11. 某人用力把一个重为10 N的冰块水平抛出,冰块在水平冰面上滑行40 m后停了下来。在冰块滑行的过程中 (
C
)
A.人对冰块做了400 J的功
B.重力对冰块做了400 J的功
C.人和重力都没有对冰块做功
D.阻力没有做功
答案:11. C
解析:
【分析】
要判断是否做功,需依据功的两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。先分析冰块滑行过程中,人、重力是否对冰块施加力,以及冰块是否在这些力的方向上移动距离,再逐一判断选项。
【解析】
做功的两个必要条件:一是对物体有力的作用,二是物体在力的方向上通过距离。
选项A:冰块被抛出后,滑行过程中,人对冰块不再施加力的作用,因此人对冰块没有做功,A错误。
选项B:重力方向竖直向下,冰块滑行方向为水平方向,冰块没有在重力方向上移动距离,因此重力对冰块没有做功,B错误。
选项C:由上述A、B分析可知,人和重力都没有对冰块做功,C正确。
选项D:冰块滑行时受到阻力,且在阻力方向(与运动方向相反)移动了距离,因此阻力对冰块做了功,D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的两个必要因素、做功的判断
【点评】
本题考查功的判断,核心是牢记做功的两个必要条件,需注意力与距离的方向一致性,是基础的功的概念应用题。
【难度系数】
0.5
12. 小明将掉在地上的物理教科书捡回桌面,在这一过程中,他所做的功最接近于 (
C
)
A.0.02 J
B.0.2 J
C.2 J
D.20 J
答案:12. C
解析:
【分析】要计算小明捡物理教科书做的功,需利用克服重力做功的公式$ W = Gh $,解题关键是先估测物理教科书的重力和桌面的高度,再代入公式计算后对比选项。
【解析】解:首先估测物理教科书的质量约为$ m = 0.2\ \mathrm{kg} $,课桌的高度约为$ h = 0.8\ \mathrm{m} $。根据重力公式$ G = mg $($ g $取$ 10\ \mathrm{N/kg} $),可得课本的重力:$ G = 0.2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2\ \mathrm{N} $。小明捡课本时克服重力做功:$ W = Gh = 2\ \mathrm{N} × 0.8\ \mathrm{m} = 1.6\ \mathrm{J} $,与选项中的$ 2\ \mathrm{J} $最接近,因此选C。
【答案】C
【知识点】功的计算、重力的估测
【点评】本题属于基础估算题,核心是正确估测常见物体的质量和课桌高度,结合功的公式即可求解,难度较低。
【难度系数】0.6
13. 如图(a)所示,水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,其F-t和v-t的图像分别如图(b)、(c)所示。由图像可知,0~3 s内,推力对物体做功
0
J;9~12 s内,推力对物体做功
54
J。

答案:13. 0 54
解析:
【分析】
要解决本题,需结合F-t图像和v-t图像,依据做功的两个必要因素(作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离)分析计算:先看0~3s,从v-t图判断物体是否移动,再计算推力做功;再看9~12s,从F-t图取推力大小,从v-t图取速度和时间,算出移动距离后计算做功。
【解析】
1. 0~3s内:由v-t图像可知,0~3s内物体速度为0,处于静止状态,在推力方向上移动的距离$s_1=0$。根据做功公式$W=Fs$,推力做功$W_1=F_1s_1=3\,\mathrm{N} × 0=0\,\mathrm{J}$。
2. 9~12s内:由F-t图像得,9~12s内推力$F_2=6\,\mathrm{N}$;由v-t图像得,9~12s内物体速度$v=3\,\mathrm{m/s}$,时间$t_2=12\,\mathrm{s}-9\,\mathrm{s}=3\,\mathrm{s}$,则物体移动的距离$s_2=vt_2=3\,\mathrm{m/s} × 3\,\mathrm{s}=9\,\mathrm{m}$。推力做功$W_2=F_2s_2=6\,\mathrm{N} × 9\,\mathrm{m}=54\,\mathrm{J}$。
【答案】
0;54
【知识点】
功的计算、v-t图像、F-t图像
【点评】
本题结合力和速度的图像考查功的计算,核心是从对应图像中提取有效物理量,明确做功的必要条件,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】
0.3
14. 水平桌面上的甲、乙两物体所受的水平推力分别为$F_甲$和$F_乙$,它们在推力方向上移动的距离分别为$s_甲$和$s_乙$。若$F_甲:F_乙=3:2$,$s_甲:s_乙=4:5$,则$F_甲$和$F_乙$对物体所做的功$W_甲$和$W_乙$之比为(
A
)
A.$6:5$
B.$5:6$
C.$15:8$
D.$3:10$
答案:14. A
解析:
【分析】
本题考查功的计算,解题思路是:先明确功的计算公式为$W = Fs$,要求$W_甲$和$W_乙$的比值,需将两者用公式表示后代入已知的力和移动距离的比例进行计算。
【解析】
根据功的计算公式$W = Fs$,可得:
$W_甲 = F_甲s_甲$,$W_乙 = F_乙s_乙$
则两者做功之比为:
$\frac{W_甲}{W_乙} = \frac{F_甲s_甲}{F_乙s_乙}$
已知$F_甲:F_乙 = 3:2$,$s_甲:s_乙 = 4:5$,代入得:
$\frac{W_甲}{W_乙} = \frac{3×4}{2×5} = \frac{12}{10} = \frac{6}{5}$,即$W_甲:W_乙 = 6:5$。
【答案】
A
【知识点】
功的计算
【点评】
本题是基础的功的比例计算问题,只要掌握功的基本计算公式,代入已知比例即可快速得出结果,属于对基础知识点的直接应用,难度较低。
【难度系数】
0.8
15. 如图所示,用大小为120 N的力F将重力为G的物体匀速提升2 m,动滑轮的重力为10 N。不计绳重及摩擦,求:
(1)绳子自由端移动的距离。
(2)拉力F所做的功。
(3)滑轮组对物体做的功。

答案:15. (1) 4 m (2) 480 J (3) 460 J
解析:
【分析】
要解决这道滑轮组问题,首先确定承担动滑轮和物体总重的绳子段数n,由图可知n=2。解题思路如下:
1. 求绳子自由端移动距离:根据滑轮组的特点,绳子自由端移动距离s与物体提升高度h的关系为s=nh,代入n和h即可计算;
2. 求拉力F做的功:拉力做功是总功,公式为W总=F·s,代入拉力F和s计算;
3. 求滑轮组对物体做的功:这是有用功,先根据不计绳重及摩擦时的拉力公式F=(G+G动)/n求出物体重力G,再用W有用=G·h计算。
【解析】
解:由图可知,承担动滑轮和物体总重的绳子段数n=2。
(1)已知物体提升高度h=2m,根据滑轮组绳子自由端移动距离公式:
s = nh = 2×2m = 4m;
(2)拉力F做的功(总功):
W总 = F·s = 120N×4m = 480J;
(3)不计绳重及摩擦,拉力F=(G+G动)/n,可得物体重力:
G = nF - G动 = 2×120N -10N = 230N;
滑轮组对物体做的功(有用功):
W有用 = G·h =230N×2m=460J。
【答案】
(1) 4 m (2) 480 J (3) 460 J
【知识点】
滑轮组的距离计算、总功、有用功
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算,关键是确定承担总重的绳子段数,明确总功和有用功的概念,以及不计绳重摩擦时拉力与物重、动滑轮重的关系,属于常规基础题。
【难度系数】
0.3