第1节 功 · 练习题(共16题)
1.单选题简单
如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想,你认为合理的是( )。
- A. 文具盒所受重力对它做了功;
- B. 文具盒所受支持力对它做了功;
- C. 文具盒所受的推力F对它做了功;
- D. 在此过程中没有力对文具盒做功
答案:C
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(1)文具盒在竖直方向受到桌面对它的支持力和重力的作用,但它并没有在竖直方向上通过距离,所以这两个力都没有对文具盒做功,所以AB错误。
(2)在水平方向上,文具盒受到推力的作用,并且在水平方向上通过了距离,所以推力对文具盒做了功;故C正确,D错误。所以选C。
2.单选题中等
下列实例中,力对物体没有做功的是( )
- A. 起重机吊起重物
- B. 马拉车,车未动;
- C. 跳水运动员从跳台跳下;
- D. 举重运动员,将杠铃举起
答案:B
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A、起重机吊起重物,重物在拉力作用下提升了一段距离,符合做功的两个必要因素,不符合题意。
B、马拉车,车未动,马对车施加一个拉力,向前没有移动距离,有力没有距离,所以没做功,符合题意。
C、跳水运动员从跳台跳下,是沿重力的方向向下运动,符合做功的两个必要因素,是重力在做功,不符合题意。
D、举重运动员,将杠铃举起,杠铃在运动员的举力作用下,被举高,符合做功的两个必要因素,是举力做功,不符合题意。故答案为B。
3.单选题简单
如图所示,小宇对箱子施加水平推力,下列说法中错误的是( )。
- A. 当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力;
- B. 当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态;
- C. 当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N;
- D. 箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功
答案:D
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A.当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力;此说法正确。箱子不动,说明箱子处于平衡状态,箱子受到平衡力的作用,推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力,故说法正确。故,A不符合题意。
B.当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态;此说法正确。当力继续增大时,箱子由静止变为运动,说明力是改变物体运动状态的原因。故,B不符合题意。
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N;此说法正确。箱子做匀速直线运动,箱子处于平衡状态,推力和地面对箱子的摩擦力是一对平衡力,两者相等。故,C不符合题意。
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功;此说法错误。推力的方向与箱子运动方向相同,故推力对箱子做功。故,D符合题意。
4.单选题简单
在粗糙的水平面上,用100N的水平推力使一个重为500N的物体前进了10m,在此过程中( )。
- A. 推力做了5000J的功
- B. 推力做了1000J的功
- C. 重力做了5000J的功
- D. 重力做了1000J的功
答案:B
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推力做的功W1=FS1=100N×10m=1000J;
重力做的功W2=GS2=500N×0m=0J;故选B。
5.单选题简单
甲、乙两个集装箱的质量相等,起重机把甲以1 m/s的速度提升10 m;再以2 m/s的速度把乙提升相同的高度,那么( )。
- A. 两次做功一样多
- B. 第一次做功多
- C. 第二次做功多
- D. 无法比较
答案:C
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甲乙集装箱质量相同,由公式G=mg知:受到的重力相同;
起重机将两个集装箱提升的高度相同,由公式W=Gh知:两次做的功相同。故选C。
6.填空题中等
如图,质量为M=2千克的物体,在力F的作用下,以0.5米/秒的速度沿水平面匀速前进了2米(滑轮和绳的重及与绳间的摩擦不计),此时弹簧秤的示数为2N。则物体与水平面间的摩擦力是___________N,在这一过程中,重力做的功是 ___________-J。
答案:2;0
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(1)物体A受绳子拉力F绳子=F弹簧测力计=2N,与滑动摩擦力f作用,物体做匀速直线运动,由平衡条件得:f=F绳子=2N。
(2)由题知,物体在重力的方向上没有移动距离,根据做功的两个必要条件可知,重力做功为0J。
故答案为:2;0。
7.填空题中等
青少年在安静思考问题的时候,心脏推动血液流动的功率约为1.5 W,则你在考试的100 min内,心脏做功约为_______J,用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高______m。 (g取10 N/kg)
答案:9000;18
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(1)由题意可知,P=1.5W,t=100min=6000s,
则在100min内心脏做功为:W=Pt=1.5W×6000s=9000J。
(2)人的质量m=50kg,由公式W=Gh=mgh可得,这些功可把物体举高的高度:
h=W/mg=9000J/(50kg x 10N/kg)=18m。
8.计算题中等
水桶内装有体积为1.9×10-2 m3的饮用水,张力同学为班级的饮水机换水,他拎着水桶在水平地面上匀速前进了100米,然后匀速提起水桶放到1m高的饮水机上(水桶的质量不计)。求:
(1) 桶中水的质量;
答案:19kg
(2) 张力同学所做的功。(g=10N/kg)
答案:190J
答案:(1) 19kg;(2) 190J
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(1)由公式可得:ρ=m/v得
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.9×10-2m3=19kg。
(2)G=mg=19 kg×10 N/kg=190 N,W=Fs=Gh=190 N×1 m=190 J。
答:桶中的水的质量是19 kg,张力同学做了190 J的功。
9.单选题中等
如图所示,置于水平地面上的容器中盛有密度为0.8×103kg/m3的液体,质量为0.3kg、边长为5cm的正方体用细绳悬挂在容器上方的位置A,已知正方体底部距液面的高度为0.4m,剪断细绳后该正方体沿竖直方向下落,最终停在容器底部B点,此时液体的深度为0.8m。根据以上信息,下列说法正确的是( )
- A. 正方体静止在位置A时拉力的大小为0.3N
- B. 正方体在液体中受到的浮力为3N
- C. 正方体从开始下落至其底部刚与液面接触的过程中重力做功为2.4J
- D. 正方体静止在容器底部B时,液体对正方体底面的压力为16N
答案:D
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A.正方体静止在位置A时处于平衡状态,受到的拉力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等,
则拉力F=G=mg=0.3kg×10N/kg=3N,故A错误;
B.正方体在液体中沉底并浸没,受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gV=0.8×103kg/m 3×10N/kg×(0.05m)3=1N,故B错误;
C.正方体从开始下落至其底部刚与液面接触的过程中,重力做的功W=G△h=3N×0.4m=1.2J,故C错误;
D.正方体静止在容器底部B时,水对正方体底面的压强p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.8m=6400Pa,
由p=F/S可得,水对正方体底面的压力F′=pS=6400Pa×(0.05m)2=16N,故D正确。故选:D
10.单选题中等
如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,物体克服摩擦力所做的功为( )。
答案:B
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由图乙可知,在2~4s内,拉力F=3N,
由图丙可知,在2~4s内,物体做匀速运动,v=5.0m/s,此时摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,f=F=3N,
由v=s/t 可得,物体运动的距离:s=vt=5.0m/s×2s=10m,
物体克服摩擦力所做的功:W=fs=3N×10m=30J。故选:B。
11.单选题简单
成语“水滴石穿”,比喻力量虽小,但只要坚持,功到自然成。从物理的角度分析:①力改变了石头的形状;②水滴冲击石头时,石头对水滴没有作用力;③水滴加速下落过程,重力对水滴做了功;④水滴加速下落过程,受到了平衡力的作用。完全正确的一组是( )。
答案:A
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①“水滴石穿”,石头的形状发了改变,说明力改变了石头的形状,故①正确;
②水滴冲击石头时,水滴对石头一个作用力,因物体间力的作用是相互的,石头对水滴有一个反作用力,故②错误;
③水滴受重力作用加速下落,沿重力方向移动了距离,重力对水滴做了功,故③正确;
④水滴在加速下落的过程中,受到的重力和空气的阻力,重力大于阻力,受到非平衡力的作用,故④错误;
综上分析可知:①和③说法正确。故选:A。
12.填空题中等
如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则0~3s推力F大小为______N,3~6s物体所受摩擦力大小为______N,6~9s内推力F对物体所做的功为______J。
答案:2;4;24
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(1)由图乙可知,在0~3s内,物体相对于水平地面没有发生运动,处于静止状态;由F﹣t图象可知,此时物体受到的推力F=2N;
(2)由v﹣t图象可知,在6s~9s物体做匀速直线运动,处于平衡状态;由F﹣t图象可知,在6s~9s内拉力F′=4N,由二力平衡条件可得滑动摩擦力f=F′=4N,
由v﹣t图象可知,第3秒到第6秒物体速度增大,做匀加速直线运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,虽然速度变化,但压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,因此物体受到的摩擦力仍是4N;
(3)在6~9s内,物体做匀速直线运动,v=2m/s,由v=s/t 可得,物体移动距离:s=vt=2m/s×3s=6m,
推力F对物体所做的功:W=F′s=4N×6m=24J。
故答案为:2; 4;24。
13.计算题中等
抗击新冠肺炎疫情期间,我省用负压救护车转运患者,进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置,负压仓内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以90kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶54km,用时30min。请解答下列问题:
(1) 救护车在这段时间内的速度。
答案:30m/s
(2) 救护车匀速行驶54km动力做的功。
答案:1.62×108 J
(3) 救护车所受的阻力。
答案:3000N
(4) 按照卫生部标准,负压仓内外气压差应在10~38Pa之间。经测量发现,该车负压仓0.9m2 的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
答案:符合标准
答案:(1) 30m/s;(2) 1.62×108 J;(3) 3000N;(4) 符合标准
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(1)救护车在这段时间内的速度:v=s/t=54000m/(30x 60s)=30m/s;
(2)救护车匀速行驶54km动力做的功:W=Pt=90×103W×30×60s=1.62×108 J;
(3)根据W=Fs,牵引力F=W/s=1.62×108 J/ 54000m=3000N;
救护车匀速直线运动,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是平衡力,大小相等,所受阻力:
f=F=3000N;
(4)负压仓内外气压差:△p=△F/S=18N/0.9m2 =20pa,
按照卫生部标准,负压仓内外气压差应在10~38Pa之间,负压仓内外气压差是20pa,符合标准。
答:(1)救护车在这段时间内的速度是30m/s;(2)救护车匀速行驶54km动力做的功是1.62×108J;(3)救护车所受的阻力是3000N;(4)按照卫生部标准,通过计算20pa判断负压仓内外气压差符合标准。
14.单选题中等
下列有关中学生的估测符合实际的是( )。
- A. 眨眼一次的时间约为3s;
- B. 正常步行的速度约为1.4km/h;
- C. 游泳时受到的浮力约为500N;
- D. 完成一次引体向上做的功约为2000J
答案:C
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A.眨一次眼的时间约是十分之一秒,故A不符合题意;
B.正常步行的速度约为1m/s,合3.6km/h,故B不符合题意;
C.人体重约500N,人密度与水相当,可认为悬浮在水中,浮力与重力相等,因此游泳时受到的浮力约为500N,故C符合题意;
D.人体重约500N,完成一次引体向上,上升高度为手臂长,约0.6m,因此做的功约为
W=mgh=500N x 10N/kg x 0.6 = 3000J
15.单选题中等
某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且 v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力 F甲和 F乙以及牵引力在相同时间内所做的功 W甲和 W乙之间的关系正确的是( )。
- A. F甲<F乙,W甲<W乙
- B. F甲>F乙,W甲>W乙
- C. F甲=F乙,W甲<W乙
- D. F甲=F乙,W甲=W乙
答案:C
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两辆汽车完全一样,行驶在同一段水平路面,车辆对地面的压力、路面粗糙程度都相同,两车受到的滑动摩擦力大小相等。汽车做匀速直线运动,牵引力和摩擦力大小相等,所以甲车牵引力等于乙车牵引力。
行驶时间相同,根据路程等于速度乘时间,甲车速度小于乙车速度,甲车行驶的路程更短。做功等于牵引力乘行驶路程,两车牵引力一样,甲车路程短,所以牵引力对甲车做的功小于对乙车做的功,选 C。
16.计算题中等
现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶,突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车,于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s,刹车后经过10s汽车停止,在刹车后汽车的平均速度为15m/s,g=10N/kg。求:
(1) 从司机发现情况到汽车停止这段时间,汽车运动的路程是多少?
答案:165m
(2) 如果汽车的质量为3t,正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍,那么,汽车在反应时间内牵引力做的功是多少?
答案:1.35 x 105 J
答案:(1) 165m;(2) 1.35 x 105 J
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