2024-2025學年八年級物理下冊9.3功講義新版北師大版

Page19.3功一、目標要求目標要求重、難點了解功的單位會計算功的大小；重點理解功的概念；重點及難點二、學問點解析1.功的定義：一個力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個力就對物體做了功。2.功的兩個必要條件：①有力作用在物體上；②物體在力的方向上通過了距離。3.不做功的三種狀況：有力無距離；有距離無力、力和距離垂直。4.功的公式：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：。5.功的單位：國際單位制中，功的單位是：焦耳，符號是J，1J=1N·m。6.功的公式的應用：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S肯定是在力的方向上通過的距離，強調對應；③功的單位“焦”（牛·米=焦），不是力和力臂的乘積（?！っ祝Ρ蹎挝徊荒軐懗伞敖埂保?。三、重點、難點與易錯點★重點、易錯點一：功及其計算1.假如一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，就說這個力做了功。功是物理學中表示力對距離的累積的物理量；公式：W=Fs；在國際單位制中力F的單位是（N），距離s的單位是（m），功的單位就是牛·米（N·m）。功的單位有一個特地的名稱—焦耳，簡稱焦，用字母（J）表示。2.即使存在力，也可能沒有做功。例如，在水平地面上拉動重物，水平拉力做了功，但重力沒有做功，因為在重力方向上沒有產生路程；同樣，桌上的一本書，盡管桌對書有支持力，但因沒有位移而沒有做功。3.對于“功”，主要考查學生對概念的理解和駕馭程度，主要內容有：功概念的相識以及簡潔計算，能說明生活中做功例子等。涉及功的考題，常見題型是選擇題和計算型填空題，均屬于基礎題型，試題難度以中等為主；難度較高主要是涉及功的大型計算題，這類題型屬于綜合計算題，考查學生計算題實力和綜合運用所學學問分析問題、解決問題的實力。四、考查方向1.功的概念典例一：（2024·北京）如圖所示的情境中，人對物體做功的是（）。A.用力搬石頭沒有搬動；B.人將重物從地面拉到高處；C.人推一塊大石頭沒推動；D.人使箱子沿水平方向做勻速直線運動【答案】B。【解析】A．人用力搬石頭但沒有搬動，有力，但物體沒有在力的方向上通過距離，沒有做功，不符合題意；B．人將重物從地面拉到高處，對物體有向上的拉力，物體在拉力的方向上通過了距離，所以拉力對物體做了功，符合題意；C．人推一塊大石頭沒推動，有力，但物體沒有在力的方向上通過距離，沒有做功，不符合題意；D．人使箱子沿水平方向做勻速直線運動，人給箱子一個向上的力，箱子向上沒有移動距離，人對箱子沒有做功，不符合題意。故選B。2.功的計算典例二：（2024·南充）如圖所示，重為2N的物體A放在水平桌面上，重為5N的物體B掛在動滑輪下，每個滑輪重為1N（不計繩重和摩擦），B恰好可以勻速下降?，F(xiàn)對A施加水平向左的拉力使B上升，當B以0.3m/s的速度勻速上升時，拉力大小為F。下列說法正確的是（）。A．B勻速下降時，物體A受到3N的摩檫力；B．拉力F的大小為4N ；C．拉力F的功率為3.6W；D．B勻速上升0.6m的過程中，拉力F做功2.4J【答案】BC。【解析】A、由圖可知動滑輪上繩子的段數(shù)n＝3，不計繩重及摩擦時，則繩子自由端的拉力（即滑輪組對物體A的拉力）：FA＝（GB+G動）＝×（5N+1N）＝2N，B勻速下降，物體A勻速向右運動時，受到向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，則由二力平衡條件可得，物體A受到的摩檫力：f＝FA＝2N，故A錯誤；B、當使物體B以0.2m/s的速度上升時，物體A勻速向左運動，此時A受到向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物體A對桌面的壓力大小和接觸面的粗糙程度都不變，則摩擦力大小不變，所以，由力的平衡條件可得F＝FA+f＝2N+2N＝4N；故B正確；C、繩子自由端移動的速度（即物體A運動的速度）：vA＝3vB＝3×0.3m/s＝0.9m/s，則拉力F的功率為：P＝FvA＝4N×0.9m/s＝3.6W；故C正確；D、B勻速上升0.6m，則繩子自由端移動的距離：sA＝3sB＝3×0.6m＝1.8m，該過程中拉力F做功：W＝FsA＝4N×1.8m＝7.2J，故D錯誤；故選：BC。五、模擬訓練一、基礎練習1.如圖所示的幾種狀況中，人對物體始終沒有做功的是（）。A．靜止的小車在拉力的作用下向前運動；B．搬而未起；C．從地面提起小桶在路上勻速前進；D．將杠鈴向上舉起并停留了3秒【答案】B?！窘馕觥緼、人給靜止的小車一個拉力，小車在力的作用下移動了距離，人對小車做功，不符合題意；B、小孩對石頭有力的作用，但是石頭沒有在力的方向上產生距離，故小孩始終不會做功，符合題意；C、從地面提起小桶時，人給水桶一個向上的力，水桶向上有移動距離，人對水桶做功，但提著水桶在水平面勻速前進，人給水桶仍是一個向上的力，水桶向上沒有移動距離，人對水桶沒有做功，不符合題意；D、雙手舉起杠鈴，人給杠鈴一個向上的力，杠鈴向上移動了距離，人對杠鈴做功，停留時不做功，不符合題意；故選B。2.下列情景中，重力對物體做功的是（）。A．籃球由高處落下；B．在水平面上做勻速直線運動的小車；C．足球在水平地面上滾動；D．懸掛在天花板上的照明燈【答案】A。【解析】A、籃球由高處落下，重力豎直向下，籃球豎直向下移動了距離，重力對籃球做功；故A符合題意；B、在水平面上做勻速直線運動的小車，小車受到的重力豎直向下，豎直向下沒有移動距離，重力沒有做功；故B不符合題意；C、足球在水平地面上滾動，足球受到的重力豎直向下，豎直向下沒有移動距離，重力沒有做功。故C不符合題意；D、懸掛在天花板上的照明燈，受重力，但沒有移動距離，重力不做功，故D不符合題意；故選A。3.下列狀況中做功肯定為1焦的是（）。A．將重為1牛的物體移動1米；B．將重為1牛的物體豎直向上移動1米；C．用1牛的力使物體移動1米；D．用豎直向上的1牛的力使受力物體豎直向上移動1米【答案】D。【解析】A.不清晰物體沿什么方向運動，所以做功多少無法推斷．此選項不符合題意；B.向上施加的力沒有說明是多大，所以做功多少無法推斷．此選項不符合題意；C.不清晰物體沿什么方向運動，所以做功多少無法推斷．此選項不符合題意；D.用豎直向上的1N的力使受力物體豎直向上移動1m，做的功為W=FS=1N×1m=1J。此選項符合題意。故選D。4.一年一度的中考體育測試將在5月初進行，下列與中考體育測試相關的物理學問，分析正確的是（）。A．拋出去的實心球離開手后接著運動過程中，手的推力做了功；B．拋出去的實心球在空中運動到最高點時，速度為零；C．立定跳遠時，腳要用力向后蹬地，利用物體間力的作用是相互的；D．做俯臥撐時，手只是施力物體【答案】C。【解析】A、拋出去的實心球離開手后接著運動過程中，不再受到推力的作用，所以手的推力不再做功，故A錯誤；B、拋出去的實心球做曲線運動，在空中運動到最高點時，速度不為零，故B錯誤；C、立定跳遠時，腳要用力向后蹬地，利用物體間力的作用是相互的，故C正確；D、做俯臥撐時，手是施力物體，由于力的作用是相互的，同時手也是受力物體，故D錯誤；故選C。5.下列實例中，關于做功的說法正確的是（）。A．起重機豎直吊著物體水平移動，重力對物體做了功；B．用力推汽車沒推動，推力對汽車做了功；C．足球在水平地面滾動，足球所受重力對它做了功；D．用力把皮球壓癟，壓力對皮球做了功【答案】D。A、起重機吊著重物水平移動，重物沿水平方向移動了距離，沒在重力方向上移動距離，所以沒做功，故A錯誤；B、人用力推汽車沒推動，有力而無距離，推力沒有做功；故B錯誤；C、足球在水平地面上滾動，足球受重力的作用，但是并沒有在重力的方向上移動距離，所以重力沒有對足球做功，故C錯誤；D、人用力把皮球壓癟，皮球在壓力的作用下通過了一段距離，壓力對皮球做了功，故D正確；故選D。6.小青同學先后用同樣大小的力F，使同一木箱分別在如圖所示甲、乙、丙三個表面上沿力的方向移動的距離分別為s，該力F在這三個過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙，下列關于做功大小的說法正確的是（）。A．W甲=W乙=W丙 B．W甲=W乙<W丙C．W甲<W乙<W丙 D．W甲>W乙>W丙【答案】A?！窘馕觥恳粋€人先后用同樣大小的力F使物體沿力的方向移動相同的距離s；該力在這三個過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙，三個功的大小都等于W=Fs；即W甲=W乙=W丙；故A正確、BCD錯誤。故選A。7.用200牛頓的拉力，沿水平方向拉質量是100千克的大車和50千克的小車，它們都在力的方向上移動了10米，拉大車和小車所用的時間各不相同，則（）。A．拉大車做功多；B．拉小車做功多；C．拉大車、小車做功一樣多；D．無法推斷【答案】C?！窘馕觥吭趦纱蔚倪\動過程中，拉力的大小是相等的，在力的作用下物體移動的距離也是相同的，依據(jù)功的公式W=Fs可知，兩次拉力做功一樣多，故AB錯誤，C正確，D錯誤；故選C。8.假如你將掉落在地面的物理課本撿起來放在課桌上，你對課本所做的功最接近于（）。A．0.02JB．0.2JC．2JD．20J【答案】C?！窘馕觥空n桌的高度約為0.7m，物理課本的重力約為3N，由公式W=Fs=Gh可得：W=Gh=0.7m×3N=2.1J，所以選項A、B、D都不符合實際狀況。故選C。拉力為10N，物體恰好做勻速直線運動，拉力對物體做了20J的功；其次次拉力增大為20N，拉力對物體做了48J的功，分析兩次做功過程，以下推斷正確的是（）。A．第一次物體受到的摩擦力是10N，物體運動了1m；B．第一次物體受到的摩擦力是20N，物體運動了2m；C．其次次物體受到的摩擦力是10N，物體運動了2.4m；D．其次次物體受到的摩擦力是20N，物體運動了4.8m【答案】C。【解析】AB、第一次物體在水平面上做勻速直線運動時，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一對平衡力，故物體受到的摩擦力：f=F=10N；拉力對物體做了20J的功，則物體通過的距離；故A、B均不正確；CD、若拉力增大為20N，而壓力大小和接觸面的粗糙程度都沒有變更，因此，物體受到的摩擦力不變，仍為10N；其次次拉力對物體做了48J的功，則物體通過的距離；故C正確，D不正確。故選C。10.如圖所示，用10N的水平推力推著重為60N的物體沿水平方向做直線運動，若推力對物體做了60J的功，則在這一過程中（）。A．物體肯定運動了6m；B．重力做的功肯定為360J；C．物體肯定受到10N的摩擦力；D．物體受到的支持力做了360J的功【答案】A?！窘馕觥緼、已知物體沿水平方向做直線運動，由W=Fs可得，物體移動的距離：，故A正確；BD、由于物體在重力和支持力的方向上都沒有移動的距離，因此重力、支持力做的功為0J，故B、D錯誤；C、由于物體的運動狀態(tài)不確定，所以無法求得摩擦力，故C錯誤。故選A。11.如圖所示，推著貨物車向前做勻速運動，地面的支持力對車（選填“做功”或“不做功”），理由是?！敬鸢浮坎蛔龉Γ恢С至κ秦Q直向上的，物體在豎直方向上沒有通過距離?！窘馕觥啃≤囀艿降孛娴闹С至ωQ直向上，物體沿水平方向運動，沒有在力的方向上移動距離，所以地面的支持力對車沒有做功。12.一輛汽車在平直馬路上勻速行駛，已知汽車行駛時所受阻力是1000N，當其行駛500m時，汽車牽引力所做的功為J。關閉發(fā)動機后，汽車由于仍會向前運動一段距離才停下。【答案】5×105；慣性?！窘馕觥恳驗槠囋谄街瘪R路上勻速行駛，所以汽車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，則牽引力：F=f=1000N，牽引力做功：W=Fs=1000N×500m═5×105J；汽車關閉發(fā)動機后，汽車由于慣性，要保持原來的運動狀態(tài)，仍能向前運動。13.用100N的拉力水平作用在100kg的物體上，則在拉力的作用下物體沿水平方向向右移動了10m，拉力對物體做的功是J，假如物體的運動為勻速直線運動，這時摩擦力的大小是N，力的方向。【答案】1000；100；水平向左。【解析】拉力做功：W=Fs=100N×10m=1000J；因為在拉力的作用下物體沿水平方向勻速向右移動，所以摩擦力與拉力是一對平衡力，則摩擦力與拉力大小相等，為100N；摩擦力的方向與拉力方向相反，即摩擦力的方向水平向左。14.工人師傅用300N的水平推力推著一輛車勻速直線運動了6m。求：（1）車受到的阻力；（2）工人做的功。【答案】（1）300N；（2）1800J?！窘馕觥浚?）因為車在水平方向上做勻速直線運動，所以，由力的平衡條件可得，阻力：f=F=300N，方向與車的運動方向相反；（2）推力做的功為：W=Fs=300N×6m=1800J。二、提升練習1．(2024·海南)用大小相同的力F，作用在質量不同的物體上，使它們分別在同一水平面上沿力的方向移動相同的距離s（如圖所示），F(xiàn)所做的功分別為W1和W2，則（）。A．B．C．D．【答案】B?！窘馕觥恳罁?jù)功的計算公式，得，?？梢姡蕬xB。2.（2024·邵陽）一物體在水平拉力F的作用下，沿力的方向以0.2m/s的速度勻速運動了4s，拉力F大小為5N，4s內拉力F做的功為（）。A．1JB．3JC．2JD．4J【答案】D。【解析】由v可得，物體移動的距離s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m，拉力F做的功W＝Fs＝5N×0.8m＝4J。故選D。3．（2024·貴陽）如圖所示，原長為L的輕質彈簧一端固定在豎直墻面上，另一端與水平面上的木塊相連。推動木塊壓縮彈簧，其左端至A點時，彈簧具有的彈性勢能為25J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復運動若干次后靜止，此時彈簧具有的彈性勢能為1J，則木塊運動過程中克服阻力做的功是J。整個運動過程中木塊速度最大時其左端可能位于（選填：“B“、“C”或“D”）點?！敬鸢浮?4；B?！窘馕觥繌椈删哂械膹椥詣菽転?5J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復運動若干次后靜止，此時彈簧具有的彈性勢能為1J，木塊在運動過程中，克服摩擦力做功，依據(jù)能量守恒定律可知，總的能量不變，故克服阻力所做的功為25J﹣1J=24J；彈簧被壓縮時具有彈力，彈力的方向是向右的，木塊向右運動時，阻力是向左的；起先運動時，彈力大于阻力，木塊向右運動的過程中，彈力漸漸減小，阻力不變，木塊做加速運動，當木塊受到的彈力等于阻力時速度最大，此時彈簧未復原值原長；木塊由于慣性仍舊會向右運動，此時彈力小于阻力，做的是減速運動，當彈簧復原原長時阻力為0；由圖可知，整個運動過程中木塊速度最大時其左端可能位于B點。故答案為：24；B。4.（2024·德陽）如圖所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上,當他在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運動,則鐵塊受到的摩擦力為___N.鐵塊此時速度v與時間t的關系圖象如圖乙所示,4s內拉力F做的功是___J?！敬鸢浮?；4.8。【解析】（1）由乙圖可見，鐵塊在豎直方向上運動時，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運動，鐵塊受到平衡力的作用。在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F，依據(jù)平衡力的特點，故鐵塊受到摩擦力大小f=F-G=6N-4N=2N。鐵塊在4s內上升的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m，因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。故答案為：2；4.8。5.（2024·廣東）某轎車在平直馬路上行駛的45s內，其速度v與時間t、動力F與時間t的關系圖像分別如圖甲、乙所示。已知前10s轎車運動的路程為100m。求：(1)前10s轎車運動的平均速度；(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程；(3)動力F做的總功?！敬鸢浮?1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J?！窘馕觥?1)前10s轎車運動的平均速度：(2)依據(jù)可知，轎車在勻速直線運動階段通過的路程：(3)動力F做的總功：答：(1)前10s轎車運動的平均速度是10m/s；(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程是700m；(3)動力F做的總功為1.1×106J。6.（2024·貴州黔東南）為削減新型冠狀病毒的滋生擴散，武漢市城管部門在夜間對城區(qū)道路集中開展了霧炮車噴灑消毒作業(yè)（如圖所示）。某型號霧炮車空載時的質量為10t，它配備了一個體積為10m3的水箱。為了便利清洗，水箱底部有一個排水孔，排水孔蓋子面積約為100cm2：(1)霧炮車勻速前進噴灑過程中，在2.4km的路段上用時20min，則霧炮車的速度是多少？(2)消毒液噴灑完后空載勻速返回時，若霧炮車在水平地面上勻速行駛時受到的阻力為車重的0.05倍，則行駛2.4km的水平路面上，牽引力所做的功為多大？（g取10N/kg）(3)當水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓力約為多大？（消毒液的密度為0.8×103kg/m3）【答案】(1)2m/s；(2)；(3)80N?！窘馕觥?1)在2.4km的路段上用時20min，則霧炮車的速度：(2)霧炮車空載時在水平地面上勻速行駛時受到的阻力與牽引力是一對大小相等的平衡力，且受到的阻力為車重的0.05倍，則牽引力：則牽引力所做的功：(3)當水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓強：排水孔蓋子面積約為100cm2，依據(jù)可得排水孔蓋子受到消毒液的壓力：答：(1)霧炮車的速度是2m/s；(2)牽引力所做的功是；(3)當水箱中消毒液的深度為1m時，排水孔蓋子受到消毒液的壓力是80N。7.（2024·四川成都）