4.2.1 功（重难点练）（练习）（解析版）

4.2.1功（重难点练）一、单选题1．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．0.02焦 B．0.2焦 C．2焦 D．20焦【答案】C【解析】物理书的重力约2.5牛，将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，课桌的高度约为0.8米，他对课本所做功W=Fs=2.5N×0.8m=2J故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。2．如图所示的事例中，人对物体没有做功的是（）A．推着小车前进 B．爬楼梯C．搬而未起 D．提升口袋【答案】C【解析】A．推着小车前进，人对车施加一个力的作用，在力的方向上移动了距离，故对车做了功，故A不符合题意；B．人在爬楼梯时，重力的方向竖直向下，人在竖直方向上移动了距离，人克服重力做功，故B不符合题意；C．搬石头时，人给石头一个力的作用，石头在力的作用下没有移动距离，人对石头没有做功，故C符合题意；D．人给口袋一个向上的力，口袋在力的作用下向上移动距离，人对口袋做了功，故D不符合题意。故选C。3．1J的功就是（）A．将重1N的物体移动1m所做的功B．将质量为1kg的物体移动1m所做的功C．在1N的作用下，物体移动1m所做的功D．在1N的作用下，物体在力的方向上移动1m所做的功【答案】D【解析】不知道物体移动的方向是否与力的方向相同，无法计算功，故A.B.C错误；物体沿力的方向方向移动一段距离；所以做功W＝Fs＝1N×1m＝1J，故D正确．故选D.点睛：该题考查1J的物理意义以及对物体做功时力和距离之间关系的正确理解．力是作用在物体上的力，距离是物体沿力的方向移动的距离，二者是对应的，缺一不可．4．一物体在水平拉力F的作用下，沿力的方向匀速运动了0.8m，撤去拉力后又向前滑行了0.2m，拉力F大小为5N，拉力F做的功为（）A．1J B．3J C．2J D．4J【答案】D【解析】拉力F做的功为W=Fs=5N×0.8m=4J故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。5．如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是（）A．甲图中，举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃的支撑力做功了B．乙图中，人用水平方向的力推着冰壶在冰面上滑动的过程中，人的推力对冰壶做功了C．丙图中，大力士用很大的力拉飞机，但没拉动，大力士的拉力对飞机做功了D．丁图中，小朋友将足球踢出，球在空中飞行过程中，小朋友的踢力对足球做功了【答案】B【解析】A．甲图中，举重运动员举着杠铃不动，在力的方向上没有移动距离，则运动员对杠铃的支撑力未做功，故A错误；B．乙图中，人用水平方向的力推着冰壶在冰面上滑动的过程中，在力的方向上有移动距离，则人的推力对冰壶做功了，故B正确；C．丙图中，大力士用很大的力拉飞机，但没拉动，在力的方向上没有移动距离，则大力士的拉力未对飞机做功，故C错误；D．丁图中，小朋友将足球踢出，球在空中飞行过程中不受踢力，则小朋友的踢力未对足球做功，故D错误。故选B。6．如图所示为小明同学做挺举连续动作的几个状态图，下列说法不正确的是（）A．小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功B．小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功C．小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功D．小明同学在站立状态过程中对杠铃做了功【答案】D【解析】做功的两个因素，一是要有力作用在物体上，二是物体在力的方向上通过的距离。A．小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中，小明对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，A正确，故A不符合题意；B．小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，B正确，故B不符合题意；C．小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中，对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以对杠铃做了功，C正确，故C不符合题意；D．小明同学在站立状态过程中，对杠铃有一个向上的力，但杠铃没有移动距离，所以没有对杠铃做功，D错误，故D符合题意。故选D。7．一颗质量是20克的子弹从枪膛中水平射出，子弹在枪膛中受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是600N，枪膛长60cm，子弹从枪膛射出后飞行1200米，气体对子弹做的功为A．0.18焦 B．120焦 C．360焦 D．7.2×105焦【答案】C【分析】已知子弹在枪膛中受平均作用力和枪膛长，利用公式计算出气体对子弹做的功．【解析】子弹在枪膛中受火药爆炸气体的作用力而运动的距离为枪膛长度，即s＝60cm＝0.6m，子弹离开枪膛后就不再受火药爆炸产生的气体推力，子弹飞行1200米过程中，气体推力不再做功；所以气体对子弹做功：.故选C.8．下图为起重机的钢丝绳吊着6×105N的重物匀速上升的图象，能正确反映钢丝绳的拉力所做的功与时间关系的是（）A． B．C．D．【答案】B【解析】W=Fs，拉力不变，重物匀速上升，随着时间的增加，距离越长，故功与时间成正比。故选B。9．用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体，沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为15N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了30J的功；第二次将拉力增大为30N，拉力对物体做了60J的功，分析两次做功过程，以下判断正确的是（）A．第一次物体受到的摩擦力是15N，物体运动了1mB．第一次物体受到的摩擦力是30N，物体运动了2mC．第二次物体受到的摩擦力是15N，物体运动了2mD．第二次物体受到的摩擦力是30N，物体运动了4m【答案】C【解析】AB．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，故物体受到的拉力F1=f=15N根据W=Fs可知，第一次物体通过的距离s1==2m故AB错误；CD．若增大拉力，而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变，因此，物体受到的摩擦力不变，仍为15N；根据W=Fs可知，第二次物体通过的距离s2==2m故C正确，D错误。故选C。10．一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s后，如图所示，关于力F所做的功的大小关系正确的是（）A．在光滑水平地面做功多 B．在粗糙水平地面做功多C．在粗糙斜面做功多 D．一样大【答案】D【解析】用同样大小的力F将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离s，由W=Fs可知，在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上力F所做的功一样大。故选D。二、填空题11．物理学中做功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是______。某同学在水平路面上用50N的水平拉力拉着重为200N的车子前进10m，重力对物体做功______J，拉力对物体做功______J。【答案】

物体在力的方向上移动的距离

0

500【解析】[1]做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动的距离。[2]车子在水平路面上运动，车子在重力的方向没有移动距离，所以重力对车子不做功，即重力做功为0J。[3]拉力所做的功W＝Fs＝50N×10m＝500J12．小明用100N的水平推力，推着一个重为200N的木箱在水平地面上匀速前进了10m，推力对木箱做的功是______J，重力对木箱做的功是______J。【答案】

1000

0【解析】[1]水平推力，在水平方向上移动的距离为，所以推力对木箱做的功为[2]木箱的重力为，木箱在竖直方向上没有移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0J。13．如图所示，在水平地面上，小牛同学用力拉一重100N的木箱，使木箱在地面平移了5m，重力所做的功等于___________J。【答案】0【解析】在水平地面上，小牛同学用力拉一重100N的木箱，使木箱在地面平移了5m，物体虽然受到重力，但沿水平方向运动，在竖直方向没有通过距离，所以重力没有做功，也就是重力做的功为0J。14．如图所示，斜面长度为1.5m，高度为0.9m，重为10N的小球A从斜面顶端滚下，在水平面上减速运动3m后停止。小球A从斜面顶端开始运动直至停止的过程中，所受的重力做功为______J。【答案】9【解析】小球从斜面顶端运动到底端，该过程中重力做功为小球在水平面上减速运动3m，该过程中小球没有在重力方向上移动距离，则小球在水平面上减速运动时重力做的功为0J，因此整个过程中重力做功为9J．15．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40cm，质量为2kg，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力大小为物重的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功___________J。【答案】0.8【解析】由知道，物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N木板与桌面间的摩擦力f=0.2G=20N×0.2=4N由于物体匀速运动，水平推力的大小与木板与桌面间的摩擦力大小相等，即推力F=f=4N当物体的重心刚过桌面的边沿时，木板会被推下桌子，所以当木板推下桌子时，推力移动的距离是木板总长的，推力做的功16．如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______，支持力做功为______。【答案】

0.6

0【解析】[1]重力做功为[2]物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。17．跳伞是一项极具挑战的运动，越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经20s下落220m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时40s。则运动员在整个下降过程中的平均速度是______m/s，重力做的功为______J。【答案】

8

1.6×105【解析】[1][2]由图可知匀速运动时速度为5m/s，后20s匀速下降高度为h2=v2t2=5m/s×20s=100m总高度为h=h1+h2=220m+100m=320m则全程平均速度为重力做功为W=Gh=500N×320m=1.6×105J18．2021年9月17日，我国神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域，图乙是其阶段Ⅲ飞船返回舱着陆过程中的高度随时间的变化关系。（1）图乙中t1～t2时段，返回舱在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是______；（不计大气阻力）（2）飞船返回舱的质量约为300kg，其重力在t2～t4时段做功______J。【答案】

【解析】（1）[1]返回舱在竖直方向上受到推力F和重力G的作用，在这两个力的作用下，返回舱竖直下落的速度减小，运动状态发生改变，说明这两个力不平衡，而且合力的方向与运动方向相反，由于运动方向向下，则合力方向向上，故推力F大于重力G。（2）[2]返回舱受到的重力为由图可知，返回舱下落的高度h＝100m，则返回舱重力在t2～t4时段所做的功为三、计算题19．一物体在200牛的拉力作用下，以18千米/时的速度作匀速直线运动，经过5分钟后，求：（1）物体通过的距离；（2）拉力对物体做的功。【答案】（1）1.5×103m；（2）3×105J【解析】解：（1）物体的速度v=18km/h=5m/s物体通过的距离s=vt=5m/s×5×60s=1.5×103m（2）拉力对物体做的功W=Fs=200N×1.5×103m=3×105J答：（1）物体通过的距离是1.5×103m；（2）拉力对物体做的功是3×105J。20．一列质量为的火车，以的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是车重的0.01倍。（1）火车的牵引力多大？（2）火车行驶时间内，机车牵引力做了多少功？【答案】（1）1×105N；（2）3×108J【解析】解：（1）火车的重力G=mg=1×103×103kg×10N/kg=1×107N火车在平直轨道上匀速行驶，受到的牵引力和阻力是平衡力，牵引力F=f=0.01G=0.01×1×107N=1×105N（2）火车行驶的路程s=vt=50m/s×60s=3×103m所以牵引力做的功为W=Fs=1×105N×3×103m=3×108J答：（1）火车的牵引力是1×105N；（2）火车行驶时间内，机车牵引力做了3×108J的功。21．如图所示，用一个动滑轮使重的物体在内匀速升高，绳子自由端所用的拉力为。求：(1)绳子自由端移动的速度；(2)拉力做的功。【答案】(1)；(2)【解析】(1)由图知，，当物体升高时，绳子的自由端移动距离绳子自由端移动的速度(2)拉力做的功答：(1)绳子自由端移动的速度为；(2)拉力做的功为。22．小明同学使用如图（a）所示的装置，匀速提升重为100牛的货物，货物的s-t图像如图（b）所示。若不计摩擦，求：（1）货物上升的速度v的大小；（2）小明同学对绳的拉力F的大小；（3）6秒内小明同学对货物做的功W。【答案】（1）0.8m/s；（2）100N；