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第十一章 简单机械和功
课时11.3 功
1. 知道功的概念,理解做功的两个必要因素;
2. 能够判断力在什么情况下做功及不做功;
3. 掌握功的定义、单位;能够用功的定义式进行计算。
题型汇总:功的概念、力做功的必要因素、力是否做功的判断、功的大小比较、功的计算、功的原
理、探究斜面的功的原理实验。
功和做功条件
定义:把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功。
计算公式:用F表示力,s表示在力的方向上通过的距离,功W = Fs;单位:焦耳;
力对物体做功的两个必要因素:一是对物体要有力的作用,二是物体要在力的方向上通过一定
的距离。
力对物体不做功的三种情况:
功的原理
(1)使用任何机械时,人对机械所做的功,都不会少于不用机械而直接用手所做的功,省力
但要费距离,或者可以省距离但要费力,也就是说,使用任何机械都不省功。
这个结论叫“功的原理”。
(2)对功的原理的理解:在不考虑机械本身的重力和摩擦的情况下,使
用机械所做的功至少等于不用机械而直接用手对物体所做的功;在考虑机械本身的重力和摩擦的情况下,使用机械总比不用机械而直接用手对物体所做的功多些。
斜面
斜面是一种省力的简单机械。若忽略摩擦,根据功的原理,可知:Fl=Gh,得到:F=(h/l)
G;若斜面长是斜面高h的n倍,则拉力F就是物体所受重力G的1/n,即F=G/n,得到:当斜面高
度一定时,斜面越长,越省力,即:斜面的坡度角越小越省力。
斜面应用:盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。
考点一 功的概念
1.下列情况中做功一定为1焦的是( )
A.将重为1牛的物体移动1米
B.将重为1牛的物体竖直向上移动1米
C.用1牛的力使物体移动1米
D.用竖直向上的1牛的力使受力物体竖直向上移动1米
2.以下说法正确的是( )
A.做功的物体都受力的作用
B.在光滑水平面上做匀速直线运动的物体都做功
C.作用力越大,力做功越多
D.力对做变速直线运动的物体要做功
3.如图是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度h与时间t的关系图象;则如图中描述重
力对该球做功W 与时间t关系的四种图象中,正确的图象是( )
A. B.C. D.
考点二 力做功的必要因素
4.做功的两个必要因素:一是物体受 的作用,二是物体在力的方向通过一定的 。
5.如图所示,在一次户外运动中,小明先后顺着竖直的杆和绳作上爬和下滑运动。
(1)小明沿杆下滑过程中, 力对小明做功,小明重力势能减小。
(2)小明沿较粗糙的绳匀速下滑受到的摩擦力为 、沿杆匀速下滑受到的摩擦力为 ,则,
f f f
绳 杆 绳
(选填“ ”,“ ”,“ ” 。
f )
杆
(3)若小明沿杆向上爬,他受到的摩擦力的方向 。
考点三 力是否做功的判断
6.如图所示,推着购物车,沿水平地面向前运动一段距离,此过程中( )
A.重力对购物车做功 B.支持力对购物车做功
C.推力对购物车做功 D.没有力对购物车做功
7.夏季某地大雨过后,部分路段积水较深,有车辆在涉水时出现熄火现象。如图所示。交警同志
正在水平用力推一辆在水平路面上熄火的轿车,但车未动。下列说法正确的是( )A.交警对车做了功,但做功太少,不足以使车辆运动
B.交警对车的推力小于车对交警的推力
C.交警对车的推力等于车受到的阻力
D.交警对车的推力小于车受到的阻力
8.快递小哥宋学文作为一名普通劳动者当选2020年全国劳模,有关宋学文在工作中对货物做功情
况叙述正确的是( )
A.把货物从地上搬上运输车,他对货物没有做功
B.货物太重未搬动,他对货物做了功
C.抱着货物上楼时,他对货物做了功
D.抱着货物在原地等待签收时,他对货物做了功
9.下列四种情景中,人对物体没有做功的是( )
A. 抽出中间的物体 B. 推出上面的物体
C. 背着物体不动 D. 向上堆积物体
考点四 功的大小比较
10.如图所示,是两个质量相同的小球甲、乙均从a处竖直下落到b处的过程中,每隔相等时间曝
光一次分别得到的照片,据此记录,下列说法正确的是( )A.两球的平均速度相等 B.两球的重力做功相等
C.甲球受的阻力比乙大 D.甲球做匀速直线运动
11.如图所示,a、b、c三种情况下,用大小相同的力F 使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的
距离s,对于三种情况下拉力F 所做的功分析正确的是( )
A. B. C. D.
W W W W W W W W W W W W
a b c a b c a b c a b c
12.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的 st 图象如图所
示。其对应的弹簧测力计示数分别为 、 ,相同时间内所做的功分别为 、 ,则它们的关系
F F W W
1 2 1 2
正确的是( )
A. B.
F F W W F F W W
1 2 1 2 1 2 1 2
C. D.
F F W W F F W W
1 2 1 2 1 2 1 213.非洲旱季常用中间有转轴的塑料桶运水,如图所示,小红分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方
式运送装满水的水桶,在粗糙程度相同的水平地面上匀速直线拉动将水运送相同的距离,则她对桶
和水做功最多的是( )
A. B.
C. D.
14.有一圆柱铁块,想用如上甲乙两种方法使它倒下成丙图状。比较两种方法力和做功大小正确的
是( )
A. B.
F F W W F F W W
1 2 1 2 1 2 1 2
C. D.
F F W W F F W W
1 2 1 2 1 2 1 2
16.小李同学先后用同样大小的力F 使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上移动相同的
距离 ,力 在这三个过程中所做的功分别为 、 、 ,关于做功的大小的下列说过正确的
s F W W W
甲 乙 丙
是( )
A. B. C. D.
W W W W W W W W W W W W
甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 乙 甲 丙17.如图,同一个物体 ,分别沿光滑斜面 、 匀速提升。若沿斜面拉动的力分别为 、 ,
G BA CA F F
1 2
各过程中拉力做功分别为 、 ,则它们的大小关系正确的是( )
W W
1 2
A. , B. , C. , D. ,
W W F F W W F F W W F F W W F F
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
18.有一个箱子需要从地面搬到汽车上。小冰想用如图甲所示的方法搬运,小雪想用如图乙所示的
方法搬运。两种方法克服箱子的重力做的功是 (选填“甲大”、“乙大”或“一样大” ),
小雪所用的力比小冰所用的力 。
考点五 功的计算
19.将一颗鸡蛋从地面捡起放到茶几上,所做的功大约是( )
A.0.2J B.2J C.20J D.200J
20.2020年12月11日,连淮扬镇高铁正式开通.当天一列长为200m、质量约为400t的高铁,以
100km/h的速度,匀速直线通过主跨约为1000m的五峰山长江公铁大桥,其所受到的阻力约为高
铁总重力的0.01倍,则高铁完全通过主跨桥牵引力所做的功约为( )
A.4107J B.4.8107 J C.4108 J D.4.8109J
21.教学大楼每层楼高为3m,小明提着一重为50N 的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水
平走廊走了4m进入教室,则小明从一楼到教室过程中对箱子做的功为( )
A.300J B.450J C.500J D.650J22.小明同学用200N的水平推力推着重300N 的箱子在水平地面上匀速前进了2m,松开手后,箱
子继续向前滑行了0.5m,整个过程中小明做功和书箱的重力做功分别是( )
A.400J 0J B.600J 250J C.1200J 600J D.500J 0J
23.小明用20N 的水平推力,将重为150N 的购物车沿水平地面向前推动了10m,在此过程中,推
力对购物车做功 J ,支持力对购物车做功 J 。
24.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的 0.1倍,货车(含驾
驶员)空载时重为2.5104N。
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功。
考点六 功的计算公式的应用
25.如图所示,长方体木块在大小不变的拉力F 作用下,在水平面上做匀速直线运动,能正确反映
拉力F 所做的功与时间对应关系的是( )
A. B.
C. D.
26.一根金属棒AB置于水平地面上,今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起,如图甲所
示,在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W 与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示,请根据
图像解答下列问题。(1)该金属棒的长度L m。
(2)在 端拉起的过程中,当 时,测力计的示数为 ;当 时,测力
B x 0.6m F N x 1.6m
1 1 2
计的示数 。
F N
2
(3)求金属棒的重心到A端的距离d m。
考点七 功的原理
27.如果不考虑摩擦,使用简单机械( )
A.一定缩短力作用的距离 B.一定改变力作用的方向
C.一定不能省功 D.一定省力
28.下列说法正确的是( )
A.省距离的机械一定费力,但可以省功
B.省力的机械可以省功,但一定费距离
C.省距离的机械一定省力,但不省功
D.省力的机械一定费距离,不省功
29.人们利用机械时无需考虑( )
A.是否省力 B.是否省功
C.是否省距离 D.是否能提高功率
30.如图所示,AB3AE,AC 2AE,AD1.5AE .若把物体沿AB、AC 、AD三个斜面匀速
地拉到顶端A 时,(不计摩擦)则( )A.沿着AB用的拉力小,做功多
B.沿着AC 用的拉力小,做功多
C.沿着AD用的拉力大,做功少
D.沿着三个斜面用的拉力不相等,做功一样多
31.通过对不同机械的研究,我们发现:利用动滑轮提升重物可以 ,但手拉绳子移动的距离
比重物上升的距离 ;用扫帚扫地,虽然费力,但手移动 的距离,就可以使扫帚在地上扫
过一大片。这说明,省力的机械费 ,省距离的机械费 , (本空选填“有”或“没
有” )既省力又省距离的机械。
32.如图所示,光滑斜面,沿斜面 AB和AC 分别将同一重物从它们的底部拉到顶部,所需拉力分
别为 和 ,所做的功分别为 和 ,则 , 。(均选填“ ”、“ ”、
F F W W F F W W
1 2 1 2 1 2 1 2
或“” )
考点八 探究功的原理实验
33.如图所示,在“测量利用斜面提升物体所做的功”的实验中,用弹簧测力计沿斜面匀速拉动重
为G 的小车至h高度处,记录了如下三次实验数据。
根据表格中的数据可知:
实验小车的重力斜面的高度沿斜面向上的斜面的长度
序号 G/N h/cm 拉力F /N s/cm
1 10 20 5.5 100
2 10 40 7.0 100
3 10 60 8.5 100(1)在第一次实验中,拉力做功为 J 。
(2)比较三次实验数据,使用斜面时, (能/不能)省力。
(3)比较三次实验数据,使用斜面时, (能/不能)省功。