資源簡介

/ 讓教學(xué)更有效 精品學(xué)案 | 物理學(xué)科
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．掌握功的定義
2．知道做功的條件
3．會計算物體做功
4．能結(jié)合之前的浮力的相關(guān)知識計算浮力、重力對物體所做的功
【自主學(xué)習(xí)】
一、功
在叉車舉高貨物的過程中，貨物受到一個向上的力 F 的作用，并且在這個力的作用下，向上移動了一段距離 s，力 F 作用的成效體現(xiàn)在貨物被舉高了。對于這種情況，物理學(xué)中就說叉車托起貨物的力做了功。
也可以這樣理解：功是力在一段路程上的積累，這個力走了多遠(yuǎn)，也就是這個力做了多少功。或者是：力在物體運(yùn)動方向上的貢獻(xiàn)。
二、功的計算
作用在物體上的力越大、物體在力的方向上移動的距離越遠(yuǎn)，力所做的功也就越多。
力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的 。如果用F表示力、s表示在力的方向上移動的距離、W表示功，則功的表達(dá)式為： 。
在國際單位制中，力的單位是牛，距離的單位是米，則功的單位是牛米，它有一個專門的名稱叫作 ，簡稱焦，符號是 。
做功的必要條件：有力，且在力的方向上有移動?？朔蹲恿ψ龅墓?，就等于這個力與其反方向運(yùn)動距離的乘積。
【例1】下列關(guān)于功的各種說法中，正確的是( )
A．只要有力作用在物體上，就一定做了功
B．只要物體移動了距離，就一定做了功
C．只要有力作用在物體上，物體又移動了距離，就一定做了功
D．只要有力作用在物體上，物體又在該力的方向上移動了距離，就一定做了功
【例2】小明在下列過程中對桶做功的是( )
A．提著桶站立不動 B．提著桶水平移動
C．提著桶站在勻速水平運(yùn)動的車廂內(nèi) D．提著桶站在勻速向上運(yùn)動的電梯內(nèi)
【例3】關(guān)于對功的理解，下列說法正確的是（　　）
A．作用在物體上的力越大，力做的功就越多 B．把重1N的物體舉起1m所做的功為1J
C．物體通過的路程越長，作用力做功越多 D．力作用的時間越長，做的功就越多
【例4】下圖所描述的力，對物體做功的是（ ）
A．熊貓用力舉著杠鈴不動 B．用力拉繩勻速提升重物
C．用手搬石頭沒搬動 D．用力提著水桶沿水平方向移
【例5】如圖所示為舉重運(yùn)動員做挺舉時的幾個狀態(tài)圖，下列關(guān)于該運(yùn)動員對杠鈴做功情況的分析正確的是（ ）
A．從發(fā)力到上拉的過程中不做功 B．從上拉到翻站的過程中做功
C．從上挺到站立的過程中不做功 D．舉著杠鈴穩(wěn)定站立的過程中做功
【例6】關(guān)于一名中學(xué)生的相關(guān)估測，下列說法符合實際的是（　　）
A．將物理課本從地面撿到課桌做功大約20J
B．雙腳站立時對地面的壓強(qiáng)約為1.5×104Pa
C．潛入泳池水面以下所受浮力約為5000N
D．將30個雞蛋從一樓提到三樓，克服雞蛋重力做的功約為500J
【例7】如圖所示，用水平力拉著重為100N的物體，在水平地面上向右勻速移動了5 m，物體所受地面的摩擦力大小為20 N，則( )
A．重力做的功是500 J B．拉力的大小為100N
C．拉力的大小為120N D．拉力做的功為100J
【例8】一彈簧秤下掛一圓柱體，將圓柱體從盛有水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降，直到圓柱體的底部與燒杯底部接觸為止（設(shè)燒杯底面積為1分米2），如圖已給出整個過程中彈簧秤的示數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的實驗圖線，則下列說法錯誤的是（　?。?br/>A．圓柱體的體積為8×10-4米3
B．圓柱體的密度為1.5×103千克/米3
C．圓柱體在下降的全過程中重力所做的功為1.08焦
D．圓柱體在下降的全過程中重力所做的功為1.12焦
【例9】如圖所示，物體A所受到的重力大小為40N。
（1）在拉力F1的作用下使物體沿豎直方向勻速上升0.5m，則拉力F1在這一過程中對物體所做的功為_____J。
（2）將該物體放在傾角為30°的光滑斜面上，用平行于斜面的拉力F2使物體沿斜面勻速移動 1m，此時拉力F2的大小恰為20N，則拉力F2在這一過程中對物體所做的功為______J。
（3）由上述兩種情況可知，使用斜面能省______，但不能省____。(填“功”或“力”)
【例10】如圖甲所示，將邊長為10cm的正方體木塊A放入裝有某種液體的足夠高的圓柱形容器中，木塊A靜止時，有的體積浸入液體中，此時液面比放入木塊前升高了2cm，容器底部受到的液體壓強(qiáng)變化了150Pa。再將合金塊B放在木塊A上方，靜止后木塊A恰好浸沒在液體中，液體未溢出，如圖乙所示。求：（1）液體的密度；
（2）木塊A的質(zhì)量；（3）從合金塊B放在木塊A上方開始，直到木塊A恰好浸在液體中的過程中，合金塊B的重力對其做的功。
【課后鞏固】
1．下列是其同學(xué)對生活中涉及的物理量的估測，你認(rèn)為量符合實際的是（　?。?br/>A．手托一只雞蛋的力約1N
B．小明同學(xué)對地面的壓強(qiáng)大約為1200帕斯卡
C．將物理教科書從地面拿到桌子上，做功約2J
D．人漂浮在水中，排開水的體積約為
2．2024年4月23日的世界讀書日，主題為“閱讀推動未來”。如圖是讀者從書架上取下圖書的情景，若讀者所取的書重量與6枚雞蛋相當(dāng)，讀者從書架上取下書的過程中，對書做的功最接近的是（ ）
A．300J
B．30J
C．3J
D．0.3J
3．如圖所示，人對物體做功的是（　?。?br/>A．①② B．③④ C．①③ D．②③
4．下列說法中正確的是（ ）
A．用手從地面上提起水桶，手的拉力對水桶做了功
B．背著書包在水平地面上行走，肩對書包的支持力做了功
C．籃板將籃球反彈回來，籃板持續(xù)對籃球做功
D．用力推一輛汽車，汽車靜止不動，推力在這個過程中對汽車做了功
5．如圖所示，小明重500N，他用手托著一個重為5N的籃球乘坐廂式電梯，電梯勻速上升了10m。下列關(guān)于小明和廂式電梯做功的說法正確的是（　?。?br/>A．小明托著籃球的力沒有對籃球做功
B．廂式電梯對小明的支持力做功50J
C．小明托著籃球的力對籃球做功50J
D．廂式電梯對小明的支持力沒有對小明做功
6．如圖所示的四種情景中，關(guān)于力對物體做功的敘述，正確的是（　　）
A．運(yùn)動員舉著杠鈴不動，運(yùn)動員對杠鈴做了功
B．馬拉車在水平路面上勻速前進(jìn)，馬的拉力對車做了功
C．足球在水平地面上滾動，足球所受重力對足球做了功
D．起重機(jī)吊著重物沿水平方向移動，豎直向上的拉力對重物做了功
7．2024年12月，在世界舉重錦標(biāo)賽中，中國隊小將李閆包攬女子87公斤以上級三枚金牌，并打破抓舉世界紀(jì)錄。如圖所示為運(yùn)動員在比賽時的情景，下列說法正確的是（　　）
A．運(yùn)動員在舉重前手涂鎂粉是為了減小摩擦
B．運(yùn)動員將杠鈴向上舉起的過程中對杠鈴做了功
C．運(yùn)動員手舉杠鈴靜止時，運(yùn)動員所受重力和支持力是一對平衡力
D．運(yùn)動員提起杠鈴前后，對地面的壓強(qiáng)不變
8．如圖所示，，三個物體在同樣大小的力的作用下，都沿著力的方向移動距離，比較對三個物體所做的功，結(jié)論是（　　）
A．三次做功一樣多
B．對做功一樣多
C．對做功一樣多
D．對做功一樣多
9．在舉重比賽中，某運(yùn)動員第一階段把100kg的杠鈴很快地舉過頭頂，第二階段使杠鈴在空中停留了3s，三名裁判都亮出了白燈，舉重成功。關(guān)于他舉重時對杠鈴做功的情況，下列說法正確的是（ ）
A．第一階段運(yùn)動員沒有做功 B．第二階段運(yùn)動員沒有做功
C．兩個階段運(yùn)動員都做了功 D．兩個階段運(yùn)動員都沒有做功
10．炎熱的暑期，小樂去水上樂園游玩，他發(fā)現(xiàn)與在岸上相比，在水中行走比較困難，若他在水平泳池中 行走距離與水平池岸行走距離相同時，克服重力做功的大小關(guān)系是（ ）
A．一樣大 B．在岸上做功大 C．在水中做功大 D．小樂重力未知，無法判斷
11．如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個物體在大小為F的恒力作用下，在力的方向上前進(jìn)了相同的距離。下列結(jié)論正確的是（　?。?br/>A．圖甲中F做的功小于圖乙中F做的功
B．圖甲中F做的功等于圖乙中F做的功
C．圖甲中F做的功大于圖乙中F做的功
D．條件不足，無法確定圖甲、乙中F做的功哪個多
12．如圖甲所示，一個物體被水平力F壓在豎直墻面上保持靜止，水平力減為F的三分之一時物體剛好勻速下滑，下滑時水平力對物體 （選填“做了”或“不做”）功。如圖乙所示，用30N的水平推力，使重力為100N的物體在水平桌面上移動0.5m。此過程中推力對物體做功 J，重力對物體做功 J。
13．《天工開物》是我國古代的科學(xué)著作，其中這樣寫道：“凡河濱有制筒車者，堰陂障流，繞于車下，激輪使轉(zhuǎn)，挽水入筒，一一傾于枧內(nèi)，流入畝中。晝夜不息，百畝無憂?！痹摱挝淖置枋隽送曹囘@樣一種以水流作為動力，用來取水的機(jī)械，如下圖所示：
（1）筒車轉(zhuǎn)動過程中，水的作用力對筒車 （選填“做功”或“不做功”）。
（2）若接水槽離取水處高4m，水輪上有12個取水筒，一個取水筒每次可取水4kg，筒車轉(zhuǎn)一圈對進(jìn)入接水槽的水所做的功為 J。（接水槽離倒水處的高度忽略不計，g取）
14．閱讀短文，回答問題；
2023年5月13日，“恩平20—4鉆采平臺”的安裝，創(chuàng)造了我國海上油氣平臺浮托安裝重量的新紀(jì)錄。浮托安裝類似于運(yùn)動員挺舉過程，巧妙地利用海上潮汐的自然力進(jìn)行安裝。如圖所示，漲潮時，工程船托運(yùn)平臺組塊駛?cè)胍呀?jīng)固定在海中的導(dǎo)管架的槽口，落潮時把平臺組塊插尖順勢從高位下降安裝到導(dǎo)管架接口上。工程船滿載時的排水量為5.35×107kg，所安裝的平臺組塊質(zhì)量為1.55×107kg。（g取10N/kg）
（1）平臺組塊所受重力大小為多少；
（2）若漲潮前，插尖低于接口0.8m，漲潮時，工程船和平臺組塊緩慢向上浮起，使得插尖比接口高1.2m。則在此過程中，工程船對平臺組塊豎直向上做功為多少。
15．圖甲是一輛除雪車正在水平路面上除雪的場景，該車在10min內(nèi)的運(yùn)動圖像如圖乙所示。若該除雪車的總質(zhì)量為6t，除雪過程中所受水平阻力為，車輪與地面的總接觸面積為，g取，求該除雪車：
（1）對水平地面的壓強(qiáng)；（2）10min內(nèi)通過的路程；（3）10min內(nèi)牽引力所做的功。
1．在水平地面上并排鋪有n塊相同的勻質(zhì)磚塊，如圖甲，每塊磚的質(zhì)量為m，長為a，寬為b，厚為c、若要將這n塊磚按圖乙所示疊放在最左邊的磚塊上，則至少要給磚塊做的功為（　　）
A．
B．mgc
C．
D．
2．小雷同學(xué)聽了“曹沖稱象”的故事后，利用所學(xué)知識制作了“水秤”模型，可方便地稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu)造如圖甲所示。已知圓柱形透明大桶足夠深，底面積，圓柱形小筒高度為，底面積為，小筒和秤盤總重力為，小筒壁和大筒壁的厚度可忽略不計，稱量時秤盤不能浸入水中（g取10N/kg）。求：
（1）如圖甲所示，當(dāng)秤盤上不放物體時，小筒受到的浮力大小；
（2）該“水秤”在小筒上的零刻度線A距小筒底部的距離；
（3）該“水秤”每次稱量不同物體的質(zhì)量時，小筒和秤盤所受重力做功最多是多少。
3．如圖甲所示，底面積為的輕質(zhì)薄壁柱形容器放置在水平桌面上，密度為的長方體A放置于體積為為正方體B上，A、B浸沒在水中且正方體B通過不可伸長的細(xì)線與容器底部相連。打開閥門K勻速放水，細(xì)線對B的拉力F與容器中水的深度h的關(guān)系如圖乙所示（g取10N/kg）求：
（1）初始時刻水對容器底部的壓強(qiáng)；
（2）正方體B的重力；
（3）當(dāng)水面下降到時關(guān)閉閥門K，將A從B上取下放入水中并剪斷細(xì)線，待A、B靜止時，剪斷細(xì)線前后B克服重力做的功。
【課后評價】
這節(jié)課我給自己☆☆☆☆☆顆星。試卷第1頁，共3頁
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【參考答案】
自主學(xué)習(xí)
二、功的計算：乘積 W=FS 焦耳 J
【例1】D
【例2】D
【例3】B
【例4】B
【例5】B
【例6】B
【例7】D
【例8】D
【例9】（1）20 ；（2）20 ；（3）力 功；
【例10】（1）0.75g/cm3；（2）0.45kg；（3）0.08J
課后鞏固
基礎(chǔ)練習(xí)
1. C 2. C 3. B 4. A 5. C 6. B 7. B 8. A 9. B 10. A 11. B
12. 不做 15 0
13. （1）做功；（2）1920
14. （1）1.55×108；（2）3.1×108
15. （1）1.5×105Pa ；（2）2640m ；（3）1.584×107J
能力提升
1. A
2. （1）30N； （2）0.15m； （3）7.5J
3. （1）； （2）5N； （3）0.2125J
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