2025年初中同步练习册八年级物理全一册沪科版湖南少年儿童出版社第218页答案
3. 如图所示,质量分别为 m,2m 的物体在相同力 F 的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离 s,力 F 做的功分别为 $W_{1}$、$W_{2}$、$W_{3}$,下列说法中正确的是(
A
)

A.$W_{1} = W_{2} = W_{3}$
B.$W_{1} = W_{2} > W_{3}$
C.$W_{1} = W_{2} < W_{3}$
D.$W_{1} < W_{2} < W_{3}$

答案

A

解析

【分析】
要判断力F做功的大小,需回忆功的计算公式:功的大小等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积,即$W = Fs$,功的大小只与力的大小和物体在力的方向上移动的距离有关,与接触面粗糙程度、物体质量、运动场景(水平面/斜面)等其他因素无关。
题目中三个物体受到的力都是相同的力$F$,且都沿着力的方向移动了相同的距离$s$,因此只需代入公式比较三者的功即可。
【解析】
根据功的计算公式$W = Fs$:
光滑水平面上,力$F$做的功$W_1 = Fs$;
粗糙水平面上,力$F$做的功$W_2 = Fs$;
粗糙斜面上,力$F$做的功$W_3 = Fs$。
因此$W_1 = W_2 = W_3$,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
功的计算公式
【点评】
本题考查功的计算,关键是要明确功的大小仅由力和力方向上的位移决定,不要被接触面粗糙程度、物体质量、斜面等无关因素干扰,抓住功的本质即可轻松解题。
【难度系数】
0.8
4. 如图所示,已知物体 A 和动滑轮的总重为 200 N,当物体 A 匀速升高 1 m 时,拉力所做的功为(绳子与滑轮的摩擦力,空气阻力忽略不计)(
B
)

A.100 J
B.200 J
C.300 J
D.400 J

答案

B

解析

【分析】
首先观察滑轮组,确定承担物体A和动滑轮总重的绳子段数$ n=2 $。由于题目中忽略绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力,拉力做的总功等于克服物体A和动滑轮总重做的功。可通过两种方法计算:一是直接利用功的原理,总功等于总重乘以物体上升高度;二是先计算拉力大小和绳子自由端移动距离,再利用$ W=Fs $计算总功,两种方法结果一致。
【解析】
方法一:利用功的原理计算
已知物体A和动滑轮的总重$ G_{总}=200\ \mathrm{N} $,物体上升高度$ h=1\ \mathrm{m} $,忽略摩擦和空气阻力,拉力做的总功等于克服总重做的功:
$W = G_{总}h = 200\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} = 200\ \mathrm{J}$
方法二:通过拉力和移动距离计算
1. 由图可知,滑轮组中承担总重的绳子段数$ n=2 $;
2. 计算拉力大小:$ F = \frac{G_{总}}{n} = \frac{200\ \mathrm{N}}{2} = 100\ \mathrm{N} $;
3. 计算绳子自由端移动的距离:$ s = nh = 2 × 1\ \mathrm{m} = 2\ \mathrm{m} $;
4. 计算拉力做的功:$ W = Fs = 100\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 200\ \mathrm{J} $
【答案】
B
【知识点】
滑轮组的功计算、功的原理
【点评】
本题是滑轮组总功的基础计算题,关键是明确总重包含物体和动滑轮的重力,忽略摩擦时总功等于克服总重做的功,需掌握滑轮组绳子段数的判断方法及功的计算公式的应用。
【难度系数】
0.8
5. 如图所示,分别用肩背、手抱、平拉、滚拉的方式运送同一圆柱形货物(货物中间带转轴),在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,其中对货物做功最多的是(
C
)

答案

C

解析

【分析】
要解决这道题,我们需要分两步思考:首先判断每个选项中对货物的力是否做功,其次对做功的情况比较做功的大小。
1. 先回忆做功的两个必要因素: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,二者缺一不可。如果力的方向与物体移动方向垂直,那么这个力不做功。
2. 对于做功的情况,根据功的公式$W=Fs$,在移动路程$s$相同的情况下,拉力越大,做功越多。而拉力的大小需要结合摩擦力分析:同一货物在粗糙程度相同的地面上,滑动摩擦力远大于滚动摩擦力,匀速运动时拉力等于摩擦力,因此可以通过摩擦力大小判断拉力大小,进而比较做功多少。
【解析】
我们对每个选项逐一分析:
1. 选项A:人肩背货物时,对货物的力是竖直向上的,货物沿水平方向运动,力的方向与货物的位移方向垂直,满足“力的方向与位移方向垂直,力不做功”,因此$ W_A=0 $。
2. 选项B:人手抱货物时,对货物的力是竖直向上的,货物水平移动,力的方向与位移方向垂直,力不做功,因此$ W_B=0 $。
3. 选项C:平拉货物时,货物与地面间为滑动摩擦,由于货物匀速运动,根据二力平衡,拉力$ F_C $等于滑动摩擦力$ f_{\mathrm{滑}} $($ F_C=f_{\mathrm{滑}} $)。已知移动路程为$ s $,根据功的计算公式$ W=Fs $,可得做功$ W_C=F_C s = f_{\mathrm{滑}} s $。
4. 选项D:滚拉货物时,货物与地面间为滚动摩擦,滚动摩擦力$ f_{\mathrm{滚}} $远小于滑动摩擦力$ f_{\mathrm{滑}} $。货物匀速运动,拉力$ F_D=f_{\mathrm{滚}} $,则做功$ W_D=F_D s = f_{\mathrm{滚}} s $。
比较四个选项的做功大小:$ W_C > W_D > W_A=W_B $,因此对货物做功最多的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
功的计算;滑动与滚动摩擦;二力平衡
【点评】
本题结合生活场景考查功的判断与计算,需要学生准确掌握做功的必要条件,同时区分滑动摩擦和滚动摩擦的大小差异,结合二力平衡和功的公式综合分析,注重物理知识在实际生活中的应用。
【难度系数】
0.6
6. 如图所示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小明乘坐该摩天轮时速度大小不变,则他从最低点上升到最高点的过程中,他的运动状态
改变
(选填“改变”或“不变”)。若小明的质量为 50 kg,摩天轮的半径为 5 m,每 1 min 转 1 周,则在 15 s 内,摩天轮克服小明重力所做的功为
2500
J。

答案

改变 2500

解析

【分析】
首先判断运动状态:运动状态的改变包括速度大小变化或速度方向变化,小明乘坐摩天轮时速度大小不变,但运动方向随摩天轮转动持续改变,因此运动状态改变。
然后计算克服重力做功:先根据摩天轮的转动周期确定15秒内转过的圈数,进而得出小明上升的高度;再利用重力公式求出小明的重力,最后根据功的计算公式求出克服重力做的功。
【解析】
1. 运动状态的判断:
物体的运动状态由速度的大小和方向共同决定,小明乘坐摩天轮时,速度大小保持不变,但运动方向不断发生变化,所以他的运动状态改变。
2. 克服重力做功的计算:
已知摩天轮每1分钟转1周,即周期$ T = 60s $,则15秒内摩天轮转过的圈数$ n = \frac{t}{T} = \frac{15s}{60s} = \frac{1}{4} $,即转过90°,小明从最低点上升的高度$ h = 5m $(等于摩天轮的半径)。
小明的重力:$ G = mg = 50kg × 10N/kg = 500N $。
摩天轮克服小明重力所做的功:$ W = Gh = 500N × 5m = 2500J $。
【答案】
改变;2500
【知识点】
运动状态的判断;重力的计算;功的计算
【点评】
本题结合生活中的摩天轮场景,考查运动状态判断和功的计算,需要明确运动状态改变的条件,同时结合圆周运动的特点准确分析小明上升的高度,注重物理知识在实际场景中的应用。
【难度系数】
0.6
7. 一辆汽车以 20 m/s 的速度在水平路面上沿直线匀速行驶 5 min,汽车的质量为 1 500 kg,行驶时所受阻力为车重的 0.2 倍,则牵引力为
3000
N。这段时间内汽车所做的功为
1.8×10⁷
J,重力做的功为
0
J。(g 取 10 N/kg)

答案

3000 1.8×10⁷ 0

解析

【分析】
要解决这道题,我们可以分三步思考:
1. 求牵引力:汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等。先根据$G=mg$计算汽车重力,再由阻力为车重的0.2倍算出阻力,即可得到牵引力大小。
2. 求牵引力做的功:先根据$s=vt$计算汽车行驶的距离(注意时间单位要转换为秒),再利用$W=Fs$计算牵引力做的功。
3. 求重力做的功:做功的两个必要因素是力和物体在力的方向上移动的距离,汽车在水平路面行驶,重力方向竖直向下,汽车没有在重力方向上移动距离,所以重力不做功。
【解析】
1. 计算汽车的重力:
$G = mg = 1500\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 15000\ \mathrm{N}$
2. 计算行驶时的阻力:
$f = 0.2G = 0.2 × 15000\ \mathrm{N} = 3000\ \mathrm{N}$
因为汽车匀速直线行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,所以牵引力$F = f = 3000\ \mathrm{N}$。
3. 计算汽车行驶的时间:
$t = 5\ \mathrm{min} = 5 × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{s}$
行驶的距离:
$s = vt = 20\ \mathrm{m/s} × 300\ \mathrm{s} = 6000\ \mathrm{m}$
牵引力做的功:
$W = Fs = 3000\ \mathrm{N} × 6000\ \mathrm{m} = 1.8 × 10^7\ \mathrm{J}$
4. 重力做功的判断:
汽车在水平路面行驶,重力方向竖直向下,汽车没有在重力方向上通过距离,所以重力做的功为$0\ \mathrm{J}$。
【答案】
3000;$1.8×10^7$;0
【知识点】
二力平衡应用、功的计算、力做功的判断
【点评】
本题考查力学基础知识点,涉及二力平衡条件的应用、功的计算以及力是否做功的判断,解题时需注意单位转换(时间从分钟转秒),明确做功的两个必要因素,属于基础题型,容易掌握。
【难度系数】
0.8
8. 伦敦奥运会火炬的质量为 800 g,火炬手手持火炬沿水平路面匀速前进 20 m,火炬手对火炬做的功为
0
J,若使火炬匀速升高 1 m,火炬手对火炬做的功为
8
J。(不计空气阻力及燃料质量的变化,g 取 10 N/kg)

答案

0 8

解析

【分析】
要解决这道题,需明确做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在该力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
1. 火炬手手持火炬沿水平路面匀速前进时,火炬手对火炬的力是竖直向上的,而火炬移动的距离是水平方向,力的方向与距离方向垂直,不满足做功的必要条件,因此该过程火炬手对火炬不做功。
2. 使火炬匀速升高时,火炬手对火炬的拉力大小等于火炬的重力。先根据$G=mg$计算出火炬的重力,再利用功的计算公式$W=Gh$即可求出拉力做的功。
【解析】
1. 单位换算:火炬的质量$ m = 800g = 0.8kg $。
2. 水平前进时的做功分析:
火炬手对火炬的力方向竖直向上,火炬沿水平方向移动,力的方向与物体移动距离的方向垂直,根据做功的条件,此时火炬手对火炬做的功$ W_1 = 0J $。
3. 匀速升高时的做功计算:
火炬的重力$ G = mg = 0.8kg × 10N/kg = 8N $,
由于火炬匀速升高,火炬手对火炬的拉力与重力平衡,即$ F = G = 8N $,
则拉力做的功$ W_2 = Fh = Gh = 8N × 1m = 8J $。
【答案】
0;8
【知识点】
做功的必要因素、功的计算
【点评】
本题核心考查做功条件的判断与功的计算,解题关键是准确判断力的方向与物体移动距离的方向是否一致,同时要熟练掌握重力和功的计算公式,注意单位换算的规范性。
【难度系数】
0.8
9. 如图甲所示,一木块放在平板上,在水平方向拉力 $F = 3$ N 的作用下,沿水平方向做匀速直线运动,木块运动速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示。则木块受到的摩擦力为
3
N,0~6 s 内拉力 F 做的功是
3.6
J。

答案

3 3.6

解析

【分析】
首先,木块做匀速直线运动,根据二力平衡条件,水平方向上拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,由此可确定摩擦力的大小;其次计算拉力做功,需先通过v-t图像获取速度,结合速度公式求出0~6s内木块运动的路程,再利用功的计算公式求出拉力做的功。
【解析】
1. 求木块受到的摩擦力:
木块沿水平方向做匀速直线运动,水平方向上拉力$F$和摩擦力$f$为一对平衡力,根据二力平衡条件,二者大小相等,因此$f = F = 3$ N。
2. 求0~6s内拉力$F$做的功:
由图乙可知木块的速度$v = 0.2$ m/s,根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,变形可得0~6s内木块运动的路程:
$s = vt = 0.2\ \mathrm{m/s}×6\ \mathrm{s}=1.2\ \mathrm{m}$。
再根据功的计算公式$W=Fs$,代入数据得:
$W = 3\ \mathrm{N}×1.2\ \mathrm{m}=3.6\ \mathrm{J}$。
【答案】
3;3.6
【知识点】
二力平衡;速度公式应用;功的计算
【点评】
本题结合v-t图像考查力学基础知识点,解题关键是掌握匀速直线运动状态下的二力平衡关系,同时熟练运用速度和功的计算公式进行推导计算。
【难度系数】
0.7