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11.1功(雙基過(guò)關(guān) 考點(diǎn)突破)(原卷版+解析版)2022-2023學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè)通關(guān)講義(人教版)

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11.1功(雙基過(guò)關(guān) 考點(diǎn)突破)(原卷版+解析版)2022-2023學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè)通關(guān)講義(人教版)

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第1節(jié) 功
雙基過(guò)關(guān)
知識(shí)點(diǎn)一、力學(xué)中的功:
1.力作用的成效
(1)現(xiàn)象:甲同學(xué)豎直向上提沙桶,沙桶豎直向上移動(dòng)一段距離;乙同學(xué)水平向前推動(dòng)小車,小車向前移動(dòng)一段距離。
(2)分析:在甲乙兩種情景中,物體都在力的方向上移動(dòng)了一段距離。
(3)歸納:如果一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離,就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。
(4)注意:有時(shí)為了敘述的方便,某個(gè)力做功往往也說(shuō)成施力的物體做了功。如馬拉犁,拉力做了功,也常說(shuō)馬做了功。
2.力對(duì)物體做功的兩個(gè)必要因素
(1)作用在物體上的力F;
(2)物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)的距離S。
兩因素必需同時(shí)具備,力才對(duì)物體做功。
3.三種不做功的情況
(1)有距離無(wú)力
如足球離腳后由于慣性在地面上滾動(dòng)了10m。球滾動(dòng)10m的過(guò)程中,腳對(duì)球沒(méi)有力(F=0),因此該過(guò)程腳沒(méi)有做功。
(2)有力無(wú)距離
如人用力搬石頭,但石頭一動(dòng)不動(dòng)。石頭在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離(s=0),因此該過(guò)程人沒(méi)有做功。
(3)力與距離垂直
如人提著水桶在水平地面上移動(dòng)一段距離。拉力豎直向上,移動(dòng)的距離在水平方向上,二者垂直,水桶在豎直方向上沒(méi)有移動(dòng)距離,由做功的必要條件可知,該過(guò)程人沒(méi)有做功。
4.拓展:克服某力做功
當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)方向與受力方向相反時(shí),我們常說(shuō)克服該力做功。例如當(dāng)物體豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí),重力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,此時(shí)我們稱“克服重力做功”。
基礎(chǔ)自測(cè):
1.做功包括兩個(gè)必要因素,它們是:______和_____。
【答案】 有力作用在物體上 物體在力的方向上有移動(dòng)的距離
【解析】[1][2]根據(jù)功的定義,做功包括兩個(gè)必要因素,它們是:有力作用在物體上和物體在力的方向上有移動(dòng)的距離。
2.下列的情形中,人對(duì)物體做了功的是(  )
A.小紅推講桌,沒(méi)有推動(dòng) B.小明把地板上的書包拎了起來(lái)
C.小剛背著書包在水平操場(chǎng)上走動(dòng) D.老師手托著書,姿勢(shì)不變地站在講臺(tái)上
【答案】B
【解析】A.小紅推講桌,講桌未動(dòng),有力作用在講桌上,但講桌沒(méi)有在力的方向上移動(dòng)距離,所以人對(duì)講桌不做功,故A不符合題意;
B.小明把地板上的書包拎起,力的方向向上,書包在力的方向上移動(dòng)了距離,所以人對(duì)書包做了功,故B符合題意;
C.小剛背著書包在水平操場(chǎng)上走動(dòng),人給書包一個(gè)向上的力,書包沿水平方向移動(dòng)距離,所以人對(duì)書包沒(méi)有做功,故C不符合題意;
D.人托著書不動(dòng),有力作用在書上,但書沒(méi)有在力的方向上移動(dòng)距離,所以人對(duì)書不做功,故D不符合題意。
故選B。
3.下列情景中,人對(duì)物體做功的是(  )
A.小球在光滑水平面上滾動(dòng)
B.大力士用力推大輪胎,但輪胎沒(méi)動(dòng)
C.物理老師提著實(shí)驗(yàn)器材上樓
D.扛著重物水平勻速前行
【答案】C
【解析】A.小球在光滑水平面上滾動(dòng),是因?yàn)樽闱蚓哂袘T性,此過(guò)程中人對(duì)小球沒(méi)有力的作用,人對(duì)小球沒(méi)有做功,故A不符合題意;
B.大力士用力推大輪胎,但輪胎沒(méi)動(dòng),人對(duì)輪胎施加了力,但輪胎沒(méi)有在力的方向上通過(guò)距離,人對(duì)輪胎不做功,故B不符合題意;
C.物理老師提著實(shí)驗(yàn)器材上樓,老師對(duì)實(shí)驗(yàn)器材施加了力,并且實(shí)驗(yàn)器材在力的方向上通過(guò)了距離,人對(duì)實(shí)驗(yàn)器材做了功,故C符合題意;
D.扛著重物水平勻速前行,人對(duì)重物的力豎直向上,重物沒(méi)有在力的方向上通過(guò)距離,人對(duì)重物沒(méi)有做功,故D不符合題意。
故選C。
4.在國(guó)際單位制中,功的單位是(  )
A.牛頓(N) B.帕斯卡(Pa) C.焦耳(J) D.米(m)
【答案】C
【解析】A.牛頓(N)是力的單位,故A不符合題意;
B.帕斯卡(Pa)是壓強(qiáng)單位,故B不符合題意;
C.焦耳(J)是能量單位,也是功的單位,故C符合題意;
D.米(m)是長(zhǎng)度單位,故D不符合題意。
故選C。
5.下列運(yùn)動(dòng)的物體中,沒(méi)有力對(duì)其做功的是(  )
A.從高空自由落下的雨滴
B.勻速上升電梯中的人
C.公路上勻速行駛的汽車
D.光滑的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小球
【答案】D
【解析】A.從高空自由落下的雨滴,受到重力作用,并在重力方向上移動(dòng)了距離,重力對(duì)雨滴做功,故A不符合題意;
B.勻速上升的電梯中的人,受到電梯支持力,并在支持力的方向上移動(dòng)了距離,支持力對(duì)人做功,故B不符合題意;
C.在公路上勻速行駛的汽車,受到水平向前的牽引力,汽車在牽引力作用下向前移動(dòng)了距離,牽引力對(duì)汽車做功,故C不符合題意;
D.在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小球,水平方向上沒(méi)有受到力的作用,小球依靠慣性勻速直線運(yùn)動(dòng),在水平方向上沒(méi)有力對(duì)小球做功;小球在豎直方向上受到重力、支持力的作用,但在重力、支持力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離,重力、支持力對(duì)小球不做功,所以沒(méi)有力對(duì)小球做功,故D符合題意。
故選D。
6.疫情期間,同學(xué)們做到了居家防疫、學(xué)習(xí)和鍛煉都不誤。下列事例中,人對(duì)物體沒(méi)有做功的是(  )
A.撿起地上的羽毛球 B.將彈簧拉力器拉長(zhǎng)
C.托著籃球在水平地面上勻速前進(jìn) D.將實(shí)心球拋向空中
【答案】C
【解析】A.撿起地上的羽毛球,對(duì)羽毛球施加了力,羽毛球在力的作用下通過(guò)了距離,人對(duì)羽毛球做了功,故A不符合題意;
B.將彈簧拉力器拉長(zhǎng),人對(duì)拉力器施加了力,拉力器伸長(zhǎng),人對(duì)拉力器做了功,故B不符合題意;
C.托著籃球在水平地面上勻速前進(jìn)時(shí),人施加的力豎直向上,籃球在力的方向沒(méi)有移動(dòng)距離,人對(duì)籃球不做功,故C符合題意;
D.將實(shí)心球拋向空中,手施加了力,實(shí)心球在力的方向上移動(dòng)了距離,人對(duì)實(shí)心球做了功,故D不符合題意。
故選C。
知識(shí)點(diǎn)二、功的計(jì)算
1.功及其計(jì)算公式
力學(xué)中,功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積,即W=Fs,其中W表示功,F(xiàn)表示力,s表示物體沿力的方向移動(dòng)的距離。作用在物體上的力越大,物體在力的方向上移動(dòng)的距離越大,力做的功也就越多。
2.功的單位
在國(guó)際單位制中,力的單位是牛(N),距離的單位是米(m),則功的單位是牛米(N·m),它有一個(gè)專門的名稱叫作焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào)是J,即1J=1N·m.
3.變形公式
W=Fs的變形公式為和。
如果已知F、s和W三個(gè)量中的任意兩個(gè),就可以利用功的計(jì)算公式及其變形公式求解第三個(gè)量。
4.應(yīng)用公式W=Fs計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)明確是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體做功。
(2)移動(dòng)的距離必須是物體在力的方向上移動(dòng)的距離,這個(gè)距離可能與物體運(yùn)動(dòng)的路程不相等。例如,人提重物上樓時(shí),人對(duì)物體做功,此時(shí)s應(yīng)是物體被提升的高度,所以,W=Fs=Gh。
(3)F與s的同時(shí)性:物體受力的同時(shí)移動(dòng)了距離;在移動(dòng)距離的同時(shí)受了力。
(4)F與s的同體性:F與s對(duì)應(yīng)同一個(gè)研究對(duì)象。
(5)F與s的同向性:當(dāng)F作用在物體上時(shí),是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。
基礎(chǔ)自測(cè)
7.小慧從地上檢起一枚雞蛋并舉過(guò)頭頂,下列數(shù)值與小慧對(duì)雞蛋所做的功最接近的是(  )
A. B.1J C.10J D.100J
【答案】B
【解析】一枚雞蛋的重力約為,從地上檢起一枚雞蛋并舉過(guò)頭頂,雞蛋被舉的高度約為2m,小慧對(duì)雞蛋所做的功約為
故選B。
8.如圖所示,用大小相等的拉力F,分別沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移動(dòng)的距離sAB=sCD,比較兩種情況下拉力F所做的功,下列判斷正確的是(  )
A.拉力F在AB段做功較多 B.拉力F在AB段與CD段做的功一樣多
C.拉力F在CD段做功較多 D.無(wú)法判斷
【答案】B
【解析】由題知,兩次的拉力F大小相等,且sAB=sCD,所以,由W=Fs可知,拉力F在AB段與CD段做的功一樣多,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選B。
9.如圖甲所示,物體在水平拉力F的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),0~ 6s內(nèi)拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙,速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙。則在2~ 4s內(nèi),物體克服摩擦力所做的功為(  )
A.10J B.15J C.30J D.50J
【答案】C
【解析】由圖乙可知:在2~4s內(nèi)物體受到的拉力
F=3N
由圖丙知:在2~4s內(nèi)物體在做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力,大小相等
f=F=3N
物體移動(dòng)的距離
s=vt=5m/s×(4 2)s=10m
在2~4s內(nèi),物體克服摩擦力所做的功
W=fs=Fs=3N×10m=30J
故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
10.如圖甲所示,物體在水平拉力F的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),0~6s內(nèi)拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙,速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙,則在2~4s內(nèi),拉力所做的功為(  )
A.10J B.30J C.50J D.80J
【答案】B
【解析】由圖乙可知,在2~4s內(nèi),拉力為F=3N;由圖丙可知,在2~4s內(nèi),物體做勻速運(yùn)動(dòng),有v=5.0m/s。此時(shí)摩檫力與拉力是一對(duì)平衡力,大小相等,有
根據(jù)可得,物體運(yùn)動(dòng)的距離為
由做功的計(jì)算公式可得,物體克服摩檫力所做的功為
故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
11.有許多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目涉及到物理知識(shí),下列說(shuō)法中不正確的是(  )
A.?dāng)S出去的鉛球最終會(huì)落到地面上,是由于受到重力的作用
B.百米賽跑計(jì)時(shí),裁判應(yīng)看到發(fā)令槍的煙霧開(kāi)始計(jì)時(shí),而不是聽(tīng)到槍聲
C.舉起杠鈴后應(yīng)保持1s不動(dòng),等待裁判確認(rèn),在這1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員仍對(duì)杠鈴做功
D.在接力賽中,為保證交接棒順利進(jìn)行,交接棒時(shí)兩運(yùn)動(dòng)員應(yīng)盡可能做到相對(duì)靜止
【答案】C
【解析】A.重力的方向總是豎直向下的。擲出去的鉛球會(huì)落到地面上是由于受到重力的作用。故A正確,不符合題意;
B.因?yàn)楣馑龠h(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲速,所以百米賽跑計(jì)時(shí),裁判應(yīng)看到發(fā)令槍的煙霧開(kāi)始計(jì)時(shí),而不是聽(tīng)到槍聲。故B正確,不符合題意;
C.舉起杠鈴后應(yīng)保持1s不動(dòng),等待裁判確認(rèn),在這1s內(nèi),運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴有力的作用,但杠鈴在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離,故運(yùn)動(dòng)員仍對(duì)杠鈴不做功。故C錯(cuò)誤,符合題意;
D.在接力賽交接棒的過(guò)程中,兩運(yùn)動(dòng)員要保持相對(duì)靜止,即不發(fā)生相對(duì)位置變化,才能更好的實(shí)現(xiàn)交接。故D正確,不符合題意。
故選C。
12.重80N的小車在50N的拉力作用下沿水平地面勻速前進(jìn)10m,則拉力對(duì)小車做的功為_(kāi)________J,重力對(duì)小車做功_________J。
【答案】 500 0
【解析】[1]根據(jù)功的定義,拉力對(duì)小車做的功為
[2]在重力的方向上沒(méi)有移動(dòng)的距離,根據(jù)功的定義,重力做功為0。
13.一人用力沿水平方向推著一個(gè)重為500N的木塊向右沿直線勻速運(yùn)動(dòng)了2m,如果木塊受到的摩擦力是200N,則此人的推力是___________N,摩擦力的方向___________。推力做的功是___________J,重力做的功是___________J。
【答案】 200 向左 400 0
【解析】[1]木塊向右沿直線勻速運(yùn)動(dòng),所以木塊在平衡狀態(tài),推力等于摩擦力為200N。
[2]木塊向右沿直線勻速運(yùn)動(dòng),摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)方向相反,所以摩擦力方向向左。
[3]推力做的功
[4]物體沿水平方向運(yùn)動(dòng),與重力方向垂直,所以重力沒(méi)有對(duì)物體做功。
考點(diǎn)突破
考點(diǎn)1.對(duì)物體做功的理解
方法:(1)判斷力對(duì)物體是否做功的思路
①力是否存在于該運(yùn)動(dòng)過(guò)程?若是,該力是哪一個(gè)方向?若不是,說(shuō)明不做功;
②物體是否在運(yùn)動(dòng)?若是,物體是向哪一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?若不是,說(shuō)明不做功;
③物體受到的力是否與物體運(yùn)動(dòng)的方向垂直?若是,說(shuō)明不做功;若不是,說(shuō)明要做功。
(2)判斷做功正負(fù)的方法
①物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同或物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的方向成銳角時(shí),物體受到的力做正功。
②物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反或物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的方向成鈍角時(shí),物體受到的力做負(fù)功。
(3)抓一點(diǎn)判斷重力是否做功
重力的方向始終是豎直向下的,因此判斷重力是否做功或是否克服重力做功只要看物體是否在豎直方向上移動(dòng)了距離即可。即只要物體的高度發(fā)生了變化,那么重力就做了功或者克服重力做了功。
例1.(2022·四川樂(lè)山·統(tǒng)考中考真題)下列四幅圖中,力有對(duì)物體做功的是(  )
A.推車未推動(dòng) B.提著滑板水平前行
C.搬石未搬起 D.用繩子提升物體
【答案】D
【解析】A.推車未推動(dòng),有力但是沒(méi)有距離,勞而無(wú)功,故A不符合題意;
B.提著滑板水平前行,力與物體運(yùn)動(dòng)距離垂直,垂直無(wú)功,故B不符合題意;
C.搬石未搬起,有力但是沒(méi)有距離,勞而無(wú)功,故C不符合題意;
D.用繩子提升物體,有力作用在物體上,并且在力的方向上移動(dòng)了距離,故這個(gè)力做了功,故D符合題意。
故選D。
例2.(2022·山東濰坊·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,某同學(xué)用錘子敲擊釘子,將釘子釘入木板中,下列分析正確的是(  )
A.釘尖很尖銳是為了減小壓強(qiáng) B.釘入木板后的釘子沒(méi)有慣性
C.敲擊過(guò)程中釘子對(duì)錘子無(wú)作用力 D.敲擊過(guò)程中錘子對(duì)釘子做功
【答案】D
【解析】A.釘尖很尖銳,是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B.一切物體都有慣性,釘入木板后的釘子有慣性,故B錯(cuò)誤;
C.敲擊過(guò)程中,錘子對(duì)釘子有作用力,由力的作用相互性可知,釘子對(duì)錘子也有作用力,故C錯(cuò)誤;
D.敲擊過(guò)程中錘子對(duì)釘子有力的作用,釘子在力的方向上通過(guò)一定的距離,錘子對(duì)釘子做功,故D正確。
故選D。
考點(diǎn)2.力對(duì)物體做功多少的比較
方法:兩種方式比較力對(duì)物體做功的多少
(1)定性分析:
①力大小相同時(shí),物體在力的方向上移動(dòng)的距離越大,做功越多。
②物體在力的方向上移動(dòng)的距離相同時(shí),力越大,做功越多。
(2)定量計(jì)算:應(yīng)用公式W=Fs進(jìn)行計(jì)算,再比較做功的多少。
例3.(2022·浙江杭州·中考真題)現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量不同的物體(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方向通過(guò)了相等的距離s。如圖所示。F在三種情況下做的功分別為W甲、W乙、W丙,三者大小判斷正確的是(  )
A.W甲>W(wǎng)乙>W(wǎng)丙 B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙<W丙
【答案】C
【解析】由題意得,在相等的恒力F作用下,分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方向通過(guò)了相等的距離s。根據(jù)得,F(xiàn)在三種情況下做的功為
故C正確;故ABD錯(cuò)誤。
故選C。
考點(diǎn)3.功的基本計(jì)算
方法:緊扣公式W=Fs中F與s的對(duì)應(yīng)性解題
在應(yīng)用公式W=Fs進(jìn)行解題時(shí),一定要注意F與s的對(duì)應(yīng)性:(1)F與s對(duì)應(yīng)同一個(gè)研究對(duì)象;(2)物體受力的同時(shí)要移動(dòng)距離,在移動(dòng)距離的同時(shí)要受力,s是物體在F的作用下移動(dòng)的距離,二者的方向不能垂直。
例4.(2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·中考真題)下列數(shù)據(jù)與實(shí)際最接近的是(  )
A.呼和浩特市2022年中考物理試卷,其寬度約為50cm
B.正常人一分鐘脈搏跳動(dòng)約為70次
C.一枚一元硬幣的質(zhì)量約為50g
D.將兩個(gè)雞蛋勻速舉高1m做的功約為10J
【答案】B
【解析】A.呼和浩特市2022年中考物理試卷,其寬度約為30cm,故A不符合題意;
B.正常人一分鐘脈搏跳動(dòng)為60~100次,故B符合題意;
C.一枚一元硬幣的質(zhì)量約為6g左右,故C不符合題意;
D.將兩個(gè)雞蛋勻速舉高1m做的功約為1J,故D不符合題意。
故選B。
例5.(2022·山東日照·統(tǒng)考中考真題)物理課上,喜歡動(dòng)手的小明幫助老師搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材,器材所受的重力為,距離講臺(tái)的水平距離,距離講臺(tái)面的豎直高度,如圖所示。小明先用的時(shí)間在M點(diǎn)將器材勻速豎直搬起,再勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)講臺(tái)的N點(diǎn)。小明水平移動(dòng)器材時(shí),速度大小為_(kāi)__________、對(duì)器材做的功為_(kāi)__________J。
【答案】24 0
【解析】[1]小明水平移動(dòng)器材時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離
速度大小為
[2]小明水平移動(dòng)器材時(shí),小明對(duì)器材的作用力豎直向上,器材在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離,因此小明水平移動(dòng)器材時(shí)不對(duì)器材做功,故對(duì)器材做的功為0。
例6.(2022·浙江紹興·中考真題)長(zhǎng)度均為20厘米的相同均質(zhì)木塊A、B平放在水平桌面上,從圖示位置開(kāi)始推木塊。當(dāng)F為3牛時(shí),木塊靜止;當(dāng)F為6牛時(shí),木塊A、B開(kāi)始沿桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng),2秒后木塊A掉落;繼續(xù)推木塊B使其仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)直到掉落。
(1)推力為3牛時(shí),AB整體受到摩擦力為_(kāi)_____牛;
(2)木塊A在桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為_(kāi)_____米/秒;
(3)從開(kāi)始推動(dòng)到木塊B掉落的過(guò)程中,推力共做功______焦。
【答案】 3 0.05 1.2
【解析】(1)[1]推力為3N時(shí),木塊靜止,根據(jù)二力平衡條件可知摩擦力和推力是一對(duì)平衡力,所以摩擦力為3N。
(2)[2]當(dāng)木塊A一半體積離開(kāi)桌面時(shí),木塊A就會(huì)掉落,此時(shí)移動(dòng)的距離
木塊A在桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的速度
(3)[3]木塊A掉落前做的功
W1=F1s=6N×0.1m=0.6J
當(dāng)木塊B一半體積離開(kāi)桌面時(shí),木塊B就會(huì)掉落,從A掉落到B掉落,一共移動(dòng)距離
s′= 0.1m+0.1m=0.2m
這段路程中,壓力大小變成了之前的一半,摩擦力變?yōu)樵瓉?lái)的一半,所以推力
這段路程做功
W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J
從開(kāi)始推動(dòng)到木塊B掉落的過(guò)程中,推力做的功
W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J第1節(jié) 功
雙基過(guò)關(guān)
知識(shí)點(diǎn)一、力學(xué)中的功:
1.力作用的成效
(1)現(xiàn)象:甲同學(xué)豎直向上提沙桶,沙桶豎直向上移動(dòng)一段距離;乙同學(xué)水平向前推動(dòng)小車,小車向前移動(dòng)一段距離。
(2)分析:在甲乙兩種情景中,物體都在力的方向上移動(dòng)了一段距離。
(3)歸納:如果一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離,就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。
(4)注意:有時(shí)為了敘述的方便,某個(gè)力做功往往也說(shuō)成施力的物體做了功。如馬拉犁,拉力做了功,也常說(shuō)馬做了功。
2.力對(duì)物體做功的兩個(gè)必要因素
(1)作用在物體上的力F;
(2)物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)的距離S。
兩因素必需同時(shí)具備,力才對(duì)物體做功。
3.三種不做功的情況
(1)有距離無(wú)力
如足球離腳后由于慣性在地面上滾動(dòng)了10m。球滾動(dòng)10m的過(guò)程中,腳對(duì)球沒(méi)有力(F=0),因此該過(guò)程腳沒(méi)有做功。
(2)有力無(wú)距離
如人用力搬石頭,但石頭一動(dòng)不動(dòng)。石頭在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離(s=0),因此該過(guò)程人沒(méi)有做功。
(3)力與距離垂直
如人提著水桶在水平地面上移動(dòng)一段距離。拉力豎直向上,移動(dòng)的距離在水平方向上,二者垂直,水桶在豎直方向上沒(méi)有移動(dòng)距離,由做功的必要條件可知,該過(guò)程人沒(méi)有做功。
4.拓展:克服某力做功
當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)方向與受力方向相反時(shí),我們常說(shuō)克服該力做功。例如當(dāng)物體豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí),重力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,此時(shí)我們稱“克服重力做功”。
基礎(chǔ)自測(cè):
1.做功包括兩個(gè)必要因素,它們是:______和_____。
2.下列的情形中,人對(duì)物體做了功的是(  )
A.小紅推講桌,沒(méi)有推動(dòng) B.小明把地板上的書包拎了起來(lái)
C.小剛背著書包在水平操場(chǎng)上走動(dòng) D.老師手托著書,姿勢(shì)不變地站在講臺(tái)上
3.下列情景中,人對(duì)物體做功的是(  )
A.小球在光滑水平面上滾動(dòng)
B.大力士用力推大輪胎,但輪胎沒(méi)動(dòng)
C.物理老師提著實(shí)驗(yàn)器材上樓
D.扛著重物水平勻速前行
4.在國(guó)際單位制中,功的單位是(  )
A.牛頓(N) B.帕斯卡(Pa) C.焦耳(J) D.米(m)
5.下列運(yùn)動(dòng)的物體中,沒(méi)有力對(duì)其做功的是(  )
A.從高空自由落下的雨滴
B.勻速上升電梯中的人
C.公路上勻速行駛的汽車
D.光滑的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小球
6.疫情期間,同學(xué)們做到了居家防疫、學(xué)習(xí)和鍛煉都不誤。下列事例中,人對(duì)物體沒(méi)有做功的是(  )
A.撿起地上的羽毛球 B.將彈簧拉力器拉長(zhǎng)
C.托著籃球在水平地面上勻速前進(jìn) D.將實(shí)心球拋向空中
知識(shí)點(diǎn)二、功的計(jì)算
1.功及其計(jì)算公式
力學(xué)中,功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積,即W=Fs,其中W表示功,F(xiàn)表示力,s表示物體沿力的方向移動(dòng)的距離。作用在物體上的力越大,物體在力的方向上移動(dòng)的距離越大,力做的功也就越多。
2.功的單位
在國(guó)際單位制中,力的單位是牛(N),距離的單位是米(m),則功的單位是牛米(N·m),它有一個(gè)專門的名稱叫作焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào)是J,即1J=1N·m.
3.變形公式
W=Fs的變形公式為和。
如果已知F、s和W三個(gè)量中的任意兩個(gè),就可以利用功的計(jì)算公式及其變形公式求解第三個(gè)量。
4.應(yīng)用公式W=Fs計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)明確是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體做功。
(2)移動(dòng)的距離必須是物體在力的方向上移動(dòng)的距離,這個(gè)距離可能與物體運(yùn)動(dòng)的路程不相等。例如,人提重物上樓時(shí),人對(duì)物體做功,此時(shí)s應(yīng)是物體被提升的高度,所以,W=Fs=Gh。
(3)F與s的同時(shí)性:物體受力的同時(shí)移動(dòng)了距離;在移動(dòng)距離的同時(shí)受了力。
(4)F與s的同體性:F與s對(duì)應(yīng)同一個(gè)研究對(duì)象。
(5)F與s的同向性:當(dāng)F作用在物體上時(shí),是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。
基礎(chǔ)自測(cè)
7.小慧從地上檢起一枚雞蛋并舉過(guò)頭頂,下列數(shù)值與小慧對(duì)雞蛋所做的功最接近的是(  )
A. B.1J C.10J D.100J
8.如圖所示,用大小相等的拉力F,分別沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移動(dòng)的距離sAB=sCD,比較兩種情況下拉力F所做的功,下列判斷正確的是(  )
A.拉力F在AB段做功較多 B.拉力F在AB段與CD段做的功一樣多
C.拉力F在CD段做功較多 D.無(wú)法判斷
9.如圖甲所示,物體在水平拉力F的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),0~ 6s內(nèi)拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙,速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙。則在2~ 4s內(nèi),物體克服摩擦力所做的功為(  )
A.10J B.15J C.30J D.50J
10.如圖甲所示,物體在水平拉力F的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),0~6s內(nèi)拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙,速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙,則在2~4s內(nèi),拉力所做的功為(  )
A.10J B.30J C.50J D.80J
11.有許多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目涉及到物理知識(shí),下列說(shuō)法中不正確的是(  )
A.?dāng)S出去的鉛球最終會(huì)落到地面上,是由于受到重力的作用
B.百米賽跑計(jì)時(shí),裁判應(yīng)看到發(fā)令槍的煙霧開(kāi)始計(jì)時(shí),而不是聽(tīng)到槍聲
C.舉起杠鈴后應(yīng)保持1s不動(dòng),等待裁判確認(rèn),在這1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員仍對(duì)杠鈴做功
D.在接力賽中,為保證交接棒順利進(jìn)行,交接棒時(shí)兩運(yùn)動(dòng)員應(yīng)盡可能做到相對(duì)靜止
12.重80N的小車在50N的拉力作用下沿水平地面勻速前進(jìn)10m,則拉力對(duì)小車做的功為_(kāi)________J,重力對(duì)小車做功_________J。
13.一人用力沿水平方向推著一個(gè)重為500N的木塊向右沿直線勻速運(yùn)動(dòng)了2m,如果木塊受到的摩擦力是200N,則此人的推力是___________N,摩擦力的方向___________。推力做的功是___________J,重力做的功是___________J。
考點(diǎn)突破
考點(diǎn)1.對(duì)物體做功的理解
方法:(1)判斷力對(duì)物體是否做功的思路
①力是否存在于該運(yùn)動(dòng)過(guò)程?若是,該力是哪一個(gè)方向?若不是,說(shuō)明不做功;
②物體是否在運(yùn)動(dòng)?若是,物體是向哪一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?若不是,說(shuō)明不做功;
③物體受到的力是否與物體運(yùn)動(dòng)的方向垂直?若是,說(shuō)明不做功;若不是,說(shuō)明要做功。
(2)判斷做功正負(fù)的方法
①物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同或物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的方向成銳角時(shí),物體受到的力做正功。
②物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反或物體受到的力與物體運(yùn)動(dòng)的方向成鈍角時(shí),物體受到的力做負(fù)功。
(3)抓一點(diǎn)判斷重力是否做功
重力的方向始終是豎直向下的,因此判斷重力是否做功或是否克服重力做功只要看物體是否在豎直方向上移動(dòng)了距離即可。即只要物體的高度發(fā)生了變化,那么重力就做了功或者克服重力做了功。
例1.(2022·四川樂(lè)山·統(tǒng)考中考真題)下列四幅圖中,力有對(duì)物體做功的是(  )
A.推車未推動(dòng) B.提著滑板水平前行
C.搬石未搬起 D.用繩子提升物體
例2.(2022·山東濰坊·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,某同學(xué)用錘子敲擊釘子,將釘子釘入木板中,下列分析正確的是(  )
A.釘尖很尖銳是為了減小壓強(qiáng) B.釘入木板后的釘子沒(méi)有慣性
C.敲擊過(guò)程中釘子對(duì)錘子無(wú)作用力 D.敲擊過(guò)程中錘子對(duì)釘子做功
考點(diǎn)2.力對(duì)物體做功多少的比較
方法:兩種方式比較力對(duì)物體做功的多少
(1)定性分析:
①力大小相同時(shí),物體在力的方向上移動(dòng)的距離越大,做功越多。
②物體在力的方向上移動(dòng)的距離相同時(shí),力越大,做功越多。
(2)定量計(jì)算:應(yīng)用公式W=Fs進(jìn)行計(jì)算,再比較做功的多少。
例3.(2022·浙江杭州·中考真題)現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量不同的物體(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方向通過(guò)了相等的距離s。如圖所示。F在三種情況下做的功分別為W甲、W乙、W丙,三者大小判斷正確的是(  )
A.W甲>W(wǎng)乙>W(wǎng)丙 B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙<W丙
考點(diǎn)3.功的基本計(jì)算
方法:緊扣公式W=Fs中F與s的對(duì)應(yīng)性解題
在應(yīng)用公式W=Fs進(jìn)行解題時(shí),一定要注意F與s的對(duì)應(yīng)性:(1)F與s對(duì)應(yīng)同一個(gè)研究對(duì)象;(2)物體受力的同時(shí)要移動(dòng)距離,在移動(dòng)距離的同時(shí)要受力,s是物體在F的作用下移動(dòng)的距離,二者的方向不能垂直。
例4.(2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·中考真題)下列數(shù)據(jù)與實(shí)際最接近的是(  )
A.呼和浩特市2022年中考物理試卷,其寬度約為50cm
B.正常人一分鐘脈搏跳動(dòng)約為70次
C.一枚一元硬幣的質(zhì)量約為50g
D.將兩個(gè)雞蛋勻速舉高1m做的功約為10J
例5.(2022·山東日照·統(tǒng)考中考真題)物理課上,喜歡動(dòng)手的小明幫助老師搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材,器材所受的重力為,距離講臺(tái)的水平距離,距離講臺(tái)面的豎直高度,如圖所示。小明先用的時(shí)間在M點(diǎn)將器材勻速豎直搬起,再勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)講臺(tái)的N點(diǎn)。小明水平移動(dòng)器材時(shí),速度大小為_(kāi)__________、對(duì)器材做的功為_(kāi)__________J。
例6.(2022·浙江紹興·中考真題)長(zhǎng)度均為20厘米的相同均質(zhì)木塊A、B平放在水平桌面上,從圖示位置開(kāi)始推木塊。當(dāng)F為3牛時(shí),木塊靜止;當(dāng)F為6牛時(shí),木塊A、B開(kāi)始沿桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng),2秒后木塊A掉落;繼續(xù)推木塊B使其仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)直到掉落。
(1)推力為3牛時(shí),AB整體受到摩擦力為_(kāi)_____牛;
(2)木塊A在桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為_(kāi)_____米/秒;
(3)從開(kāi)始推動(dòng)到木塊B掉落的過(guò)程中,推力共做功______焦。

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