


物理沪科版(2024)第三节 做功了吗课堂检测
展开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
2.在下列四种情境中,人对物体做功的是( )
A.将杠铃从地面举起B.背着书包水平匀速前进
C.用力推汽车,汽车没动D.被踢后滚出去的足球
3.1 J的功就是( )
A.将重1 N的物体移动1 m所做的功
B.将质量为1 kg的物体移动1 m所做的功
C.在1 N的作用下,物体移动1 m所做的功
D.在1 N的作用下,物体在力的方向上移动1 m所做的功
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.1JB.3JC.2JD.4J
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
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
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
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.
9.用水平拉力先后两次拉着重为20 N的同一物体,沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为15 N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了30 J的功;第二次将拉力增大为30 N,拉力对物体做了60 J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15 N,物体运动了1 m
B.第一次物体受到的摩擦力是30 N,物体运动了2 m
C.第二次物体受到的摩擦力是15N,物体运动了2m
D.第二次物体受到的摩擦力是30N,物体运动了4 m
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
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。
12.掷实心球是我省中考体育考试的选项之一。小安同学在中考体育考试中用100N的力投出的实心球在空中划出了一条优美的弧线,有关数据如图所示。若实心球重20N,不计空气阻力,则球从最高点到落地的过程中,实心球所受的重力做功为________J。
13.如图所示,将小球从A点由静止释放,使其向右侧摆动。B点是小球摆动过程中的最低点,C点是小球摆到右侧的最高点。小球从B点摆动到C点的过程中,绳的拉力对小球________(选填“有”或“没有”)做功。
14.如图所示小球从斜面的A处自由滚下,在B处与小木块相撞,小球推着木块运动到D处停下,C点为BD的中点。从A到B过程,小球自身重力对小球________(选填“做”或“不做”)功;BC段木块受到的摩擦力做功为W1,CD段木块受到的摩擦力做功为W2,则W1和W2的大小关系是:W1________(选填“>”“<”或“=”)W2。
15.如图,用20N的水平推力,使重为100N的物体在水平桌面上移动。则推力做功为______J;重力对物体做的功为______。
16.“立定跳远”作为我市2022年体育中考抽考项目之一,如图所示,立定跳远主要分四个部分:蹬地起跳,空中滑翔,下肢前伸,双脚落地。蹬地起跳,双脚蹬地,人向前运动,此时人蹬地的作用力 _____地对人的推力(填“大于”“小于”或者“等于”);起跳后,人会在空中滑翔一段距离,这是因为人具有 _____;体重为60kg的某同学,在一次立定跳远训练中成绩是2m,若该同学在跳远滑翔到最高点时重心上升30cm,则在此过程中克服重力做功 _____J(g取10N/kg)。
17.两个完全相同的物体A、B,重均为20N,如图甲,在10N的水平推力作用下两者同时以2m/s的速度做匀速直线运动,则AB整体受到的摩擦力为______N,当两物体通过的距离为3m时,推力所做的功为______J。再将B放置A上(如图乙),推力增大为15N;使物体AB同时以3m/s的速度仍在同一水平面上运动,则此时AB整体受到的摩擦力为______N。
18.如图甲所示,有一底面积为0.01m2,质量为3kg的正方体物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图像分别如图乙、丙所示,已知物块在2~4s的运动距离为2m。则物体在2~4s物块受到的摩擦力为 ___________;在前6s内,拉力F做的功是 ___________。
三、计算题
19.马拉着质量是2000kg的车在水平路上前进400m,马的水平拉力做了3×105J的功,马的水平拉力是多大?
20.一辆重为6000N的汽车在1200N的牵引力作用下在水平平直公路上匀速行驶,1min内通过的路程为1200m,求:
(1)匀速行驶过程中,重力对汽车做的功?
(2)匀速行驶过程中,牵引力对汽车所做的功?
21.如图是一款可进行空中摄像的无人机。无人机起飞前要放在地面上确保“四脚”着地,启动后,利用遥控器可控制它飞行和拍摄。若无人机所受重力为300N,“四脚”着地时,与水平地面接触的总面积为40cm2。求:
(1)无人机停放在水平地面上时,对水平地面的压强;
(2)无人机从离地40m高处匀速竖直降落到水平地面上,这个过程中无人机所受重力做的功。
22.小军体重500 N,他的家距离学校2400 m,他骑自行车在水平路面上以4 m/s的速度匀速直线行驶回校。有关数据在下表中列出,求:
(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大?
(2)小军骑自行车上学从家到学校的过程至少要做多少功?
23.很多人喜欢选用共享电动车出行,专业人员对某品牌共享电动车进行测试,让共享电动车在平直的道路上由静止开始直线运动,其速度随时间的变化图像如甲图所示,电动机产生的牵引力如图乙所示。求:
(1)电动车在0~2s内水平方向上的合力大小;
(2)电动车在7~12s内牵引力做的功。
四、实验题
24.如图所示,甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动。乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置,让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。请回答:
(1)甲实验中,小车在水平面上运动时受到摩擦力,且摩擦力越小,小车的速度减小得越_________。从而可以推理:如果运动的物体不受力,它将_____________。
(2)乙实验中先把钢球A从h1的高度由静止滚下,观察物体B运动的距离,再次把钢球A从h2的高度由静止滚下,若h1>h2,木块B两次移动的过程中受到的摩擦力分别为f1和f2,则f1_______f2;两次克服摩擦力所做的功为W1和W2,则W1_______W2(后两空选填“大于”“等于”或“小于”)。
25.在探究“影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用同一滑轮组做实验,测得实验数据如下表所示:
(1)滑轮组至少由_____个滑轮组成,表中的η1=_____.
(2)由实验数据和计算结果分析可以看出:用同一个滑轮组,_____,滑轮组机械效率就越高.
(3)若不计绳重和摩擦,上述实验中将不同的钩码提升到相同的高度,则额外功W1_____W2(填>、<或=)
自行车净重
250 N
行驶过程中轮胎与地面总接触面积
5 ×10-3 m2
匀速行驶时的总阻力
30 N
车轮半径
0.3 m
轮胎承受的最大气压
2×105Pa
实验次数
拉力F/N
钩码重G/N
绳的自由端移动距离S/m
钩码上升高度h/m
机械效率η
1
0.5
2.0
0.50
0.10
η1
2
0.7
3.0
0.60
0.12
85.7%
10.3功
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.在下列四种情境中,人对物体做功的是( )
A.将杠铃从地面举起B.背着书包水平匀速前进
C.用力推汽车,汽车没动D.被踢后滚出去的足球
【答案】A
【解析】A.将杠铃从地面举起,人对杠铃施加了力,杠铃在力的方向上通过了距离,人对杠铃做了功,故A符合题意;
B.人背着书包水平匀速前进,人对书包施加了力的作用,书包在力的方向上没有通过距离,人对书包不做功,故B不符合题意;
C.用力推车,车保持静止,人对车施加了力,车没有在力的方向上通过距离,所以人对车没有做功,故C不符合题意;
D.丁图中足球离开脚后由于惯性继续向前滚,足球不再受人的踢力,所以人对足球没有做功,故D不符合题意。
故选A。
3.1 J的功就是( )
A.将重1 N的物体移动1 m所做的功
B.将质量为1 kg的物体移动1 m所做的功
C.在1 N的作用下,物体移动1 m所做的功
D.在1 N的作用下,物体在力的方向上移动1 m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1 J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.1JB.3JC.2JD.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20 N的同一物体,沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为15 N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了30 J的功;第二次将拉力增大为30 N,拉力对物体做了60 J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15 N,物体运动了1 m
B.第一次物体受到的摩擦力是30 N,物体运动了2 m
C.第二次物体受到的摩擦力是15N,物体运动了2m
D.第二次物体受到的摩擦力是30N,物体运动了4 m
【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=500J
12.掷实心球是我省中考体育考试的选项之一。小安同学在中考体育考试中用100N的力投出的实心球在空中划出了一条优美的弧线,有关数据如图所示。若实心球重20N,不计空气阻力,则球从最高点到落地的过程中,实心球所受的重力做功为________J。
【答案】56
【解析】实心球重20N,实心球从最高点到落地过程中受到重力作用,在重力方向上移动了2.8m,则重力做功
13.如图所示,将小球从A点由静止释放,使其向右侧摆动。B点是小球摆动过程中的最低点,C点是小球摆到右侧的最高点。小球从B点摆动到C点的过程中,绳的拉力对小球________(选填“有”或“没有”)做功。
【答案】没有
【解析】做功的必要条件:一是力作用在物体是;二是物体沿力方向有移动距离。小球在摆动过程中,没有沿绳的拉力方向移动距离,因此绳的拉力对小球没有做功。
14.如图所示小球从斜面的A处自由滚下,在B处与小木块相撞,小球推着木块运动到D处停下,C点为BD的中点。从A到B过程,小球自身重力对小球________(选填“做”或“不做”)功;BC段木块受到的摩擦力做功为W1,CD段木块受到的摩擦力做功为W2,则W1和W2的大小关系是:W1________(选填“>”“<”或“=”)W2。
【答案】 做 =
【解析】[1]从A到B过程,小球在重力的方向上由发生移动,小球自身重力对小球做功。
[2]依题意得,C点为BD的中点,则BC段的距离等于CD段的距离,小球在BD段对水平面的压力大小不变,与水平面间的粗糙程度不变,小球受到水平面的摩擦力大小不变,由 得
15.如图,用20N的水平推力,使重为100N的物体在水平桌面上移动。则推力做功为______J;重力对物体做的功为______。
【答案】 10 0
【解析】[1]推力对物体做功
[2]物体在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0J。
16.“立定跳远”作为我市2022年体育中考抽考项目之一,如图所示,立定跳远主要分四个部分:蹬地起跳,空中滑翔,下肢前伸,双脚落地。蹬地起跳,双脚蹬地,人向前运动,此时人蹬地的作用力 _____地对人的推力(填“大于”“小于”或者“等于”);起跳后,人会在空中滑翔一段距离,这是因为人具有 _____;体重为60kg的某同学,在一次立定跳远训练中成绩是2m,若该同学在跳远滑翔到最高点时重心上升30cm,则在此过程中克服重力做功 _____J(g取10N/kg)。
【答案】 等于 惯性 180
【解析】[1]人蹬地的作用力和地对人的推力是一对相互作用力,这两个力的大小始终相等。
[2]在“立定跳远”起跳后,人不再受到地面的推力,而是由于惯性,仍保持原来的运动状态,所以人会在空中滑翔一段距离。
[3]人的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
人在重力方向上通过的距离
h=30cm=0.3m
人克服重力做的功
W=Gh=600N×0.3m=180J
17.两个完全相同的物体A、B,重均为20N,如图甲,在10N的水平推力作用下两者同时以2m/s的速度做匀速直线运动,则AB整体受到的摩擦力为______N,当两物体通过的距离为3m时,推力所做的功为______J。再将B放置A上(如图乙),推力增大为15N;使物体AB同时以3m/s的速度仍在同一水平面上运动,则此时AB整体受到的摩擦力为______N。
【答案】 10 30 10
【解析】[1]两个完全相同的物体A、B,重均为20N,如图甲,在10N的水平推力作用下两者同时以2ms的速度做匀速直线运动,此时物体AB整体受到的摩擦力与推力是一对平衡力,是10N。
[2]当两物体通过的距离为3m时,推力所做的功为
W=Fs=10N×3m=30J
[3]不论是叠放还是平放,我们都把它们看作一个整体,叠放和平放时对水平面的压力是相等的,与地面的接触面的粗糙程度是一定的,所以摩擦力相等,大小为10N。
18.如图甲所示,有一底面积为0.01m2,质量为3kg的正方体物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图像分别如图乙、丙所示,已知物块在2~4s的运动距离为2m。则物体在2~4s物块受到的摩擦力为 ___________;在前6s内,拉力F做的功是 ___________。
【答案】 6N 42J
【解析】[1]由图像知道,物块在4~6s做匀速直线运动,摩擦力F摩与拉力F大小相等,即
F摩=F=6N
由v﹣t图像知道,在2~4s物块做加速运动,但物块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力大小不变,所以2~4s物块受到的摩擦力
F摩′=F摩=6N
[2] 0~2s物块处于静止状态拉力不做功;已知物块在2~4s运动的距离s′=2m,则2~4s拉力F做的功
W′=F′s′=9N×2m=18J
物块在4~6s内运动的距离
s=vt=2m/s×2s=4m
4~6s拉力F做的功
W=Fs=6N×4m=24J
前6s拉力F做的功
W总=W′+W=18J+24J=42J
三、计算题
19.马拉着质量是2000kg的车在水平路上前进400m,马的水平拉力做了3×105J的功,马的水平拉力是多大?
【答案】750N
【解析】解:由W=Fs可得,马的水平拉力
答:马的水平拉力是750N。
20.一辆重为6000N的汽车在1200N的牵引力作用下在水平平直公路上匀速行驶,1min内通过的路程为1200m,求:
(1)匀速行驶过程中,重力对汽车做的功?
(2)匀速行驶过程中,牵引力对汽车所做的功?
【答案】(1)0;(2)1.44×106J
【解析】解:(1)重力的方向竖直向下,汽车没有在竖直方向上通过距离,所以重力对汽车做功为0。
(2)牵引力做功
W=Fs=1200N×1200m=1.44×106J
答:(1)匀速行驶过程中,重力对汽车做的功为0;
(2)匀速行驶过程中,牵引力对汽车所做的功是1.44×106J。
21.如图是一款可进行空中摄像的无人机。无人机起飞前要放在地面上确保“四脚”着地,启动后,利用遥控器可控制它飞行和拍摄。若无人机所受重力为300N,“四脚”着地时,与水平地面接触的总面积为40cm2。求:
(1)无人机停放在水平地面上时,对水平地面的压强;
(2)无人机从离地40m高处匀速竖直降落到水平地面上,这个过程中无人机所受重力做的功。
【答案】(1);(2)
【解析】解:(1)由题意可知,无人机所受重力为300N,与水平地面接触的总面积为40cm2,所以无人机停放在水平地面上时,对水平地面的压强为
(2)因为无人机从离地40m高处匀速竖直降落到水平地面上,所以这个过程中无人机所受重力做的功为
答:(1)无人机停放在水平地面上时,对水平地面的压强为;
(2)这个过程中无人机所受重力做的功为。
22.小军体重500 N,他的家距离学校2400 m,他骑自行车在水平路面上以4 m/s的速度匀速直线行驶回校。有关数据在下表中列出,求:
(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大?
(2)小军骑自行车上学从家到学校的过程至少要做多少功?
【答案】(1)1.5×105 Pa (2)7.2×104 J
【解析】解:(1)行驶在水平面上,车对地面的压力
由表格数据知道,行驶过程中轮胎与地面总接触面积,所以行驶过程中车对地面的压强
(2)因为车做匀速直线运动,所以
骑车的路程,小军骑自行车上学做的功
答:(1)行驶过程中,车对地面的压强是1.5×105 Pa;
(2)小军骑自行车上学从家到学校的过程至少要做功7.2×104。
23.很多人喜欢选用共享电动车出行,专业人员对某品牌共享电动车进行测试,让共享电动车在平直的道路上由静止开始直线运动,其速度随时间的变化图像如甲图所示,电动机产生的牵引力如图乙所示。求:
(1)电动车在0~2s内水平方向上的合力大小;
(2)电动车在7~12s内牵引力做的功。
【答案】(1)100N;(2)1050J
【解析】解:(1)由图乙可得,在7~12s牵引力大小F=35N;由图甲可得,在7~12s,电动车匀速行驶,v=6m/s,处于平衡状态,电动车受到的摩擦力
f=F=35N
在0~2s内,电动车加速行驶,由图乙得出此时牵引力F′=135N,由于压力、接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,这段时间内电动车受合力大小
F合=F′- f=135N-35N=100N
(2)由图甲可得,在7~12s,电动车匀速行驶,v=6m/s,则电动车行驶距离
s=vt=6m/s×5s=30m
牵引力做的功
W=Fs=35N×30m=1050J
答:(1)电动车在0~2s内水平方向上的合力大小为100N;
(2)电动车在7~12s内牵引力做的功为1050J。
四、实验题
24.如图所示,甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动。乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置,让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。请回答:
(1)甲实验中,小车在水平面上运动时受到摩擦力,且摩擦力越小,小车的速度减小得越_________。从而可以推理:如果运动的物体不受力,它将_____________。
(2)乙实验中先把钢球A从h1的高度由静止滚下,观察物体B运动的距离,再次把钢球A从h2的高度由静止滚下,若h1>h2,木块B两次移动的过程中受到的摩擦力分别为f1和f2,则f1_______f2;两次克服摩擦力所做的功为W1和W2,则W1_______W2(后两空选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 慢 做匀速直线运动(或一直运动下去) 等于 大于
【解析】(1)[1][2]小车在水平方向上只受摩擦力,且摩擦力越小,小车的速度减小得越慢,从而可以推理:若水平面绝对光滑,运动的物体不受力,它将会在水平面上做匀速直线运动。
(2)[3]让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,到水平面的速度不同,高度越高,到水平面的速度越大,在水平面上移动的距离越大,因为
h1>h2
所以移动的距离
s1>s2
木块B两次移动过程中,压力和接触面的粗糙程度均不变,所以木块受到的滑动摩擦力相同,即
f1=f2
[4]高度越高,木块被撞击的越远,移动距离越大,根据公式W=fs可知,两次克服摩擦力所做的功W1大于W2。
25.在探究“影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用同一滑轮组做实验,测得实验数据如下表所示:
(1)滑轮组至少由_____个滑轮组成,表中的η1=_____.
(2)由实验数据和计算结果分析可以看出:用同一个滑轮组,_____,滑轮组机械效率就越高.
(3)若不计绳重和摩擦,上述实验中将不同的钩码提升到相同的高度,则额外功W1_____W2(填>、<或=)
【答案】 4 80% 钩码越重 =
【分析】(1)根据s=nh确定动滑轮和定滑轮的最少个数;根据η==求出第一次实验时滑轮组的机械效率;(2)比较1、2次实验数据,从而得出滑轮组机械效率与钩码重力的关系.(3)不计绳重和摩擦,克服动滑轮做的功是额外功.
【解析】(1)根据第一次实验数据可知,n===5,即承担物重的绳子段数为5,则至少需要2个动滑轮和2个定滑轮且最后一段由动滑轮绕出来;根据第一次实验数据可知,η1====80%;(2)比较1、2次实验数据可知,用同一滑轮组,钩码越重,滑轮组的机械效率越高.(3)不计绳重和摩擦,则实验中的额外功是克服动滑轮重力所做的功,那么将不同的钩码提升的相同的高度,则W1=W2=G动h.
自行车净重
250 N
行驶过程中轮胎与地面总接触面积
5 ×10-3 m2
匀速行驶时的总阻力
30 N
车轮半径
0.3 m
轮胎承受的最大气压
2×105Pa
实验次数
拉力F/N
钩码重G/N
绳的自由端移动距离S/m
钩码上升高度h/m
机械效率η
1
0.5
2.0
0.50
0.10
η1
2
0.7
3.0
0.60
0.12
85.7%
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