第十一章 功和機械能
第?1?節(jié) 功
測試時間:20?分鐘
1.在足球運動中,頭球(如圖所示)是進球的有效方式,其動作過程可簡化為“助跑、騰空、頂球和進球”四個過程,其中運動員對足球做功的過程是( )
A.助跑 B.騰空 C.頂球 D.進球
1.?答案 C?運動員在助跑、騰空、進球的過程中,和足球沒有接觸,沒有對足球施加力,對足球不做功;運動員在頂球的過程中,頭對足球施加力,足球在力的方向上通過了距離,人對足球做了功。
2.?下列情況中做功一定為?1?焦的是( )
A.?將重為 1N?的物體移動 1m
B.?將重為 1N?的物體豎直向上移動 1m
C.?用 1N?的力使物體移動 1m
D.?用豎直向上的 1N?的力使受力物體豎直向上移動 1m
2.?答案 D?A、C?選項中,不清楚物體沿什么方向運動,所以做功多少無法確定。B?選項中,向上施加的力沒有說明是多大, 所以做功多少無法確定。D?選項中,用豎直向上的 1N?的力使受力物體豎直向上移動 1m,做的功為 W=Fs=1N×1m=1J,故此選項符合題意。
3.?如圖所示,演員正在進行雜技表演。由圖可以估算出他將一個雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于( )
A.0.3J?B.3J C.30J D.300J
3.?答案 A 2?個雞蛋的重力約為 1N,則一個雞蛋的重力約為 0.5N,由圖可知拋的高度約為 h=0.5m,則做的功約為
W=Gh=0.5×0.5J=0.25J,所以 A 正確。
4.?
如圖所示是臺球比賽中的情景,運動員手推球桿撞擊靜止在水平球臺上的白球,白球運動后再撞擊黑球。以下說法中正確的是( )
A.?運動員手推動球桿前進時,手對球桿做了功
B.?黑球在水平球臺上滾動時,運動員還在對它做功
C.?白球在水平球臺上滾動時,白球的重力對它做了功
D.?白球在水平球臺上滾動時,白球受到的球臺的支持力對它做了功
4.?答案 A?手推動球桿前進時,在力的方向上有距離,所以手對球桿做了功,故 A?正確;黑球在水平球臺上滾動時,運動員沒有對其施加力的作用,運動員沒有對它做功,故 B?錯誤;白球所受重力與白球運動的方向垂直,重力對白球不做功,故 C 錯誤;球臺對白球的支持力與白球的運動方向垂直,支持力對白球不做功,故 D?錯誤。
5.?
小夏推箱子經(jīng)歷了如圖所示的過程,最終箱子被推出去后又向前滑行了一段距離,則小夏對箱子做了功的是( )
A.甲圖 B.乙圖 C.丙圖 D.三種情況都做了功
5.?答案 ?B??甲圖中,箱子沒有被推動,有力無距離,小夏對箱子不做功,故 A、D?不合題意;乙圖中,推動箱子移動距離 s, 有力,且在力的方向上有距離,小夏對箱子做了功,故 B?符合題意;丙圖中,停止用力后,箱子由于具有慣性還移動了距離 s, 有距離,無力,小夏對箱子沒有做功,C?不合題意。
6.?下列關(guān)于功的說法正確的是( )
A.?小明用力推發(fā)生故障的汽車而未推動時,推力對汽車做了功
B.?吊車吊著重物沿水平方向勻速運動一段距離時,吊車的拉力對重物做了功
C.?足球在水平地面上滾動一段距離時,重力對足球做了功
D.?舉重運動員從地面將杠鈴舉起的過程中,舉重運動員對杠鈴做了功
6.?答案 D A?選項,有力無距離,沒有做功,故錯誤;B?選項,拉力豎直向上,與通過的距離垂直,沒有做功,故錯誤;C?選項,
重力豎直向下,與通過的距離垂直,沒有做功,故錯誤;D 選項,有力且在力的方向上移動了距離,做了功,故正確。
二、填空題
7.?在學(xué)習(xí)“功的概念”時,老師提供了兩個生活實例:
例 1 是一女生用力提起一桶水;
例 2 是一男生用力推動小車前進。
這兩個實例的共同點是:? ;
這兩個實例說明做功必要的兩個因素是:①? ;
②? 。
7.?答案 物體在作用力的方向上移動了一段距離 ①作用在物體上的力 ②物體在力的方向上移動的距離解析 據(jù) 1、2?兩個實例可知,這兩個實例的共同點是:物體在作用力的方向上移動了一段距離。
8.?小明用?20N?的水平推力,使重?60N?的木箱在水平面上勻速移動了?5m,此過程推力做的功為? J,木箱重力做的功為? J。
8.答案 100 0
解析 推力做功 W=Fs=20N×5m=100J,重力方向豎直向下,木箱在水平方向移動,在重力的方向上沒有移動距離,所以重力做功為 0J。
9.?如圖所示,有一重為?100N?的小球在桌面上滾動了?10cm?后在空中沿弧線飛行了?1.5m?后落到地面上,桌高?1m。在球的整個運動過程中,重力做了? J?的功。
9.答案 100
解析 小球在桌面上滾動時沒有在重力的方向上移動距離,故重力沒有對小球做功,只有小球下落 1m 的過程中重力對小球做功,則重力做功 W=Gh=100N×1m=100J。
10.?“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重設(shè)備?！八酢睂⒅?/span>?8000N?的鋼材先豎直勻速向上吊起?8m,在此上升過程中,“塔吊”對鋼材所做的功?W1=? J;然后又沿水平方向移動?3m,在水平移動的過程中,“塔吊”對鋼材做功?W2=
J。
10.答案 6.4×104 0
解析 在上升過程中,“塔吊”對鋼材所做的功 W1=Fs=Gh=8000N×8m=6.4×104J;在水平移動的過程中,在拉力的方向上沒有移動距離,不做功,W2=0J。
11.?大山同學(xué)在中考體育考試中立定跳遠跳出了?218? 的好成績(填適當(dāng)?shù)膯挝?。小芳同學(xué)用?60N?的力投出的實心球在空中畫了一條優(yōu)美的弧線。若實心球重為?20N,小芳投出了?6.3m?的距離,球最高點距地面?2.6m,則球在空中飛行的過程中,小芳對球所做的功為? J。
11.?答 案 cm 0
解析 初中生立定跳遠的成績一般在 2m?以上,即 200cm?以上,故填 218cm?符合實際;實心球在空中飛行的過程中,不再受小芳的力,故小芳對球所做的功為 0J。
12.?
如圖所示,用力?F?提水桶:①由井底提起?H?高度;②提著水桶不動;③在水平地面上移動一段距離?s;④爬上長為?L、高為?h?的樓梯。以上四種情況,力?F?對水桶做功的是? (填序號);若?s>L>H>h,則做功最多的是? (填序號)。
12.答案 ①④ ①
解析 做功必須滿足兩個條件:作用在物體上的力和物體在這個力的方向上移動的距離,所以只有①④做了功。由于 H>h,
所以①做功最多。
三、計算題
13.?
《西游記》中對孫悟空到龍宮借寶一段有這樣的一句描述:“如意金箍棒,重一萬三千五百斤?！币試H單位制,金箍棒質(zhì)量為 6750kg,體積約為 0.2m3,g?取 10N/kg,海水密度取 1.0×103kg/m3,問:在海水中將上述棒豎直上提 1000m,孫悟空至少要做多少功?
13.答案 6.55×107J
解析 金箍棒重 G=mg=6750kg×10N/kg=67500N;受到的浮力 F 浮=ρ 海水V 排g=ρ 海水
Vg=1.0×103kg/m3×0.2m3×10N/kg=2000N;在海水中將棒豎直上提用的力最小為 F=G-F 浮=67500N-2000N=65500N,至少要做的功 W=Fs=65500N×1000m=6.55×107J。
14.?
為應(yīng)對菲律賓對我國領(lǐng)土“黃巖島”的不斷挑釁,中國“向陽紅 06”海監(jiān)船赴南海維權(quán),如圖所示,“向陽紅 06”船總長 91?米、船寬 14.7?米、船底深 7.6?米,滿載排水量 4900?噸,最大航速 13.5?節(jié)(約 25km/h),續(xù)航力 15000?海里,是一艘裝備精良的現(xiàn)代化綜合海監(jiān)船。(海水的密度為 1.0×103kg/m3,g?取 10N/kg)
(1)?若船底某處距海面的深度為 6m,則該處受到海水的壓強是多少?
(2)?“向陽紅 06”船在某處執(zhí)行任務(wù)時,以 18km/h?的速度勻速航行 6?小時,巡航的路程為多少 km?若巡航時海水阻力為
1.0×106N,則這一過程中船的推進力所做的功為多少?
14.答案 (1)6×104Pa (2)108km 1.08×1011J
解析 (1)該處受到海水的壓強為:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa;(2)“向陽紅 06”船巡航的路程:s=vt=18km/h×6h=108km;由于勻速航行,則船受到的推進力 F=f=1.0×106N,則推進力所做的
功:W=Fs=1.0×106N×108×103m=1.08×1011J。
15.?
在水平地面上有三塊密度均勻的正方體木塊,如圖甲所示,邊長都為 20cm,密度都為 0.75×103kg/m3。某同學(xué)把這三塊木塊逐一豎直疊起來,如圖乙所示。求該同學(xué)疊起這三塊木塊至少做了多少功。(g?取 10N/kg)
15.答案 36J
解析 木塊 1?放在最底下,該同學(xué)不用搬動它,故對它不做功。把木塊 2、木塊 3?疊放在上邊,都要克服它們的重力做功, 木塊 2?需升高一個邊長的高度,木塊 3?則需升高兩個邊長的高度。也可先把木塊 3?疊放在木塊 2?上面,再把木塊 2、3?作為一個整體疊放在木塊 1?上面。每個木塊的重力 G=ρVg=0.75×103kg/m3×(0.2m)3×10N/kg=60N。把木塊 2?放到木塊 1 上面做的功 W1=Gh1=60N×0.2m=12J,把木塊 3?放到木塊 2?上面做的功 W2=Gh2=60N×0.4m=24J,總共做的功
W=W1+W2=12J+24J=36J。
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