确的是()A•她在第一阶段内没有做功B•她在第二阶段内没做功C•她在两个阶段内都没有做功D•她在两个阶段内都在做功
15.盘山公路总是修建得盘旋曲折,因为()
A•盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离,根据斜面的原理,斜面越长越省功B•盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观
C•盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,斜面的原理告诉我们,高度一定时,斜面越长越省力D•盘山公路盘旋曲折是为
了减小坡度,增加车辆的稳度
16.(探究题)我们知道,使用杠杆、滑轮等简单机械能够省力,但能不能省功呢?
为了研究这个问题,小明设计了如下实验:
将重3N的钩码举高0.1m,可以用杠杆,也可以使用动滑轮,如下图甲、乙所示。
实验中测量的数据有钩码重G,钩码提升的高度h,手的拉力F,手移动的距离s,已填入下表:
钩码重G
(N)
钩码提升的高度h(m)
不用机械所做功W
(J)
手的拉
力F
(N)
手移动的距离s
(m)
使用机械所做功W
(J)
杠杆
3
0.1
0.3
1
0.3
0.3
动滑轮
3
0.1
0.3
1.5
0.2
0.3
由实验知:
(1)人们使用机械时,不可能达到的目的是(A.省力B•省功C•省距离D•省时间
)
(2)使用机械时不能省功,为什么人们还使用机械呢?
写出几条人们使用机械目的。
17.
s-t图像,根据此过程中F对
(信息题)一个物体在力F的作用下,沿水平地面匀速滑动,试类比匀速直线运动的
物体所做的功与时间的变化关系,画出W-t的大致图像。
18.(探究题)育才中学物理兴趣小组的同学想探究“水平抛出去的抛出到落地的时间与哪些因素有关”,经过讨论,大家想出了如下猜想:
(1)猜想一:
从抛出到落地的时间,可能与小球水平射出的速度有
(2)猜想二:
从抛出到落地的时间,可能与小球的质量有关。
(3)猜想三:
从抛出到落地的时间,可能与小球下落的高度有关。
为了检验上述猜想是否正确,他们找来精密的计时器,一个可以将
需任意速度射出的弹射器,并将弹射器水平固定在铁架台上,按照下图验,得到如下数据:
实验序号
小球质量
m(g)
水平射出速度v(m•s^1)
小球下落高度h(m)
从射出到落地的时间t(s)
1
10
0.5
1.5
0.55
2
10
1.0
1.0
0.45
3
10
1.5
1.5
0.55
4
10
1.0
1.5
0.55
5
20
1.0
1.0
0.45
6
30
1.0
1.0
0.45
7
10
1.0
2.0
0.64
(1)验证猜想一应选序号,验证猜想二应选序号,验证猜想三应选序号
(2)实验结论:
小球从抛出到落地的时间与有关。
(3)课本中所涉及的实验中,有些实验方法与上述方法类似,请写出其中一个实验的名称。
习题答案
基础题
1•解析当人提着水桶沿水平方向匀速前进时,人的提力是竖起向上的,但水桶沿着水平方向向前移动一段距离,并没有沿提力的方向向上移动一段距离,故人没对物体做功,A错;举着杠铃站在原地不动,杠铃没沿力的方向向上移动一
段距离,故人没做功,B错;用力搬石头没有搬动,石头没有移动一段距离,所以人没做功,C错;人推着小车前进时,
人的推力水平向前,且车沿推力方向向前移动一段距离,所以人做功,D正确。
答案D
评注力学中的做功要求必须同时具备做功的两个必要因素,在具体考虑做功问题时,可以按照以下三个步骤进行:
(1)物体是否受到力的作用,不受力的物体不存在做功问题。
(2)物体是否运动,不运动的物体也不存在做功问题。
(3)判断物体的受力方向和运动方向之间的关系,若二者方向互相垂直,即物体虽然受到了力,也运动了一段距离,但在力的方向上没有移动一段距离,则力不做功。
2•解析本题主要考查功的定义,能正确理解“物体在力的方向上通过的距离”这句话的物体含义是解此题的关键。
由做功的两个必要因素可知,判断一个力是否对物体做功,要看力存在的时候物体在力的方向上是否通过了距离,只要力
和距离垂直,即使力与运动方向不同向,力也是对物体做功的,正确答案是C。
错选A是对功的两个必要因素没有真正理
解,错误地认为木板受到的拉力斜向上,而木块移动的距离沿水平方向,因此拉力F没有对木块做功。
在功的两个必要因
素中,"物体在力方向上移动的距离”这句话并没有要求力的方向与距离的方向完全一致,因此不能认为只有作用在物体上
的力与距离完全一致时,力才对物体做功。
本题中,木块受到的拉力斜向右上方,木块运动的方向水平向右,这种情况也叫力的方向上有距离,因此,拉力对木块做功。
选项B的前半句正确,后半句说的原因错误。
根据力对物体做功两个必要
因素可知,并不是只要有力且有距离,力对物体就一定做功,而是要求物体通过的距离必须是在力的作用方向上的距离。
答案C
3•解析首先根据火车做匀速直线运动判断出火车处于平衡状态,火车的牵引力和所受的阻力是一对平衡力,牵引力
大小等于摩擦力,即F=f,利用速度v和行驶时间t求得火车水平移动的距离s,再根据W=Fs求出牵引力所做的功。
本
题中,火车重9X106n,方向竖起向下,当火车在水平轨道上行驶时,重力没有做功,要注意排除干扰因素。
解:
f=f=0.01G=0.01X9X106n=9X104N,
s=vt=20m/sX60s=1200m。
•••W=Fs=9X104nX1200m=1.08X108J。
答:
火车的牵引力做了1.08X108j的功。
评注在求功的大小时,明确公式W=Fs中的“s”是指物体在力“F”的方向上移动的距离,要注意排除题中的干扰
因素。
4•解析盘山公路相当于一个斜面,如下图所示,山的高度AD是一定的,物体沿BA或CA到达山顶A处重力势能
增加量相同,即所做的功相同,公路修得盘旋曲折,相当于增加了斜面的长度,根据W=Fs,FW可知,功一定,距
s
离越长,所需的力就越小,因此可以省力。
提高题
5•解析绳索的拉力是竖起向上的,而货物只是在水平方向上移动,并没有在竖直方向上移动一段距离,所以绳索的拉力没对物体对功。
答案起重机的绳索对物体做功为0。
6•解析拉力做功可根据W=Fs进行计算,这里的W=500J,拉力F=20N,与重力100N无关,s指小车水平移动的
距离。
重力做功可根据W=Gh进行计算,这里的G=100N,而h=0,故重力做功为0。
答案①TW拉Fs
②W重Gh0o
7•解析教室楼层每层大约高4m,从一楼到楼上升的高度为3mX2=6m,小明上楼克服自身重力做功可由W=Fs=
Gh,求得
答案W=Fs=Gh=400NX(3mX2)=2400J。
3m,而教学楼高约4m。
此题着重考查学生的观察
评注解本题关键是估计每层楼的高度,通常情况下,居民楼高约力和实际应用能力。
8•解析可以根据功的原理进行求解。
人使用杠杆时,人对杠杆所做的功是Wi=Fs,人不用杠杆而直接用手将大石头
抬起时所做的功是W2=Gh,根据功的原理Wi=W2,可以求出人对杠杆施加的向下的力的大小。
答案根据Wi=W2有Fs=Gh,
Gh1000N10cm
二F200N.
s50cm
评注注意:
50cm和10cm分别是杠杆向下移动的距离s和物体上升的高度h,不是杠杆的动力臂和阻力臂,不要根据杠杆平衡条件FiL1=F2L2求解。
综合题
9•解析先以木块为研究对象,由于木块做匀速直线运动,因此木块在水平方向上受平衡力,即绳对木块的拉力
答案B
10.解析首先将圆形油桶当成一个杠杆,它的支点在0处,阻力是桶的重力G,阻力臂为0A,要使动力最小,应使
动力臂最长,而最长的动力臂是圆桶直径0C,力F小应垂直于0C且过C点(如下图所示)
根据杠杆平衡条件有F11F2I2,
F小•0C=G•0A,
0C=0.5mx2=1m,
OA.OB2AB2,(0.5m)2(0.5m0.1m)20.3m,
人将此桶推上坡至少做的功W可以根据功的原理求出,W=Fs=Gh=1000Nx0.1=100J
答案最小力为300N,人将此桶推上坡至少要做的功是100J。
评注此题是杠杆与功的原理的综合应用。
在第二个问题中,如果我们利用W=Fs进行计算,F是一个不断变化的物
理量,即F随着圆柱体的提高不断减小,这样无法求出力F做的功,而根据功的原理W=Fs=Gh就很容易求出。
11.解析作用在绳子自由端的拉力F=G=100N。
物体上升的高度h等于定滑轮右边的绳子由开始位置(竖起向下)移动到右边时长度的变化量,即
hVs(3m)2(4m)23m5m3m2m
因此人做的功至少为W=Fs=Gh=100Nx2m=200J。
答案A
评注由于拉力的方向由竖起向下变为斜向右下方,而人是水平移动的,故不能用W=Fs进行计算,应该用W=Gh
进行相关计算,这里h等于绳子长度的改变量。
12.解析一名中学生体重约400N~600N,每层楼高3m左右,从一楼到三楼,学生升高的高度约3mx(3-1)=6m,
根据功的原理可求出人登上楼需做功W=Fs=Gh=500Nx6m=3000J。
答案B
13.解析工人师傅每拉一锯需做功W1=Fs=100Nx0.5m=50J,
工人师傅推或拉的次数
30cm300mm
3mm3mm
n100,
故工人师傅共做功
W总=nWi=50JX100=5000J。
答案5000J
评注求出工人师傅每次所做的功,然后乘以做功次数n,就是工人师傅总共要做的功。
须要注意的是,推或拉锯条
时,锯条都要进入木料。
14•解析做功的两个必要因素是力和物体在力的方向上通过的距离。
第一阶段将杠铃举过头顶时,运动员对杠铃有一个向上力,并且杠铃沿向上的力的方向通过一段距离,故第一阶段运动员做功。
当杠铃在空中停留3s时,由于杠铃没有沿
力的方向通过一段距离,所以第二阶段运动员对杠铃没有做功。
答案B
评注判断物体是否做功,要严格按照做功的两个必要因素去分析,就可以得到正确的答案。
15.解析斜面也是一种简单机械。
根据功的原理可知使用任何机械都不省功。
物体从斜面底端运动到顶端时,物体的
机械能增加量都相同,所以机械做功相同。
根据W=Fs可知,在功一定时,距离增大可以省力,故选C。
选项B和D不
是目的。
答案C
评注使用任何机械都不能省功,根据功的原理FL=Gh可知,斜面长L越大,力F越小,越省力。
创新题
16.解析分析表中数据不难发现,使用杠杆时拉力F=1N,G=3N,FvG,可以省力,使用动滑轮时FvG,也可以
省力。
在物重G相同时,所用力F由1N变为1.5N,手移动的距离由0.3m变为0.2m,由此可推知,若F>G,手移动的距离svh,所以使用机械也可以省距离,但所做的功都是相等的。
答案
(1)B
(2)使用机械的目的有:
①为了省力;②为了省距离;③为了改变力的方向;④省时间。
17.解析物体做匀速直线运动时,由s=vt可知,v是常数时,s与t成正比,其图像是正比例函数图像,即一条过原点
s
的射线,如下图。
由做功的公式W=Fs和速度与路程的关系式v-,s=vt可推出W=Fs=F•vt,当F和v一定时,W
t
与t成正比,因此W-t图像也是一条过原点的射线。
答案如下图
F和v是恒量,
需要用控制变量法,
2,5,6。
同理可选
评注此题将物理知识与数学函数图像知识结合在一起,注意分析物理公式中的恒量和变化量,这里而W和t是变化量。
18•解析本题已猜想到小球从射出到落地的时间可能与三个物理量有关,要探究它们之间的关系,
本题正是采用了这种方法。
如要验证猜想二,就要取不同的质量,相同的速度和高度,所以应选序号出另外两个猜想的序号。
答案
(1)1,3,42,5,62,4,7
(2)小球下落的高度
(3)焦耳定律实验(研究决定电阻大小的因素)。
评注控制变量法是最常见的研究方法之一,其次还有等效法、转换法、数学归纳法等。
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