物理测试题功.docx
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物理测试题功
功的复习
要点剖析：
1、怎样理解物理学中“功”的意义；
物理学中的“功”跟日常生活中的“做工”或“工作”的含义不同。
在物理学中，做功是指两个因素同时存在的物理过程，这两个因素是：
物体受力的作用和物体沿力的方向通过一段距离，这两个因素缺一不可。
根据做功的两个必要因素可知：
下列三种情况下没有做功：
（1）物体受到力的作用，但没有沿力的方向通过一段距离。
例如：
用力推车，车没有被推动，推力对车没有做功。
人举着重物不动时，举力没有做功。
（2）物体移动了一段距离，但没有受到力的作用，例如：
物体由于惯性而运动。
一个沿水平光滑的桌面匀速运动的木块，在水平方向上没有受到动力和阻力，因而没有力对运动的木块做功。
（3）物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直。
例如：
手提水桶，沿水平方向移动。
水桶受到竖直向上的拉力。
水桶在水平方向上移动，竖直高度不变；水桶移动的方向跟拉力的方向垂直。
竖直向上的拉力对水桶没做功。
力和功是实质不同的两个概念。
从以上分析可以看出：
在做功过程中，一定有力的作用。
但是有力作用在物体上这个力不一定做功，功是力对位移的积累。
2、关于对功率概念的理解：
功率是表示物体做功快慢的物理量，学习功率的概念，可以跟运动学中速度的概念相对照、比较。
速度是表示物体运动快慢的物理量，物体的速度大，表示物体运动的快，但不一定运动的路程就长；而通过路程长的物体，也不一定运动的快。
速度大，是指单位时间内通过的路程长。
速度和路程是两个不同的概念。
功和功率同样是两个不同的概念。
做功多，不一定做功就快，反之，做功快，不一定做功就多。
功率大，表示单位时间内做的功多。
功率跟做功多少和时间两个因素有关。
由P=W/t可知，相同时间内做功多的，功率大；做相同多的功，时间少的，功率大。
因为，W=F·S，所以，P=W/t=F·（S/t）=F·v
物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。
在功率P一定时，力F与速度v成反比。
当汽车上坡时，司机采用换档的方法，减小速度，以获得较大的牵引力。
3、怎样理解机械效率的概念：
机械效率是反映机械性能的物理量。
它是有用功与总功的比值。
因为总功等于有用功与额外功之和。
即有用功只占总功的一部分。
显然，有用功所占比例越大，机械对总功的利用率就越高。
这个机械的性能就越好。
在物理学中，用机械效率来表示机械对总功利用率的高低。
η=W有用/W总=W有用/（W有用+W额外）
当总功一定时，机械所做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。
当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率就越高。
当额外功一定时，机械所做的总功多，或有用功多，有用功在总功中占的比例大，则机械效率就高。
说明：
（1）机械效率总小于1，且机械效率无单位。
因为，W有用总，所以一定有，η<1，
因为，η=
有用功与总功单位约掉，故，η无单位。
在计算机械效率的过程中，若算出机械效率大于或等于1，或有单位，则肯定有理解或计算的错误。
（2）机械效率由总功，有用功两个因素决定。
（3）如何判断有用功，额外功和总功
在求某一机械的机械效率时，一定要区分出有用功和总功，一般来说：
人或其它动物对某一机械所做的功是总功。
该机械对它的工作对象所做的功是有用功。
额外功是克服无用阻力所做的功。
机械在做功过程中，除克服有用阻力外还不得不克服其它的力做功。
例：
用动滑轮提升砂子时，滑轮的自重，桶或口袋的重力以及滑轮跟轴之间的摩擦力，均为无用阻力，克服这些力所做的功是不需要而又不得不做的功。
典型例题解析：
例1、在水平地面上，将重15N的物体沿水平方向推动5m，所用的推力是4N，撤去推力后，物体又前进了0.5m才停住。
求：
（1）推力做的功？
（2）重力做的功？
分析与解：
本题考查的是对做功的两个必要因素的理解及是否会在实际问题中计算力对物体所做的功。
物体的运动方向跟推力方向一致，但跟重力方向垂直，所以推力做了功，重力没做功。
计算推力做功时，推力，物体在推力作用下沿推力的方向通过5m距离，所以，推力做的功W=F·S=4N×5m=20J，重力做功W'=0。
说明：
（1）推力撤去后，物体又前进0.5m，这一段路程中推力为0，因此没有推力做功。
（2）题目中给出的木块重15N是多余条件。
如果概念清楚，就能排除多余条件的干扰。
例2、一台机车的功率是2×103kW，以72km/h的速度牵引列车沿水平路面匀速前进。
求：
（1）10min内机车做了多少功？
（2）列车受到的阻力多大？
分析与解：
（1）由公式P=W/t可以得出W=P·t，题目中已知功率P=2×103kW=2×106W，时间t=10min=600s。
所以，机车做的功W=P·t=2×106W×600s=1.2×109J
（2）因为，列车是匀速行驶，处于平衡状态。
所以，列车受到的阻力与牵引力是一对平衡力。
即：
牵引力F=f（阻力）
根据功的计算公式W=F·s，可得：
F=
，在功W已知的条件下，求出s即可求出牵引力F。
因为，车速，时间t=10min=600s
所以，距离s=vt=20m/s×600s=1.2×104m
阻力f=F=
=105N
答案：
10min内机车做功为1.2×109J，列车受到的阻力大小为105N。
说明：
本题的另一种解法是：
先求列车受到阻力，然后再求10min内机车做的功。
因为，P=Fv，所以，F=P/v=
=105N
由于列车做匀速运动，故它受到的阻力f=F=105N
10min内机车做的功，W=P·t=2×106W×600s=1.2×109J
例3、用动滑轮把重200N的水泥浆提到5m的平台上，若桶及滑轮共重20N，不计摩擦，
求：
（1）有用功？
（2）额外功？
（3）总功？
（4）机械效率？
解析：
（1）有用功W有用=G物h=200N×5m=1000J
（2）额外功W额外=（G桶+G轮）h=20N×5m=100J
（3）总功W总=W有用+W额外=1000J+100J=1100J
（4）机械效率η=W有用/W总=1000J/1100J≈91%
例4、一台功率是8kw的水泵，把10m3的水从水库抽到高出水面5m的水渠内所用时间为98s，求：
抽水机的效率？
分析与解：
已知：
抽水机的总功率P总=8kW=8×103W，做功时间t=98s
抽水机所做的总功：
W总=P总t=8×103W×98s=7.84×105J
抽水机所做的有用功；W有用=Gh=mgh=ρ水V水gh=1×103kg/m3×10m3×9.8N/kg×5m=4.9×105J
抽水机的机械效率：
说明：
解本题的关键是识别水泵的功率就是总功率，将水抽到5m高处所做的功是有用功。
例5、用滑轮组把重720N的货物匀速提高1m，滑轮组的机械效率是60%，
求
（1）总功？
（2）额外功？
分析与解：
（1）已知滑轮的机械效率，先求出有用功W有用，再根据η=W有用/W总求总功。
有用功W有用=Gh=720N×1m=720J
机械效率η=60%=0.6
根据η=
得W总=
=1200J
（2）已知总功和有用功可根据W总=W有用+W额外
求出额外功W额外=W总－W有用=1200J－720J=480J
答案：
总功是1200J，额外功是480J。
巩固练习
1、判断题：
（1）有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就一定做了功（ ）
（2）功的原理只适用于无摩擦的理想机械，而不适用于实际机械。
（ ）
（3）雨点在空中下落时，没有任何力对它做功（ ）
（4）在动滑轮绳子的自由端加竖直向上的拉力是200N，重物被匀速提高5m，则动滑轮提升重物做的功是1000J（ ）
（5）当W额外=216J，W总=360J时，η=60%（ ）
（6）做功越快的机械，它的效率就越高（ ）
2、用动滑轮匀速提升重12N的物体，所用的拉力F=8N，物体在2s内上升了0.2m，则拉力F的功率是________W，该动滑轮的机械效率是_________。
3、用定滑轮将一个重60N的物体匀速升高，物体上升的速度是0.4m/s，则拉力F的大小是_______N，在5s内拉力对物体做的功是________J？
（不计绳重和轮间的摩擦）
4、某工人用动滑轮将重600N的物体沿竖直方向匀速提升4m，拉力的功率为75W，若不计摩擦和动滑轮重，绳子自由端移动速度是________m/s。
5、一台起重机在10min内把重6×106N的物体送到10m高处，则起重机的功率是________kW。
练习答案：
1、
（1）×
（2）×（3）×（4）×（5）×（6）×
2、1.6，75%
3、60，120
4、0.25
5、100
测 试
1、起重机用钢绳起吊重G=500N的货物，先沿竖直方向将重物匀速提高s1=10m，再沿水平方向将重物匀速移动s2=8m。
起重机对重物共做功为_______×103J。
2、如图所示，将同一个物体分别沿光滑斜面AB、AC匀速推到顶点，若沿AB斜面推物体所用力为F1，沿AC斜面推物体所用力为F2，则F1______F2，F1所做功为W1，F2所做功为W2，则W1______W2。
3、有一水泵，它的电动机功率为540kw，能在2h内从75m深的地方抽出200m3的水，则这台水泵的效率是 。
4、在下述的情况中，正确的是（ ）
①乘电梯上楼的人克服重力做了功
②沿楼梯走上楼的人克服重力做了功
③头顶重物在水平道路上行走的人克服重力做了功
④工人推车在平直道路上前进，工人对车做了功
A、①、②正确 B、②、③正确
C、③、④正确 D、②、④正确
5、一个物体重100N，在水平推力F=10N的作用下，在水平面上前进了50m，在撤去推力F后，物体又前进了25m，则推力做功为（ ）
A、5000J B、500J C、750J D、5500J
6、关于机械效率的说法，正确的是（ ）
A、机械效率越高的机械越省力
B、机械效率越高的机械越省功
C、机械效率越高的机械，额外功在总功中所占的比例越少
D、机械效率越高的机械，做功越快
*7、有甲、乙两台机械，功率P甲>P乙，效率η甲<η乙，下列说法正确的是（ ）
A、在相同的时间内，乙机械做的功多
B、做相同的有用功，甲用的时间少
C、甲机械中的摩擦比较大
D、甲机械的输出功率和输入功率之比小于乙机械的输出功率和输入功率之比
8、关于简单机械，下列哪种说法是正确的？
（ ）
A、简单机械能省力，但不能省功
B、费力的简单机械，一定省功
C、简单机械可以省力，且省距离，但不省功
D、只有费力不省距离的简单机械才省功
测试题答案：
1、
答案：
5
提示：
起重机对重物所做的功，就是钢绳对重物所做的功，这一做功过程分为两个阶段，第一阶段是沿竖直方向匀速提升货物。
因为钢绳拉物体匀速提高，所以F=G，力F对物体做功W1=Fs1=Gs1=500N×10m=5×103J，在第二阶段是沿水平方向移动的，钢绳的拉力仍为F=G，但货物是在水平面内移动的，对拉力F来说，没有在其方向通过距离即W2=0
钢绳整个过程中所做的功W=W1=5×103J
2、
答案：
< =
提示：
因斜面是光滑的，根据功的原理可知，不论物体沿AB，还是沿AC，升高相同的高度，所做的功相等，都等于Gh，G为物重，h为斜面的高度。
又根据W=Fs可知，在做功相等时，由于AB>AC，所以，F1 3、
答案：
38%
提示：
水泵把200m3的水，从地下深75m的地方提到地面上，它所做的功就是有用功，而水泵的电动机功率与做功时间乘积就是总功，然后由h=W有/W总求出这台水泵的效率。
由此可见，关键区分W有和W总。
∵G=mg ρ=m/V
∴G=ρgV=1×103kg/m3×9.8N/kg×200m3=1.96×106N
W有=Gh=1.96×106N×75m=1.47×108J
W总=Pt=54×104w×7200s=3.9×108J
η=38%
4、
答案：
D
提示：
作用在物体上的力，与物体在力的方向上通过的距离这两个做功的因素缺一不可，乘电梯上楼的人，人虽然移动了距离但由于并没有用力，所以人没有做功；头顶重物在水平道路上行走的人，虽然施加了力，但重物没有在人施力的方向上运动，对重物也没有做功；沿楼梯走上楼的人、工人推车在平直道路上前进，既施了力，又在施力的方向上通过了距离，所以都做了功，选D正确。
5、
答案：
B
提示：
重G=100N的物体，在水平推力F的作用下，沿水平前进时，对其受力分析可知，它共受四个力的作用，水平推力F，与F相反方向的摩擦力，竖直向下的重力，竖直向上的支持力，根据做功的两个必要因素。
四个力中只有水平推力和摩擦力做了功，用功的计算公式W=Fs即可求出，要注意的是物体在水平推力F作用下移动的距离s=50m，后来的25m距离，是撤掉了推力F，物体由于惯性前进的，在这25m距离上，推力没做功。
6、
答案：
C
提示：
从机械效率的定义可知，机械效率是有用功跟总功的比值。
这说明，用这台机械时有用功成份在总功中占有的百分比，所以，机械效率的意义就是机械对总功的利用程度，它是标志机械性能优劣的重要参数之一。
机械效率高，机械对总功的利用程度越高，额外功占总功的比例就越小，有用功占总功的比例越大，机械效率大小与做功的多少、快慢无关，效率高的机械做功不一定快。
机械效率与力之间也没有必然的联系，省力机械，效率可能很低，费力的机械，机械效率也可能很高，所以我们使用机械主要目的是为了省力或方便，更绝不会省功，因此只有C是正确。
7、
答案：
D
提示：
根据P=W/t和h=W有/W总可知：
时间相同时，甲机械做功W甲=P甲t，乙做功W乙=P乙t，因为P甲>P乙，t相同，有W甲>W乙，甲做功多；做相同的有用功，输入甲机械的功应当多，因为P甲>P乙，W=Pt，做功相同时，甲时间短些，要做相同有用功只知道h甲乙，P甲>P乙，无法求出t甲，t乙谁大；甲的机械效率低，由于不知总功大小，也就不能确定哪个机械额外功多；即使总功相同时，甲机械所做的额外功比较多，机械所做的额外功与很多因素有关，克服摩擦所做的功是额外功，但额外功不只是克服摩擦所做的功；对机械来说：
W总=W入，机械输出的功是对物体有用功，由功与功率关系知W总=W入=P入t，W有=P出t。
输入功时间与输出功的时间相同，则：
h=P出/P入，即机械效率等于机械输入功率与输出功率比值。
8、
答案：
A
提示：
功的原理告诉我们，使用任何机械都不省功，凡违反这个原理的说法都是错误的，显然C、D两种说法本身就自相矛盾。
因为省力和省距离意味着省功，费力和不省距离意味着不省功，B显然错误。
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