第05讲 功-新九年级物理暑假讲义(苏科版)(学生版)

第05讲功
[学习目标]
1．知道功的概念，理解做功的两个必要因素；
2．能够判断力在什么情况下做功及不做功；
3．掌握功的定义、单位；能够用功的定义式进行计算。

1．功的定义：一个力作用在物体上，使物体在通过一段，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；②物体在通过了距离。

3．不做功的三种情况：；、。

W 。

4．功的公式：功等于跟物体在力的方向上通过的的乘积。

公式：FS
5．功的单位：国际单位制中，功的单位是：，符号是，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一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”)
要点一、功的概念
1．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。

2．不做功的三种情况
①物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离。

此情况叫“劳而无功”。

②物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)。

此情况叫“不劳无功”。

③物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)。

此情况叫“垂直无功”。

3．注意点：
①判断物体做功的依据:做功的两个必要因素，重点抓住力作用在物体上是否有“成效”。

②在分析做功情况时还应注意以下几点：
a.当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功。

b.一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功。

因此,讲做功必须指出是哪一个力
对哪一个物体做功。

c.什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体
克服阻力F做了功。

比如:物体在竖直向上运动h的过程中,物体克服重力做功,功的大小为W＝Gh；再
如：物体在水平方向上向前运动s,物体克服摩擦力做功,功的大小为W＝fs。

要点二、功的计算：
1．公式：一般式W＝Fs ；常用式W＝Gh(克服重力做功)或W＝f阻s(克服摩擦阻力做功)。

2．单位：焦耳(J)
4．注意事项：
①F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从山脚顺着“之”字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高)
②做功的多少,由W＝Fs决定,而与物体的运动形式无关。

③分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。

④公式中的“S”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。

⑤F、S的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。

知识点一：功的概念
【探究重点】
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。

判断一个力是否做了功，必须同时满足功的两个必要的条件，缺一不可，否则就没有做功。

在下列三种情况下，力对物体没有做功：
【例题精讲】
1.如图，小明沿水平地面推箱子，但箱子没有移动，此过程（）。

A．小明对箱子没有做功；
B．重力对箱子做了功；
C．小明对箱子的推力大于地面对箱子的阻力；
D. 箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力
【巩固训练】
2.(2021·贵州黔东南·中考真题)如图所示为课本中的插图，图中工人用叉车将货物从一个地方搬运到另一个地方
或把货物从地面提升到某一高度。

请你结合叉车的部位和工作情景找出两个与物理知识相关的问题，并做出简要的回答，不得与示例重复。

示例：
问题：为什么叉车能把货物提起？
回答：力可以改变物体的运动状态。

(1)问题：______；回答：______。

(2)问题：______；回答：______。

知识点二：功的计算
【探究重点】
1．功的计算：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积（功＝力×力的方向上的距离）。

2．注意事项
（1）有力才有可能做功，没有力根本不做功。

（2）F与S的方向应在同一直线上。

（3）做功的多少，由W＝Fs决定，而与物体的运动形式无关。

【例题精讲】
3.如图，动滑轮实质上是一个______（填“省力”或“费力”）杠杆，用60N的拉力将沙桶从地面提到
9m高的楼上，拉力做的功是______J。

4.(2021·浙江丽水市·中考真题)科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人(如图)替代人工送菜。

(1)该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；
(2)若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。

5.(2020·江西省)（多选）如图所示，将重6N的物体匀速拉高20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和
摩擦，以下说法正确的是()
A. 绳子自由端被拉下1.2m
B. 绳子对地面的拉力为1N
C. 对物体所做的功为1.2J
D. 横梁受到的拉力为9N
【巩固训练】
6.（2019·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．1J B．3J C．2J D．4J
7.(2021·四川泸州市·中考真题)如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，
小聪的拉力做功为_______J。

待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功
_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。

8.(2020·广东省)如图所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重400N，动滑轮重60N，不计绳重及摩擦，将重物
匀速提升0.5m，人需用的拉力为______N，绳子自由端移动的距离为______m，人所做的有用功为______J。

9.(2021·江苏连云港市·中考真题)小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，
在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。

10.(2020·四川省泸州市)（多选）如图所示，已知固定斜面长5m、倾角为30°，木箱重150N。

某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，关于木箱所受的力对木箱做的功，下列判断正确的是( )
A. 木箱克服重力做功的大小为500J
B. 木箱克服斜面摩擦力做功的大小为125J
C. 推力做功的大小为500J
D. 斜面支持力做功的大小为375J
1.(2021·辽宁辽宁·中考真题)如图所示，物体A重150N，物体B重15N，此时物体A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动(不计绳重、滑轮重、绳轮及轮轴间的摩擦)，物体B匀速下降的速度是_______m/s，物体A 与水平桌面间的摩擦力是_______N，10s内物体A克服摩擦力做功_____J。

2.如图实例中，力对物体没有做功的是( )
3.一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是（）。

A.手拿球静止；
B.手托球水平匀速直线运动
C.将球举起；
D.抛出后的球在空中继续运动
4.如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示．由图象可知，0～3s内，推力对物体做功J；t=5s时，物体受到的摩擦力是N．
5.某一型号的汽车质量为5×103kg，轮胎与地面接触面积为4×250cm2，在一段平直公路上用0.5小时匀速行驶了54km，车受到的阻力为车重的0.1倍．g取10N/kg. 则该汽车的行驶速度为km/h ，该汽车对地面的压强为P a，该汽车牵引力所做的功为J。

6. (2021·四川成都市·中考真题)“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用，标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。

一列“天府号”动车组(图)从成都东站驶出，用时54min 抵达乐山站，成都东站到乐山站的路程是135km 。

求：
(1)该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h ？
(2)该动车组在平直铁路上以4510N 的牵引力匀速前进1.5km ，牵引力做功为多少？
7. 电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势，成为家庭常用的交通工具。

如图所示的这辆电动自行车自身重力为600N ，在水平公路上匀速直线行驶了4.8km 用了10min ，行驶时受到的阻力是40N 。

(1)求该车在这段时间内行驶的速度是多少m/s ？牵引力做功是多少？
(2)若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01m 2，车胎能承受的最大压强为2×10 5Pa ，求该车的最大载重量是多少N ？
8. (2021·广西贵港·中考真题)已知大山同学的质量为60kg ，每只鞋底与地面的接触面积为0.015m 2。

大山在10s 内用20N 的水平拉力拉重为100N 的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m 。

(g 取10N/kg )求： (1)物体受到摩擦力的大小； (2)大山前进的速度；
(3)拉力做功的功率；
(4)大山在水平地面上立正时对地面的压强。

9.(2021·四川内江市·中考真题)现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。

汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。

求：
(1)从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是多少？
(2)如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
1.如图所示，用不变的拉力F 匀速拉动重为G 的物体A，使物体A 沿水平方向移动了一段距离s，在此过程中拉力F 做的功为( )
A. Fs
B. Gs
C. 2Fs
D. (G+F)s
2.(2020河北石家庄模拟)如图中，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动．如果在物体A上加一个水平向左的力F2拉动物体A，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升，2s内拉力F2所做的功是________J．(滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计)
3.(2020·浙江杭州市·九年级其他模拟)学校教室朝正南窗户的气窗，窗框长L=0.8米，宽D=0.5米，气窗的总质量为6千克，且质量分布均匀。

某同学用一根撑杆将气窗撑开，使气窗与竖直墙面成37°角，并且撑杆上端与窗面相垂直，撑杄下端在窗口的下边沿，不计撑杆重，如图所示。

现有股迎面吹来的水平南风，设其风压为p=50牛/米2。

已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10牛/千克)
试求：(1)气窗窗面受到的风的压力大小为______牛；
(2)撑杆受到的压力大小为______牛；
(3)在无风的日子里，不考虑摩擦阻力，则把此气窗推开37°角至少需做功大小为______焦。

4.(2020·湖南省湘西州)下图几种情景中，人做了功的是()
A. 人推车没有推动
B. 搬而未起
C. 物体在绳子拉力的作用下升高
D. 提着滑板在水平路面上前行
5.(2020·黑龙江牡丹江市·九年级二模)（多选）如图所示的滑轮组，用400N的拉力在10s内匀速提起重600N的重物，物体上升了1m。

忽略绳重及摩擦，关于这过程，下列说法正确的是()
A．绳子自由端向下移动2m B．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
C．拉力做的功为800J D．滑轮组的机械效率为80%
6.(2020·山东省青岛市)（多选）某建筑工地上，一台起重机10s内将重1.5×104N的物体匀速提升3m起重机吊臂上的滑轮组如图所示，滑轮组的机械效率为75%。

下列分析正确的是()
A. 拉力F的大小为7.5×103N
B. 有用功的大小为4.5×104J
C. 额外功的大小为1.5×104J
D. 拉力F的功率为6.0×103W
7.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题)如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm(不计绳重G和摩擦)，此过程克服物体重力做的功为______J，若动滑轮重10N，则F=______N。

8.如图，质量为10kg的物体放在水平桌面上。

(g＝10N/kg)求：
(1)物体所受重力大小；
(2)物体底面积为0.1m2，物体对桌面的压强大小；
(3)用20N的水平推力，使物体在桌面上移动0.5m，推力对物体做的功。

9.(2019•山西)小明利用“3D”打印机，打印出和自己大小一样的“自己”模型，但质量只有自己的1/10，这个模型的密度是小明密度的。

小明把模型从一楼搬到二楼教室克服模型重力做功J。

10.(2021·重庆中考真题)2020年12月8日，中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。

体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。

(1)求火车的平均速度；
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。

11.(2021·山东临沂市·中考真题)2021年3月24日，临沂市获得2020年山东16地市经济社会发展综合考核一等奖，同时还获得打赢污染防治攻坚战等单项奖励。

绿化喷洒车对城区道路的卫生清洁保持工作功不可没。

如图所示的绿化喷洒车空载时的质量为6t，罐体有效容积为8m3，该喷洒车从水源地装满水后，沿平直公路以15m/s的速度匀速驶向距离2.7km的目的地，行驶过程中喷洒车受到的阻力为1.5×104N，车轮与地面的总接触面积为0.4m2，g取10N/kg。

求喷洒车从水源地到目的地：
(1)所用的时间；
(2)牵引力所做的功；
(3)对水平地面的压强。

1.(2020·河南南阳市·八年级期末)关于做功，下列说法正确的是()
A．运动员举着杠铃不动时，人对杠铃的支持力做了功
B．扛着一桶纯净水上楼时，人对水桶的支持力做了功
C．拉着拉杆箱在水平地面上行走时，地面对拉杆箱的支持力做了功
D．篮球离开手后继续在空中飞行的过程中，运动员对篮球做了功
2.(2020年襄阳市)如图所示，斜面长5m，高3m。

小强用绳子沿斜面将质量为20kg的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为150N，绳重不计。

则木块与斜面间的摩擦力为______N(g取10N/kg)。

3.一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，拉力F对物体做的功为()
A．0J B．1J C．10J D．50J
4.(2020年孝感市)（多选）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱，货箱20s内匀速上升4m，工人所用拉力F为400N(不计绳重和摩擦)，则()
A. 人拉绳子的速度为0.2m/s
B. 动滑轮的重力为300N
C. 此段时间内，拉力F做功为3600J
D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5×104Pa
5.(2020•重庆模拟)如图所示，重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，动滑轮重为2N，重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s，2min后，物体B着地，以下说法正确的是()
A．物体A受到的摩擦力为3N
B．1min内拉力对物体A做功为36J
C．2min内B物体的重力做功为144J
D．若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动，则F＝8N
6.(2020·湖北省咸宁市)如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动｡若该同学上半身的质量约为全身质量的3/5，则她上半身的重力约为___N。

她在一段时间内做了40个仰卧起华，每次时起上半身重心上升的距离均为0.3m，则她在这段时间克服重力做的功约为_____J。

7.（2019·四川眉山）如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力，的作用，其F–t和v–t图像分别如图乙和图丙所示。

由图像可知，9~12s内，推力对物体做功____J；t=2 s时，物体受到的摩擦力是_____N。

8.(2020·湖北省襄阳市)如图所示，斜面长5m，高3m。

小强用绳子沿斜面将质量为20kg的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为150N，绳重不计。

则木块与斜面间的摩擦力为______N(g取10N/kg)。

1.如右图所示，某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m，所用的拉力是400N。

下列说法正确的是
A. 机械效率是80%
B. 有用功是1800J
C. 额外功是300J
D. 总功是2100J
9.(2021·浙江嘉兴市·中考真题)健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。

如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。

锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动
作。

(1)握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变，现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向
_______(选填“左”或“右”)移；
(2)小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多
少焦 (________)
(3)小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。

若获得能量的10%用于握力做功，则消耗
这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作? (________)
10.(2021·湖南长沙市·中考真题)总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业。

如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效。

求：
(1)作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程；
(2)作业平台用104N的支持力将货物竖直缓慢举高10m，支持力对货物所做的功；
(3)质量为3150kg的作业平台上装有850kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04m2，此时作业平台对水平地面的压强。

(取g=10N/kg)
11.(2021·内蒙古·中考真题)某轿车在平直公路上行驶的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。