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1、物理题第十五章 功和机械能一、功课前预习1、做功的两个必要因素： 和 。功的计算公式： 。2、重力为100N的物体，受到50N的水平拉力，在水平面上以0.2m/s的速度匀速前进了5m，则重力做功为 J，拉力做功为 J。3、使用简单机械时，省力一定费 ，费力一定省 ，既省力又省 的机械是不存在的，所以使用任何机械都不省功。4、一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（ ）A粗糙面做功较多 B在光滑面做功较多C两次做功一样多 D无法比较5、晓亮同学从地面走上长10m，高6m的坡顶，估计他克服重力做的功为

2、（ ）A3000W B3000JC5000J D5000W知识精讲新知1 功（1）功的概念：在物理学中，把力和力的方向上移动的距离的乘积称为功。（2）做功：如果一个力作用在一物体上，使得该物体在这个力的方向上移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。如果一个物体在力的作用下动能或势能发生了变化，我们也说力对物体做了功。（3）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离，二者缺一不可。【例1】 下列关于力做功的说法，正确的是（ ）A人提着箱子站在地面上不动，手的拉力对箱子没有做功B人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功C汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受

3、的重力对汽车做功D过山车向下运动的过程中，车上乘客所受的重力对乘客没有做功解析 做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体沿着这个力的方向上移动的距离，这两个因素缺一不可，综合分析可知，B、C、D选项错误，只有A选项说法正确。答案 A举一反三：1、如图15-1-1所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想，你认为合理的是（ ）A文具盒所受重力对它做了功 B文具盒所受支持力对它做了功C文具盒所受的推力F对它做了功 D在此过程中没有力对文具盒做功2、如图15-1-2所示的几种情形中所提到的力没有做功的是（ ）A甲：物体在绳子拉力作用下升高B乙：静止的小

4、车在拉力使用下运动起来C丙：汽车在刹车阻力的使用下速度降低D丁：人用车搬石头，石头不动。新知2：功的计算力做功的大小取决于施加在物体上的力的大小和物体在力的方向上移动的距离。功=力力的方向上移动的距离，W=Fs。力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是“牛米”，我们把“牛米”定义为“焦耳”，简称“焦”，即1焦=1牛米。注意：利用W=Fs计算功时，首先要明确题中要你求的是什么力对物体做功，即明确公式中的F是哪个力；其次要注意s应和F相对应，代入公式中的s必须是物体在力F的方向上移动的距离，千万不能“张冠李戴”。【例2】 某人用50N的水平推力推动重100N的箱子，在水平地面上前进10m，求此人

5、对箱子做的功。解析 如果按W=Fs=100N10m=1000J计算，其运算结果是错误的，因为100N是箱子的重力，方向竖直向下，而箱子并没在在竖直向下的方向上移动距离，可见重力没有做功，而人对箱子的推力（50N）对箱子做了功，其大小为W=Fs=50N10m=500J答案 500J举一反三：用如图15-1-3所示的动滑轮匀速起重为40N的重物，使其升高1m，则拉力F所做的功为多少？（不计滑轮重、绳重和摩擦）新知3：功的原理使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫功的原理，功的原理适合于任何机械，人们使用机械虽不能省功，但可以省力，或者省距离

6、，这就是人们使用机械得到的好处。例如，如果直接用手把重量为G的物体提升h，则人手做的功为Gh；如果使用动滑轮的话，要把物体提升h，则手只要用车G/2就可以了，但是此时手移动的距离为2h，所以在使用动滑轮后人手做的功是G/22h=Gh，与不用动滑轮时人手做的功相同因此使用机械并不省功，但可以省力或省距离。【例3】 关于功的原理，下列叙述正确的是（ ）A使用滑轮可以省功 B使用杠杆可以省功C使用斜面可以省功 D使用简单机械可以省力，但都不省功解析 根据功的原理可知，使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的或，即使用任何机械都不省功。答案 D举一反三：将同一物体沿不同斜面从底端推到顶

7、端，如图15-1-4所示，不计摩擦，人对物体做的功W1与W2的关系是（ ）AW1=W2BW1W2CW1F乙BF甲F乙CF甲=F乙D条件不足，无法判断解析 计算公式W=Fs，当物体移动相同的距离时，受到的拉力越大，做功越多，由题图可知，当横坐标相同：即距离相同时，甲做的功较多，因此F甲较大。答案 A2、（同类拷贝中考预测）图15-1-6中是一个两面光滑的斜面，大于，同一个物体分别是AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则（ ）AFA=FB，WA=WBBFAFB，WA=WBCFAFB，WAFB，WAWB同步训练A卷（基础演练）一、选择题1、林雨同学将

8、掉落在地面的物理课本捡起来放在课桌上，他对课本所做的功最接近于（ ）A0.02J B0.2JC2J D20J2、下列说法中，正确的是（ ）A乘电梯上楼的人克服重力做了功B走楼梯上楼的人没有克服重力做功C头顶重物在水平道路上行走的人克服重力做了功D工人推车在光滑的水平冰面上匀速前进，工人对车做了功3、对于机械做功，下列说法中正确的是（ ）A省距离的机械一定费力，但可以省功B省力的机械一定费距离，但可以省功C省力的机械一定费距离，但不省功D省距离的机械可以省力，但不省功4、大伟同学用一个距离手3m的高空定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮下方沿水平方向移动4m，如图15-1-7所示，若不计绳重和摩擦

9、，他至少做了多少功？A200JB300JC400JD500J5、如图15-1-8所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F使用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动，此时弹簧测力计的示数是8N，如果滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不考虑，那么物体A与水平面间的摩擦力及2s内F所做的功分别为（ ）A8N，32J B16N，32JC8N，64J D16N，64J6、一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m，在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（ ）A3000J B500JC150J D0J7、用一水平推力使重为800N的小车在水平道路上前进了10m，当撤去

10、推力后，物体又前进了2m，如图15-1-9所示，若推力对小车做的功为400J，则推力大小为（ ）A400N B200NC40N D33.3N8、一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，在下图中，能反映恒力所做的功与时间的对应关系是（ ）二、填空题9、掷空心球是我市初中生体育测试项目之一，某同学将质量为2kg的实心球从地上拿起，用双手举高2m后用力抛出，球恰好落在9分线上，在举高过程中该同学克服实心球的重力做功 J（g取10N/kg）。10、重50N的物体在15N的水平推力使用下沿水平路面前进了4m，推力对物体做的功是 J，当推力撤消后，该物体由于惯性又前进了1m，在这个过程中，推力对物体做

11、的功是 J。11、图15-1-10是2008年北京奥运会射击运动员射击比赛的图标，该图标生动地说明运动员要想击中靶心，都要闭上一只眼，然后让另一只眼和枪上的准心、靶心在同一直线上，这是利用了 的原理；如果枪膛长30cm，火药在枪膛内对子弹的推力是100N，子弹离开枪膛后前进了50m，则火药对子弹所做的功是 J。12、物块A在滑轮组的使用下，10s内沿水平地面匀速移动了1m，拉力F的大小如图15-1-11所示，不计绳和滑轮重，拉力F所做的功是 J。13、如图15-1-12所示，某工人用两种方法将同一个装有水的容器从地面搬到车上。（1）用甲图所示的方法，此工人对容器做的功为 J；用乙图所示的方法，

12、此工人对容器做的功为 J。（2）通过上述计算，你发现使用斜面这类简单机械做功时，遵循的规律是 。B卷（巩固提高）三、计算题14、一辆重为6104N的汽车以10m/s的速度匀速驶上一个长为500m的斜坡，已知汽车的牵引力为4.8103N，求：（1）汽车从斜坡底端到达顶端所需时间。（2）汽车牵此力所做的功。15、为办好2010年亚运会，广州市兴建了大型体育场，施工人员用挖掘机开挖地基，挖掘机每次可将0.8m3体积的泥土举高3m，再水平移动5m倒入卡车货箱，此过程中挖掘机对泥土做了多少功？（泥土密度为1.5103kg/m3，g取10N/kg）16、如图15-1-13所示的水平地面上，一个底面积为0.

13、16m2、重为4000N的物体，在2000N的水平推力作用下，8s内匀速前进了10m，求：（1）推物体前进的速度是多大？（2）物体在运动过程中受到的摩擦力是多大？（作出推力的示意图）（3）推力在这8s内对物体做了多少功？（4）物体对地面的压强是多大？四、综合能力题17、有一次李明问王刚：“我在公路上推一辆质量是200kg的小车，匀速前进了20m，我做了多少功”还没等李明说完，王刚就做出了答案：“4000J”。李明说：“王刚你算错了”。王刚不服气地争辩道：“不会错的！根据公式W=Fs，你用力推200kg的车，使车移动了20m，做功当然是200kg20m=4000J”.阅读完上述材料，请你分析一下

14、，看一看王刚同学说的是否对，为什么？二 机械效率课前预习1、利用机械做功时，必须做的功叫 ，不需要但又不得不做的功叫 ，两者之和叫 。2、有用功500J，总功600J，则额外功是 J。3、建筑工地上起重机提起装有水泥浆的手推车时，提 所做的功是有用功，提 所做的功是额外功。4、 跟 的比例称为机械效率，使用机械时，由于存在额外功，因此所做的有用功必须 总功，机械效率必须 1（后两空填“大于”“小于”或“等于”）5、使用机械效率高的机械，一定（ ）A省距离 B省时间C省力 D有用功占总功的比例高6、用动滑轮将200N的物体提到5m高的楼上，绳端的拉力是105N，那么有用功是 J，额外功是 J，总

15、功是 J，机械效率为 ，名师导学知识精讲新知人：有用功、额外功、总功有用功：有用功可理解为一种“目的”功。例如，用滑轮组匀速提升重物时，使用机械的目的是提高重物，那么克服物体的重力做的功是有用或，即W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，使用机械的目的是水平移动重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即W有用=fs。额外功：指对人们无用但又不得这额外做的或，即克服机械自重和自身部件的摩擦而做的功，由于机械自重和摩擦总是存在的，因而额外或是不可避免的，对任何实际的机械总有W额外0。总功：总功是人们使用机械时动力总共做的功，这其中既有通过机械克服物体阻力做的有用功，又有

16、克服机械自身重力和摩擦做的额外功，所以有用功、额外功和总功的关系是W总=W有用+W额外。注意：计算有用功时，要注意结合实际情况来判定，例如用水桶从井中提水时，水桶掉进井里，从井里捞桶时，这两种情况下的有用功就不用。【例1】 小刚用力将一桶水从井里提上来，他对 做的功是有用或，对 做的功是额外功。解析 小刚的目的是将水从井里提上来，所以他对水做的功是有用功，要想将水从井里提上来又不得不用桶，因此对桶做的功是额外功。答案 水 桶举一反三：在“学雷锋，见行动”的活动中，小明坚持每天给孤寡老人王奶奶挑水，有一次在井边提水时，小明不小心将水桶掉到井里去了，他设法将水桶捞了上来，在“提水”和“捞桶”这两个

17、过程中，下列说法正确的是（ ）A用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功B用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是总功C桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功D桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功新知2：机械效率（1）机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率，用表示。机械效率=（有用功总功）100%，即=（W有用W 总）100%说明：三种功的计算方法及关系：W总=Fs，W有用=Gh（适用于利用机械沿竖直方向提升重物），W有用= Fs物（适用于利用机械沿水平方向移动物体），W额外=W总W有用；任何实际机械的机械效率F2，1=2BF1F2，12C

18、F1F2，1=2DF12方法规律本节学习的是机械效率的相关问题，要明确：有用功：W有用=Gh；总功：W总=Fs；机械效率：=W有用/W总= Gh/ Fs；应用时的一般思路是：首先搞清机械的结构，其次要明确有用功、额外功和总功，最后进行机械效率的确定。点击中考【例1】 （2011 芜湖）在“探究有哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用图15-2-5所示装置测得了四组数据，如下表所示。实验次数钩码重G/N钩码上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm1321.262351.2163381.22643101.230（1）前3次实验中，第 次数据明显出现错误，应当剔除。（

19、2）第4次实验中，有用功是 J，总功是 J，滑轮组的机械效率为 。（3）根据以上信息，请判断：该小组设计这4次实验的目的是探究滑轮组的机械效率与 是否有关。解析：（1）从图中可知承担总重的绳子股数为3股，在第3次实验中，测力计移动的距离S=38=24cm。（2）在第4次实验中，有用功W有用=Gh4=3N0.1m=0.3J，总功W总=F4S4=1.2N0.3m=0.36J，滑轮组机械效率=W有用/W总100%=0.3J/0.36J100%83.33%。（3）在这四次实验中，只改变钩码上升的高度，故该小组设计的这四次实验的目的是探究滑轮组的机械效率与钩码上升的高度是否有关。答案（1）3 （2）0.

20、3 0.36 83.33%（3）钩码上升的高度1、（同类拷贝中考预测）如图15-2-6所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，物体重为5.4N。（1）实验时要竖直向上且 拉动弹簧测力计，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图15-2-6所示，是 N，则滑轮组的机械效率是 。（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将 （填“增大”“减小”或“不变”）（不计摩擦）【例2】（2011潍坊）小红家在装修房子，她设计了如图15-2-7所示的搬运方案，帮助工人师傅将沙子、水泥等材料运到四楼阳台，四楼阳台到地面的距离为9米，若工人用500N的力将重为800N的材料提到四楼阳台，他做的有用功是 J

21、，该装置的机械效率= 。解析 W有用=Gh=800N9m=7200J；绳子自由端移动的距离s=2h=29m=18；W总=Fs=F2h=500N18m=9000J；=W有用/W总=7200J/9000J=80%。答案 7200 80%2、（同类拷贝中考预测） 为了将放置在水平地面上，重为100N的重物提到高处，小明同学设计了图15-2-8所示的滑轮组装置。当小明用图15-2-9甲所示随时间变化的竖直向上拉力F拉绳时，重物的速度V和上升的高度h随时间变化的关系图象分别如图15-2-9册和15-2-9丙所示，若重物与地面的接触面积S=510-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求

22、：（1）在1-2s内，拉力F做的功W。（2）在0-1s内，重物对地面的压强P。【例3】（2011苏州） 如图15-2-10所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。下表是提升物体时采集到的信息：物重G/NOA/mOB/mA端上升的高度h/mB端下降的竖直距离s/m400.80.40.20.1（1）若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小。（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。解析（1）不计杠杆自重和摩擦，由平衡条件可知：FOB=GOA，F=80N。（2）拉力做的总功W总=Fs=90N0.1=9JW有用=Gh=8J=W有用/W总=8J/9J=88.9%。答案：（1）80N （2）88.9%3、（同类拷贝中考预测）图15-2-11是小枫探究影响斜面机械效率因素的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿着不同的斜面匀速向上运动，实验测量的数据如下表。实验次数斜面倾角斜面材料物重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有用/J总功W总/J机械效率120木板50.273.50.81.352.8048.2%230木板50.404.30.82.003.4458.1%340玻璃50.514.20.82.553.3675.9%440