苏科版物理九年级上学期 11.3 功 同步练习
一、单选题
1.如图所示的情景中,关于力对物体做功的叙述,正确的是( )
A.大力士表演拉汽车前行,此时人拉车的力做了功
B.起重机吊着重物水平移动,钢丝绳的拉力对重物做了功
C.举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做了功
D.足球在水平地面上运动,足球的重力对足球做了功
2.下列情况中做功最多的是( )
A.将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m
B.将200N的木箱用10N的水平拉力使其在水平面上前进10m
C.重为400N的木箱在光滑的水平面上匀速移动10m
D.大力士用力举着800N的杠铃不动
3.(2016八下·桂阳期末)某学生用100牛的力将重70牛的铅球抛出15米远,则铅球在空中运动过程中,人对铅球所做的功是( )
A.450 焦 B.300 焦 C.0 焦 D.1500 焦
4.如图,是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图,在下面的四个选项中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )
A. B.
C. D.
5.一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S(如图所示),该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A.W1<W2<W3 B.W1<W2=W3 C.W1=W2=W3 D.W1=W2<W3
6.如图所示是一个两面光滑的斜面,θ<α。同一个物体分别沿AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点时,所需拉力分别为FA、FB,所做的功分别为WA、WB。则( )
A.FA=FB,WA=WB B.FA<FB,WA<WB
C.FA<FB,WA=WB D.以上说法都不正确
7.用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体,两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图象如图,由图可知,甲、乙两个力的大小关系是( )
A.F甲>F乙 B.F甲
二、填空题
8.5J= N·m。
9.在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,在这个过程中,木箱所受重力对木箱做功为 J;工人对木箱做功为 J。
10.一个质量是3kg,体积是1dm3的物体,若将其在水中匀速向上提2m的距离(物体始终浸没在水中),拉力做的功是 J。(g取10N/kg)
11.木块在大小为10 N的水平拉力作用下,沿水平面匀速前进2 m,拉力做功为 J,木块受到摩擦力的大小为 N;若木块重16 N,在此过程中重力做功为 J。
12.如图所示,甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼,甲对木箱做的功 乙对木箱做的功。(填“大于”“等于”或“小于”)
13.(2017·昆山模拟)在水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度V的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则,从3s到5s内,推力对木块所做的功 J,第2秒木块受到的合力为 N.
三、计算题
14.如图所示,将一块重为5N的物体用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水面的高度由14cm上升到16cm。将物体在水中匀速缓慢提升2cm,物体仍然处于浸没状态,拉力做功0.02J(物体与水的摩擦阻力忽略不计)。g取10N/kg,求:
(1)拉力的大小;
(2)容器中水的质量。
15.小军体重500 N,他的家距离学校2400 m,他骑自行车在水平路面上以4 m/s的速度匀速直线行驶回校。有关数据在下表中列出:
求:
(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大
(2)小军骑自行车上学从家到学校的过程至少要做多少功
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】 A汽车在大力士拉力的作用下朝拉力的方向运动,是拉力做了功,说法正确,符合题意;B起重机拉力竖直方向,重物运动水平方向,故拉力不做功,说法错误,不符合题意;C向上的托举力竖直方向,杠铃不动,托举力不做功,说法错误,不符合题意;D重力竖直向下,足球水平运动,重力不做功,说法错误,不符合题意.
【分析】做功包含两个必要的因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可.
2.【答案】A
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m,所做的是:W=FS=200N×10m=2000J;用10N的水平拉力使重200N的木箱在水平面上前进10m,木箱在拉力所做的功是:W=FS=10N×10m=100J;人扛着400N的木箱在光滑的水平面上匀速前进10m,由于人对木箱的支持力的方向是竖直向上,而移动的距离在水平方向,所以人对木箱没有做功;大力士用力举着800N的杠铃不动,由于在力的方向没有移动距离,所以大力士没有对杠铃做功,综上所述A做功最多,A符合题意.
故答案为:A。
【分析】功是力和在力的方向上移动的距离的乘积,
3.【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】解:铅球在空中运动过程中,只受到竖直向下的重力和阻力的作用;铅球已经脱离了手的作用,虽然有距离,但没有推力的作用,所以人对铅球不做功,即人对铅球所做的功0J.
故选C.
【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,据此先判断是否做功,若做功,利用W=Fs计算.
4.【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】由h-t图像知道,单位时间内物体下落的高度越来越大;又因为重力对该球做功是;W=Gh,所以,单位时间内重力对该球做功也越来越多,由于物体的重力不变,所以重力做功的变化与高度的变化规律是相同的,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C。
【分析】物体下落时速度在增大,相同的时间行驶的路程再增大,相同时间内做功也在增加.
5.【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】三种情况下,对物体的拉力大小相等,物体在拉力的方向上通过的距离相等,所以三种情况下拉力所做的做是相等的,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C。
【分析】功是力与物体在力的方向上移动的距离的乘积.
6.【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】根据题意知道两面光滑的斜面,所以斜面倾斜角度越大,越费力,由图知道,斜面AC倾斜角度小于AB,所以物体沿AC运动时拉力较小,即FA<FB;由于斜面光滑没有摩擦力,所以没有额外功,由功的原理知道,拉力在两斜面上做功相同都是W=Gh,即WA =WB,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C。
【分析】使用斜面时,斜面越长越省力,当没有摩擦力做额外功时,有用功相同,所做的总功相同,都是有用功.
7.【答案】A
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】由W=Fs可知,在力的方向上通过的距离s一定时,力做的功W与力的大小F成正比,由图象可知在这两个力的方向上通过相同距离时,W甲>W乙,所以F甲>F乙,A符合题意,BCD不符合题意.
故答案为:A.
【分析】当物体移动的距离一定时,拉力越大,做功越大.
8.【答案】5
【知识点】功
【解析】【解答】国际单位制中功的基本单位是,焦耳,符号J;功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,由W=Fs可知,1J=1 N·m,故5J=5N·m.
故答案为:5.
【分析】功是力和距离的乘积,单位是力的单位和长度单位的乘积,又用焦耳表示,1J=1 N·m,
9.【答案】0;600
【知识点】是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】由题知,箱子在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0J;工人对木箱做功: ;
故答案为: (1). 0 (2). 600
【分析】功是力和在力的方向上移动的距离的乘积,有力无距离时不做功.
10.【答案】40
【知识点】力的合成与应用;浮力大小的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】根据题意知道,物体的重力是:G=mg=3kg×10N/kg =30N,受到的浮力是:F浮=ρ水gV =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×10-3m 3 =10N,由于物体被匀速向上提,由平衡条件知道,物体受到的拉力是:F拉=G- F浮=30N-10N=20N,故拉力做的功是:W=F拉s=20N×2m=40J。
故答案为:40.
【分析】利用物体的体积计算在水中受到的浮力的大小,利用质量计算重力,利用重力和浮力的差计算拉力,力和物体在力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小.
11.【答案】20;10;0
【知识点】是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】因为拉力大小是:F=10N和在拉力方向上移动的距离是:s=2m,所以,拉力做功是:W=Fs=10N×2m=20J;因为木块水平面匀速前进,所以木块受摩擦力等于拉力,即f=F=10N;由于在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0。
故答案为:20;10;0.
【分析】用力和在力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小,当物体匀速直线运动时,受到的拉力和摩擦力相等.
12.【答案】大于
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】根据题意知道,以木箱的重心为支点,两人施加的力及力臂的情况如图,可以看出L甲 <L乙,由杠杆平衡平衡的条件可知:F甲>F乙,又因为甲、乙从一楼到三楼升高距离相等,即S甲 =S乙,由W =FS知道,W甲 >W乙,即甲对木箱做的功大于乙对木箱做的功。
故答案为:大于.
【分析】通过作图和杠杆的平衡进行分析,得出甲对木箱的作用力与乙对木箱的作用力的关系,利用功的计算公式W=Fs进行比较做功的多少.
13.【答案】400;100
【知识点】力与图象的结合;功的计算及应用
【解析】【解答】解:(1)由图象可知在3~5s内的运动速度v3=1m/s,推力F3=200N,
由v= 可得,在3﹣5s内移动的距离为:s3=v3t3=1m/s×2s=2m,
推力做功:W=F3s3=200N×2m=400J;(2)由图丙知,3到5s时间内,物体做匀速直线运动,由图乙可知,此时f=F=200N;
而第2s末F=300N,所以2s末木块所受的合力为F合=F﹣f=300N﹣200N=100N.
故答案为:400;100.
【分析】(1)根据丙图算出在3﹣5s内通过的距离,根据乙图找出此时的推力,根据W=Fs计算出推力做的功;(2)根据木块做匀速直线运动情况时的推力得出摩擦力的大小,由合力的知识求出2s末所受的合力大小.
14.【答案】(1)解:物体浸没在水中缓慢提升时,拉力的大小:F=W/t=0.02J/0.02m=1N
(2)解:物体在水中受到的浮力:F浮=G-F①
由阿基米德原理知:F浮=ρ水gV排②
设圆柱形容器的底面积为S
则V物=V排=S(h2-h1)③
m水=ρ水V水=ρ水Sh1④
解1234组成的方程组得ρ水="2.8kg."
【知识点】浮力大小的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】利用功和距离计算拉力的大小,利用力的差值计算浮力,结合浮力计算物体的体积,利用体积和高度差计算容器横截面积,利用容器底面积和高度计算液体体积,从而计算液体的质量.
15.【答案】(1)解:行驶在水平面上,车对地面的压力是:F=G人+G车=500N+250N=750N,
由表格数据知道,行驶过程中轮胎与地面总接触面积是:S=5×10 3m2
所以,行驶过程中车对地面的压强是:P=F/S=750N/5×10 3m2=1.5×105 Pa
(2)解:因为车作匀速直线运动,所以F牵=F阻 =30N,骑车的路程是:S =2400m
所以,小军骑自行车上学做的功是:W=F牵S =30N×2400m=72000J
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】利用压力和面积的比值计算压强,利用牵引力和距离的乘积计算功的大小.
苏科版物理九年级上学期 11.3 功 同步练习
一、单选题
1.如图所示的情景中,关于力对物体做功的叙述,正确的是( )
A.大力士表演拉汽车前行,此时人拉车的力做了功
B.起重机吊着重物水平移动,钢丝绳的拉力对重物做了功
C.举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做了功
D.足球在水平地面上运动,足球的重力对足球做了功
【答案】A
【解析】【解答】 A汽车在大力士拉力的作用下朝拉力的方向运动,是拉力做了功,说法正确,符合题意;B起重机拉力竖直方向,重物运动水平方向,故拉力不做功,说法错误,不符合题意;C向上的托举力竖直方向,杠铃不动,托举力不做功,说法错误,不符合题意;D重力竖直向下,足球水平运动,重力不做功,说法错误,不符合题意.
【分析】做功包含两个必要的因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可.
2.下列情况中做功最多的是( )
A.将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m
B.将200N的木箱用10N的水平拉力使其在水平面上前进10m
C.重为400N的木箱在光滑的水平面上匀速移动10m
D.大力士用力举着800N的杠铃不动
【答案】A
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m,所做的是:W=FS=200N×10m=2000J;用10N的水平拉力使重200N的木箱在水平面上前进10m,木箱在拉力所做的功是:W=FS=10N×10m=100J;人扛着400N的木箱在光滑的水平面上匀速前进10m,由于人对木箱的支持力的方向是竖直向上,而移动的距离在水平方向,所以人对木箱没有做功;大力士用力举着800N的杠铃不动,由于在力的方向没有移动距离,所以大力士没有对杠铃做功,综上所述A做功最多,A符合题意.
故答案为:A。
【分析】功是力和在力的方向上移动的距离的乘积,
3.(2016八下·桂阳期末)某学生用100牛的力将重70牛的铅球抛出15米远,则铅球在空中运动过程中,人对铅球所做的功是( )
A.450 焦 B.300 焦 C.0 焦 D.1500 焦
【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】解:铅球在空中运动过程中,只受到竖直向下的重力和阻力的作用;铅球已经脱离了手的作用,虽然有距离,但没有推力的作用,所以人对铅球不做功,即人对铅球所做的功0J.
故选C.
【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,据此先判断是否做功,若做功,利用W=Fs计算.
4.如图,是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图,在下面的四个选项中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】由h-t图像知道,单位时间内物体下落的高度越来越大;又因为重力对该球做功是;W=Gh,所以,单位时间内重力对该球做功也越来越多,由于物体的重力不变,所以重力做功的变化与高度的变化规律是相同的,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C。
【分析】物体下落时速度在增大,相同的时间行驶的路程再增大,相同时间内做功也在增加.
5.一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S(如图所示),该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A.W1<W2<W3 B.W1<W2=W3 C.W1=W2=W3 D.W1=W2<W3
【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】三种情况下,对物体的拉力大小相等,物体在拉力的方向上通过的距离相等,所以三种情况下拉力所做的做是相等的,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C。
【分析】功是力与物体在力的方向上移动的距离的乘积.
6.如图所示是一个两面光滑的斜面,θ<α。同一个物体分别沿AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点时,所需拉力分别为FA、FB,所做的功分别为WA、WB。则( )
A.FA=FB,WA=WB B.FA<FB,WA<WB
C.FA<FB,WA=WB D.以上说法都不正确
【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】根据题意知道两面光滑的斜面,所以斜面倾斜角度越大,越费力,由图知道,斜面AC倾斜角度小于AB,所以物体沿AC运动时拉力较小,即FA<FB;由于斜面光滑没有摩擦力,所以没有额外功,由功的原理知道,拉力在两斜面上做功相同都是W=Gh,即WA =WB,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C。
【分析】使用斜面时,斜面越长越省力,当没有摩擦力做额外功时,有用功相同,所做的总功相同,都是有用功.
7.用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体,两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图象如图,由图可知,甲、乙两个力的大小关系是( )
A.F甲>F乙 B.F甲
【答案】A
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】由W=Fs可知,在力的方向上通过的距离s一定时,力做的功W与力的大小F成正比,由图象可知在这两个力的方向上通过相同距离时,W甲>W乙,所以F甲>F乙,A符合题意,BCD不符合题意.
故答案为:A.
【分析】当物体移动的距离一定时,拉力越大,做功越大.
二、填空题
8.5J= N·m。
【答案】5
【知识点】功
【解析】【解答】国际单位制中功的基本单位是,焦耳,符号J;功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,由W=Fs可知,1J=1 N·m,故5J=5N·m.
故答案为:5.
【分析】功是力和距离的乘积,单位是力的单位和长度单位的乘积,又用焦耳表示,1J=1 N·m,
9.在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,在这个过程中,木箱所受重力对木箱做功为 J;工人对木箱做功为 J。
【答案】0;600
【知识点】是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】由题知,箱子在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0J;工人对木箱做功: ;
故答案为: (1). 0 (2). 600
【分析】功是力和在力的方向上移动的距离的乘积,有力无距离时不做功.
10.一个质量是3kg,体积是1dm3的物体,若将其在水中匀速向上提2m的距离(物体始终浸没在水中),拉力做的功是 J。(g取10N/kg)
【答案】40
【知识点】力的合成与应用;浮力大小的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】根据题意知道,物体的重力是:G=mg=3kg×10N/kg =30N,受到的浮力是:F浮=ρ水gV =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×10-3m 3 =10N,由于物体被匀速向上提,由平衡条件知道,物体受到的拉力是:F拉=G- F浮=30N-10N=20N,故拉力做的功是:W=F拉s=20N×2m=40J。
故答案为:40.
【分析】利用物体的体积计算在水中受到的浮力的大小,利用质量计算重力,利用重力和浮力的差计算拉力,力和物体在力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小.
11.木块在大小为10 N的水平拉力作用下,沿水平面匀速前进2 m,拉力做功为 J,木块受到摩擦力的大小为 N;若木块重16 N,在此过程中重力做功为 J。
【答案】20;10;0
【知识点】是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】因为拉力大小是:F=10N和在拉力方向上移动的距离是:s=2m,所以,拉力做功是:W=Fs=10N×2m=20J;因为木块水平面匀速前进,所以木块受摩擦力等于拉力,即f=F=10N;由于在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0。
故答案为:20;10;0.
【分析】用力和在力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小,当物体匀速直线运动时,受到的拉力和摩擦力相等.
12.如图所示,甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼,甲对木箱做的功 乙对木箱做的功。(填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】大于
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】根据题意知道,以木箱的重心为支点,两人施加的力及力臂的情况如图,可以看出L甲 <L乙,由杠杆平衡平衡的条件可知:F甲>F乙,又因为甲、乙从一楼到三楼升高距离相等,即S甲 =S乙,由W =FS知道,W甲 >W乙,即甲对木箱做的功大于乙对木箱做的功。
故答案为:大于.
【分析】通过作图和杠杆的平衡进行分析,得出甲对木箱的作用力与乙对木箱的作用力的关系,利用功的计算公式W=Fs进行比较做功的多少.
13.(2017·昆山模拟)在水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度V的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则,从3s到5s内,推力对木块所做的功 J,第2秒木块受到的合力为 N.
【答案】400;100
【知识点】力与图象的结合;功的计算及应用
【解析】【解答】解:(1)由图象可知在3~5s内的运动速度v3=1m/s,推力F3=200N,
由v= 可得,在3﹣5s内移动的距离为:s3=v3t3=1m/s×2s=2m,
推力做功:W=F3s3=200N×2m=400J;(2)由图丙知,3到5s时间内,物体做匀速直线运动,由图乙可知,此时f=F=200N;
而第2s末F=300N,所以2s末木块所受的合力为F合=F﹣f=300N﹣200N=100N.
故答案为:400;100.
【分析】(1)根据丙图算出在3﹣5s内通过的距离,根据乙图找出此时的推力,根据W=Fs计算出推力做的功;(2)根据木块做匀速直线运动情况时的推力得出摩擦力的大小,由合力的知识求出2s末所受的合力大小.
三、计算题
14.如图所示,将一块重为5N的物体用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水面的高度由14cm上升到16cm。将物体在水中匀速缓慢提升2cm,物体仍然处于浸没状态,拉力做功0.02J(物体与水的摩擦阻力忽略不计)。g取10N/kg,求:
(1)拉力的大小;
(2)容器中水的质量。
【答案】(1)解:物体浸没在水中缓慢提升时,拉力的大小:F=W/t=0.02J/0.02m=1N
(2)解:物体在水中受到的浮力:F浮=G-F①
由阿基米德原理知:F浮=ρ水gV排②
设圆柱形容器的底面积为S
则V物=V排=S(h2-h1)③
m水=ρ水V水=ρ水Sh1④
解1234组成的方程组得ρ水="2.8kg."
【知识点】浮力大小的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】利用功和距离计算拉力的大小,利用力的差值计算浮力,结合浮力计算物体的体积,利用体积和高度差计算容器横截面积,利用容器底面积和高度计算液体体积,从而计算液体的质量.
15.小军体重500 N,他的家距离学校2400 m,他骑自行车在水平路面上以4 m/s的速度匀速直线行驶回校。有关数据在下表中列出:
求:
(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大
(2)小军骑自行车上学从家到学校的过程至少要做多少功
【答案】(1)解:行驶在水平面上,车对地面的压力是:F=G人+G车=500N+250N=750N,
由表格数据知道,行驶过程中轮胎与地面总接触面积是:S=5×10 3m2
所以,行驶过程中车对地面的压强是:P=F/S=750N/5×10 3m2=1.5×105 Pa
(2)解:因为车作匀速直线运动,所以F牵=F阻 =30N,骑车的路程是:S =2400m
所以,小军骑自行车上学做的功是:W=F牵S =30N×2400m=72000J
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】利用压力和面积的比值计算压强,利用牵引力和距离的乘积计算功的大小.
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