10. 如图11.1 - 4甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小和物体运动速度v与时间t的关系分别如图11.1 - 4乙、丙所示。由图像可知0~2 s时间内,推力F对物体所做的功为

0
J;4~6 s时间内,推力F对物体所做的功为16
J。答案
10. 0 16
解析 由图像可知 $ 0 ∼ 2 s $ 时间内,物体在推力的作用下并没有移动距离,即此时推力对物体所做的功为 0;在 $ 4 ∼ 6 s $ 内,推力 $ F = 2 N $,物体前进的距离 $ s = vt = 4 m/s × 2 s = 8 m $,故这段时间内推力对物体做的功 $ W = Fs = 2 N × 8 m = 16 J $。
解析 由图像可知 $ 0 ∼ 2 s $ 时间内,物体在推力的作用下并没有移动距离,即此时推力对物体所做的功为 0;在 $ 4 ∼ 6 s $ 内,推力 $ F = 2 N $,物体前进的距离 $ s = vt = 4 m/s × 2 s = 8 m $,故这段时间内推力对物体做的功 $ W = Fs = 2 N × 8 m = 16 J $。
解析
【分析】
要解决这道题,我们需要分两个时间段逐步分析:
1. 分析0~2s:先观察速度-时间图像(丙图),可知这段时间物体速度为0,说明物体处于静止状态。根据功的定义,功是力与物体在力的方向上移动距离的乘积,物体静止时在推力方向上没有移动距离,因此推力做功为0。
2. 分析4~6s:首先从力-时间图像(乙图)提取这段时间的推力大小,再从速度-时间图像获取物体的速度和运动时长,先利用速度公式计算物体移动的距离,最后根据功的计算公式求出推力做的功。
【解析】
1. 0~2s内推力做功的计算:
由丙图的$v-t$图像可知,0~2s内物体速度为0,物体处于静止状态,此时推力$F_1=1N$,但物体在推力方向上移动的距离$s_1=0$。
根据功的计算公式$W=Fs$,可得:
$W_1=F_1s_1=1N×0m=0J$。
2. 4~6s内推力做功的计算:
由乙图的$F-t$图像可知,4~6s内推力$F_2=2N$;
由丙图的$v-t$图像可知,这段时间物体的速度$v=4m/s$,运动时间$t=6s-4s=2s$。
根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,变形可得物体移动的距离:
$s_2=vt=4m/s×2s=8m$。
再根据功的计算公式$W=Fs$,可得推力做的功:
$W_2=F_2s_2=2N×8m=16J$。
【答案】
0;16
【知识点】
功的计算、速度公式应用、图像信息分析
【点评】
本题需结合$F-t$和$v-t$图像分析物体运动状态,关键是准确从图像中提取不同时间段的推力、速度等信息,再结合公式计算,考查了图像解读能力与公式应用能力。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,我们需要分两个时间段逐步分析:
1. 分析0~2s:先观察速度-时间图像(丙图),可知这段时间物体速度为0,说明物体处于静止状态。根据功的定义,功是力与物体在力的方向上移动距离的乘积,物体静止时在推力方向上没有移动距离,因此推力做功为0。
2. 分析4~6s:首先从力-时间图像(乙图)提取这段时间的推力大小,再从速度-时间图像获取物体的速度和运动时长,先利用速度公式计算物体移动的距离,最后根据功的计算公式求出推力做的功。
【解析】
1. 0~2s内推力做功的计算:
由丙图的$v-t$图像可知,0~2s内物体速度为0,物体处于静止状态,此时推力$F_1=1N$,但物体在推力方向上移动的距离$s_1=0$。
根据功的计算公式$W=Fs$,可得:
$W_1=F_1s_1=1N×0m=0J$。
2. 4~6s内推力做功的计算:
由乙图的$F-t$图像可知,4~6s内推力$F_2=2N$;
由丙图的$v-t$图像可知,这段时间物体的速度$v=4m/s$,运动时间$t=6s-4s=2s$。
根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,变形可得物体移动的距离:
$s_2=vt=4m/s×2s=8m$。
再根据功的计算公式$W=Fs$,可得推力做的功:
$W_2=F_2s_2=2N×8m=16J$。
【答案】
0;16
【知识点】
功的计算、速度公式应用、图像信息分析
【点评】
本题需结合$F-t$和$v-t$图像分析物体运动状态,关键是准确从图像中提取不同时间段的推力、速度等信息,再结合公式计算,考查了图像解读能力与公式应用能力。
【难度系数】
0.7
11. 某山区的等高线图如图11.1 - 5所示。现有两种登山方案,一种是从B处爬到C处;另一种是从A处爬到C处。如果甲、乙两个质量相同的人分别采用这两种方案来登山,那谁克服重力做的功多呢?为什么?

答案
11. 由图可知,A 处和 B 处的海拔相同,从 B 处爬到 C 处和从 A 处爬到 C 处,两人上升的高度相同,两人的质量相同、重力相同,根据公式 $ W = Gh $ 可知,两人克服重力做的功一样多。
解析
【分析】
要判断谁克服重力做的功多,需回忆重力做功的公式$W=Gh$,功的大小取决于物体的重力$G$和竖直方向上升的高度$h$。首先分析两人的重力:甲、乙质量相同,根据$G=mg$可知两人重力相同;再分析上升高度:从等高线图可知A、B在同一等高线上,海拔相同,所以从A到C和从B到C上升的竖直高度$h$相同。结合公式就能判断做功多少。
【解析】
1. 确定两人的重力:已知甲、乙质量相同,根据重力公式$G=mg$($g$为常量),可得两人的重力$G$相同。
2. 确定上升的竖直高度:由等高线图可知,A点和B点位于同一等高线,说明A、B两处海拔高度相同,因此从A爬到C、从B爬到C,两人上升的竖直高度$h$相同。
3. 根据重力做功公式$W=Gh$,因为$G$相同,$h$相同,所以两人克服重力做的功$W$相同。
【答案】
两人克服重力做的功一样多。原因:甲、乙两人质量相同,重力相同;A、B两处海拔相同,爬到C处上升的高度相同,根据$W=Gh$可知,两人克服重力做的功一样多。
【知识点】
重力做功的计算,重力与质量的关系,等高线判断海拔
【点评】
本题考查重力做功的影响因素,需明确重力做功只与物体的重力和竖直方向上升的高度有关,与运动路径无关,同时要能利用等高线判断两点的海拔关系。
【难度系数】
0.7
要判断谁克服重力做的功多,需回忆重力做功的公式$W=Gh$,功的大小取决于物体的重力$G$和竖直方向上升的高度$h$。首先分析两人的重力:甲、乙质量相同,根据$G=mg$可知两人重力相同;再分析上升高度:从等高线图可知A、B在同一等高线上,海拔相同,所以从A到C和从B到C上升的竖直高度$h$相同。结合公式就能判断做功多少。
【解析】
1. 确定两人的重力:已知甲、乙质量相同,根据重力公式$G=mg$($g$为常量),可得两人的重力$G$相同。
2. 确定上升的竖直高度:由等高线图可知,A点和B点位于同一等高线,说明A、B两处海拔高度相同,因此从A爬到C、从B爬到C,两人上升的竖直高度$h$相同。
3. 根据重力做功公式$W=Gh$,因为$G$相同,$h$相同,所以两人克服重力做的功$W$相同。
【答案】
两人克服重力做的功一样多。原因:甲、乙两人质量相同,重力相同;A、B两处海拔相同,爬到C处上升的高度相同,根据$W=Gh$可知,两人克服重力做的功一样多。
【知识点】
重力做功的计算,重力与质量的关系,等高线判断海拔
【点评】
本题考查重力做功的影响因素,需明确重力做功只与物体的重力和竖直方向上升的高度有关,与运动路径无关,同时要能利用等高线判断两点的海拔关系。
【难度系数】
0.7
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