5. 如图所示,工人甲用400 N的拉力将重物匀速提升2 m,工人乙用100 N的拉力将重物匀速提升4 m。关于“甲、乙两个工人谁损耗的能量更大些”这个问题,同学们进行了如下讨论:
甲:工人甲损耗的能量大,因为他用的力较大。
乙:工人乙损耗的能量大,因为他将重物提升的距离较大。
丙:工人甲损耗的能量大,因为他用的力与物体在力的方向上移动距离的乘积较大。
丁:工人甲损耗的能量大,因为他用的力与物体在力的方向上移动距离的比值较大。
……
以上讨论中,你支持

甲:工人甲损耗的能量大,因为他用的力较大。
乙:工人乙损耗的能量大,因为他将重物提升的距离较大。
丙:工人甲损耗的能量大,因为他用的力与物体在力的方向上移动距离的乘积较大。
丁:工人甲损耗的能量大,因为他用的力与物体在力的方向上移动距离的比值较大。
……
以上讨论中,你支持
丙
的观点,理由是他们损耗能量的大小取决于他们所用的力与在力的方向上移动距离的乘积
。答案
5. 丙 他们损耗能量的大小取决于他们所用的力与在力的方向上移动距离的乘积
解析
【分析】要判断谁损耗的能量更大,需明确工人损耗的能量等于他对重物做的功,而功的大小由“力”和“在力的方向上移动的距离”共同决定,计算公式为$ W = Fs $,不能仅根据力或距离的单一大小判断,需分别计算甲、乙做功的大小,再比较两者的乘积。
【解析】根据功的计算公式$ W = Fs $:
甲做的功:$ W_甲 = F_甲 s_甲 = 400\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m} = 800\,\mathrm{J} $;
乙做的功:$ W_乙 = F_乙 s_乙 = 100\,\mathrm{N} × 4\,\mathrm{m} = 400\,\mathrm{J} $;
因为$ W_甲 > W_乙 $,所以甲损耗的能量更大,这是因为损耗能量的大小等于所做功的大小,功是力与力方向上移动距离的乘积,甲的这个乘积更大。
【答案】丙;他们损耗能量的大小取决于他们所用的力与在力的方向上移动距离的乘积,甲的乘积更大,做功更多,损耗能量更大
【知识点】功的计算
【点评】本题考查功的概念,核心是理解功的定义式,需掌握功由力和力方向上的距离共同决定,不能仅凭单一因素判断做功大小。
【难度系数】0.6
【解析】根据功的计算公式$ W = Fs $:
甲做的功:$ W_甲 = F_甲 s_甲 = 400\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m} = 800\,\mathrm{J} $;
乙做的功:$ W_乙 = F_乙 s_乙 = 100\,\mathrm{N} × 4\,\mathrm{m} = 400\,\mathrm{J} $;
因为$ W_甲 > W_乙 $,所以甲损耗的能量更大,这是因为损耗能量的大小等于所做功的大小,功是力与力方向上移动距离的乘积,甲的这个乘积更大。
【答案】丙;他们损耗能量的大小取决于他们所用的力与在力的方向上移动距离的乘积,甲的乘积更大,做功更多,损耗能量更大
【知识点】功的计算
【点评】本题考查功的概念,核心是理解功的定义式,需掌握功由力和力方向上的距离共同决定,不能仅凭单一因素判断做功大小。
【难度系数】0.6
6. 如图(a)所示,木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动,在相同水平面上两次拉动木块得到的$s-t$关系图像如图(b)所示。在相同时间内,拉力所做的功$W_1$、$W_2$的大小关系是(

A.$W_1<W_2$
B.$W_1=W_2$
C.$W_1>W_2$
D.$W_1=2W_2$
C
)A.$W_1<W_2$
B.$W_1=W_2$
C.$W_1>W_2$
D.$W_1=2W_2$
答案
6. C
解析
【分析】
要比较两次拉力做功的大小,需分三步推导:① 木块匀速直线运动时,水平方向拉力与滑动摩擦力平衡,拉力等于滑动摩擦力;② 滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定,两次实验条件相同,故拉力大小相等;③ 从s-t图像中,相同时间内第一次通过的路程更长,结合功的公式即可判断做功关系。
【解析】
1. 木块沿水平方向做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向拉力与滑动摩擦力是平衡力,因此拉力大小等于滑动摩擦力,即$ F = f $。
2. 两次实验中,木块对桌面的压力等于自身重力(不变),接触面粗糙程度相同,根据滑动摩擦力的影响因素,两次滑动摩擦力大小相等,即$ f_1 = f_2 $,故拉力$ F_1 = F_2 $。
3. 由图(b)的s-t图像可知,相同时间$ t $内,第一次运动的路程$ s_1 $大于第二次的路程$ s_2 $($ v = \frac{s}{t} $,第一次速度更大)。
4. 根据功的公式$ W = Fs $,因$ F_1 = F_2 $,且$ s_1 > s_2 $,所以$ W_1 = F_1 s_1 $,$ W_2 = F_2 s_2 $,可得$ W_1 > W_2 $。
【答案】
C
【知识点】
滑动摩擦力、功的计算、s-t图像
【点评】
本题结合受力平衡、滑动摩擦力影响因素、功的计算及图像分析,考查基础力学知识,需掌握匀速直线运动的受力特点和功的公式应用,难度适中。
【难度系数】
0.7
要比较两次拉力做功的大小,需分三步推导:① 木块匀速直线运动时,水平方向拉力与滑动摩擦力平衡,拉力等于滑动摩擦力;② 滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定,两次实验条件相同,故拉力大小相等;③ 从s-t图像中,相同时间内第一次通过的路程更长,结合功的公式即可判断做功关系。
【解析】
1. 木块沿水平方向做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向拉力与滑动摩擦力是平衡力,因此拉力大小等于滑动摩擦力,即$ F = f $。
2. 两次实验中,木块对桌面的压力等于自身重力(不变),接触面粗糙程度相同,根据滑动摩擦力的影响因素,两次滑动摩擦力大小相等,即$ f_1 = f_2 $,故拉力$ F_1 = F_2 $。
3. 由图(b)的s-t图像可知,相同时间$ t $内,第一次运动的路程$ s_1 $大于第二次的路程$ s_2 $($ v = \frac{s}{t} $,第一次速度更大)。
4. 根据功的公式$ W = Fs $,因$ F_1 = F_2 $,且$ s_1 > s_2 $,所以$ W_1 = F_1 s_1 $,$ W_2 = F_2 s_2 $,可得$ W_1 > W_2 $。
【答案】
C
【知识点】
滑动摩擦力、功的计算、s-t图像
【点评】
本题结合受力平衡、滑动摩擦力影响因素、功的计算及图像分析,考查基础力学知识,需掌握匀速直线运动的受力特点和功的公式应用,难度适中。
【难度系数】
0.7
7. 小华用10 N的水平拉力将重300 N的箱子沿水平地面匀速移动了10 m,小明将这只箱子匀速举高1 m,小华对箱子做功
100
J,小明对箱子做功300
J。答案
7. 100 300
解析
【分析】
计算做功需依据功的公式$W=Fs$,且做功的两个必要因素是“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上移动的距离”。小华是水平拉箱子,拉力方向与移动方向一致,直接用拉力乘水平移动距离;小明匀速举箱子时,小明的力与箱子重力是平衡力,需用重力乘竖直举高的高度。
【解析】
1. 小华对箱子做功:水平拉力$F_1=10N$,箱子沿水平方向移动的距离$s_1=10m$,根据功的公式$W=Fs$,可得$W_1=F_1s_1=10N×10m=100J$。
2. 小明对箱子做功:匀速举高箱子时,小明的力与箱子重力平衡,即$F_2=G=300N$,举高的竖直高度$h=1m$,所以$W_2=F_2h=Gh=300N×1m=300J$。
【答案】
100;300
【知识点】
功的计算、二力平衡
【点评】
本题考查功的计算,核心是掌握功的计算公式,明确不同方向做功时力与距离的对应关系,以及匀速运动时二力平衡的应用,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】
0.8
计算做功需依据功的公式$W=Fs$,且做功的两个必要因素是“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上移动的距离”。小华是水平拉箱子,拉力方向与移动方向一致,直接用拉力乘水平移动距离;小明匀速举箱子时,小明的力与箱子重力是平衡力,需用重力乘竖直举高的高度。
【解析】
1. 小华对箱子做功:水平拉力$F_1=10N$,箱子沿水平方向移动的距离$s_1=10m$,根据功的公式$W=Fs$,可得$W_1=F_1s_1=10N×10m=100J$。
2. 小明对箱子做功:匀速举高箱子时,小明的力与箱子重力平衡,即$F_2=G=300N$,举高的竖直高度$h=1m$,所以$W_2=F_2h=Gh=300N×1m=300J$。
【答案】
100;300
【知识点】
功的计算、二力平衡
【点评】
本题考查功的计算,核心是掌握功的计算公式,明确不同方向做功时力与距离的对应关系,以及匀速运动时二力平衡的应用,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】
0.8
8. 小刚的质量为 60 kg,他从教学楼的一楼匀速登上五楼,若楼层高 3.5 m,则他所做的功为
8 400
J。(g 取 10 N/kg)答案
8. 8 400
解析
【分析】要计算小刚登楼做的功,需明确登楼时是克服自身重力做功,因此先计算小刚的重力,再确定登楼上升的实际高度(注意从一楼到五楼实际上升4层),最后利用功的公式计算。
【解析】1. 计算小刚的重力:根据重力公式$ G = mg $,代入$ m=60\ \mathrm{kg} $、$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,得$ G = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N} $;2. 确定登楼高度:从一楼到五楼,实际上升楼层数为$ 5-1=4 $层,总高度$ h = 4 × 3.5\ \mathrm{m} = 14\ \mathrm{m} $;3. 计算做功:根据功的公式$ W = Gh $,代入数据得$ W = 600\ \mathrm{N} × 14\ \mathrm{m} = 8400\ \mathrm{J} $。
【答案】8400
【知识点】重力的计算、功的计算
【点评】本题考查力学基础计算,核心是正确确定登楼的实际高度(避免直接用5层计算),属于常规基础题,侧重公式应用的准确性。
【难度系数】0.7
【解析】1. 计算小刚的重力:根据重力公式$ G = mg $,代入$ m=60\ \mathrm{kg} $、$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,得$ G = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N} $;2. 确定登楼高度:从一楼到五楼,实际上升楼层数为$ 5-1=4 $层,总高度$ h = 4 × 3.5\ \mathrm{m} = 14\ \mathrm{m} $;3. 计算做功:根据功的公式$ W = Gh $,代入数据得$ W = 600\ \mathrm{N} × 14\ \mathrm{m} = 8400\ \mathrm{J} $。
【答案】8400
【知识点】重力的计算、功的计算
【点评】本题考查力学基础计算,核心是正确确定登楼的实际高度(避免直接用5层计算),属于常规基础题,侧重公式应用的准确性。
【难度系数】0.7
9. 钓鱼是人们喜爱的休闲活动之一。
(1)钓鱼时,若其他条件不变,鱼竿长度越长,则手提鱼竿的力越
(2)钓鱼者将一条重力为5 N的鱼从水面提高2 m,再沿水平方向移动1 m。在这一过程中,他克服鱼的重力做功
(1)钓鱼时,若其他条件不变,鱼竿长度越长,则手提鱼竿的力越
大
。(2)钓鱼者将一条重力为5 N的鱼从水面提高2 m,再沿水平方向移动1 m。在这一过程中,他克服鱼的重力做功
10
J。答案
9. (1) 大 (2) 10
解析
【分析】
本题分为两小问,第(1)问需结合杠杆平衡条件分析手提鱼竿力的变化;第(2)问需依据克服重力做功的计算规则求解,核心是理解做功的必要因素。
【解析】
(1)钓鱼时鱼竿可看作杠杆,支点为手握住鱼竿的下端,阻力是鱼的重力,动力是手提鱼竿的力。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,当阻力$F_2$(鱼的重力)和动力臂$L_1$不变时,鱼竿越长,阻力臂$L_2$越大,因此动力$F_1$(手提鱼竿的力)越大;
(2)克服重力做功仅与竖直方向移动的距离有关,水平移动时重力方向与移动方向垂直,不做功。根据公式$W=Gh$,代入数据得:$W=5N×2m=10J$。
【答案】
(1) 大;(2) 10
【知识点】
杠杆平衡条件、功的计算
【点评】
本题结合钓鱼的生活场景,考查杠杆平衡条件和克服重力做功的计算,属于初中物理基础题型,需准确理解杠杆力臂变化对力的影响,以及做功的必要条件。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问,第(1)问需结合杠杆平衡条件分析手提鱼竿力的变化;第(2)问需依据克服重力做功的计算规则求解,核心是理解做功的必要因素。
【解析】
(1)钓鱼时鱼竿可看作杠杆,支点为手握住鱼竿的下端,阻力是鱼的重力,动力是手提鱼竿的力。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,当阻力$F_2$(鱼的重力)和动力臂$L_1$不变时,鱼竿越长,阻力臂$L_2$越大,因此动力$F_1$(手提鱼竿的力)越大;
(2)克服重力做功仅与竖直方向移动的距离有关,水平移动时重力方向与移动方向垂直,不做功。根据公式$W=Gh$,代入数据得:$W=5N×2m=10J$。
【答案】
(1) 大;(2) 10
【知识点】
杠杆平衡条件、功的计算
【点评】
本题结合钓鱼的生活场景,考查杠杆平衡条件和克服重力做功的计算,属于初中物理基础题型,需准确理解杠杆力臂变化对力的影响,以及做功的必要条件。
【难度系数】
0.6
10. 下列实例中,力对物体没有做功的是 (
A.起重机向上吊起货物
B.小明沿斜面向上拉动物体
C.小华用力推石头,但石头不动
D.小红背着书包上楼
C
)A.起重机向上吊起货物
B.小明沿斜面向上拉动物体
C.小华用力推石头,但石头不动
D.小红背着书包上楼
答案
10. C
解析
【分析】要判断力是否对物体做功,需依据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。接下来逐一分析选项:A选项中,起重机对货物有向上的拉力,货物在拉力方向(向上)移动了距离,力对货物做功;B选项中,小明对物体有沿斜面向上的拉力,物体在拉力方向(沿斜面向上)移动了距离,力对物体做功;C选项中,小华对石头有推力,但石头在推力方向(水平方向)没有移动距离,不满足做功的两个条件,力对石头没有做功;D选项中,小红对书包有向上的力,书包在力的方向(向上)移动了距离,力对书包做功。
【解析】根据做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离。A选项,起重机向上吊起货物,拉力向上,货物向上移动距离,做功;B选项,小明沿斜面向上拉物体,拉力沿斜面向上,物体沿斜面移动距离,做功;C选项,小华用力推石头,石头不动,在推力方向没有移动距离,不做功;D选项,小红背着书包上楼,力向上,书包向上移动距离,做功。因此力对物体没有做功的是C选项。
【答案】C
【知识点】功的两个必要因素、力是否做功的判断
【点评】本题考查力是否做功的判断,核心是牢记做功的两个必要条件,属于基础概念题,难度不大,需准确理解并应用知识点。
【难度系数】0.8
【解析】根据做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离。A选项,起重机向上吊起货物,拉力向上,货物向上移动距离,做功;B选项,小明沿斜面向上拉物体,拉力沿斜面向上,物体沿斜面移动距离,做功;C选项,小华用力推石头,石头不动,在推力方向没有移动距离,不做功;D选项,小红背着书包上楼,力向上,书包向上移动距离,做功。因此力对物体没有做功的是C选项。
【答案】C
【知识点】功的两个必要因素、力是否做功的判断
【点评】本题考查力是否做功的判断,核心是牢记做功的两个必要条件,属于基础概念题,难度不大,需准确理解并应用知识点。
【难度系数】0.8
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