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若拉力做的功为500J,则拉力的大小为________N。
7.小明家买了一辆节能汽车,试车时,小明的爸爸在平直的公路上以72km/h的平均速度行驶了1min。
求:
(1)这段时间小轿车行驶的路程(1200m)
(2)如果这辆轿车的牵引力是4×
103N,这段时间牵引力做的功。
(4.8×
106J)
基础练习
1.下列关于功的各种说法中,正确的是(D)
A.只要有力作用在物体上,就一定做了功
B.只要物体移动了距离,就一定做了功
C.只要有力作用在物体上,物体又移动了距离,就一定做了功
D.只要有力作用在物体上,物体又在该力的方向上移动了距离,就一定做了功
2.一个人用同样大小的水平拉力拉着木箱,分别在光滑和粗糙的两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法中正确的是(C)
A.在粗糙地面上做功较多B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功一样多D.条件不足,无法比较两次做功的多少
3.如图所示,用大小相等的拉力F1、F2、F3使同一物体分别沿着水平面、斜面和竖直方向移动相同的距离s,拉力F1、F2、F3所做的功分别是W1、W2、W3。
下列判断正确的是(D)
A.W1>
W2>
W3B.W1<
W2<
W3
C.W1=W2<
W3D.W1=W2=W3
4.如图所示,物体在大小为20N、方向水平向右的拉力F1作用下,在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动。
当撤去拉力F1,物体静止后,改用方向水平向左、大小为30N的拉力F2是物体向左运动10m,在力F2作用过程中(C)
A.物体与地面之间的摩擦力大小为30NB.物体运动的速度大小仍为2m/s
C.拉力F2做的功为30JD.重力在此过程中对物体做了功
5.下列实例中,力对物体没有做功的是(D)
A.叉车向上举起重物B.小林沿着斜面向上拉动物体
C.小欣背着书包上楼D.小明用力推石头但石头不动
6.(多选)在排球运动中,跳发球是最具威力的发球方式,其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程,其中运动员对排球做功的过程有(AC)
A.抛球B.腾空C.击球D.落地
7.小明从一楼提20个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷,小明对这些鸡蛋大约做了多少功(C)
A.0JB.600JC.60JD.6J
150
8.2014年某市学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的王刚从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3m,用时0.5s,轨迹如下左图所示,则此过程中重力做的功为________J
1800
1440
9.如上右图所示,在50N的水平拉力F作用下,重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为120N,若物体的速度为0.2m/s,则1min内克服摩擦力做功为________J,拉力做的功为________J。
10.在平地上,用50N的水平推力推动重100N的箱子前进了10m,如图所示,推箱子的小朋友做了多少功?
如果把这个箱子匀速举高1.5m,他做了多少功?
能力提升
4.5
300
60
80
24
静止
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的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。
则第2s末时,物体处于______状态,第6s末到第9s末,推力F做功是________J
2.如图所示,用200N的力拉物体A以0.3m/s的速度在水平面上前进,若A与滑轮相连的绳C间的拉力大小为120N,不计滑轮重,则A与地面间的摩擦力为______N,B与地面间的摩擦力为______N,5s内力F对物体A做功_______J。
3.挂在竖直墙上的画长1.8m,画面质量为100g,下面画轴质量为200g,今将它沿墙缓慢卷起,需做_________J的功。
4.如图所示,站在甲船上的人用100N的水平力拉乙船,使乙船向左前进了10m,同时甲船也向右前进了5m,则人做的功为(C)
A.50JB.1000JC.1500JD.无法确定
5.如图所示,将重500N的圆桶拉上长5m,高2m的斜坡,所用拉力F=200N,则斜面上拉力F做的功为多少?
克服重力所做的功是多少?
(2000J,1000J)
二、功率
P
快慢
1.功率是描述做功________的物理量,用符号_______表示。
W
s
P=W/t
2.功率的公式:
________________。
其中功的单位是________,时间的单位是_______,功率的单位是__________。
106
103
3.1kW=________W,1MW=__________W
1.关于功率,下列说法正确的是(D)
A.做功越多,功率一定越大B.做功时间越长,功率一定越大
C.做功越多,做功时间越长,功率一定越大D.在相同的时间内做功越多,功率越大2.要测量小明通过楼梯上楼时的功率,不需要测量的是(C)
A.身体质量B.通过的楼梯高度C.通过的路程D.上楼所用的时间
3.如图所示,是甲、乙两物体做功与所需时间之间的关系图像,由图可知,甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较(A)
A.P甲>
P乙B.P甲<
P乙C.P甲=P乙D.无法确定
小
慢
少
丁
大
快
短
4.如图所示,是建筑工地常用来搬运砖块的两种机械(滑轮组和起重机)。
观察图中甲、乙,可获得的信息是:
做相同的功,起重机比滑轮组所需的时间_______,即起重机做功较_____,即起重机的功率较_____。
观察图中丙和______可得出:
在相等的时间内,滑轮组比起重机做的功______,即滑轮组做功较______,即滑轮组的功率较_______。
5.某九年级同学家住5楼。
一天,他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里,在此过程中,下列估算不合理的是()
A.他提鸡蛋的力做的功约为200JB.他提鸡蛋的力做功的功率约为3W
C.他爬楼做的功约为6×
103JD.他爬楼做功的功率约为1×
103W
6.甲、乙两台拖拉机,甲所做的功是乙的2倍,而乙做功所用的时间是甲的
,则甲、乙的功率之比为(C)
A.8:
1B.1:
8C.1:
2D.2:
1
7.小明的体重是50kg,若他用20s的时间登上6m高的楼房,克服自身重力做功为_________J,登楼的功率是_______W。
30
8.如右图所示,用20N的拉力F通过滑轮组将40N的重物在2s内匀速提升1m,在此过程中,拉力做功为________J,拉力的功率是_______W。
40
160
4
2
9.如图所示,重30N的物体A,在水平力F的作用下以10m/s的速度,沿水平桌面匀速运动,此时弹簧测力计的示数为2N,则拉力F=______N,物体A受到的摩擦力是_______N,在4s内拉力做的功是______J,拉力的功率是________W。
(不计机械内部摩擦和自重)
10.某建筑工地上常用的塔式起重机,在15s的时间内,将质量为0.5t的水泥板竖直地从1楼匀速提升到了5楼,如果每层楼的高度是3m,g=10N/kg,那么:
(1)起重机提升水泥板做的功是多少?
(6×
104J)
(2)起重机的电动机输出的功率指示是多少?
(4000W)
1.下列说法中正确的是(C)
A.做功越多,则功率越大B.做功时间越短,功率越大
C.功率越大,表示做功越快D.功率小,做功一定少
2.一瀑布的落差(瀑布顶端到底端的高度差)约为100m。
在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端,经过4.5s落地瀑布底端。
质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为(B)
A.4×
102WB.4×
103WC.1.8×
104WD.1.8×
105W
3.用同一水平力F拉一个物体先后沿光滑水平面和粗糙水平面运动,两次物体运动的距离都为s,运动的时间分别为t1和t2(t1<
t2)。
若物体沿光滑水平面运动时,拉力做的功为W1,功率为P1;
物体沿粗糙水平面运动时,拉力做的功为W2,功率为P2,那么(A)
A.W1=W2,P1>
P2B.W1>
W2,P1=P2
C.W1<
W2,P1>
P2D.W1=W2,P1<
P2
4.如图所示,要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。
下面所列的物理量中,不需要测量的是(B)
A.他的质量B.单杠的高度
C.每次身体上升的高度D.做“引体向上”的时间
5.一次体育课上,甲、乙两同学进行爬杆比赛,甲从某一位置匀速爬到竿顶用时8s,乙从同一位置爬到竿顶用时10s。
若甲、乙两人体重相等,则他们爬竿功率之比为(A)
A.5:
4B.4:
5C.25:
16D.16:
25
6.小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg。
当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼,在此过程中以下判断正确的是(B)
A.两个人做功的功率相等B.爸爸做功的功率比小明大
C.小明做功的功率比爸爸的大D.无法比较做功的快慢
甲
等于
7.甲乙两人在相同的水平路面上,分别以1m/s和0.5m/s的速度将两个完全相同的木箱沿直线匀速推动了10m。
在此过程中,甲推木箱的力_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙推木箱的力;
_______(填“甲”或“乙”)做功的功率更大
8.某学习小组对一辆平直公路上做直线运动的小车进行观察研究。
他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像如图所示。
根据图像可知,2~5s内,小车的平均速度是______m/s;
若小车受到的牵引力为200N,5~7s内小车牵引力的功率是_________W。
400
9.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为20N。
不计绳重及摩擦,此过程中(D)
A.F甲做的功大于F乙做的功B.F甲做的功小于F乙做的功
C.F甲的功率小于F乙的功率D.F甲的功率等于F乙的功率
10.如图所示,分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度(不计机械自重和摩擦),则所用拉力
=
>
F甲______F乙,拉力做功的功率P甲______P乙(选填“>
”、“=”或“<
”)。
1.5
3
1
11.如下左图所示的滑轮组,绳与滑轮间的摩擦不计。
将质量为3kg的物体A放在粗糙的水平面上,以1m/s的速度匀速拉动时受到的摩擦力
,则物体的重力为______N,拉力F为______N,在2s内物体移动的距离为______m,拉力F的功率为_______W。
12.如上右图所示,在水平拉力F作用下,物体A以0.5m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为3N。
不计绳、弹簧测力计和滑轮的重力以及滑轮的摩擦,则拉力F的功率为________W
13.一列质量为1×
103t的火车,以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶,整列火车受到的阻力是9×
103N。
(1)火车的牵引力多大?
(9×
103N)
(2)火车行驶1min时间内,重力做了多少功?
机车牵引力做了多少功?
牵引力的功率多大?
(0N,2.7×
107J,4.5×
105W)
三、功的原理
省功
W有用
有用功
功的原理
1.通过大量的实验和分析可以得出:
使用任何机械都不能__________。
人们称这个结论为______________。
总功
W总=W有用+W额外
W总
额外功
W额外
2.我们利用机械做功时,必须做的且对我们有用的功叫做__________,用______表示;
不可避免地要克服机械自重和摩擦力而做的功叫做_________,用______表示;
_______与________的总和叫做总功,用_______表示。
三者的关系式为_________________。
3.在物理学中,__________与__________的比叫做机械效率,用公式表示为________。
费距离
小于
机械效率通常是一个比值,没有单位。
有用功是总功的一部分,因为W有用<
W总,所以η总是_______1。
几分之几
几倍
4.斜面实质上也是一种可以省力的简单机械,但_________。
沿斜面匀速向上拉动物体,斜面长是斜面高的______,拉力就是物体受到重力的____________,即
5.测滑轮组的机械效率
(1)原理:
_________
(2)需要测量的物理量:
物重G、拉力F、物体上升的高度h、拉力(绳自由端)移动的距离s
(3)器材:
刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳
摩擦力
动滑轮的重力
(4)实验装置:
如右图所示
物体的重力
(5)实验结论:
滑轮组提升重物时,机械效率的高低与____________、__________以及__________________有关。
高
低
①用不同的滑轮组提升同一重物时,机械效率不同。
动滑轮越重,或使用动滑轮越多,机械效率越______
②用同一滑轮组提升不同重物时,机械效率不同,重物越重,机械效率越______。
注:
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮组机械效率
6.利用简单机械做功
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1.使用简单机械做功,下列说法中错误的是(C)
A.可以省力,不能省功B.若省力,必费距离
C.能省功,不能省距离D.可以改变施力的方向
2.关于机械效率,下列说法中正确的是(D)
A.做的功越多,机械效率越高B.有用功越多,机械效率越高
C.额外功越少,机械效率越高D.额外功在总功中占的比例越小,机械效率越高
83.3%
100
600
500
3.用一个动滑轮将500N的货物提高1m,所用拉力为300N,有用功是_____J,总功是_______J,额外功是_______J,机械效率是_______。
4.下列关于斜面的说法中错误的是(A)
A.斜面越长就越省力B.斜面也是一种简单机械
C.斜面省力但要多移动距离D.等高的斜面,斜面越长越省力
乙
5.如下左图所示,用两个完全相同的滑轮,匀速提升质量相等的物体,且物体质量大于滑轮质量,不计绳重和摩擦。
比较甲、乙两种方式可知_______更省力,_______机械效率更高(选填“甲”或“乙”)
6.经测量重3N的物体沿如图所示的斜面运动时,受到的摩擦力约为0.6N,斜面的长与高分别是2m和1m。
若物体从斜面顶部自由滑到底端,重力对物体所做的功是_____J,物体克服摩擦力所做的功大约是_______J。
7.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N。
A.F甲小于F乙
B.甲的机械效率小于乙的机械效率
C.F甲做的功大于F乙做的功
D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率
8.小明用两个滑轮组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2。
下列关系正确的是(A)
A.F1>
F2,η1=η2B.F1>
F2,η1>
η2C.F1<
F2,η1=η2D.F1<
η2
变小
125
9.工人用如下左图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起,若滑轮组的机械效率为80%,忽略一切摩擦及绳重,则拉力的大小是_______N,动滑轮的总重______N;
若使用该滑轮组提升200N的重物,其机械效率将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
变大
10.利用上右图中滑轮组提升重物A(物体A重1600N),滑轮组的机械效率为80%,当物体匀速提升时,作用在绳端的拉力F为________N,如果增大物重,此滑轮组的机械效率________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
11.如图是测得滑轮组机械效率时所用的滑轮,若使绳端的拉力沿向上的方向:
(1)请在图中画出该滑轮组的绳子绕法
(2)完善下列实验步骤
A.按组装图把实验器材装配好;
B.用弹簧测力计测量出重物的重力
弹簧测力计的示数
竖直匀速向上
C.在动滑轮下面挂上重物,并分别记下重物和弹簧测力计的位置
绳的自由端
重物上升的距离
D._________________拉弹簧测力计,使重物上升一段距离,读出__________________;
E.用刻度尺分别量出_____________________和____________________移动的距离;
F.由测得的数据,求出滑轮组的机械效率
要克服动滑轮及绳子
66.7%
(3)在这个实验中,若物重4N,重物上升了0.1m,弹簧测力计示数为2N,请计算该滑轮组的机械效率η=_______。
要克服绳子与滑轮间的摩擦做功
所受的重力做功
(4)你能分析一下效率不是100%的原因吗?
请你试着写出两条:
_________________
_____________________________、_____________________________________。
12.小周学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题,“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?
”针对这一问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验(如图所示),并记录实验数据如下:
1.55
1.25
费力
81%
(1)根据表中数据,可求出第三次实验的有用功为_______J,总功为______J,机械效率是_______。
(2)通过上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面的倾斜程度的关系是:
斜面越陡,越________(选填“省力”或“费力”)。
对同一斜面,提升同样的重物时,斜面越陡,机械效率越高
(3)通过对上述实验数据的分析,你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:
________________________________________________________________________。
13.用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G,如图所示。
已知物重G=600N,拉力F=250N。
(1)重物升高0.5m时,拉力所做的有用功、额外功及机械效率。
(300J,75J,80%)
(2)若不计绳重和摩擦力,动滑轮的重为多少。
(150N)
1.人们使用机械时,不可能达到的目的是(B)
A.省力B.省功C.省距离D.省时间
2.下列采取的措施,可以提高机械效率的是(C)
A.有用功一定,增大总功B.总功一定,增大额外功
C.有用功一定,减小额外功D.额外功一定,减小总功
3.李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼,她做的有用功是(B)
A.对桶所做的功B.对水所做的功
C.对水和桶所做的功D.对水、桶和人所做的功
4.下列关于机械效率的说法,正确的是(C)
A.机械效率越高的机械越省力
B.机械效率越高的机械越省功
C.机械效率越高的机械,额外功在总功中所占的比例越少
D.机械效率越高的机械,做功越快
5.下列关于机械效率的说法,正确的是(B)
A.机械效率可以提高到100%B.机械效率总小于1
C.功率大的机械的机械效率高D.机械效率越高,有用功越多
80%
104
5.一台起重机将重5000N的货物提高2m,如果额外功是2500J,则起重机做的有用功是________J,该起重机的效率是_________。
1600
6.如图所示,将质量为100kg的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端,斜面长5m、高1.6m,在此过程斜面的机械效率为80%。
则拉力做的有用功为_________J,拉力所做的额外功为_________J。
7.甲、乙、丙三台机器,它们的机械效率大小是η甲<
η乙<
η丙,用它们分别把同一物体提高相同高度,下列说法中你认为正确的是(A)
A.W总甲>
W总乙>
W总丙B.W总甲<
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