11.3功 考点解读与训练(含答案)2024-2025学年苏科版九年级物理上册
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1、2024-2025学年九年级上册物理考点解读与训练11.3 功1、功及做功的判定(1)功的定义:一个力作用在物体上,使物体在力的方向上通过一段距离,这个力就对物体做了功;(2)功的单位:国际单位制中,功的单位是:焦耳,符号是J,1J= 1Nm;(3)判断力是否做功包括两个必要因素:一是力作用在物体上;二是物体在力的方向上通过的距离;(4)力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积;(5)不做功的三种情况:有力无距离也叫“劳而无功”、有距离无力也叫“不劳无功”、力和距离垂直也叫“垂直无功”。2、做功的大小比较(1)功是一个标量,有大小没有方向;(2)功的计算公式:W=FS,其中各量单
2、位功W:J(焦耳),力F:N(牛顿);移动距离S:m(米);(3)注意:分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离,且与力对应;功的单位“焦”(1牛米=1焦)。3、功的计算及公式的应用(1)公式法:对于恒力的功,通常利用功的定义式W=FS进行计算;(2)功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫做功率;对于一段时间内力做的功,如果知道功率和时间,可以直接利用W=Pt求出功;(3)做功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;计算功的公式包括:W=FS W=GH,W=Pt。【考点1 功及做功的判定】【典例1-1】(2023黄石模
3、拟)关于推木箱,下列说法正确的是()A不管推没推动木箱,人都做了功B若推动着木箱前进,以手为参照,木箱是运动的C推木箱的棱角时,手会很痛,是因为受力面小,压强大D若没有推动木箱,是因为人推木箱的力小于木箱受到的摩擦力【典例1-2】一个力作用在物体上,使物体在_上通过一段,这个力就对物体做了功。功的计算公式:_,式中F表示作用在物体上的力,s表示物体在力的方向上通过的距离,W表示力对物体做的功。功的国际单位是_。【变式1-1】下列实例中,有力对划横线物体做功的是()A苹果从树上自由下落到地面B背着书包在水平路面上行走C运动员举着杠铃静止不动D小球在光滑水平面上匀速运动【变式1-2】运动员把足球踢
4、到空中,人对空中的足球没有做功,这是因为人对足球没有_,足球由于_向前运动。【变式1-3】我国古书上记载有:“人在舟中闭牖(门窗)而坐,舟行而人不觉”,这段话是对运动的相对性的生动描述。(1)以河岸为参照物,可以判定文中的_(选填“舟行”或“人不觉”)。(2)舟前行时,人从舱内走至船头。此时船排开水的体积大小_(选填“变大”、“变小”或“不变”),浮力对船_(选填“做功”或“不做功”)。(3)请你画出船上站立的人受力示意图。【考点2 做功的大小比较】【典例2-1】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个完全相同的乒乓球,若不计空气阻力,落到水平桌面时三个球的速度以及
5、重力做的功()Avavbvc;WaWbWcBvavbvc;WaWbWcCvbvcva;WbWcWaDvavcvb;WaWcWb【典例2-2】如图所示,在光滑的斜面上,将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C,所用的力F1_F2,所做的功W1_W2。(选填“大于”“小于”或“等于”)【变式2-1】已知甲物体在光滑的斜面上运动,乙物体在粗糙的水平面上运动,丙物体在光滑的水平面上运动,现用相同大小的推力F分别使甲、乙、丙三个物体沿力的方向移动相同的距离s,三次推力所做的功分别是W甲、W乙、W丙,则三者的大小关系是()AW甲W乙W丙BW甲W乙W丙CW甲W乙W丙DW甲W乙W丙【变式2-2】
6、如图所示的滑轮装置,物体 A、B均重为20牛,不计滑轮自重与摩擦。其中_图为定滑轮选填“(a)”或“(b)”,它可以看做是一个_杠杆(选填“省力”、“等臂”或“费力”)。当用力F2匀速提升物体B时,力F2的大小为_牛;若分别使 A、B物体向上提升0.5米,则F2做的功F1做的功。(选填“”、“”或“”)【变式2-3】测滑动摩擦力大小。用弹簧测力计拉木块,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,两次拉动木块得到的距离随时间变化的图象。第一次木块受到的滑动摩擦力大小为f1,第二次木块受到的滑动摩擦力大小为f2,则f1和f2的大小关系是f1_f2,拉力做的功分别为W1、W2则W1_W2(选填“”、
7、“”或“”)【考点3 功的计算及公式的应用】【典例3-1】如图所示,小王同学利用定滑轮提升重为200牛的物体,若不计绳重和摩擦,当小王拉着绳子一端,从A点走到B点,他做功至少为()A400焦B600焦C800焦D1000焦【典例3-2】如图所示,A、B为相同的物块,长为20cm,在推力F作用下A、B一起做匀速直线运动,4s后A掉下,B以不变的速度继续运动,直到B掉下。A没掉下时F为6N,则A没掉下时A、B的速度为_m/s,从开始推到B掉下,推力F做的功为_J。【典例3-2】2023年4月9日,全国首趟旅行专列在“环塔克拉玛干沙漠铁路”上正式开出。作为世界首条环沙漠铁路线,最后通车的“若和”铁路
8、段长826km,列车单程行驶时间约10小时。若列车受到的牵引力为2.5106N。通过计算回答:(1)列车在该铁路段行驶的平均速度是多少?(2)列车行驶200m时牵引力做功是多少?【变式3-1】如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙,物体的速度v与时间t的关系如图丙,以下说法正确的是()02秒,物体处于静止状态,是因为推力小于摩擦力24秒,物体受到的摩擦力为2N24秒,物体做匀速直线运动46秒,推力F做的功为16JA只有B只有C只有D只有【变式3-2】为了记录运动会中精彩的瞬间,学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示,当无人机悬停在空中
9、时,升力_(选填“大于”“等于”或“小于”)无人机的重力;当无人机水平飞行时,升力对无人机_选填“做功”或“不做功”)。重为30N的无人机竖直向上飞行100m,无人机克服重力做的功为_J。【变式3-3】如图所示国产ZCC3200NP起重机,是由中联重科自主研发制造的超大吨位履带起重机,于2022年5月28日成功下线。最大起重量达到3200t,自重约1600t。主臂长120m,副臂长48m,具有50m幅度的大吊载能力,四条履带与地的接触面积共计8m2,还有4个伸缩式支撑腿。(1)如果ZCC3200NP起重机将3000吨重物,匀速提升50m,起吊做功是多少?(2)某段路面能承受的最大压强为2.41
10、06Pa,若要在此路面上吊载最大起重量的工件,当放下支撑腿着地时,还应在支撑腿下垫总面积为多大的钢板(自重不计)?(3)若起吊最大重量的工件以0.1m/s的速度上升,考虑用320V蓄电池供电,不计能量损失,则动力电机工作电流约为多大?试运用物理知识分析,对其可行性加以说明。一、选择题。1下列选项中,不属于功的单位是()A焦B牛米C焦/秒D瓦秒2以下体育训练的场景中的物理知识,下列说法正确的是()A引体向上人拉着单杠身体上升时,单杠对人的拉力大于人对单杠的拉力B1km跑步跑步时,脚所受地面摩擦力的方向向前C掷铅球若球在最高点时所受的外力全部消失,球将静止D跳绳在跳绳的过程中,重力对人体不做功3对
11、于功的理解,下列说法正确的是()A作用在物体上的力越大,做功越多B物体通过的距离越长,对物体做的功越多C作用在物体上的力越大,在力的方向上移动距离越远,做功越多D有力作用在物体上,这个力就一定对物体做功4如图物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,比较甲、乙、丙三次所做的功的大小()AW1W2W3BW1W2W3CW1W2W3D无法判定5一位普通学生沿教学楼的楼梯从一楼爬到二楼,该同学爬楼做的功最接近()A50JB150JC1500JD15000J6小明学了力学知识后做了如下实验。他用方向不变的水平拉力F拉
12、动放在水平地面上的物体,如图甲所示,并测出了物体的速度大小,绘制了图乙、丙。图乙表示水平拉力F与时间t的关系,图丙表示物体的运动速度v与时间t的关系,在前3秒物体经过的路程为3m。结合已知条件及两图像可知,下列说法中正确的是()A13s内,拉力对物体所做的功为6JB当t12s时,物体受到的摩擦力为2NC04s物体的平均速度为2m/sD当t23.5s时,物体共受3个力的作用二、填空题。7如图所示的单摆,让小球从A点静止释放,小球从A点向B点摆动的过程中,细绳对小球的拉力(选填“做”或“不做”)功,小球在B点受合力_(选填“等于零”或“不等于零”)。8举重运动员将杠铃举起的过程中,运动员对杠铃_,
13、他将杠铃举过头顶后,举着杠铃静止时,他对杠铃_(两空均选填“做了功”或“没有做功”)。9小明用图甲的方式将均匀铁块推倒成丙图情况,此过程中铁块相当于_杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”);小宇用图乙的方式将同一铁块推倒成丙图情况,则F1_F2(选填“”、“”或“”,下同),小明和小宇用甲、乙两种方法时至少要做的功分别为W1和W2,则W1_W2。10如图所示,一块厚度和密度都均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用甲、乙两种方法使其一端缓慢抬离地面,若F甲和F乙始终竖直向上,则F甲_F乙,如果两种方法都将水泥板缓慢拉到竖直位置,不计空气阻力等因素,两次拉力做功W甲_W乙(两空均填“大于”、“等于
14、”或“小于”)。11一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。已知在4s8s内小车受到的牵引力恒为10N,则在4s8s内小车运动的路程为m,牵引力对小车做的功为_J;在04s内小车受到的摩擦力_10N(选填“大于”、“等于”或“小于”)。三、计算题。12“引体向上”是一项克服人体重力做功的健身运动。如图所示,该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上提时,下颚须超过杠面。已知小强同学的质量为60kg,每次引体上升的高度为0.5m,双手与杠之间的受力面积为0.01m2。水1103kg/m3,g10N/kg。求:(1)人体的密度跟水的密度差不多,根据小强的质
15、量估算一下他身体的体积。(2)两手正握单杠,悬垂时手对单杠的压强为多少?(3)某次体育课上,小强同学连续做了16个规范的引体向上动作,在向上的过程中克服重力做了多少功?13质量为50kg的小天和妈妈一起做家务劳动。小天将一个25kg的物体从地面搬到高80cm的柜台上,所用时间为2s,g取10N/kg,求:(1)将物体从地面搬到柜台的平均速度。(2)将物体搬到柜台上,克服物体重力做的功。四、解答题。14商场里我们经常能看到如图甲、乙两类电梯。当小明站在匀速运行的电梯上,与电梯一同上行。请在甲图中画出小明受力的示意图;乙图中的小明受到的摩擦力方向_;乙图中电梯对小明的支持力_做功(填“有”或“没有
16、”)。参考答案【考点1 功及做功的判定】【典例1-1】C【分析】(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可;(2)在研究物体的运动和静止时,要看物体的位置相对于参照物是否发生改变,若改变,则是运动的,若不改变,则是静止的;(3)压强的大小与压力大小和受力面积有关;(4)物体处于平衡状态时受平衡力。【解答】解:A、推木箱时,如果没推动,则说明有力无距离,推力不做功,故A错误;B、若推动着木箱前进,以手为参照,木箱的位置没有发生改变,所以是静止的,故B错误;C、推木箱的棱角时,手会很痛,是因为压力一定时,受力面越小,压强越大,故C正确;D、若没有推
17、动木箱,木箱处于平衡状态,受平衡力,则人推木箱的力等于木箱受到的摩擦力,故D错误。故选:C。【典例1-2】力的方向;距离;WFs;焦耳(J)。【分析】(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。(2)功的大小等于力与距离的成绩,公式为:WFs,功的国际单位是焦耳,符号是焦耳(J)。【解答】解:一个力作用在物体上,使物体在力的方向上通过一段距离,这个力就对物体做了功。功的计算公式:WFs;功的国际单位是焦耳(J)。故答案为:力的方向;距离;WFs;焦耳(J)。【变式1-1】A【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,二
18、者缺一不可,据此分析判断。【解答】解:A、苹果从树上下落,受重力的作用,并且在重力的方向移动了距离,重力对苹果做功,故A正确;B、背着书包在水平路面上前进,移动的方向和受力方向垂直,在力的方向上没有移动距离,无力对书包做功,故B错误;C、运动员举着杠铃不动,有力作用在物体上,但是没有移动距离,没有力对杠铃做功,故C错误;D、小球在光滑水平面上匀速运动,依靠的是小球的惯性,水平方向上虽然移动了距离,但是没有力的作用,无力对小球做功,故D错误。故选:A。【变式1-2】力的作用;惯性。【分析】做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。一切物体都有保持原来运动状态
19、不变的性质叫惯性。【解答】解:踢出去的足球向前运动过程,人对空中的足球没有力的作用,人对足球没有做功;踢出去的足球由于惯性会继续向前运动。故答案为:力的作用;惯性。【变式1-3】(1)舟行;(2)不变;不做功;(3)见解答图。【分析】(1)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。(2)由物体漂浮F浮G艇G排m排g求船受到水的浮力,再根据阿基米德原理判断水的排开水的体积;做功的两个必要条件:一是物体要受力的作用,二是物体要在力的方向上通过一定的距离;(3)对船上站立的人进行受力分析,然后从力的作用点,沿力的方向作有向线段,即可作出
20、船上站立的人的受力示意图。【解答】解:(1)以河岸为参照物,舟和河岸之间发生了位置的改变,舟是运动的,所以“舟行”;(2)舟前行时,人从舱内走至船头。由物体漂浮F浮G艇G排m排g船此时受到的浮力不变,根据F浮水V排g可得船排开水的体积大小不变;浮力方向竖直向上,而船是水平移动,即力的方向与运动方向垂直,所以浮力对船不做功;(3)船上站立的人静止,处于平衡状态,因此人受到竖直向下的重力G与竖直向上的支持力F作用,二者是一对平衡力;如下图所示:故答案为:(1)舟行;(2)不变;不做功;(3)如上图。【考点2 做功的大小比较】【典例2-1】A【分析】(1)不计空气阻力,三个小球在运动过程中的机械能是
21、守恒的,据此结合动能和重力势能的影响因素分析判定三个球落到水平桌面时的速度大小。(2)利用WGh分析判定三个球重力做功的大小。【解答】解:(1)乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个完全相同的乒乓球,因为三个乒乓球的质量、高度和速度都相同,则最初的机械能是相同的;不计空气阻力,三个小球在运动过程中的机械能是守恒的,所以三个乒乓球到达桌面时的机械能相同,此时球所处的高度相同,其重力势能相同,则此时动能也相同,速度也相同,即vavbvc。(2)a、b、c是三个完全相同的乒乓球,则重力相等,虽然运动方向不同,但由图可知整个过程中乒乓球下落的高度相等,根据WGh可知,三个
22、球重力做功相等,即WaWbWc。综上分析可知,选项A正确、BCD错误。故选:A。【典例2-2】小于;等于。【分析】(1)斜面倾斜角度越大,越费力。斜面AC的倾斜角度小于斜面BC,所以斜面AC更省力,(2)斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功。【解答】解:(1)斜面AC倾斜角度小于BC,所以物体沿AC运动时拉力较小,即F1F2;(2)由于斜面光滑,没有摩擦力,则使用两斜面的过程中没有额外功,由于使用任何机械都不省功,所以拉力在两斜面上做功相同,即W1W2。故答案为:小于;等于。【变式2-1】C【分析】根据WFs进行分析与计算就可做出解答。【解答】解:功等于力与距离的乘积,即WFs,
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