1. 如图所示,用水平拉力F拉着重为100 N的物体在水平地面上向左匀速移动了5 m,物体所受地面的摩擦力大小为20 N,则(
D
)

A.重力做的功是500 J
B.拉力大小为100 N
C.拉力大小为120 N
D.拉力做的功为100 J
答案:1. D
解析:
【分析】
要解决这道题,需结合二力平衡、做功的两个必要因素以及功的计算公式逐一分析选项:首先根据物体匀速运动的平衡状态确定拉力大小,再判断重力是否做功,最后计算拉力做的功,即可得出正确答案。
【解析】
1. 判断拉力大小:物体在水平地面上向左匀速移动,处于平衡状态,水平方向的拉力F与摩擦力f是一对平衡力,大小相等。已知摩擦力f=20N,因此拉力F=f=20N,故选项B(拉力100N)、C(拉力120N)错误。
2. 判断重力做功:做功的两个必要因素是“作用在物体上的力”和“物体在力的方向上通过的距离”。重力方向竖直向下,物体仅在水平方向移动,竖直方向无位移,因此重力做功为0,选项A(重力做功500J)错误。
3. 计算拉力做功:根据功的计算公式$W=Fs$,拉力$F=20N$,物体移动距离$s=5m$,则拉力做功$W=20N×5m=100J$,选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
功的计算、二力平衡、做功的必要因素
【点评】
本题考查力学基础知识点,需掌握二力平衡条件、做功的判断方法以及功的公式应用,属于基础题型,侧重对核心概念的理解。
【难度系数】
0.7
2. 以下事例中重力做功的是 (
C
)
A.冰球在水平的冰面上滚动
B.皮划艇在平静水面上快速滑行
C.跳水运动员下落
D.举重运动员举着杠铃静止不动
答案:2. C
解析:
【分析】
要判断重力是否做功,需明确重力做功的两个必要条件:一是物体受到重力作用,二是物体在重力的方向(竖直向下)上移动了距离,两个条件缺一不可。解题时需逐一分析每个选项是否满足这两个条件,进而得出结论。
【解析】
根据重力做功的两个必要条件分析各选项:
选项A:冰球在水平冰面上滚动,冰球受重力,但移动方向为水平方向,未在重力方向(竖直向下)上移动距离,因此重力不做功;
选项B:皮划艇在平静水面滑行,皮划艇受重力,移动方向为水平方向,未在重力方向移动距离,因此重力不做功;
选项C:跳水运动员下落,运动员受重力,且下落过程中沿重力方向(竖直向下)移动了距离,满足重力做功的条件,因此重力做功;
选项D:举重运动员举着杠铃静止不动,杠铃受重力,但没有移动距离,因此重力不做功。
【答案】
C
【知识点】
重力做功的条件
【点评】
本题考查重力做功的判断,核心是掌握重力做功的两个必要因素,属于基础概念题,需准确区分力的方向与物体移动方向的关系。
【难度系数】
0.7
3. 一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。关于拉力所做的功,下列说法中正确的是 (
C
)
A.在粗糙地面上做功较多
B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功一样多
D.条件不够,无法比较两次做功的多少
答案:3. C
解析:
【分析】
要判断拉力做功的多少,需依据功的计算公式,明确功的大小由力的大小和物体在力的方向上移动的距离决定,与接触面粗糙程度无关。解题时先提取题目中力和距离的条件,再结合公式分析即可。
【解析】
根据功的计算公式 $ W = Fs $,题目中两次拉力的大小 $ F $ 相同,木箱在拉力方向上移动的距离 $ s $ 也相同,因此两次拉力做的功 $ W = Fs $ 相等,与地面的光滑或粗糙程度无关,故正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
功的计算;影响功大小的因素
【点评】
本题考查功的基本概念,核心是掌握功的计算公式,明确功的大小仅由力和力方向上的距离决定,易混淆点是误将接触面粗糙程度作为影响做功的因素,属于基础概念题,需准确理解功的定义。
【难度系数】
0.8
4. 李壮用10 N的水平拉力使重300 N的箱子沿水平地面移动了5 m,张强将这个箱子匀速举高2 m,王明举着这个箱子在空中停留了5 s。李壮做功
50
J,张强做功
600
J,王明使箱子在空中停留5 s的过程中做功
0
J。
答案:4. 50 600 0
解析:
【分析】
要计算力对物体做的功,需依据功的两个必要因素:作用在物体上的力,以及物体在力的方向上通过的距离,功的计算公式为$ W = Fs $。分别分析三人的做功情况:李壮的水平拉力使箱子在水平方向移动了距离,拉力与移动距离方向一致,可直接计算;张强举箱子时,举力等于箱子重力,箱子在举力的竖直方向移动了高度,用重力乘举高的高度计算;王明举箱子停留时,虽有力但箱子未在力的方向移动距离,不做功。
【解析】
根据功的计算公式$ W = Fs $:
1. 李壮做功:$ W_1 = F_1s_1 = 10\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m} = 50\,\mathrm{J} $;
2. 张强做功:$ W_2 = Gh = 300\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m} = 600\,\mathrm{J} $;
3. 王明停留过程中,箱子在力的方向上没有移动距离,故做功$ W_3 = 0\,\mathrm{J} $。
【答案】
50 600 0
【知识点】
功的计算、做功的两个必要因素
【点评】
本题考查功的基本计算,核心是理解做功的两个必要因素,区分“有力无距离”等不做功的情况,属于初中物理基础题,难度较低。
【难度系数】
0.8
5. 一辆重为$2× 10^{4}\ \mathrm{N}$的汽车在水平的公路上匀速行驶,汽车所受的阻力为车重的0.3倍,汽车在1 min内行驶1.5 km。在1 min内牵引力做功多少焦?汽车的重力做功多少焦?
答案:5. 9×10⁶ J 0
解析:
【分析】
要解决这道题,需分两部分思考:①求牵引力做功:汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是平衡力,大小相等,先算出阻力即牵引力,再利用功的公式$W=Fs$计算牵引力做功,注意单位统一;②求重力做功:做功的两个必要因素是力和力方向上的位移,重力竖直向下,汽车水平运动,重力方向无位移,故重力做功为0。
【解析】
1. 计算牵引力:
汽车匀速行驶,牵引力$F$与阻力$f$平衡,$F=f$。
已知车重$G=2×10^4\ \mathrm{N}$,阻力$f=0.3G=0.3×2×10^4\ \mathrm{N}=6×10^3\ \mathrm{N}$,因此牵引力$F=6×10^3\ \mathrm{N}$。
2. 计算牵引力做功:
汽车行驶路程$s=1.5\ \mathrm{km}=1500\ \mathrm{m}$,
牵引力做功$W=Fs=6×10^3\ \mathrm{N}×1500\ \mathrm{m}=9×10^6\ \mathrm{J}$。
3. 计算重力做功:
重力方向竖直向下,汽车在水平方向运动,重力方向上无位移,根据做功条件,重力做功为$0\ \mathrm{J}$。
【答案】
$9×10^6\ \mathrm{J}$;$0$
【知识点】
功的计算、二力平衡、做功的判断
【点评】
本题考查力学基础知识点,需掌握二力平衡的应用、功的计算公式及做功的判断条件,易错点是重力做功的判断,整体难度较低,属于基础题。
【难度系数】
0.7
6. 如图所示,在拉力F作用下,重为120 N的物体竖直向上做匀速直线运动,物体上升的速度为0.4 m/s。拉力F的大小是多少牛?在5 s内拉力做了多少功?(不计动滑轮和绳子的重力以及各处的摩擦)

(第6题图)
答案:6. 40 N 240 J
解析:
【分析】要解决本题,首先需确定滑轮组中承担物重的绳子段数n;不计动滑轮重、绳重及摩擦时,拉力F与物重G的关系为F=G/n;再结合物体上升的速度和时间算出物体上升的高度,根据s=nh得到拉力移动的距离,最后利用功的公式W=Fs计算拉力做的功。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数:由题图可知,动滑轮上有3段绳子承担物重,即n=3。
2. 计算拉力F:不计动滑轮和绳子的重力及摩擦,拉力F=G/n=120N/3=40N。
3. 计算物体上升的高度:已知物体上升速度v物=0.4m/s,时间t=5s,根据公式v=s/t,可得物体上升高度h=v物t=0.4m/s×5s=2m。
4. 计算拉力移动的距离:拉力移动的距离s=nh=3×2m=6m。
5. 计算拉力做的功:根据功的公式W=Fs,得拉力做功W=40N×6m=240J。
【答案】40 N,240 J
【知识点】滑轮组拉力计算、功的计算
【点评】本题考查滑轮组拉力和功的基础计算,核心是正确判断承担物重的绳子段数,属于常规基础题。
【难度系数】0.6