2024-2025学年八年级物理下册9.3功讲义新版北师大版VIP

Page19.3功一、目标要求目标要求重、难点了解功的单位会计算功的大小；重点理解功的概念；重点及难点二、学问点解析1.功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。2.功的两个必要条件：①有力作用在物体上；②物体在力的方向上通过了距离。3.不做功的三种状况：有力无距离；有距离无力、力和距离垂直。4.功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：。5.功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J=1N·m。6.功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S肯定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛·米=焦），不是力和力臂的乘积（牛·米，力臂单位不能写成“焦”）。三、重点、难点与易错点★重点、易错点一：功及其计算1.假如一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。功是物理学中表示力对距离的累积的物理量；公式：W=Fs；在国际单位制中力F的单位是（N），距离s的单位是（m），功的单位就是牛·米（N·m）。功的单位有一个特地的名称—焦耳，简称焦，用字母（J）表示。2.即使存在力，也可能没有做功。例如，在水平地面上拉动重物，水平拉力做了功，但重力没有做功，因为在重力方向上没有产生路程；同样，桌上的一本书，尽管桌对书有支持力，但因没有位移而没有做功。3.对于“功”，主要考查学生对概念的理解和驾驭程度，主要内容有：功概念的相识以及简洁计算，能说明生活中做功例子等。涉及功的考题，常见题型是选择题和计算型填空题，均属于基础题型，试题难度以中等为主；难度较高主要是涉及功的大型计算题，这类题型属于综合计算题，考查学生计算题实力和综合运用所学学问分析问题、解决问题的实力。四、考查方向1.功的概念典例一：（2024·北京）如图所示的情境中，人对物体做功的是（）。A.用力搬石头没有搬动；B.人将重物从地面拉到高处；C.人推一块大石头没推动；D.人使箱子沿水平方向做匀速直线运动【答案】B。【解析】A．人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；B．人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意；C．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。故选B。2.功的计算典例二：（2024·南充）如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N（不计绳重和摩擦），B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F。下列说法正确的是（）。A．B匀速下降时，物体A受到3N的摩檫力；B．拉力F的大小为4N ；C．拉力F的功率为3.6W；D．B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J【答案】BC。【解析】A、由图可知动滑轮上绳子的段数n＝3，不计绳重及摩擦时，则绳子自由端的拉力（即滑轮组对物体A的拉力）：FA＝（GB+G动）＝×（5N+1N）＝2N，B匀速下降，物体A匀速向右运动时，受到向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，则由二力平衡条件可得，物体A受到的摩檫力：f＝FA＝2N，故A错误；B、当使物体B以0.2m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，此时A受到向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物体A对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变，则摩擦力大小不变，所以，由力的平衡条件可得F＝FA+f＝2N+2N＝4N；故B正确；C、绳子自由端移动的速度（即物体A运动的速度）：vA＝3vB＝3×0.3m/s＝0.9m/s，则拉力F的功率为：P＝FvA＝4N×0.9m/s＝3.6W；故C正确；D、B匀速上升0.6m，则绳子自由端移动的距离：sA＝3sB＝3×0.6m＝1.8m，该过程中拉力F做功：W＝FsA＝4N×1.8m＝7.2J，故D错误；故选：BC。五、模拟训练一、基础练习1.如图所示的几种状况中，人对物体始终没有做功的是（）。A．静止的小车在拉力的作用下向前运动；B．搬而未起；C．从地面提起小桶在路上匀速前进；D．将杠铃向上举起并停留了3秒【答案】B。【解析】A、人给静止的小车一个拉力，小车在力的作用下移动了距离，人对小车做功，不符合题意；B、小孩对石头有力的作用，但是石头没有在力的方向上产生距离，故小孩始终不会做功，符合题意；C、从地面提起小桶时，人给水桶一个向上的力，水桶向上有移动距离，人对水桶做功，但提着水桶在水平面匀速前进，人给水桶仍是一个向上的力，水桶向上没有移动距离，人对水桶没有做功，不符合题意；D、双手举起杠铃，人给杠铃一个向上的力，杠铃向上移动了距离，人对杠铃做功，停留时不做功，不符合题意；故选B。2.下列情景中，重力对物体做功的是（）。A．篮球由高处落下；B．在水平面上做匀速直线运动的小车；C．足球在水平地面上滚动；D．悬挂在天花板上的照明灯【答案】A。【解析】A、篮球由高处落下，重力竖直向下，篮球竖直向下移动了距离，重力对篮球做功；故A符合题意；B、在水平面上做匀速直线运动的小车，小车受到的重力竖直向下，竖直向下没有移动距离，重力没有做功；故B不符合题意；C、足球在水平地面上滚动，足球受到的重力竖直向下，竖直向下没有移动距离，重力没有做功。故C不符合题意；D、悬挂在天花板上的照明灯，受重力，但没有移动距离，重力不做功，故D不符合题意；故选A。3.下列状况中做功肯定为1焦的是（）。A．将重为1牛的物体移动1米；B．将重为1牛的物体竖直向上移动1米；C．用1牛的力使物体移动1米；D．用竖直向上的1牛的力使受力物体竖直向上移动1米【答案】D。【解析】A.不清晰物体沿什么方向运动，所以做功多少无法推断．此选项不符合题意；B.向上施加的力没有说明是多大，所以做功多少无法推断．此选项不符合题意；C.不清晰物体沿什么方向运动，所以做功多少无法推断．此选项不符合题意；D.用竖直向上的1N的力使受力物体竖直向上移动1m，做的功为W=FS=1N×1m=1J。此选项符合题意。故选D。4.一年一度的中考体育测试将在5月初进行，下列与中考体育测试相关的物理学问，分析正确的是（）。A．抛出去的实心球离开手后接着运动过程中，手的推力做了功；B．抛出去的实心球在空中运动到最高点时，速度为零；C．立定跳远时，脚要用力向后蹬地，利用物体间力的作用是相互的；D．做俯卧撑时，手只是施力物体【答案】C。【解析】A、抛出去的实心球离开手后接着运动过程中，不再受到推力的作用，所以手的推力不再做功，故A错误；B、抛出去的实心球做曲线运动，在空中运动到最高点时，速度不为零，故B错误；C、立定跳远时，脚要用力向后蹬地，利用物体间力的作用是相互的，故C正确；D、做俯卧撑时，手是施力物体，由于力的作用是相互的，同时手也是受力物体，故D错误；故选C。5.下列实例中，关于做功的说法正确的是（）。A．起重机竖直吊着物体水平移动，重力对物体做了功；B．用力推汽车没推动，推力对汽车做了功；C．足球在水平地面滚动，足球所受重力对它做了功；D．用力把皮球压瘪，压力对皮球做了功【答案】D。A、起重机吊着重物水平移动，重物沿水平方向移动了距离，没在重力方向上移动距离，所以没做功，故A错误；B、人用力推汽车没推动，有力而无距离，推力没有做功；故B错误；C、足球在水平地面上滚动，足球受重力的作用，但是并没有在重力的方向上移动距离，所以重力没有对足球做功，故C错误；D、人用力把皮球压瘪，皮球在压力的作用下通过了一段距离，压力对皮球做了功，故D正确；故选D。6.小青同学先后用同样大小的力F，使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动的距离分别为s，该力F在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，下列关于做功大小的说法正确的是（）。A．W甲=W乙=W丙 B．W甲=W乙<W丙C．W甲<W乙<W丙 D．W甲>W乙>W丙【答案】A。【解析】一个人先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W=Fs；即W甲=W乙=W丙；故A正确、BCD错误。故选A。7.用200牛顿的拉力，沿水平方向拉质量是100千克的大车和50千克的小车，它们都在力的方向上移动了10米，拉大车和小车所用的时间各不相同，则（）。A．拉大车做功多；B．拉小车做功多；C．拉大车、小车做功一样多；D．无法推断【答案】C。【解析】在两次的运动过程中，拉力的大小是相等的，在力的作用下物体移动的距离也是相同的，依据功的公式W=Fs可知，两次拉力做功一样多，故AB错误，C正确，D错误；故选C。8.假如你将掉落在地面的物理课本捡起来放在课桌上，你对课本所做的功最接近于（）。A．0.02JB．0.2JC．2JD．20J【答案】C。【解析】课桌的高度约为0.7m，物理课本的重力约为3N，由公式W=Fs=Gh可得：W=Gh=0.7m×3N=2.1J，所以选项A、B、D都不符合实际状况。故选C。拉力为10N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20J的功；其次次拉力增大为20N，拉力对物体做了48J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10N，物体运动了1m；B．第一次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了2m；C．其次次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了2.4m；D．其次次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了4.8m【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=10N；拉力对物体做了20J的功，则物体通过的距离；故A、B均不正确；CD、若拉力增大为20N，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10N；其次次拉力对物体做了48J的功，则物体通过的距离；故C正确，D不正确。故选C。10.如图所示，用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了60J的功，则在这一过程中（）。A．物体肯定运动了6m；B．重力做的功肯定为360J；C．物体肯定受到10N的摩擦力；D．物体受到的支持力做了360J的功【答案】A。【解析】A、已知物体沿水平方向做直线运动，由W=Fs可得，物体移动的距离：，故A正确；BD、由于物体在重力和支持力的方向上都没有移动的距离，因此重力、支持力做的功为0J，故B、D错误；C、由于物体的运动状态不确定，所以无法求得摩擦力，故C错误。故选A。11.如图所示，推着货物车向前做匀速运动，地面的支持力对车（选填“做功”或“不做功”），理由是。【答案】不做功；支持力是竖直向上的，物体在竖直方向上没有通过距离。【解析】小车受到地面的支持力竖直向上，物体沿水平方向运动，没有在力的方向上移动距离，所以地面的支持力对车没有做功。12.一辆汽车在平直马路上匀速行驶，已知汽车行驶时所受阻力是1000N，当其行驶500m时，汽车牵引力所做的功为J。关闭发动机后，汽车由于仍会向前运动一段距离才停下。【答案】5×105；惯性。【解析】因为汽车在平直马路上匀速行驶，所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力：F=f=1000N，牵引力做功：W=Fs=1000N×500m═5×105J；汽车关闭发动机后，汽车由于惯性，要保持原来的运动状态，仍能向前运动。13.用100N的拉力水平作用在100kg的物体上，则在拉力的作用下物体沿水平方向向右移动了10m，拉力对物体做的功是J，假如物体的运动为匀速直线运动，这时摩擦力的大小是N，力的方向。【答案】1000；100；水平向左。【解析】拉力做功：W=Fs=100N×10m=1000J；因为在拉力的作用下物体沿水平方向匀速向右移动，所以摩擦力与拉力是一对平衡力，则摩擦力与拉力大小相等，为100N；摩擦力的方向与拉力方向相反，即摩擦力的方向水平向左。14.工人师傅用300N的水平推力推着一辆车匀速直线运动了6m。求：（1）车受到的阻力；（2）工人做的功。【答案】（1）300N；（2）1800J。【解析】（1）因为车在水平方向上做匀速直线运动，所以，由力的平衡条件可得，阻力：f=F=300N，方向与车的运动方向相反；（2）推力做的功为：W=Fs=300N×6m=1800J。二、提升练习1．(2024·海南)用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（）。A．B．C．D．【答案】B。【解析】依据功的计算公式，得，。可见，故应选B。2.（2024·邵阳）一物体在水平拉力F的作用下，沿力的方向以0.2m/s的速度匀速运动了4s，拉力F大小为5N，4s内拉力F做的功为（）。A．1JB．3JC．2JD．4J【答案】D。【解析】由v可得，物体移动的距离s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m，拉力F做的功W＝Fs＝5N×0.8m＝4J。故选D。3．（2024·贵阳）如图所示，原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J，则木块运动过程中克服阻力做的功是J。整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于（选填：“B“、“C”或“D”）点。【答案】24；B。【解析】弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J，木块在运动过程中，克服摩擦力做功，依据能量守恒定律可知，总的能量不变，故克服阻力所做的功为25J﹣1J=24J；弹簧被压缩时具有弹力，弹力的方向是向右的，木块向右运动时，阻力是向左的；起先运动时，弹力大于阻力，木块向右运动的过程中，弹力渐渐减小，阻力不变，木块做加速运动，当木块受到的弹力等于阻力时速度最大，此时弹簧未复原值原长；木块由于惯性仍旧会向右运动，此时弹力小于阻力，做的是减速运动，当弹簧复原原长时阻力为0；由图可知，整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于B点。故答案为：24；B。4.（2024·德阳）如图所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当他在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动,则铁块受到的摩擦力为___N.铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示,4s内拉力F做的功是___J。【答案】2；4.8。【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=6N-4N=2N。铁块在4s内上升的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m，因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。故答案为：2；4.8。5.（2024·广东）某轿车在平直马路上行驶的45s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求：(1)前10s轿车运动的平均速度；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；(3)动力F做的总功。【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J。【解析】(1)前10s轿车运动的平均速度：(2)依据可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程：(3)动力F做的总功：答：(1)前10s轿车运动的平均速度是10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m；(3)动力F做的总功为1.1×106J。6.（2024·贵州黔东南）为削减新型冠状病毒的滋生扩散，武汉市城管部门在夜间对城区道路集中开展了雾炮车喷洒消毒作业（如图所示）。某型号雾炮车空载时的质量为10t，它配备了一个体积为10m3的水箱。为了便利清洗，水箱底部有一个排水孔，排水孔盖子面积约为100cm2：(1)雾炮车匀速前进喷洒过程中，在2.4km的路段上用时20min，则雾炮车的速度是多少？(2)消毒液喷洒完后空载匀速返回时，若雾炮车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为车重的0.05倍，则行驶2.4km的水平路面上，牵引力所做的功为多大？（g取10N/kg）(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力约为多大？（消毒液的密度为0.8×103kg/m3）【答案】(1)2m/s；(2)；(3)80N。【解析】(1)在2.4km的路段上用时20min，则雾炮车的速度：(2)雾炮车空载时在水平地面上匀速行驶时受到的阻力与牵引力是一对大小相等的平衡力，且受到的阻力为车重的0.05倍，则牵引力：则牵引力所做的功：(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压强：排水孔盖子面积约为100cm2，依据可得排水孔盖子受到消毒液的压力：答：(1)雾炮车的速度是2m/s；(2)牵引力所做的功是；(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力是80N。7.（2024·四川成都）