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7.在某次劳动课上,李陆同学用$F_1=200\,\mathrm{N}$的力水平向左推小车(如图4所示),刘湾同学用$F_2=100\,\mathrm{N}$的力也作用在小车上,要使两人作用在小车上的力的效果最大,这两个力的方向必须
相同
。两人合作10s内小车加速前行了5m,这一过程中两人对小车做的总功为1500
J。答案
7.相同 1500
解析
【分析】要使两个力的作用效果最大，需依据同一直线上力的合成规律：同一直线上的两个力，方向相同时合力最大，作用效果最好；计算总功时，先求出两人对小车的总作用力，再利用功的公式$W=Fs$计算，其中$F$为总作用力，$s$为小车在力方向上移动的距离。
【解析】1. 力的合成：同一直线上的两个力，当方向相同时，合力大小等于两力之和，此时合力最大，作用效果最佳，因此两个力的方向必须相同。
2. 总功计算：两人对小车的总作用力$F = F_1 + F_2 = 200\,\mathrm{N} + 100\,\mathrm{N} = 300\,\mathrm{N}$，小车在力的方向上移动的距离$s=5\,\mathrm{m}$，根据功的计算公式$W=Fs$，可得总功$W=300\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m}=1500\,\mathrm{J}$。
【答案】相同；1500
【知识点】力的合成、功的计算
【点评】本题考查同一直线上力的合成和功的基本计算，属于初中物理基础知识点，难度较低，掌握相关概念即可正确解答。
【难度系数】0.7
【解析】1. 力的合成：同一直线上的两个力，当方向相同时，合力大小等于两力之和，此时合力最大，作用效果最佳，因此两个力的方向必须相同。
2. 总功计算：两人对小车的总作用力$F = F_1 + F_2 = 200\,\mathrm{N} + 100\,\mathrm{N} = 300\,\mathrm{N}$，小车在力的方向上移动的距离$s=5\,\mathrm{m}$，根据功的计算公式$W=Fs$，可得总功$W=300\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m}=1500\,\mathrm{J}$。
【答案】相同；1500
【知识点】力的合成、功的计算
【点评】本题考查同一直线上力的合成和功的基本计算，属于初中物理基础知识点，难度较低，掌握相关概念即可正确解答。
【难度系数】0.7
8.某老旧小区改造工地,工人用起重机将重$1.2× 10^{4}\ \mathrm{N}$的施工材料匀速吊
上6m高的工作台,用时10s。施工材料上升的速度是
上6m高的工作台,用时10s。施工材料上升的速度是
0.6
m/s;起重机对施工材料做功$7.2 × 10^4$
J,做功的功率是$7.2 × 10^3$
W。答案
8.0.6 $7.2 × 10^4$ $7.2 × 10^3$
解析
【分析】
要解决这道题，需分别运用速度、功、功率的基本公式计算：①速度公式为$v=\frac{s}{t}$，已知上升高度和时间，直接代入可求速度；②起重机匀速提升材料时，拉力等于重力，功的公式为$W=Gh$；③功率公式为$P=\frac{W}{t}$，用总功除以时间得到功率。
【解析】
1. 计算施工材料上升的速度：
已知上升高度$s=6\ \mathrm{m}$，用时$t=10\ \mathrm{s}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，代入数值计算：
$v=\frac{6\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.6\ \mathrm{m/s}$；
2. 计算起重机对施工材料做的功：
因施工材料匀速上升，起重机的拉力等于材料重力，即$F=G=1.2×10^4\ \mathrm{N}$，上升高度$h=6\ \mathrm{m}$，根据功的公式$W=Fs=Gh$，代入数值计算：
$W=1.2×10^4\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=7.2×10^4\ \mathrm{J}$；
3. 计算做功的功率：
根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，代入总功和时间计算：
$P=\frac{7.2×10^4\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=7.2×10^3\ \mathrm{W}$。
【答案】
0.6；$7.2×10^4$；$7.2×10^3$
【知识点】
速度计算；功的计算；功率的计算
【点评】
本题是力学基础计算题，考查速度、功、功率的基本公式应用，只要牢记公式、准确代入数值计算即可，属于易得分题。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需分别运用速度、功、功率的基本公式计算：①速度公式为$v=\frac{s}{t}$，已知上升高度和时间，直接代入可求速度；②起重机匀速提升材料时，拉力等于重力，功的公式为$W=Gh$；③功率公式为$P=\frac{W}{t}$，用总功除以时间得到功率。
【解析】
1. 计算施工材料上升的速度：
已知上升高度$s=6\ \mathrm{m}$，用时$t=10\ \mathrm{s}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，代入数值计算：
$v=\frac{6\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.6\ \mathrm{m/s}$；
2. 计算起重机对施工材料做的功：
因施工材料匀速上升，起重机的拉力等于材料重力，即$F=G=1.2×10^4\ \mathrm{N}$，上升高度$h=6\ \mathrm{m}$，根据功的公式$W=Fs=Gh$，代入数值计算：
$W=1.2×10^4\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=7.2×10^4\ \mathrm{J}$；
3. 计算做功的功率：
根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，代入总功和时间计算：
$P=\frac{7.2×10^4\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=7.2×10^3\ \mathrm{W}$。
【答案】
0.6；$7.2×10^4$；$7.2×10^3$
【知识点】
速度计算；功的计算；功率的计算
【点评】
本题是力学基础计算题，考查速度、功、功率的基本公式应用，只要牢记公式、准确代入数值计算即可，属于易得分题。
【难度系数】
0.8
9.目前，机器人送餐已成为现实。如图5所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问谁的观点正确？为什么？
答案
9.乙同学的观点正确。机器人沿水平方向做匀速直线运动,手对盘子的托力方向竖直向上,沿力的方向通过的距离为0,故不做功
解析
【分析】要判断机器人是否对盘子做功，需依据功的两个必要因素：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。本题中，需明确机器人对盘子的托力方向，以及盘子移动的距离方向，进而判断在托力方向上是否有位移，以此确定是否做功。
【解析】功的计算公式为$W = Fs$，其中$s$是物体在力$F$的方向上移动的距离。机器人对盘子的托力方向竖直向上，而盘子在水平地面上匀速行走，移动的距离方向是水平的，因此在托力（竖直方向）的方向上，盘子没有移动距离（$s=0$），所以机器人对盘子做的功$W=F×0=0$，即没有做功。因此乙同学的观点正确。
【答案】乙同学的观点正确。机器人沿水平方向做匀速直线运动，手对盘子的托力方向竖直向上，沿力的方向通过的距离为0，故不做功。
【知识点】功的两个必要因素
【点评】本题考查功的判断，核心是理解做功的两个必要条件，需明确力的方向与位移方向的关系，属于基础概念题，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】功的计算公式为$W = Fs$，其中$s$是物体在力$F$的方向上移动的距离。机器人对盘子的托力方向竖直向上，而盘子在水平地面上匀速行走，移动的距离方向是水平的，因此在托力（竖直方向）的方向上，盘子没有移动距离（$s=0$），所以机器人对盘子做的功$W=F×0=0$，即没有做功。因此乙同学的观点正确。
【答案】乙同学的观点正确。机器人沿水平方向做匀速直线运动，手对盘子的托力方向竖直向上，沿力的方向通过的距离为0，故不做功。
【知识点】功的两个必要因素
【点评】本题考查功的判断，核心是理解做功的两个必要条件，需明确力的方向与位移方向的关系，属于基础概念题，难度适中。
【难度系数】0.5
10.风车是利用风力做功的装置,小明制作了一架小风车,他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图6所示。
(1)观察实验装置,小明通过测量细线对
(2)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率表达式为P = $\frac{mgh}{t}$(表达式中的物理量均用符号表示)。
(3)然后小明还测出风车在不同的风速下做功的功率,测得的功率越大,说明做功越
(4)风车做功过程中,回形针获得了重力势能和
(1)观察实验装置,小明通过测量细线对
回形针
做功的功率来测定风车做功的功率。(2)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率表达式为P = $\frac{mgh}{t}$(表达式中的物理量均用符号表示)。
(3)然后小明还测出风车在不同的风速下做功的功率,测得的功率越大,说明做功越
快
(选填“多”或“快”)。(4)风车做功过程中,回形针获得了重力势能和
动
能;如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车做功的功率值偏小
(选填“大”或“小”)。答案
10.(1)回形针 (2)$\frac{mgh}{t}$ (3)快 (4)动 小
解析
【分析】
本题围绕测定风车做功功率的实验展开，需结合功、功率的概念及能量转化知识分析各问题：
1. 第(1)问：观察装置，风车通过细线带动回形针，风车做功转化为对回形针的功，因此测量对回形针做功的功率即可测风车功率；
2. 第(2)问：功率是功与时间的比值，回形针匀速上升时，克服重力做功为W=mgh，代入功率公式得P=W/t=mgh/t；
3. 第(3)问：功率的物理意义是表示做功快慢，功率越大做功越快；
4. 第(4)问：回形针上升时，因运动有动能，因高度有重力势能；较粗重的线会额外消耗功，导致测得的功率偏小。
【解析】
(1) 实验中，风车转动带动细线，细线对回形针做功，因此可通过测量细线对回形针做功的功率来测定风车做功的功率，故填回形针。
(2) 回形针匀速上升时，克服回形针重力做的功W=Gh=mgh，根据功率公式P=W/t，可得风车做功的功率表达式为P=$\frac{mgh}{t}$。
(3) 功率是描述做功快慢的物理量，功率越大，说明做功越快，因此填快。
(4) 回形针上升过程中，既具有重力势能（因高度），又具有动能（因运动）；若选用较粗重的线，实验中需要额外克服线的重力做功，导致测得的总功偏大，而计算时仅考虑回形针的功，因此测得的功率值偏小，故依次填动、小。
【答案】
(1)回形针 (2)$\frac{mgh}{t}$ (3)快 (4)动 小
【知识点】
功率、功、能量转化
【点评】
本题考查了功率测量的实验原理、功率的物理意义、能量转化及实验误差分析，需要学生理解实验的核心逻辑，明确功的研究对象，同时考虑额外功对结果的影响，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.6
本题围绕测定风车做功功率的实验展开，需结合功、功率的概念及能量转化知识分析各问题：
1. 第(1)问：观察装置，风车通过细线带动回形针，风车做功转化为对回形针的功，因此测量对回形针做功的功率即可测风车功率；
2. 第(2)问：功率是功与时间的比值，回形针匀速上升时，克服重力做功为W=mgh，代入功率公式得P=W/t=mgh/t；
3. 第(3)问：功率的物理意义是表示做功快慢，功率越大做功越快；
4. 第(4)问：回形针上升时，因运动有动能，因高度有重力势能；较粗重的线会额外消耗功，导致测得的功率偏小。
【解析】
(1) 实验中，风车转动带动细线，细线对回形针做功，因此可通过测量细线对回形针做功的功率来测定风车做功的功率，故填回形针。
(2) 回形针匀速上升时，克服回形针重力做的功W=Gh=mgh，根据功率公式P=W/t，可得风车做功的功率表达式为P=$\frac{mgh}{t}$。
(3) 功率是描述做功快慢的物理量，功率越大，说明做功越快，因此填快。
(4) 回形针上升过程中，既具有重力势能（因高度），又具有动能（因运动）；若选用较粗重的线，实验中需要额外克服线的重力做功，导致测得的总功偏大，而计算时仅考虑回形针的功，因此测得的功率值偏小，故依次填动、小。
【答案】
(1)回形针 (2)$\frac{mgh}{t}$ (3)快 (4)动 小
【知识点】
功率、功、能量转化
【点评】
本题考查了功率测量的实验原理、功率的物理意义、能量转化及实验误差分析，需要学生理解实验的核心逻辑，明确功的研究对象，同时考虑额外功对结果的影响，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.6
