2024-2025學(xué)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(biāo)要求目標(biāo)要求重、難點(diǎn)了解功的單位會計(jì)算功的大??；重點(diǎn)理解功的概念；重點(diǎn)及難點(diǎn)二、學(xué)問點(diǎn)解析1.功的定義：一個(gè)力作用在物體上，使物體在力的方向上通過一段距離，這個(gè)力就對物體做了功。2.功的兩個(gè)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(yīng)用：①分清哪個(gè)力對物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S肯定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對應(yīng)；③功的單位“焦”（?！っ?焦），不是力和力臂的乘積（?！っ?，力臂單位不能寫成“焦”）。三、重點(diǎn)、難點(diǎn)與易錯(cuò)點(diǎn)★重點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)一：功及其計(jì)算1.假如一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動了一段距離，就說這個(gè)力做了功。功是物理學(xué)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?！っ祝∟·m）。功的單位有一個(gè)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?yàn)樵谥亓Ψ较蛏蠜]有產(chǎn)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(xué)生對概念的理解和駕馭程度，主要內(nèi)容有：功概念的相識以及簡潔計(jì)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(jì)算型填空題，均屬于基礎(chǔ)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(jì)算題，這類題型屬于綜合計(jì)算題，考查學(xué)生計(jì)算題實(shí)力和綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問分析問題、解決問題的實(shí)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(yùn)動【答案】B?！窘馕觥緼．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(yùn)動，人給箱子一個(gè)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(jì)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(gè)滑輪重為1N（不計(jì)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(dāng)B以0.3m/s的速度勻速上升時(shí)，拉力大小為F。下列說法正確的是（）。A．B勻速下降時(shí)，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?！窘馕觥緼、由圖可知動滑輪上繩子的段數(shù)n＝3，不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，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(yùn)動時(shí)，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(cuò)誤；B、當(dāng)使物體B以0.2m/s的速度上升時(shí)，物體A勻速向左運(yùn)動，此時(shí)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(yùn)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(cuò)誤；故選：BC。五、模擬訓(xùn)練一、基礎(chǔ)練習(xí)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(yùn)動；B．搬而未起；C．從地面提起小桶在路上勻速前進(jìn)；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(gè)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(chǎn)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(shí)，人給水桶一個(gè)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(jìn)，人給水桶仍是一個(gè)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(gè)向上的力，杠鈴向上移動了距離，人對杠鈴做功，停留時(shí)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(yùn)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?！窘馕觥緼、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(yùn)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?！窘馕觥緼.不清晰物體沿什么方向運(yùn)動，所以做功多少無法推斷．此選項(xiàng)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(xiàng)不符合題意；C.不清晰物體沿什么方向運(yùn)動，所以做功多少無法推斷．此選項(xiàng)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(xiàng)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(jìn)行，下列與中考體育測試相關(guān)的物理學(xué)問，分析正確的是（）。A．拋出去的實(shí)心球離開手后接著運(yùn)動過程中，手的推力做了功；B．拋出去的實(shí)心球在空中運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，速度為零；C．立定跳遠(yuǎn)時(shí)，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(shí)，手只是施力物體【答案】C?！窘馕觥緼、拋出去的實(shí)心球離開手后接著運(yùn)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(cuò)誤；B、拋出去的實(shí)心球做曲線運(yùn)動，在空中運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，速度不為零，故B錯(cuò)誤；C、立定跳遠(yuǎn)時(shí)，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(shí)，手是施力物體，由于力的作用是相互的，同時(shí)手也是受力物體，故D錯(cuò)誤；故選C。5.下列實(shí)例中，關(guān)于做功的說法正確的是（）。A．起重機(jī)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(jī)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(cuò)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(cuò)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(cuò)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(xué)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(gè)表面上沿力的方向移動的距離分別為s，該力F在這三個(gè)過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙，下列關(guān)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€(gè)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(gè)過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙，三個(gè)功的大小都等于W=Fs；即W甲=W乙=W丙；故A正確、BCD錯(cuò)誤。故選A。7.用200牛頓的拉力，沿水平方向拉質(zhì)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(shí)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\(yùn)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(cuò)誤，C正確，D錯(cuò)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(xiàng)A、B、D都不符合實(shí)際狀況。故選C。拉力為10N，物體恰好做勻速直線運(yùn)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(yùn)動了1m；B．第一次物體受到的摩擦力是20N，物體運(yùn)動了2m；C．其次次物體受到的摩擦力是10N，物體運(yùn)動了2.4m；D．其次次物體受到的摩擦力是20N，物體運(yùn)動了4.8m【答案】C?！窘馕觥緼B、第一次物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動時(shí)，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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(cuò)誤；C、由于物體的運(yùn)動狀態(tài)不確定，所以無法求得摩擦力，故C錯(cuò)誤。故選A。11.如圖所示，推著貨物車向前做勻速運(yùn)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?；支持力是豎直向上的，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(yùn)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(shí)所受阻力是1000N，當(dāng)其行駛500m時(shí)，汽車牽引力所做的功為J。關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，汽車由于仍會向前運(yùn)動一段距離才停下?！敬鸢浮?×105；慣性?！窘馕觥恳?yàn)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(guān)閉發(fā)動機(jī)后，汽車由于慣性，要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，仍能向前運(yùn)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(yùn)動為勻速直線運(yùn)動，這時(shí)摩擦力的大小是N，力的方向?！敬鸢浮?000；100；水平向左。【解析】拉力做功：W=Fs=100N×10m=1000J；因?yàn)樵诶Φ淖饔孟挛矬w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(yùn)動了6m。求：（1）車受到的阻力；（2）工人做的功?！敬鸢浮浚?）300N；（2）1800J?！窘馕觥浚?）因?yàn)檐囋谒椒较蛏献鰟蛩僦本€運(yùn)動，所以，由力的平衡條件可得，阻力：f=F=300N，方向與車的運(yùn)動方向相反；（2）推力做的功為：W=Fs=300N×6m=1800J。二、提升練習(xí)1．(2024·海南)用大小相同的力F，作用在質(zhì)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(jì)算公式，得，?？梢?，故應(yīng)選B。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(yùn)動了4s，拉力F大小為5N，4s內(nèi)拉力F做的功為（）。A．1JB．3JC．2JD．4J【答案】D?！窘馕觥坑蓈可得，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(zhì)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(diǎn)時(shí)，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(fù)運(yùn)動若干次后靜止，此時(shí)彈簧具有的彈性勢能為1J，則木塊運(yùn)動過程中克服阻力做的功是J。整個(gè)運(yùn)動過程中木塊速度最大時(shí)其左端可能位于（選填：“B“、“C”或“D”）點(diǎn)?！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(fù)運(yùn)動若干次后靜止，此時(shí)彈簧具有的彈性勢能為1J，木塊在運(yùn)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(shí)具有彈力，彈力的方向是向右的，木塊向右運(yùn)動時(shí)，阻力是向左的；起先運(yùn)動時(shí)，彈力大于阻力，木塊向右運(yùn)動的過程中，彈力漸漸減小，阻力不變，木塊做加速運(yùn)動，當(dāng)木塊受到的彈力等于阻力時(shí)速度最大，此時(shí)彈簧未復(fù)原值原長；木塊由于慣性仍舊會向右運(yùn)動，此時(shí)彈力小于阻力，做的是減速運(yùn)動，當(dāng)彈簧復(fù)原原長時(shí)阻力為0；由圖可知，整個(gè)運(yùn)動過程中木塊速度最大時(shí)其左端可能位于B點(diǎn)。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(dāng)他在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運(yùn)動,則鐵塊受到的摩擦力為___N.鐵塊此時(shí)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示,4s內(nèi)拉力F做的功是___J?！敬鸢浮?；4.8?！窘馕觥浚?）由乙圖可見，鐵塊在豎直方向上運(yùn)動時(shí)，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運(yùn)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(diǎn)，故鐵塊受到摩擦力大小f=F-G=6N-4N=2N。鐵塊在4s內(nèi)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(nèi)，其速度v與時(shí)間t、動力F與時(shí)間t的關(guān)系圖像分別如圖甲、乙所示。已知前10s轎車運(yùn)動的路程為100m。求：(1)前10s轎車運(yùn)動的平均速度；(2)轎車在勻速直線運(yùn)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。【解析】(1)前10s轎車運(yùn)動的平均速度：(2)依據(jù)可知，轎車在勻速直線運(yùn)動階段通過的路程：(3)動力F做的總功：答：(1)前10s轎車運(yùn)動的平均速度是10m/s；(2)轎車在勻速直線運(yùn)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(kuò)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(shí)的質(zhì)量為10t，它配備了一個(gè)體積為10m3的水箱。為了便利清洗，水箱底部有一個(gè)排水孔，排水孔蓋子面積約為100cm2：(1)霧炮車勻速前進(jìn)噴灑過程中，在2.4km的路段上用時(shí)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(shí)，若霧炮車在水平地面上勻速行駛時(shí)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(dāng)水箱中消毒液的深度為1m時(shí)，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(shí)20min，則霧炮車的速度：(2)霧炮車空載時(shí)在水平地面上勻速行駛時(shí)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(dāng)水箱中消毒液的深度為1m時(shí)，排水孔蓋子受到消毒液的壓強(qiáng)：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(dāng)水箱中消毒液的深度為1m時(shí)，排水孔蓋子受到消毒液的壓力是80N。7.（2024·四川成都）