10 小明用20 N的水平推力将重为100 N的购物车沿水平地面向前推动了5 m，在此过程中小明对购物车做功 J，购物车的重力做功 J.

100 0

【分析】
计算做功需依据功的两个必要条件：作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离。先判断推力是否做功，再判断重力是否做功，最后代入公式计算对应功的大小。
【解析】
1. 小明对购物车做功：根据功的计算公式 $ W = Fs $，已知推力 $ F = 20\ \mathrm{N} $，购物车沿推力方向移动的距离 $ s = 5\ \mathrm{m} $，代入得 $ W = 20\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m} = 100\ \mathrm{J} $。
2. 重力做功：重力方向竖直向下，购物车沿水平方向移动，在重力方向上没有移动距离，因此重力做功为 $ 0\ \mathrm{J} $。
【答案】
100；0
【知识点】
功的计算；做功的必要因素
【点评】
本题考查功的计算及做功的判断，核心是掌握做功的两个必要条件，区分不同力是否做功，属于基础力学题。
【难度系数】
0.8

11 如图所示为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图.下列说法中正确的是().


A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功

D [解析]从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故A错误；从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故B错误；从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故C错误；举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃施加了向上的力，但杠铃没有向上移动一定距离，所以运动员对杠铃不做功，故D正确.

【分析】判断是否做功的依据是做功的两个必要条件：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离，二者必须同时满足，缺一不可。本题需逐一分析每个过程中，运动员对杠铃是否施加力，以及杠铃在该力的方向上是否移动了距离，以此判断是否做功。
【解析】根据做功的两个必要条件分析各选项：
A选项：从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加向上的力，杠铃在向上的方向移动了距离，满足做功条件，因此运动员对杠铃做功，A错误；
B选项：从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加向上的力，杠铃在向上的方向移动了距离，满足做功条件，因此运动员对杠铃做功，B错误；
C选项：从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加向上的力，杠铃在向上的方向移动了距离，满足做功条件，因此运动员对杠铃做功，C错误；
D选项：举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃施加向上的力，但杠铃在向上的方向没有移动距离，不满足做功条件，因此运动员对杠铃不做功，D正确。
【答案】D
【知识点】功的两个必要因素
【点评】本题考查做功的判断，核心是掌握做功的两个必要条件，属于力学基础概念题，需准确理解并应用该知识点分析问题。
【难度系数】0.7

12 跨学科 抛掷实心球 抛掷实心球是某市近几年体育中考主要考试项目之一，在抛掷实心球的以下要领中，人对实心球做功的是().

A.握球站立
B.持球准备
C.预摆抛球
D.球离手后飞行

C [解析]握球站立，手对球有托力，但球没有沿力的方向移动，所以托力对球不做功，故A错误；持球准备，手对球有托力，但球没有沿力的方向移动，所以托力对球不做功，故B错误；预摆抛球，手对球有推力且球沿推力方向移动了距离，所以推力对球做了功，故C正确；实心球被抛出后在空中继续运动时，手对球没有推力了，球是由于惯性继续运动，所以推力对球不做功，故D错误.

【分析】
判断是否对物体做功，需同时满足两个必要条件：一是对物体施加了力，二是物体在力的方向上通过了距离。据此逐一分析各选项，判断是否满足做功条件即可得出答案。
【解析】
选项A：握球站立时，手对实心球有竖直向上的托力，但实心球在托力的方向上没有移动距离，因此托力对球不做功，A错误；
选项B：持球准备时，手对实心球仍有竖直向上的托力，实心球在托力方向上无移动距离，托力不做功，B错误；
选项C：预摆抛球时，手对实心球施加了推力，且实心球在推力的方向上移动了距离，同时满足做功的两个必要条件，因此推力对球做了功，C正确；
选项D：球离手后飞行时，手对球不再施加推力，球依靠惯性运动，不存在手的推力做功，D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的两个必要因素
【点评】
本题考查做功的判断，核心是准确掌握做功的两个必要条件，属于基础概念应用类题目，需明确力和对应移动距离的关系。
【难度系数】
0.6

13 如图甲所示的铁块重力$G=4\ \mathrm{N}$，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力$F=6\ \mathrm{N}$的作用下向上运动，铁块此时速度$v$与时间$t$的关系图像如图乙所示，则铁块受到的摩擦力为$\mathrm{N}$，4 s内拉力$F$做的功是$\mathrm{J}$.

2 4.8 [解析]由题图乙可知，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用，在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，则铁块受到的摩擦力f=F-G=6 N-4 N=2 N；铁块在4 s内升高的距离s=vt=0.2 m/s×4 s=0.8 m，因此4 s内拉力F做的功W=Fs=6 N×0.8 m=4.8 J.
易错警示 根据W=Fs计算力做的功，注意分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式中的s一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应.

【分析】
首先观察速度-时间图像，铁块的速度保持恒定，说明铁块做匀速直线运动，处于平衡状态，竖直方向受力平衡。先根据二力平衡条件求出摩擦力，再利用速度公式计算4s内铁块移动的距离，最后根据功的计算公式求出拉力做的功。
【解析】
1. 由图乙可知，铁块的速度$v = 0.2\ \mathrm{m/s}$，保持不变，因此铁块做匀速直线运动，竖直方向受力平衡。
2. 铁块在竖直方向受三个力：竖直向上的拉力$F$，竖直向下的重力$G$和竖直向下的摩擦力$f$。根据二力平衡，向上的力等于向下的力之和，即$F = G + f$，因此摩擦力$f = F - G = 6\ \mathrm{N} - 4\ \mathrm{N} = 2\ \mathrm{N}$。
3. 4s内铁块上升的距离$s = vt = 0.2\ \mathrm{m/s} × 4\ \mathrm{s} = 0.8\ \mathrm{m}$。
4. 拉力$F$做的功$W = Fs = 6\ \mathrm{N} × 0.8\ \mathrm{m} = 4.8\ \mathrm{J}$。
【答案】
2；4.8
【知识点】
二力平衡、功的计算、速度公式应用
【点评】
本题结合运动图像考查力学综合计算，核心是通过图像判断物体的匀速运动状态，利用二力平衡分析受力，再结合公式计算摩擦力和功，需注意功的计算中距离是力方向上的位移，属于基础综合题。
【难度系数】
0.6

14 一根金属棒AB置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示.在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W和B端离开地面的高度x的关系如图乙所示.请根据图像解答下列问题.
(1)该金属棒的长度L= m.
(2)在B端被拉起的过程中，当x=1.6 m时，弹簧测力计的示数为F= N.

(1)1.2 (2)5

【分析】
要解决本题，需结合图像分阶段分析金属棒被拉起的过程：第一阶段是A端未离开地面，金属棒绕A点转动，B端上升；第二阶段是A端离开地面后，金属棒被整体匀速拉起。首先观察图像，明确不同阶段的做功特点，再利用图像数据计算金属棒长度和弹簧测力计示数。
【解析】
(1) 由图乙可知，当B端上升高度x=1.2m时，金属棒的A端刚好离开地面，此时B端上升的高度等于金属棒的长度，因此金属棒的长度L=1.2m。
(2) 当B端上升高度x从1.2m到1.6m时，金属棒的A端已离开地面，此过程中拉力做的功ΔW=5.6J-3.6J=2J，对应的B端上升高度Δx=1.6m-1.2m=0.4m。由于缓慢拉起，拉力做的功等于克服金属棒重力做的功，根据功的公式W=F·s，可得弹簧测力计的示数F=ΔW/Δx=2J/0.4m=5N。
【答案】
(1)1.2；(2)5
【知识点】
功的计算、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合图像考查功的计算，核心是分阶段分析金属棒被拉起的过程，明确不同阶段做功的物理意义，利用图像数据推导结果，属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5

15 如图甲所示,水平地面上有一块密度为$0.5×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$、高为1.2 m的长方体木块.小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示.
(1)在3~5 s内,求推力对木块所做的功.
(2)请在图丁中画出0~6 s内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线.

(1)400 J (2)如图所示
[解析](1)由图像可知，在3～5 s内木块做匀速运动，速度为v₃=1 m/s，推力F₃=200 N，由s=vt可得，在3～5 s内木块移动的距离s₃=v₃t₃=1 m/s×2 s=2 m，推力做功W=F₃s₃=200 N×2 m=400 J.
(2)由图可知，用200 N的水平推力能使木块匀速前进，说明此时木块所受的摩擦力和推力是水平方向上的一对平衡力，滑动摩擦力大小等于推力大小等于200 N.木块在1～6 s内受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于滑动摩擦力大小只与接触面粗糙程度及压力大小有关，而物体间接触面粗糙程度与压力不变，物体受到的滑动摩擦力不变，则1～6 s木块受到的摩擦力大小为200 N.在0～1 s内木块没有移动，处于静止状态，摩擦力与推力相平衡，即此时摩擦力为100 N.据此可作出图线.

【分析】
本题结合推力随时间变化的F-t图像和速度随时间变化的v-t图像分析木块的运动状态，进而解决功的计算和摩擦力的绘制问题。首先，从v-t图像判断木块各阶段的运动状态，结合F-t图像获取对应阶段的推力；对于功的计算，利用匀速运动的路程公式和功的公式求解；对于摩擦力，区分静摩擦力和滑动摩擦力：静止时静摩擦力与推力平衡，滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定，这两个因素不变则滑动摩擦力大小不变，据此绘制摩擦力随时间变化的图线。
【解析】
(1) 由图丙可知，3~5s内木块速度保持1.0 m/s不变，做匀速直线运动；由图乙可知，此阶段推力F=200 N，运动时间t=5s-3s=2s。
根据匀速直线运动的路程公式，木块移动的距离：$ s = vt = 1.0\ \mathrm{m/s} × 2\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m} $。
推力对木块做的功：$ W = Fs = 200\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 400\ \mathrm{J} $。
(2) 分析摩擦力：
① 0~1s内：由图乙知推力F=100 N，木块速度为0，处于静止状态，水平方向受力平衡，静摩擦力大小等于推力，即$ f = 100\ \mathrm{N} $；
② 1~6s内：由图丙知，3~5s内木块做匀速直线运动，此时滑动摩擦力与推力是平衡力，大小相等，即滑动摩擦力$ f_{\mathrm{滑}} = F = 200\ \mathrm{N} $；由于滑动摩擦力只与压力大小和接触面粗糙程度有关，木块运动过程中压力和接触面粗糙程度均不变，因此1~6s内滑动摩擦力大小保持200 N不变。
据此，在图丁中绘制f-t图线：0~1s为f=100 N的水平线段，1~6s为f=200 N的水平线段，如图所示。
【答案】
(1) 400 J
(2) 如图所示
【知识点】
功的计算、摩擦力、运动图像分析
【点评】
本题综合考查功的计算和摩擦力的判断，需结合F-t和v-t图像提取信息，区分静摩擦力与滑动摩擦力的特点，难度适中，注重对图像分析能力的考查。
【难度系数】
0.5