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物理人教版第十一章 功和机械能11.1 功同步测试题
展开这是一份物理人教版第十一章 功和机械能11.1 功同步测试题,共20页。
1.(2023秋•鼓楼区期末)小明用竖直向上的力提一桶水,下列过程中小明对桶做功的是( )
A.提着桶站立不动B.提着桶水平移动
C.提桶但未能提起D.提着桶向上爬楼
2.(2023•泰州)同学们在垫排球时,当排球离开手腕后,下列分析正确的是( )
A.排球能继续向上运动是由于受到惯性的作用
B.排球向上运动的过程中,受到重力和手腕对排球托力的作用
C.排球离开手腕后,手对排球不做功
D.假如正在上升的排球所受的力全部消失,它将保持静止
3.(2023秋•大化县期中)用200N的力,在粗糙不同的水平路面,沿水平方向分别拉重500N和800N的两辆小车匀速前进4m,则( )
A.拉重车做的功多B.拉轻车做的功多
C.拉两辆车做的功一样多D.无法确定
4.(2023秋•东莞市期中)东莞品牌学校广科附一和广科附二学风优良,学生劳逸结合,以下是学生小龙在学校的学习、生活情景,其中他所受的重力做了功的是( )
A.升旗时伫立不动B.下楼做课间操
C.在平整的操场上跑步D.静坐在座位上听课
5.(2023春•南岸区月考)下列说法正确的是( )
A.质量2kg的铅球重量为20N
B.悬浮在盐水中的鸡蛋受到的浮力约10N
C.双脚接触面积为0.05m2的中学生站立时对地面的压强约1×105Pa
D.在水平地面上,水平用力推重1N的物体前进1m所做的功为1J
6.(2023春•通道县期末)质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,下列结论正确的是( )
A.甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B.甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C.甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D.条件不足,无法确定甲、乙图中F做的功谁多
7.(2023春•天桥区校级期中)一位普通学生沿教学楼的楼梯从一楼爬到二楼,该同学爬楼做的功最接近( )
A.50JB.150JC.1500JD.15000J
8.(2023秋•武进区期中)足球运动员用10N的力踢一个重为5N的足球,球离开脚后在水平草地上向前滚动了30m。在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为( )
A.450JB.300JC.150JD.0J
9.(2023春•杜集区校级月考)在水平地面上,用一方向水平大小恒为10N的推力,将重为100N的行李箱沿直线向前推了5m,撤去推力后,行李箱由于惯性又前进了1m,则推力所做的功为( )
A.50JB.500JC.60JD.600J
10.(2023秋•泗洪县校级月考)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.2W1=W2B.W1=W2C.W1=2W2D.W1=4W2
11.(2023春•永川区期末)小明同学用20N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为 J,重力做功为 J。
12.(2023秋•涟水县校级期中)我国大疆无人机享誉全球,当无人机水平匀速飞行时,升力对无人机 (选填“做功”或“不做功”);重为30N的无人机竖直向上飞行100m,无人机克服重力做的功为 J。
13.(2023秋•金安区校级期中)在水平地面上有三块密度为0.5×103kg/m3、边长均为10cm的正方体木块,某小孩把三块木块逐一竖直堆叠起来,如图所示。小孩叠起这堆木块至少做了 J的功。
14.(2023•砚山县校级期末)如图所示,水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,此过程中,推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。在第2s时刻,木箱受到的摩擦力f= N,在0~1s内,推力F做的功W= J。
15.(2023•沈阳)重为5N的空鱼缸,放在水平窗台上,其底面与窗台的接触面积为0.01m2,如图,向鱼缸内注入1.5kg的水,水的深度为10cm。假设小明沿竖直方向把盛水的鱼缸匀速抬高0.3m。(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)求:
(1)空鱼缸对窗台的压强;
(2)注水后鱼缸底部受到水的压强;
(3)抬高鱼缸的过程中,小明对鱼缸和水总共做的功。
16.(2023•成都)小尚同学勤于思考,热爱探究,下面是他在探究中遇到的两个问题,请完成相关计算。
(1)小尚听爸爸说,家里的电动汽车正常行驶10km消耗的电能约为1度(3.6×106J)。他认为由此可以测算出电动汽车的牵引力,依据模型思想,他将问题简化为:汽车行驶10km,牵引力做功3.6×106J,求牵引力的大小。
(2)被测物体A置于坚固的水平台上,实验小桌放在物体A上,小桌与A的接触面积为0.1cm2(即A的受力面积)。往实验小桌上的沙盘里缓慢添加细沙,直到将被测物体A压坏,测得小桌、沙盘和细沙的总重为5N,求物体A能承受的最大压强。
能力
1.(2023•赤峰)小明在坐校车上学时想到一些问题,其中正确的是( )
A.座椅上安全带做得较宽,是为了减小对人的压力
B.以行驶的校车为参照物,路旁的树木是静止的
C.校车在平直的路面上行驶,重力对校车没有做功
D.小明对座椅的压力与座椅对小明的支持力是一对平衡力
2.(2023春•郑州月考)下列情形中,关于做功的情况,叙述正确的是(不计空气阻力)( )
A.单摆在空中摆来摆去的过程中,拉力和重力都对小球做了功
B.木块从光滑斜面滑下来的过程中,只有重力对木块做了功
C.跳绳时,你离开地面时,地面对你的弹力依旧对你做功
D.冰块在光滑水平冰面上匀速滑动,摩擦力做了功
3.(2023春•浦东新区校级期末)如图所示是小华同学扔实心球的情景(包含四个过程)。其中,手对球做功的是( )
A.①②B.①③C.①④D.③④
4.(2023秋•崇川区校级月考)下列关于功的叙述中正确的是( )
A.在上行的电梯中,人对静放在口袋里的笔一定做功
B.用100N的力将足球踢出,球在水平方向上运动了10m,人做功一定是1000J
C.将0.5N重的书举高2m,人做的功一定是1J
D.人在水平地面沿直线匀速前进时,对静放在口袋里的笔一定做功
5.(2023秋•西安期中)上完体育课,体育委员小明将一筐实心球提回器材室。若筐及实心球的总重为200N,小明提着这筐实心球在操场的水平跑道上匀速行走100m后,通过竖直高度为15m的阶梯到达器材室。下列说法正确的是( )
A.小明通过阶梯过程中对这筐实心球做功为0J
B.小明通过操场过程中对这筐实心球做功为2×104J
C.整个过程中,小明对这筐实心球做功为3×103J
D.整个过程中,小明对这筐实心球做功为2.3×104J
6.(2023秋•长治月考)2023年5月4日﹣5日我集团校举办了第七届春季运动会,赛场上运动员们的全力以赴和努力拼搏都深深地打动了在现场的同学和家长志愿者。在男子跳高项目中,运动员以1.44米的成绩获得了第一名,该运动员跳高时所做的功最接近( )
A.7.2JB.72JC.720JD.7200J
7.(2023春•南岗区校级月考)生活处处有物理,小杰对下列生活中的物理量进行了估测,最符合实际的是( )
A.一名普通中学生的重力约为50kg
B.一名普通中学生走路时对地面压强约为1.5×104Pa
C.将两个鸡蛋举高1米做的功大约1J
D.大气压为1.01×105Pa
8.(2023秋•海安市期中)如图为两节5号干电池,电池上有“AALR6 1.5V”标记,其中“AA”表示型号,“LR”表示圆筒外形,“6”表示体积,“1.5”表示电压,电池的平均密度约为4g/cm3,若将两节电池叠起来,需要对电池做功( )
A.0.0012JB.0.012JC.0.12JD.1.2J
9.(2023春•琼山区校级月考)小车在100N的推力作用下,沿水平地面匀速前进了2m,撤去推力后小车继续向前运动了1m,在小车前进3m的过程中,工人对小车做的功为 J,支持力做功 J。
10.(2023秋•铜官区校级期中)某校组织的趣味运动会中,开展了自行车慢骑比赛。老师记录了小明在慢骑过程中牵引力F和速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。由图像可知,1﹣3s内克服摩擦力做的功是 J。
11.(2023•山西)如图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景,每次引体向上身体上升的高度为0.6m,求解下列问题。(小伟的质量为50kg,g取10N/kg)
(1)引体向上前小伟先进行了热身训练,他绕操场跑了600m用时5分钟,他热身运动的平均速度。
(2)小伟完成1次引体向上克服重力做的功。
(3)小伟做完引体向上运动后,双脚稳稳地站在水平地面上,请你估算他此时对地面的压强。
12.(2023•达州)A、B两个圆柱形容器按如图所示的方式放置在水平地面上,容器的厚度忽略不计,A容器自重300N,底面积为0.6m2,装有深度为20cm的水,B容器底面积为0.8m2。(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)求A容器中水的重力。
(2)从A容器中抽出质量为m的水倒入B容器,A容器对B容器底部刚好无压力,求m的值。
(3)在(2)小题的基础上,向B容器另外加入80kg水(水不溢出),当A容器静止时,求B容器中的水对A容器所做的功。
基础
1.【答案】D
【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
【解答】解:A、提着桶站立不动,小明对水桶的拉力竖直向上,但水桶没有在该力的方向上移动距离,故小明对水桶没有做功,故A不符合题意。
B、提着桶水平移动,小明对水桶的拉力竖直向上,但水桶没有在该力的方向上移动距离,故小明对水桶没有做功,故B不符合题意。
C、提桶但未能提起,小明对水桶的拉力竖直向上,但水桶没有在该力的方向上移动距离,故小明对水桶没有做功,故C不符合题意。
D、提着桶向上爬楼,小明对水桶的拉力竖直向上,水桶在该力的方向上移动了距离,故小明对水桶做功,故D符合题意。
【点评】有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。
2.【答案】C
【分析】(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(2)对向上运动的排球受力分析可知排球离开手以后,不再受手的作用力;
(3)从做功的两个必要因素分析,分析排球在上升过程中,手是否对排球施加力,从而判断手对排球是否做功;
(4)根据牛顿第一定律可知:一切物体在不受力的作用时,保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】解:A、排球离开手后还能继续向上运动是由于排球具有惯性,而不能说受到惯性的作用,故A错误;B、排球离开手以后,不再受到手的作用力;排球向上运动的过程中,受重力和空气阻力的作用,故B错误;C、排球在上升过程中,手不再给排球施加力,手对排球不做功,故C正确;D、排球向上运动过程中,若一切外力都消失,它将保持原来速度做匀速直线运动,故D错误。
【点评】本题考查了物体的受力分析、做功的两个必要因素、惯性和牛顿第一定律的理解和应用,考查内容全面。
3.【答案】C
【分析】功等于做功的力和力的方向上移动距离的乘积,分析两次力的大小和力的方向上移动的距离,然后比较两次功的大小关系。
【解答】解:用200N的力分别拉着两辆车,在粗糙不同的水平路面沿水平方向匀速前进4米,两次拉力的大小相等,物体在力的方向上移动的距离相等,由W=Fs可知,两次拉力做的功相等。故选:C。
【点评】本题考查了功的大小比较,理解功的概念十分重要。
4.【答案】B
【分析】做功的两个必要因素:一是有力作用在物体上,二是在力的方向上移动了距离。
【解答】解:小龙升旗时伫立不动、在平整的操场上跑步、静坐在座位上听课时,都受到重力的作用,但没有在重力的方向上通过距离,所以他所受的重力没有做功;小龙课间操下楼时,受到重力的作用,在重力的方向上通过了距离,所以他所受的重力做功。故选:B。
【点评】本题考查判断物体做功的两个必要因素,关键明确做功是这两个条件必须同时满足。
5.【答案】A
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的数据,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A.质量2kg的铅球重量为G=mg=2kg×10N/kg=20N,故A符合实际;
B.一个鸡蛋的重力约为0.5N,其悬浮在盐水中时,鸡蛋受到的浮力与重力是一对平衡力,则鸡蛋受到的浮力也为0.5N,故B不符合实际;
C.中学生受到的重力约为500N,其对水平地面的压力与其重力大小相等,则中学生站立时对地面的压强约为p=FS=500N0.05m2=1×104Pa,故C不符合实际;
D.在水平地面上,水平用力推重1N的物体前进,由于水平推力未知,所以水平力对物体做的功无法计算,故D不符合实际。
【点评】对日常生活中的速度、质量、长度、时间等进行准确的估测,是初中学生需要掌握的一种基本能力,平时注意观察,结合所学知识多加思考,逐渐培养这方面的能力。
6.【答案】B
【分析】根据W=Fs进行判断。
【解答】解:依据题意可知,两个不同物体所受拉力F相同,物体在力的方向上前进了相同的距离s,则力F做功W=Fs一定相同,故B正确,ACD错误。
【点评】本题考查功的计算公式及其应用,属于基础题。
7.【答案】C
【分析】先估测中学生的质量,然后根据质量求出重力,再根据公式W=Gh求出他上楼时做的功。
【解答】解:一个中学生的质量为m=50kg,重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,上升的高度h=3m,
该学生上楼做的功:W=Gh=500N×3m=1500J。故选:C。
【点评】本题主要考查的是学生对功的计算公式的理解和掌握,估测中学生的体重是解决此题的关键,难度不大。
8.【答案】D
【分析】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,二者缺一不可;据此分析判断。
【解答】解:球离脚后,在水平草地上向前滚动的过程中,靠惯性运动,球脱离了脚,脚没有给球施加力,对球不做功,故D正确,ABC错误。
【点评】本题考查了做功的两个必要因素,抓住“球离脚后,脚、球之间没有力的作用”是本题的关键。
9.【答案】A
【分析】推力的大小和物体在推力方向上距离已知,利用W=Fs得到推力做的功。
【解答】解:已知推力F=10N,行李箱在推力方向上被推动距离s=5m,故推力做的功为:W=Fs=10N×5m=50J,故A正确。
【点评】本题考查功的公式的应用,注意对应关系,不要出现张冠李戴。
10.【答案】B
【分析】根据W=Fs判断做功多少,只要力相等,通过的距离相等,做功就相等。
【解答】解:两个物体受到的力都是F,通过的距离都是s,根据W=Fs可以判断两个力做功相等,即W1=W2。故选:B。
【点评】物体质量多大,进行什么运动,接触面是否粗糙,这些都不影响做功多少,影响力对物体做功多少的是力和力的方向上移动的距离。
11.【答案】200;0。
【分析】(1)知道推力大小、购物车在推力方向上移动的距离,利用W=Fs求推力做的功;
(2)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。
【解答】解:(1)在整个过程中推力做功:W=Fs=20N×10m=200J;
(2)购物车在水平地面上运动,购物车在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,即做功为0J。
【点评】本题考查了功的计算和做功的两个必要因素,属于基础题。
12.【答案】不做功;3000。
【分析】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;
根据W=Gh计算无人机克服重力做的功。
【解答】解:升力的方向竖直向上,当无人机水平飞行时,无人机在升力的方向上没有移动距离,根据做功的两个必要因素知,升力对无人机不做功;
无人机克服重力做的功:W=Gh=30N×100m=3000J。
【点评】本题考查做功的两个必要因和功的计算,属于基础题。
13.【答案】1.47
【分析】(1)先根据木块的边长求出木块的体积,然后根据密度公式求出一块木块的质量;再根据G=mg计算出一块木块的重力;
(2)密度均匀正方体木块的重心位于几何中心上,小孩对第一块木块没有做功,根据W=Gh求出对第二块和第三块木块做的功,两者之和即为小孩叠起这堆木块共做的功。
【解答】解:(1)一块木块的体积:V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=10﹣3m3,
根据ρ=mV得,一块木块的质量:m=ρV=0.5×103kg/m3×10﹣3m3=0.5kg;
一块木块的重力:G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N;
小孩对第一块木块没有做功,
对第二块做的功为:W2=Gh2=4.9N×0.1m=0.49J
对第三块木块做的功为:W3=Gh3=4.9N×0.2m=0.98J
所以做的功为:W=W2+W3=0.49J+0.98J=1.47J
【点评】本题主要考查学生对密度公式和做功公式的理解和掌握,关键是明确小孩叠起这堆木块时木块上升的高度,计算过程要注意单位的换算。
14.【答案】20;0。
【分析】(1)物体处于静止或者匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力,相互平衡的两个力大小相等;物体做匀速运动时,受到的摩擦力是滑动摩擦力,即使再做加速运动,由于物体受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变,根据滑动摩擦力影响因素可知,物体受到的摩擦力也不变;
(2)根据做功的两个条件:有力作用在物体上且物体在力的方向上通过了距离,判断在0~1s内推力是否做功。
【解答】解:(1)由乙图可知,在3~5s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由力的平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力f=F;由甲图可知,在3~5s内推力F=20N,则木箱受到的滑动摩擦力f=F=20N;
由图乙可知,木箱在1~3s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,接触面的粗糙程度、物体间的压力均不变,木箱受到的滑动摩擦力不变,则1~3s内木箱受到的摩擦力大小仍为20N。
(2)木箱在0~1s内没有动,因此,在0~1s内,推力对木箱所做的功为0J;
【点评】本题考查了学生对力学图象的分析能力,能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键,是一道锻炼学生分析思考能力的好题。
15.【答案】(1)空鱼缸对窗台的压强为500Pa;
(2)注水后鱼缸底部受到水的压强为1000Pa;
(3)抬高鱼缸的过程中,小明对鱼缸和水总共做的功为6J。
【分析】(1)知道鱼缸的重力;因为在水平桌面上,利用F=G求鱼缸对桌面的压力,再利用p=FS求鱼缸对桌面的压强;
(2)知道鱼缸内水深和水的密度,利用液体压强公式求水对鱼缸底的压强;
(3)求出鱼缸和水的总重力,根据W=Fs=Gh求出小明对鱼缸和水总共做的功。
【解答】解:(1)空鱼缸对窗台的压力:F=G=5N,
空鱼缸对窗台的压强:p=FS=5N0.01m2=500Pa;
(2)注水后鱼缸底部受到水的压强:p′=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1000Pa;
(3)水和鱼缸的总重力:G总=G+G水=G+m水g=5N+1.5kg×10N/kg=20N,
抬高鱼缸的过程中,小明对鱼缸和水总共做的功:W=Fs=G总h=20N×0.3m=6J,
答:(1)空鱼缸对窗台的压强为500Pa;
(2)注水后鱼缸底部受到水的压强为1000Pa;
(3)抬高鱼缸的过程中,小明对鱼缸和水总共做的功为6J。
【点评】本题考查了固体压强的计算、液体压强的计算、功的计算,综合性较强。
16.【答案】(1)牵引力的大小为360N;(2)物体A能承受的最大压强为5×105Pa。
【分析】(1)利用W=Fs计算牵引力的大小;
(2)小桌对A的压力等于小桌、沙盘和细沙的总重力,知道受力面积,利用压强公式计算压强的大小。
【解答】解:(1)由W=Fs得,牵引力的大小:F=Ws=3.6×106J1×104m=360N;
(2)小桌对A的压力等于小桌、沙盘和细沙的总重力,
则物体A能承受的最大压强:p=FS=GS=5N1×10-5m2=5×105Pa。
答:(1)牵引力的大小为360N;(2)物体A能承受的最大压强为5×105Pa。
【点评】本题考查了对功的计算公式、压强计算公式的灵活运用,难度不大。
能力
1.【答案】C
【分析】(1)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积;
(2)物体相对于参照物位置发生变化,是运动的,反之是静止的;
(3)做功的两个必须要因素是:作用在物体上的力,物体在力的方向上移动了距离;
(4)判断平衡力要根据二力平衡的条件来分析,一对平衡力必须符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
【解答】解:A.座椅上安全带做得较宽,是在压力一定时,增大受力面积减小对人的压强,不是减小压力,故A错误; B.以行驶的客车为参照物,路旁的树木相对于校车的位置发生改变,是运动的,故B错误;C.校车在平直的路面上行驶,重力的方向竖直向下,竖直方向没有移动距离,重力对校车没有做功,故C正确;D.小明对座椅的压力与座椅对小明的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
【点评】本题考查减小压强的方向、运动相对性、做功的必要因素、平衡力的判断,属于中档题。
2.【答案】B
【分析】做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的力;(2)物体在力的方向上通过的距离;二者缺一不可。
【解答】解:A、单摆在空中摆来摆去的过程中,小球没有在拉力的方向上移动距离,所以拉力对小球没有做功,但小球在重力的方向上移动了距离,所以重力对小球做了功,故A错误;B、木块从光滑斜面滑下来的过程中,木块不受摩擦力,只受到重力和支持力的作用,木块在支持力的方向上没有移动距离,所以支持力对木块没有做功,但木块在重力的方向上移动了距离,所以重力对木块做了功,即只有重力对木块做了功,故B正确;C、跳绳时,人离开地面时,地面对人的弹力消失,则弹力不再对人做功,故C错误;D、冰块在光滑水平冰面上匀速滑动时,不受摩擦力的作用,则摩擦力没有做功,故D错误。
【点评】本题考查了力是否做功的判断,掌握做功的两个必要因素是解题的关键。
3.【答案】B
【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体沿力的方向通过一段距离,二者缺一不可。
【解答】解:①小华将地上的球捡起来,有力作用在球上,球在力的方向上通过了一定的距离,故有力做功,故①符合题意;②小华将球举起停在空中不动,有力,但球没有在力的方向上移动距离,故没有做功,故②不符合题意;③小华挥动球,有力作用在球上,球在与手接触的一段时间内通过了一定的距离,故有力做功,故③符合题意;④球飞出去,球由于惯性向前运动,小华没有对球施加力,小华没有对球做功,故④不符合题意。
可见,手对球做功的过程有①③。故选:B。
【点评】有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的方向上通过了距离,即力的方向和物体前进的距离的方向一致,力对物体才做功。
4.【答案】A
【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可.
【解答】解:A.在上行的电梯中,人对静放在口袋里的笔施加向上的力,笔向上移动了距离,人对笔做了功,故A正确;
B.用100N的力将足球踢出,因为球在水平方向上运动的10m过程中,没有施加了,而施力的过程移动多少米是未知的,因而人做功不一定是1000J,故B错误;
C.将0.5N重的书举高2m,由于不一定是匀速直线运动,因而人的举力不一定等于书的重力,故力的大小未知,无法计算功的大小,故C错误;
D.人在水平地面沿直线匀速前进时,对静放在口袋里的笔一定做功,人对笔施加的力竖直向上,而移动的距离是水平方向,力的方向没有移动距离,故人对比不做功,故D错误。
【点评】明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
5.【答案】C
【分析】做功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。根据W=Gh计算通过阶梯时对这筐实心球做的功。
【解答】解:A、小明通过阶梯过程中对这筐实心球做功W=Gh=200N×15m=3000J=3×103J,故A错误;B、小明通过操场过程中,有力作用在物体上,在力的方向上没有通过距离,对这筐实心球做功为零,故B错误;CD、整个过程中,小明对这筐实心球做功为3×103J,故C正确、D错误。
【点评】本题主要考查了功的计算,基础题目。
6.【答案】C
【分析】估测运动员的质量计算重力,根据W=Gh计算功。
【解答】解:学生运动员的质量力大约50kg,重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,
运动员升高1.44米做功W=Gh=500N×1.44m=720J.故选:C。
【点评】本题考查功的计算,关键估测运动员的重力。
7.【答案】C
【分析】(1)重力的单位是N;(2)估测普通中学生的体重和双脚站立时与水平地面的接触面积,根据p=FS=GS求出普通中学生双脚站立时对水平地面的压强;(3)托起两个鸡蛋的力大约是1N;(4)一个标准大气压为1×105Pa。
【解答】解:A、一名普通中学生的质量约为50kg,故A错误;
B.中学生的体重约为G=500N,双脚站立时与水平地面的接触面积约为0.05m2,普通中学生双脚站立时对水平地面的压强p=FS=GS=500N0.05m2=1×104Pa,由于走路时受力面积是双脚站立时的一半,因此中学生走路时对地面压强约为2.0×104Pa,故B错误;
C、一个鸡蛋的重力大约0.5N,托起两个鸡蛋的力大约是1N,则将两个鸡蛋举高1米做的功:W=Fs=1N×1m=1J,故C正确;
D、大气压不是个定值,一个标准大气压为1×105Pa,故D错误。
【点评】本题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
8.【答案】B
【分析】根据题意可知电池的体积为6cm3,根据密度公式求出电池的质量,根据G=mg求出电池的重力,电池的高度约为h=5cm=0.05m,根据W=Gh求出需要对电池所做的功。
【解答】解:根据题意可知,电池的体积为V=6cm3,由ρ=mV可知,电池的质量:m=ρV=4g/cm3×6cm3=24g=0.024kg,电池的重力:G=mg=0.024kg×10N/kg=0.24N,电池的高度约为h=5cm=0.05m,若将两节电池叠起来,需要对电池做功:W=Gh=0.24N×0.05m=0.012J。故选:B。
【点评】本题考查密度公式、重力公式以及功的计算公式的应用,能从题干中获取相关信息是解题的关键。
9.【答案】200;0。
【分析】根据W=Fs计算前2m工人推力做的功;物体具有保持原来运动状态不变的性质叫惯性;做功的必要条件: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,据此判断撤去推力工人、支持力是否做功。
【解答】解:在小车前进3m的过程中,前2m,工人对小车做的功W=Fs=100N×2m=200J,撤去推力,后1m小车由于惯性继续向前运动,工人不再对小车用力,工人对小车不做功,即做功为0J;小车水平运动,在支持力的方向上没有移动距离,支持力对小车不做功,即做功为0J。
【点评】本题考查功的计算,要明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
10.【答案】200。
【分析】滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与运动的快慢没有关系,自行车在匀速直线运动时,摩擦力等于牵引力;
根据s=12vt计算1﹣3s内自行车行驶的路程,根据W=fs计算克服摩擦力做的功。
【解答】解:由乙图可知自行车在3﹣5s内做匀速直线运动,处于平衡状态,摩擦力等于牵引力,由甲图可知在3﹣5s内牵引力F=200N,则摩擦力为:f=F=200N;
由于滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与运动的快慢没有关系,所以在1﹣3s内自行车受到的摩擦力也为200N;
由图乙可知,1﹣3s内小明骑车做匀加速直线运动,其通过的路程为:
s=12vt=12×1m/s×(3s﹣1s)=1m,
则1﹣3s内克服摩擦力做的功为:W=fs=200N×1m=200J。
【点评】本题考查了摩擦力的知识和功的计算,解答本题时注意:滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与运动的快慢没有关系。
11.【答案】(1)小伟热身运动的平均速度为2m/s;
(2)小伟完成1次引体向上克服重力做的功为300J;
(3)小伟双脚站在水平地面上时对地面的压强约为1.25×104Pa。
【分析】(1)知道小伟跑的路程和时间,根据v=st求出其平均速度;
(2)根据G=mg求小伟受到的重力,利用W=Gh求出完成1次引体向上做的功;
(3)小伟双脚站在水平地面上对地面的压力等于其重力,估测小伟双脚与水平地面接触面积,根据p=FS求出他对地面的压强。
【解答】解:(1)小伟热身运动的平均速度为:v=st=600m5×60s=2m/s;
(2)小伟受到的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
完成1次引体向上做的功为:W=Gh=500N×0.6m=300J;
(3)小伟双脚站在水平地面上对地面的压力为:F=G=500N,
双脚与地面的接触面积约为:S=400cm2=400×10﹣4m2,
则对地面的压强:p=FS=500N400×10-4m2=1.25×104Pa。
答:(1)小伟热身运动的平均速度为2m/s;
(2)小伟完成1次引体向上克服重力做的功为300J;
(3)小伟双脚站在水平地面上时对地面的压强约为1.25×104Pa。
【点评】本题考查速度公式、重力公式、功和压强公式的应用,难度不大。
12.【答案】(1)A容器中水的重力为1200N;(2)m的值为37.5kg;
(3)B容器中的水对A容器所做的功为112.5J。
【分析】(1)先求出容器中水的体积,根据m=ρV可得水的质量,由G=mg求水的重力;
(2)先分析从A容器中抽出质量为m的水倒入B容器,A容器对B容器底部刚好无压力时A物体状态刚好漂浮F浮=GA+G剩水再计算倒入B容器后水面上升的高度,乘以A容器的底面积为排开水的体积,由F浮=GA+G剩水列式可得m;
(3)向B容器另外加入80kg水(水不溢出)解出水面上升的高度,即为A物体重心上升的高度,根据W=Gh求出。
【解答】解:(1)A容器中水的体积V=Sh=0.6m²×20cm=0.6m²×0.2m=0.12m3,
水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.12m3=120kg,
A容器中水的重力G=mg=120kg×10N/kg=1200N;
(2)从A容器中抽出质量为m的水倒入B容器,A容器对B容器底部刚好无压力,A刚好漂浮于B容器水中,此时容器A受到B中水的浮力和A的整体重力相等,即
F浮=GA+G剩水;
将质量为m的水倒入B容器,B容器水面上升高度为:
h=V水SB-SA=mρ水SB-SA=m1.0×103kg/m3×0.2m2,
A容器在B中受到水的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSAh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m²×m1.0×103kg/m3×0.2m2,
A容器中剩余水的重力G剩水=mg=(120kg﹣m)×10N/kg
由F浮=GA+G剩水得:
1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m²×m1.0×103kg/m3×0.2m2=300N+(120kg﹣m)×10N/kg
解得m=37.5kg;
(3)在(2)小题的基础上,A容器对B容器底部刚好无压力,A刚好漂浮于B容器水中
向B容器另外加入80kg水(水不溢出)时,B中液面上升高度h=VSB=mρSB=80kg1.0×103kg/m3×0.8m2=0.1m,
所以物体A重心比之前重心升高的高度为0.1m
容器A在倒出质量为37.5kg的水后,重力为G=(120kg﹣37.5kg)×10N/kg+300N=1125N,
B容器中的水对A容器所做的功W=Gh=1125N×0.1m=112.5J。
故答案为:(1)A容器中水的重力为1200N;
(2)m的值为37.5kg;
(3)B容器中的水对A容器所做的功为112.5J。
【点评】本题综合能力要求较强,主要考查的知识点有重力计算、密度公式、阿基米德原理浮力公式、功的公式的应用。
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