第3課 功（原卷版）

功學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知道功的概念，理解做功的兩個(gè)必要因素；能夠判斷力在什么情況下做功及不做功；掌握功的定義、單位；能夠用功的定義式進(jìn)行計(jì)算做功的兩個(gè)必要因素；功的原理；002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、功功和力對(duì)物體做功的兩個(gè)必要因素：把與的乘積稱為機(jī)械功。公式：； 1J=1N?m 力對(duì)物體不做功的三種情況：有距離無(wú)力。如足球離開腳后在水平面上滾動(dòng)了一段距離，人對(duì)足球沒有做功；有力無(wú)距離。如兩名同學(xué)沒有搬起石頭，所以對(duì)石頭沒有做功；力與距離垂直。如搬著水桶水平移動(dòng)一段距離，此情況叫“垂直無(wú)功”。 功的原理：研究表明，使用簡(jiǎn)單機(jī)械可以省力但要費(fèi)距離，或者可以省距離但要費(fèi)力，即使用。*功是一個(gè)過(guò)程量，做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。功是能量轉(zhuǎn)化的量度。二、斜面斜面：當(dāng)斜面高度一定時(shí)，斜面越長(zhǎng)，越。斜面是一種可以省力的簡(jiǎn)單機(jī)械，但卻費(fèi)。6.當(dāng)斜面高度h一定時(shí)，斜面L越長(zhǎng)，越(即F越小)；當(dāng)斜面長(zhǎng)L相同時(shí)，斜面高h(yuǎn)越小，越省力(即F越小)；當(dāng)斜面L越長(zhǎng)，斜面高h(yuǎn)越小時(shí)，越省力(即F越小)。斜面應(yīng)用：、等。003探究提升知識(shí)點(diǎn)一：功的特點(diǎn)一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過(guò)了距離，二者缺一不可。理解判斷的依據(jù)：依據(jù)：做功的兩個(gè)必要因素。重點(diǎn)：抓住力作用在物體上是否有“成效”。常見的幾種看似做功而實(shí)際沒有做功的情況：(不勞無(wú)功，勞而無(wú)功)物體依靠慣性通過(guò)了一段距離，如推出去的鉛球，投擲出去的標(biāo)槍。有力作用在物體上，物體沒有移動(dòng)距離，如推而不動(dòng)，搬而未起。有力作用在物體上，物體也移動(dòng)了一段距離，但力的方向與移動(dòng)方向垂直或指向反方向。如：用手提著水桶水平運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車慢慢停下來(lái)?！咎骄恐攸c(diǎn)】一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。判斷一個(gè)力是否做了功，必須同時(shí)滿足功的兩個(gè)必要的條件，缺一不可，否則就沒有做功。不做功的三種情況：有力無(wú)距離（如圖（1）靜止在桌面上的茶杯，受到重力和桌面對(duì)它的支持力的作用）；有距離無(wú)力（如圖（2），小球在光滑的桌面上運(yùn)動(dòng)，小球不受力的作用力）、力和距離垂直（如圖（3）小球在光滑桌面上勻速運(yùn)動(dòng)，重力和支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直）?！纠}精講】（2023·北京朝陽(yáng)二模）如圖所示的實(shí)例中，力對(duì)物體做功的是（）A．人推小車在地面上勻速前進(jìn)B．舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴靜止不動(dòng)C．人搬石頭沒有搬動(dòng)D．叉車托著貨物在水平面上勻速移動(dòng)【鞏固訓(xùn)練】（2022·江蘇無(wú)錫河埒中學(xué)二模）為了記錄運(yùn)動(dòng)會(huì)中精彩的瞬間，學(xué)校邀請(qǐng)攝影師攜帶無(wú)人機(jī)來(lái)進(jìn)行航拍。如圖所示，當(dāng)無(wú)人機(jī)懸停在空中時(shí)，升力______（選填“大于”“等于”或“小于”）無(wú)人機(jī)的重力；當(dāng)無(wú)人機(jī)水平飛行時(shí)，升力對(duì)無(wú)人機(jī)______。（選填“做功”或“不做功”）知識(shí)點(diǎn)二：功的計(jì)算【探究重點(diǎn)】應(yīng)用功的計(jì)算公式W=Fs進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)：要明確是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體做功，或者是哪個(gè)施力物體對(duì)哪個(gè)受力物體做功。公式中的F是作用在物體上的力，公式中的s是物體在力的作用下“在力的方向上通過(guò)的距離”，即注意“F”和“s”的同體性和同向性，否則在計(jì)算功時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。W=Fs中的F是使物體沿著F方向移動(dòng)s距離過(guò)程中始終作用在物體上的力，其大小和方向是不變的。什么叫物體克服阻力做功：若物體在運(yùn)動(dòng)方向上受到一個(gè)與此方向相反的力F的作用，我們通常說(shuō)物體克服阻力F做了功。比如：在豎直向上，物體克服重力做功，功的大小為W＝Gh；在水平方向上，物體克服摩擦力做功，功的大小為W＝fs?！纠}精講】（2023·天津紅橋二模）如圖所示，水平地面上有一重為20N的物塊，在水平拉力F=5N作用下向右運(yùn)動(dòng)了10m，在這個(gè)過(guò)程中拉力F對(duì)物體做的功為___________J，重力做的功為___________J?！眷柟逃?xùn)練】（2022·陜西西安二模）長(zhǎng)安社火扎根生活，深受群眾歡迎，如圖為長(zhǎng)安馮村的社火表演，若以路邊的游客為參照物，車上的表演者是___________的，若車上表演者重力為300N，汽車載著表演者沿水平路面前進(jìn)10m，重力對(duì)人做功___________J。知識(shí)點(diǎn)三：杠桿與功【探究重點(diǎn)】注意杠桿阻力作用點(diǎn)移動(dòng)距離、動(dòng)力移動(dòng)距離對(duì)功計(jì)算的影響【例題精講】（2022·福建福州·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，質(zhì)量分布均勻的相同的兩塊磚平放在水平地面上?，F(xiàn)用始終豎直向上的力F1和F2分別作用在ab和cd的中點(diǎn)，使它們緩慢的豎直起來(lái)，且磚不在地面上滑動(dòng)。當(dāng)磚的邊ab、cd剛離開地面時(shí)F1___________F2；當(dāng)兩塊磚抬高至豎直位置時(shí)，F(xiàn)1、F2做功分別為W1、W2，則W1___________W2?！眷柟逃?xùn)練】(2020·江蘇蘇州市·九年級(jí)其他模擬)如圖，用一長(zhǎng)1m的輕質(zhì)杠桿OB提起一箱貨物。已知貨物質(zhì)量為5kg，懸掛點(diǎn)A距離O點(diǎn)20cm，拉力作用在B點(diǎn)，當(dāng)拉力F與豎直方向成60°角時(shí)，杠桿在水平位置平衡。(杠桿質(zhì)量忽略不計(jì)，g取10N/kg)求：(1)拉力F的大小；(2)緩緩提起杠桿，使B點(diǎn)上升30cm，此過(guò)程F做的功。知識(shí)點(diǎn)四：滑輪組與功公式：W=FsF是做功的力的大小，s是物體在動(dòng)力F的方向上通過(guò)的距離，它不一定等于物體實(shí)際移動(dòng)的距離。使用機(jī)械提升重物時(shí)，動(dòng)力做功可以使用公式W=Fs來(lái)計(jì)算，克服物體重力做功W=Gh。【探究重點(diǎn)】注意繩端拉力做功與對(duì)物體做功的區(qū)別【例題精講】用如圖所示的滑輪組將重為G的物體勻速提升了h，作用在繩上的拉力大小為F，則總功為________，額外功為_________，（用題中給出的物理量表示）【鞏固訓(xùn)練】(2021·廣東中考真題)用圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計(jì)繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，反映繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線是______(選填“A”或“B”)，動(dòng)滑輪重為______N，3s內(nèi)對(duì)物體做的有用功為______J。知識(shí)點(diǎn)五：斜面與功從斜面上滑下的物體，重力G對(duì)物體做功，物體在力的方向上移動(dòng)的距離是斜面高h(yuǎn)，而不是物體實(shí)際移動(dòng)的距離即斜面的長(zhǎng)，所以重力做的功是：W=Gh(省力的機(jī)械多移動(dòng)距離，費(fèi)力的機(jī)械省距離，總之任何機(jī)械都不省功，但使用機(jī)械可以給人們帶來(lái)方便)【探究重點(diǎn)】注意克服物體重力做功與拉力做功的區(qū)別【例題精講】（2021·甘肅蘭州·一模）如圖所示，一輛卡車車廂底板距地面1.5m高，工人把塊3m長(zhǎng)的鋼板AB搭在車廂底板上，構(gòu)成一個(gè)斜面。通過(guò)這個(gè)斜面，用F＝500N的力，把一個(gè)大木箱由B處勻速推到A處，總用時(shí)20s，已知木箱重為800N，工人推木箱過(guò)程中的功率為______W。木箱在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是______N?！眷柟逃?xùn)練】在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高機(jī)械效率有著重要的意義。小亮利用如圖裝置測(cè)斜面的機(jī)械效率：斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關(guān)，與物重?zé)o關(guān)。(1)保持斜面傾斜程度不變，可以采用________的方法減小摩擦，從而提高斜面的機(jī)械效率。(2)實(shí)驗(yàn)表明：額外功越小，總功越接近有用功；進(jìn)一步推理得出：假設(shè)沒有額外功，總功等于有用功；可見使用任何機(jī)械都________。00601強(qiáng)化訓(xùn)練以下吉祥物運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中涉及到的做功情況，下列敘述正確的是()排球比賽中，運(yùn)動(dòng)員擊排球的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員對(duì)排球做了功B．舉重比賽中，運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴不動(dòng)的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做了功C．射擊比賽中，子彈離開槍口以后，還在對(duì)子彈做功D．賽艇比賽中，運(yùn)動(dòng)員劃著賽艇在水平湖面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，賽艇的重力對(duì)賽艇做了功（2022·廣西桂林·一模）如圖所示，在水平方向的推力作用下，書桌沿水平方向移動(dòng)一段距離，下列說(shuō)法正確的是（）A．書桌所受重力做了功 B．書桌所受推力做了功C．書桌所受支持力做了功 D．沒有力對(duì)課桌做功（2022·湖南永州·統(tǒng)考二模）湘桂高速鐵路全長(zhǎng)約為720km，如果高速列車按200km/h的速度勻速行駛，則通過(guò)全程所需時(shí)間約___________h；若運(yùn)行中列車所受阻力為2×106N保持不變，則全程克服阻力做功為___________J。如圖甲所示，水平地面上的物體，受到方向不變的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的圖象分別如圖乙、丙所示．由圖象可知，0～3s內(nèi)，推力對(duì)物體做功J；t=5s時(shí)，物體受到的摩擦力是N．(2021·內(nèi)蒙古通遼·中考真題)抗擊新冠肺炎疫情期間，某市救護(hù)車轉(zhuǎn)運(yùn)患者集中隔離治療，該車配置了負(fù)壓裝置，負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)氣壓小于外界氣壓，將內(nèi)部空氣“吸入”排風(fēng)凈化裝置進(jìn)行處理，有效避免了病毒的傳播。某次轉(zhuǎn)運(yùn)病人時(shí)，救護(hù)車以的恒定功率在平直公路上勻速行駛，用時(shí)。請(qǐng)解答下列問(wèn)題：(1)救護(hù)車勻速行駛牽引力做的功；(2)救護(hù)車所受的阻力；(3)按照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)外氣壓差應(yīng)為之間。經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，該負(fù)壓倉(cāng)的面積上內(nèi)外氣體壓力差為18N，通過(guò)計(jì)算判斷負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)外氣壓差是否符合標(biāo)準(zhǔn)。（2023·廣東深圳二模）“引體向上”是一項(xiàng)克服人體重力做功的健身運(yùn)動(dòng)。如圖所示，該運(yùn)動(dòng)的規(guī)范動(dòng)作是：兩手正握單杠，由懸垂開始，上提時(shí)，下顎須超過(guò)杠面。已知小強(qiáng)同學(xué)的質(zhì)量為60kg，每次引體上升的高度為0.5m，雙手與杠之間的受力面積為0.01m2。ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg。求：（1）人體的密度跟水的密度差不多，根據(jù)小強(qiáng)的質(zhì)量估算一下他身體的體積；（2）兩手正握單杠，懸垂時(shí)手對(duì)單杠的壓強(qiáng)為多少？（3）某次體育課上，小強(qiáng)同學(xué)連續(xù)做了16個(gè)規(guī)范的引體向上動(dòng)作，在向上的過(guò)程中克服重力做了多少功？(2021·河南中考真題)電動(dòng)清掃車以其環(huán)保高效等優(yōu)點(diǎn)，在創(chuàng)建衛(wèi)生城市中大顯身手。圖為一電動(dòng)清掃車正在工作時(shí)的情景。(1)電動(dòng)清掃車的主要部件是電動(dòng)機(jī)，其工作原理是______；清掃過(guò)程中，駕駛員相對(duì)于清掃車是______(選填“靜止”或“運(yùn)動(dòng)”)的；(2)清掃車停在水平路面上，總質(zhì)量為800kg，清掃刷與路面不接觸，輪胎與路面總接觸面積為0.04m2，車對(duì)路面的壓強(qiáng)為多少？g取10N/kg；(______)(3)清掃車完成任務(wù)后，在平直道路上以5m/s的速度勻速直線行駛，經(jīng)10min到達(dá)垃圾處理站，行駛過(guò)程中車所受阻力大小恒為400N，則牽引力做的功為多少？(______)一物體在水平拉力F的作用下，沿力的方向以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)了4s，拉力F大小為5N，4s內(nèi)拉力F做的功為（）。A．1JB．3JC．2JD．4J如圖，小明沿水平地面推箱子，但箱子沒有移動(dòng)，此過(guò)程（）。A．小明對(duì)箱子沒有做功；B．重力對(duì)箱子做了功；C．小明對(duì)箱子的推力大于地面對(duì)箱子的阻力；D.箱子所受的重力與箱子對(duì)地面的壓力是一對(duì)平衡力(2021·四川瀘州市·中考真題)如圖，一個(gè)箱子靜止在水平地面，小聰用150N的水平拉力將箱子移動(dòng)了0.4m，小聰?shù)睦ψ龉開______J。待箱子靜止后，小明用80N的水平推力推這個(gè)箱子沒有推動(dòng)，小明的推力做功_______J，此時(shí)箱子受到地面的摩擦力為_______N。(2021·江蘇連云港市·中考真題)小明用20N的水平推力，將重為150N的購(gòu)物車沿水平地面向前推動(dòng)了10m，在此過(guò)程中，推力對(duì)購(gòu)物車做功___________J，支持力對(duì)購(gòu)物車做功___________J。某一型號(hào)的汽車質(zhì)量為5×103kg，輪胎與地面接觸面積為4×250cm2，在一段平直公路上用0.5小時(shí)勻速行駛了54km，車受到的阻力為車重的0.1倍．g取10N/kg.則該汽車的行駛速度為km/h，該汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)為Pa，該汽車牽引力所做的功為J。小明利用“3D”打印機(jī)，打印出和自己大小一樣的“自己”模型，但質(zhì)量只有自己的1/10，這個(gè)模型的密度是小明密度的。小明把模型從一樓搬到二樓教室克服模型重力做功J。（2023·四川成都二模）如圖甲所示，在2022年北京冬奧會(huì)冰壺項(xiàng)目中，若比賽用的冰壺質(zhì)量為18kg，底面積為240cm2，某次投擲時(shí)運(yùn)動(dòng)員用20N的水平力將冰壺從水平冰道的A點(diǎn)推至B點(diǎn)后放手，離手后冰壺繼續(xù)滑行至C點(diǎn)停止，如圖乙所示，（g＝10N/kg）求：（1）投擲過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰壺做的功；（2）靜止在C點(diǎn)的冰壺對(duì)水平冰道的壓強(qiáng)。（2022·江蘇南京二模）如圖所示，斜面與地面成30°，小明從斜面頂端A點(diǎn)靜止開始加速下滑至斜面底端B點(diǎn)，已知小明的重力為500N，在A點(diǎn)時(shí)小明對(duì)斜面的壓力為300N，斜面AB間的長(zhǎng)為10m，下滑時(shí)間為5s。求：（1）小明從斜面A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的平均速度？（2）小明從斜面A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中重力所做的功？（3）小明在A點(diǎn)時(shí)的受力面積為20cm2，他對(duì)斜面的壓強(qiáng)多大？下列過(guò)程中人對(duì)物體做功的是()A．冰壺離開手后在平滑的冰面上滑行B．愛心志愿者齊心協(xié)力推著受困車輛前行C．學(xué)生用力抱著一摞書不動(dòng)D．學(xué)生背著書包在水平路面勻速行走一物體受到5N豎直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)了10s，拉力F對(duì)物體做的功為()A．0J B．1J C．10J D．50J2019年4月23日，我國(guó)在青島附近?？沼蚺e行海軍建軍70周年海上閱兵。護(hù)衛(wèi)艦群首先接受檢閱的是質(zhì)量為4.0×103t的“臨沂”艦。如圖所示，該艦靜止在海面上時(shí)所受浮力為______N；水面下5m處的艦體受到海水的壓強(qiáng)為______Pa；它以40km/h的速度向前勻速航行時(shí)受到的阻力為1.0×106N，則航行2km的過(guò)程中動(dòng)力做功______J．(ρ海水=1.03×103kg/m3，g=10N/kg)(2020·江西省)（多選）如圖所示，將重6N的物體勻速拉高20cm，在此過(guò)程中，不計(jì)滑輪裝置自重、繩重和摩擦，以下說(shuō)法正確的是()A.繩子自由端被拉下1.2m B.繩子對(duì)地面的拉力為1NC.對(duì)物體所做的功為1.2J D.橫梁受到的拉力為9N某跳傘運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下，沿豎直方向降落，一段時(shí)間后打開降落傘，最后安全著地。已知運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備的總重力為700牛，跳傘過(guò)程中下降的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖甲所示。(1)圖甲中曲線OA段速度越來(lái)越大的原因是______；(2)圖乙是跳傘過(guò)程中部分階段的情景及受力示意圖，其中與圖甲曲線中CD階段對(duì)應(yīng)的是______；(3)計(jì)算運(yùn)動(dòng)員和跳傘設(shè)備的總重力在AB段所做的功______。(2020年襄陽(yáng)市)如圖所示，斜面長(zhǎng)5m，高3m。小強(qiáng)用繩子沿斜面將質(zhì)量為20kg的木塊由斜面底端勻速拉到頂端，拉力大小為1