2024-2025学年九年级物理全册11.3功精讲精练含解析新版苏科版

Page611.3功书目 1 2 3 7 11一、功是什么（1）定义：物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功。（2）计算公式：W=FS；F表示力，S表示在力的方向上通过的距离，W表示功。（3）单位：国际单位，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是焦耳，简称焦，1J=1N×1m=1N·m（4）应用：计算功的时候，首先推断是否满意做功的两要素，力与物体移动的距离方向必需一样，对应同一物体，同一段时间。【重点提示】（1）物体在力的方向上通过了一段距离是指距离与力具有同向性和同时性。（2）1焦耳大约是人从地上捡起一枚50g的鸡蛋，并将其举过头顶在此过程中做的功。【教材剖析】[议一议]教材P14分析比较试验数据，能得出什么结论？答：FS与Gh近似相等。二、做功了吗（1）力对物体做功的两个必要条件：①对物体要有力的作用，②物体在力的方向上通过肯定的距离。（2）力不做功的三种状况①有距离无力②有力无距离③力与距离垂直【重点提示】不做功的三种状况：（1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此状况叫“劳而无功”。（2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此状况叫“不劳无功”。（3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向相互垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此状况叫“垂直无功”。【教材剖析】[正文]教材P15图11-30；人做功了吗？为什么？（a）女孩把一箱报刊搬起来，此过程中人做了功，因为人施加给报刊的力是向上的，克服了竖直方向的重力，并向上移动了一段距离。（b）学生背着书包在水平路面匀速行驶，此过程中人没有做功，人施加给书包的力是竖直向上的，而竖直方向上没有发生一段距离。三、功的原理（1）运用任何机械时，人对机械所做的功，都不会少于不用机械而干脆用手所做的功。即：运用任何机械都不省功，这是功的原理。（2）对功的原理诠释：不考虑机械自重与摩擦的状况下，运用机械所做的功至少等于不用机械而干脆用手所做的功；在考虑机械自重和摩擦的状况下，总比不用机械而干脆用手对物体所做的功要多些。1、做功的两要素（1）有力才有可能做功，没有力根本不做功。（2）F与S的方向应在同始终线上。（3）做功的多少，由W＝Fs确定，而与物体的运动形式无关。【重点提示】力对物体做功的两个必要条件：缺一不行。①对物体要有力的作用，②物体在力的方向上通过肯定的距离。【例1】在举重时，一运动员在第一阶段把150kg的杠铃很快举过头顶，其次阶段使杠铃在空中停留3s。关于运动员对杠铃做功的说法，正确的是（）A.他在第一阶段内没做功B.他在其次阶段内没做功C.他在两个阶段内都没做功D.他在两个阶段内都做了功【答案】B【解析】A、在此过程中，运动员给杠铃一个向上的力，并且使杠铃通过了肯定的距离，所以，他对杠铃做了功，故A错误；B、在此过程中，运动员给杠铃一个力，但杠铃没有通过距离，所以，他对杠铃没有做功，故B正确；C、由于运动员在第一个过程中做了功，所以说他两个阶段都没做功是错误的，故C错误；D、运动员在其次个过程中没有做功，所以说他在这两个阶段都做了功是错误的，故D错误。【总结升华】分析运动员举起杠铃的过程与做功的两个因素相联系是解析此题的关键。【例2】（2024·南京模拟二）用水平拉力先后两次拉着重为100N的同一物体，沿同一水平面做直线运动，第一次拉力为30N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了45J的功；其次次拉力增大为50N，拉力对物体做了60J的功，分析两次做功过程，以下推断正确的是（）。A．第一次物体受到的摩擦力是100N，物体运动了1.5m；B．第一次物体受到的摩擦力是30N，物体运动了0.45m；C．其次次物体受到的摩擦力是30N，物体运动了1.2m；D．其次次物体受到的摩擦力是50N，物体运动了0.6m【答案】C。【解析】AB、第一次物体在水平面上做匀速直线运动时，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，故物体受到的摩擦力：f＝F＝30N；拉力对物体做了45J的功，则物体通过的距离s1＝W1F1＝45J30N＝1.5m；故CD、若拉力增大为50N，而压力大小和接触面的粗糙程度都没有变更，因此，物体受到的摩擦力不变，仍为30N；其次次拉力对物体做了60J的功，则物体通过的距离s2＝W2F2＝60J50N＝1.2m；故C正确，【常考1】做功的两要素【例1】下列关于功的说法正确的是（）A．小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功B．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功C．足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功D．举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功【答案】D【解析】A、用力推发生故障的汽车而未推动时，只有力没有距离；故推力对汽车没有做功；故A错误；B、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，拉力方向竖直向上，移动距离的方向水平向前；两个方向相互垂直，故吊车的拉力对重物没有做功；故B错误；C、足球在水平地面上滚动一段距离时，移动距离的方向水平向前，重力的方向竖直向下；两个方向相互垂直，故重力对足球没有做功；故C错误；D、运动员从地面将杠铃举起的过程中，力的方向竖直向上，移动距离的方向也竖直向上，两个方向一样；故举重运动员对杠铃做功；故D正确；【重要提示】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，二者缺一不行；据此分析推断。【常考2】功的简洁计算【例2】（2024·常州模拟）一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的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（）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．条件不够，无法比较两次做功的多少【答案】C。【解析】由W＝Fs可知，在光滑和粗糙两种不同的水平地面上F相同、s相同，所以两次做功一样多。故选C。【例3】（2024·丹阳模拟）如图，一顾客用一水平恒力F将购物车从粗糙斜坡的底端匀速推上顶端，斜坡长s，高h，购物车（含车上物品）重G，在这过程中，水平推力做的功为（）A．0 B．Fs C．Gh D．Fs【答案】D【解析】推力对购物车所做的功：W＝Fs′＝Fs2-h2，故D正确，【例4】（2024·仪征市一模）小明同学用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面对前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功J，购物车的重力做功J。【答案】200；0。【解析】（1）推力对购物车做功W＝Fs＝20N×10m＝200J，（2）购物车在水平地面上移动4m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；故答案为：200；0；削减。【例5】（2024·句容华阳一模）木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下作匀速直线运动；若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动（绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽视不计），如图所示，问：（g取10牛/千克）。（1）当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为。（2）木块的质量为千克。（3）若右侧物体下落20厘米时其重力做的功为焦。【答案】（1）竖直向下；（2）2.5；（3）10。【解析】（1）木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下向上作匀速直线运动，当右侧物体刚落地时，木块由于惯性还会接着竖直向上运动，所以此时木块受到容器壁竖直向下的摩擦力作用。（2）木块单独向下作匀速直线运动时，由二力平衡条件可得木块受到的摩擦力：f＝G木＝m木g；木块受到右侧物体的拉力而竖直向上匀速运动时，木块受到竖直向下的重力和竖直向下的摩擦力，还有竖直向上的拉力，木块受到的拉力：F拉＝G右＝m右g＝5kg×10N/kg＝50N，因木块与容器侧壁间的压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，仍旧为f＝G木＝m木g；因木块向上做匀速直线运动，所以，F拉＝G木+f＝2m木g，即：50N＝2×m木×10N/kg，解得m木＝2.5kg。（3）右侧物体下落20厘米时其重力做的功为：W＝G右h＝50N×0.2m＝10J。故答案为：（1）竖直向下；（2）2.5；（3）10。【常考3】综合应用【例6】（2024·常州模拟）湖南运动员龙清泉在里约奥运会上，以抓举137kg、挺举170kg，总成果307kg夺得男子56公斤级举重金牌。如图是龙清泉在抓举竞赛时的英姿。已知：龙清泉的质量是56kg，脚与地面接触的总面积是400cm2。（g取10N/kg）求：（1）龙清泉受到的重力。（2）在抓举竞赛中，龙清泉将134kg的杠铃胜利举起，这时他对地面的压强。（3）龙清泉将134kg的杠铃胜利举起2m的高度，他在挺举过程中对杠铃所做的功。【答案】（1）560N（2）47500Pa（3）2680J【解析】（1）龙清泉的重力：G1＝m1g＝56kg×10N/kg＝560N；（2）抓举杠铃的重力：G2＝m2g＝134kg×10N/kg＝1340N；抓举时把杠铃举在头上静止时，龙清泉对地面的压力：F＝G总＝G1+G2＝560N+1340N＝1900N，受力面积S＝400cm2＝0.04m2，龙清泉对地面的压强：p＝FS＝1900N0.04m（3）抓举过程中对杠铃所做的功：W＝G2h＝1340N×2m＝2680J。答：（1）龙清泉的重力为560N；（2）挺举时把杠铃举在头上静止时，龙清泉对地面的压强为47500Pa；（3）若在挺举时，龙清泉把杠铃举高2m，他对杠铃所做的功为2680J。【例7】如图甲所示，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力F=3N的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为N，0～6s内拉力F做的功是J（取g=10N/kg）。【答案】1；3.6；【解析】（1）由乙图可见，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，依据平衡力的特点，故铁块受到摩擦力大小f=F-G=3N-0.2kg×10N/kg=1N。（2）铁块在0～6s内上升的距离S=vt=0.2ms×6s=1.2m，因此拉力F【点评】此题主要考查学生对二力平衡条件的驾驭和功的计算，我们可以推断物体是否受力平衡，然后依据所求力的方向、以及平衡力的大小和方向精确求出力的大小和方向；最终依据功的计算公式求出力对物体所做的功。1.（2024·南京模拟一）一名一般中学生从地上拿起一个鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，此过程中他对鸡蛋做的功约为（）。A．0．lJ B．1J C．10J D．100J【答案】B。【解析】一只鸡蛋的质量约50g，受到的重力为G＝mg＝0.05kg×10N/kg＝0.5N从地上拿起鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，通过的距离大约2m，所以对鸡蛋做的功大约为W＝Gh＝0.5N×2m＝1J。故选B。2.（2024·天津）小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（）A．9J B．0J C．90J D．300J【答案】C【解析】托起两个鸡蛋的力大约是1牛顿，每层楼的高度大约为3米，估算出提起30个鸡蛋的力F=302N=15N和爬楼的高度，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h=3m×2=6m由题知，小华提鸡蛋的力做功约为：W=Fs=15N×6m=90J3.下列关于物体做功多少的探讨，正确的是()A．对物体施加的力越大，做功越多。B．物体移动的距离越长，做功越多。C．对物体施加肯定的力，物体移动的距离越长，做功肯定越多。D．对物体施加肯定的力，物体在力的方向上移动的距离越长，做功肯定越多。【答案】D【解析】力对物体做功必需同时满意功的两个要素，且力越大，在力的方向上移动的距离越长，做功越多。4.小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（）A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J【答案】C【解析】一本物理课本的质量m=200g=0.2kg，G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，课桌高度约为1m，人对课本做的功：W=Gh=2N×1m=2J。5.大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m,如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（）A.200JB.300JC.400JD.500J【答案】A【解析】滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，则拉力F=G=100N；利用勾股定理计算绳子现在的长度：L=32+42m=5m，则绳子被拉力拉长了2m6.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【解析】因为依据甲、乙两人上楼的状况来看，甲担当的力更大一些，而两人上升的高度是相同的，依据公式W＝Fs可以推断，甲对木箱做的功大于乙对木箱做的功。7.用弹簧测力计水平拉着重力为8N的木块,在水平长木板沿直线匀速移动0.5m，如图所示,木块受到的摩擦力是N,木块所受的重力做功为。

【答案】2.4；0；【解析】弹簧测力计的分度值为0.2N,由指针所在的位置得出拉力大小,由于木块做匀速直线运动,拉力等于摩擦力;木块水平移动,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功。故答案：2.4；0；9.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FAFB，WAWB。【答案】FA＜FB，WA＝WB；【解析】本题较为敏捷，光滑的斜面不考虑摩擦。应用功的原理，可知使同一物体，上升相同的高度，所做的功相等。斜面长，省力、费距离、不省功。由于斜面光滑且等高，因此物体沿两侧匀速运动到顶端时，克服重力做功应当相等。因AC＞BC利用斜面公式可得FA＜FB。10.（2024·梧州）送餐机器人的出现，不仅使顾客感到簇新好玩，而且可以降低服务人员工作强度。如图为饭店里送餐机器人端着托盘送餐的情景，若托盘和食物总质量为2kg,机器人在行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N,且在10s内沿直线匀速移动了5m.在送餐机器人送餐的过程中（g=10N/kg),求：（1)托盘和食物总重力；（2)机器人移动的速度；（3)机器人牵引力做的功。【答案】（1）20N；（2）0.5m/s；（3）50J。【解析】（1）托盘和食物总重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N.（2）机器人移动的速度：v=s/t=5m/10s=0.5m/s。（3）机器人做匀速直线运动，受力平衡，所受牵引力：F=f=10N,牵引力做功：W=FS=10N×5m=50J。11.如图所示，一质量为50g的小球，在水平恒力F=2N作用下，沿水平桌面对右运动了30cm后滑落到水平地面上，接着由于惯性在水平地面上又向右滚动了20cm。设桌高h=80cm，问小球在整个运动过程中，推力F及小球重力做了多少功？【答案】0.6J0.392J【解析】小球运动经验了三个过程。第一个过程，小球受F=2N的水平推力，在桌面上移动了30cm，推力所做的功W动1=F·s1=2N×0.3m=0.6J。小球在桌面上滚动时，重力方向与运动方向垂直，小球在重力方向上没有移动距离，故重力做功为零，即W重1=G×0。其次个过程，小球在落向地面的过程中，推力已不再对小球发生作用，故推力做功为零，即W动2=0×s2=0，在此过程中，小球在重力方向上移动了与桌子等高的距离（留意：小球在竖直向下的方向），重力做功W重2=Gh=mgh=50×10-3kg×9.8N/kg×0.8m=0.392J。第三个过程，小球在水平地面上滚动20cm，推力F对小球不发生作用，故推力做功为零，即W动3=0×s3=0，此时，小球与桌面上运动的情形类似，重力不做功，即有W重3=0。小球在整个运动过程中，推力对小球所做的总功：W动=W动1+W动2+W动3=0.6J+0+0=0.6J，重力对小球所做的总功W重=W重1+W重2+W重3=0+0.392J+0=0.392J。1.（2024·龙东）如图所示力对物体做功的是()A.用力搬石头未搬动B.提着桶水平路面前进C.用力将鸡蛋举高D.手举杠铃静止不动【答案】C【解析】A.用力搬石头，搬而末动，有力作用在石头上，石头在力的作用下没有通过距离，所以力对物体没有做功，故A不符合题意B.提着桶在水平路面上前进，人给桶的力向上，桶向上没有通过距离，所以力对物体没有做功，故B不符合题意C.用力将鸡蛋举高，人给鸡蛋的力向上，鸡蛋向上移动了距离，所以力对物体做功，故C符合题意D.手举杠铃静止不动，手给杠铃的力向上，杠铃没有移动距离，所以力对物体没有做功，故D不符合题意故选：C2.中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军，挺举成果是176kg，图为他竞赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（）A．600J B．1200J C．1800J D．3400J【答案】D【解析】杠铃的重力：G=mg=176kg×10N/kg=1760N，张湘祥的身高约为1.60m；在挺举过程中把杠铃举高的高度为张湘祥的身高加上0.4m，即：h=1.60m+0.4=2.0m，在挺举过程中对杠铃做的功：W=Gh=1760N×2.0m=3520J。3.一支步枪的枪膛长80cm，火药燃烧时产生高压气体对子弹的平均推力是2×103N，子弹离开枪口后能在空中飞行400m才落地，则高压气体对子弹做的功是（）A．1.6×103JB．8×104JC．8.16×104JD．1.6×105J【答案】A【解析】从题意中可以获悉，子弹的运动分为两个阶段，一个是在高压气体的推力作用下运动了80cm，另一个阶段时子弹离开枪膛后，靠惯性前进一段距离后在重力的作用下下落。这一阶段中重力做了功。但我们求的是高压气体对子弹做功，也就是第一个阶段。S=80cm=0.8m；W=FS=2×103N×0.8m=1.6×103J。4.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＜F乙C．F甲=F乙D．条件不足，无法推断【答案】A【解析】当移动相同距离为s时，两个力做的功：W甲＞W乙，∵W=Fs，∴两个力F甲＞F乙。5.如图所示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面。现它们分别在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了距离S，则F对物体做的功（）A．对A做的功多B．对A和B做功一样多C．对B做的功多D．条件不足，无法确定【答案】B【解析】由题意可知，在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了s，即F、s都相同，依据W=Fs所以A对B做功一样多，所以B选项是正确的。6.（2024·北京）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是()A.从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功B.从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功C.从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功D.举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功【答案】D【解析】A.如图所示，从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加向上的力，杠铃向上移动了距离，则运动员对杠铃做功，故A错误；B.如图所示，从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加向上的力，杠铃向上移动了距离，则运动员对杠铃做功，故B错误；C.如图所示，从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加向上的力，杠铃向上移动了距离，则运动员对杠铃做功，故C错误；D.如图所示，举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃施加向上的力，但杠铃没有向上移动距离，则运动员对杠铃不做功，故D正确。7.水平面上有A、B两个物体，用水平推力F1使物体A前进10m做功W焦耳，用水平拉力F2使物体B前进15m做功2W焦耳，则F1与F2的大小之比F1：F2=。【答案】3:4【解析】由W=FS可得F=W/s；所以：；则：8.如图所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可围着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置（忽视摩擦阻力），在这个过程中，力F的大小将（选填“增大”、“不变”或“减小”），力F所做的功为J。【答案】增大；1。【解析】（1）在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置的过程中，动力臂L的长度没有变更，阻力G的大小没有变更，而阻力臂L却渐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F•L=G•L′，当L、G不变时，L′越大，那么F越大，因此拉力F在这个过程中渐渐增大；（2）物体重心上升的高度h=1/2Lsin30°=1/2×40cm×1/2=10cm=0.1m，拉力做的功W=Gh=10N×0.1m=1J。9.如图甲所示,用弹簧测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上的钩码,弹簧测力计的示数F与弹簧测力计的零刻度线A点上上升度hA之间的关系如图乙所示。则钩码的重力大小为N;当弹簧测力计的示数是1.5N时,钩码受到的合力大小是