2017_2018学年八年级物理下册9.3功知能演练提升新版北师大版

三、功
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
能力提升
1.下列实例中,人对物体做功的是()
A.学生背着书包在水平路面上匀速前进
B.人推车,车未动
C.足球被踢出后,在草地上滚动一段距离
D.举重运动员将杠铃举起
2.(2017·江苏扬州中考)将一本九年级物理书从地面捡到课桌做的功大概是()
A.0.2 J
B.2 J
C.20 J
D.200 J
3.如图所示,用10 N的水平推力推着重60 N的物体沿水平方向做直线运动。

若推力对物体做了60 J的功,则在这一过程中()
A.物体一定受到10 N的摩擦力
B.重力做的功一定为360 J
C.物体一定运动了1 m
D.物体一定运动了6 m
4.
如图所示,用F=50 N的水平拉力,通过一个动滑轮,使重200 N的物体A水平向右匀速移动了3 m。

在这个过程中()
A.拉力F做了150 J的功
B.拉力F做了300 J的功
C.重力做了600 J的功
D.重力做了1 200 J的功
5.一位同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼,该同学上楼做的功最接近()
A.30 000 J
B.3 000 J
C.300 J
D.30 J
6.小晗从学校一楼打水匀速走上三楼。

每层楼的高度为4 m,水和桶的总重力为10 N,上三楼后又水平匀速走100 m到达班级里;那么小晗在这个过程中对水桶做功为 J。

7.我国设计的月球车的模型如图所示。

物体在月球表面附近受到的重力仅为同一物体在地球表面附近所受重力的,月球车的质量为 120 kg,它在月球表面受到的重力为 N。

若它在月球表面上方竖直下落4 m,则重力对它做的功为 J。

(g取10 N/kg)
8.图甲是一台正在建筑工地作业的起重机,吊臂上的滑轮组可简化为图乙。

将质量为 1.2×103 kg的重物竖直匀速提高3 m,拉力F的大小为8 000 N,则拉力F做的功为 J。

9.某搬运工用肩扛着一重500 N的货物,从一楼沿着楼梯登上三楼仓库。

若每层楼梯有15级台阶,每级台阶高20 cm,问搬运工对货物做的功是多少?
10.
某同学身高1.8 m,体重为70 kg,在田径运动会上他参加背跃式跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8 m高的横竿(如图)。

请问:
(1)他在跳高的过程中克服重力所做的功约是多少?(人体在站立时重心离地面高度约为身高的;g取10 N/kg)
(2)若他在月球上跳高,所跳的高度与在地球上一样吗?为什么?(月球对物体的引力约为地球对同一物体引力的)
11.如图所示,一工人利用滑轮装置,在离地面10 m深的井中将质量共为10 kg的水和水桶提到地面,在升高到5 m的时候不小心洒掉2 kg 的水。

设滑轮、绳的质量和阻力都不计,则工人将这桶水提到地面做了多少功?(g取9.8 N/kg)
探究创新
12.你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗?小文同学对此进行了研究。

他通过查阅资料得知,人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处,人只要走路,其重心就必然发生上下位置的变化,重心升高就需要克服重力做功。

小文假设人在正常走路时,重心在人体中的位置近似不变,他行走了100 m,有关测量数据如下表(表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离):
质量m/kg 步距s/m 腿长l/m 时间t/s
50 0.50 0.65 100
(1)小文同学注意到,当自己的前脚跨出时重心会下降,而后脚收起时重心会升高,则他每走一步,自己的重心会下降或升高多少米?
(2)小文行走100 m需要克服重力做多少功?(g取9.8 N/kg)
(3)通过分析,你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时,哪些因素影响人的锻炼效果?
知能演练·提升
1.D学生背着书包在水平路面上匀速前进,有力存在但力的方向上无移动的距离,不符合做功的两个必要因素,故A错误;人推车,车未动,有力无距离,不符合做功的两个必要因素,故B错误;足球被踢出后,在草地上滚动一段距离,有力无距离,不符合做功的两个必要因素,所以没有做功,故C错误;将杠铃举起,有力有距离,并且力和距离相互对应,所以符合题意,故D正确。

2.B课桌的高度约为0.7 m,一本九年级物理书的重力约为3 N,将一本九年级物理书从地面捡到课桌做的功为W=Fs=Gh=3 N×0.7 m=2.1 J。

3.D运用公式W=Fs进行功的计算时要注意:①弄清力F和距离s的对应关系,不能张冠李戴。

②力对物体做功多少只与F和s这两个因素的乘积有关,与物体的运动状态、物体的质量、支持面是否有摩擦无关。

不论是匀速运动还是变速运动,功始终是W=Fs。

4.B用动滑轮拉物体,此时拉力F移动的距离是物体A移动距离的2倍,即拉力F移动的距离为6 m,故拉力F做的功W=Fs=50 N×6 m=300 J,A选项错误,B选项正确;物体运动的方向和重力的方向垂直,因此重力不做功,C、D选项错误。

5.B本题考查做功的计算,关键是估测中学生的体重和楼的高度,最容易出错的是登上三楼的高度,实际上是两层楼的高度,做题的时候一定要注意。

一个学生的质量约为50 kg,每一层楼的高度约为3 m,从一楼走到三楼,上升的高度约为6 m,该同学上楼做的功W=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×6 m=3 000 J。

6.解析小晗从一楼走上三楼,在竖直方向上升高了8 m,对水桶做的功W1=Gh=10 N×8 m=80 J。

上三楼
后又在水平方向上移动100 m,在竖直方向上水桶没有移动距离,故在这一过程中小晗对水桶没有做功。

答案 80
7.解析在月球上,月球车受到的重力为G=mg=×120 kg×10 N/kg=200 N,若它在月球表面上方竖直下落4 m,则重力对它做的功为W=Gh=200 N×4 m=800 J。

答案 200800
8.解析从题图乙中可以看出,重物由3股绳子承担,s=3h=3×3 m=9 m,则拉力F做的功W=Fs=8 000
N×9 m=7.2×104 J。

答案 7.2×104
9.解析每层楼高h1=20 cm×15=3 m,登上三楼,实际高度h=2h1=6 m,所以W=F·s=500 N×6 m=3 000 J。

答案 3 000 J
10.解析根据题意,人体在站立时重心离地面高度约为身高的,所以重心离地面的高度h1=0.6×1.8
m=1.08 m。

起跳过程中,重心上升高度h2=1.8 m-1.08 m=0.72 m,克服重力做的功W=Gh2=700 N×0.72 m=504 J。

答案 (1)504 J(2)不一样,根据W=Gh,同一个人跳高在地球上与在月球上所做的功是相同的,由于G减小,h要增加,所以他在月球上所跳的高度要高些。

11.解析工人通过滑轮组来提升水桶,拉力没有直接作用在水桶上,所以先要根据滑轮组的组装情况确定拉力大小和拉力作用点移动的距离,再利用功的计算公式进行求解。

提到地面上水和水桶的质量为
m2=m-m1=10 kg-2 kg=8 kg
滑轮组由n=2股绳子承担物重
上升下面5 m的拉力为
F1=G=mg=×10 kg×9.8 N/kg=49 N
上升上面5 m的拉力为
F2=G2=m2g=×8 kg×9.8 N/kg=39.2 N
水桶被提升下面5 m和提升上面5 m的过程,绳端移动距离相等:s=nh=2×5 m=10 m
水桶上升前5 m,拉力做的功
W1=F1s=49 N×10 m=490 J
水桶上升后5 m,拉力做的功
W2=F2s=39.2 N×10 m=392 J
所以工人需要做的全部功
W=W1+W2=490 J+392 J=882 J。

答案 882 J
12.解析小文走路时克服重力做的功等于自身重力乘以小文的重心升高的距离;如果求得重心升高的高度,就能求得小文做的功。

(1)如图所示,人在抬起后脚时重心升高的高度Δh=l-h,而根据勾股定理得h=,
Δh=l-h=0.65 m- m=0.05 m。

(2)人克服重力做的总功为W=mgnΔh=50 kg×9.8 N/kg××0.05 m=4 900 J。

(3)步距(或步伐大小、步子大小、跨步大小等均可)、步行速度(或步速、步行快慢、步行频率、跨步频率等)都会影响人的锻炼效果。

答案见解析。