功的计算及应用 知识点

1.功的公式:一般式W=FS  常用式 W=Gh(克服重力做功)或W=fS(克服摩擦阻力做功)
2.功的单位:焦耳(J)
3.在分析做功情况时还应注意以下几点:
A.当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功。
B.一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功.因此,讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
C.什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。比如:在竖直向上,物体克服重力做功,功的大小为W=Gh; 在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W=fS。
命题角度主要是:功的计算。考查的题型较多,主要以计算题形式出现。
解题思路点拨:
①首先要明确题目中所求的是什么力对物体做的功;②然后确定物体在力 F 的方向上通过的距离 s;③最后利用 W=Fs 计算。计算时各物理量单位要统一。注意:①克服重力做功(W=Gh)
与克服阻力(摩擦力)做功(W=fs)是常见的功的表达方式.②功的估算:估测力的大小和物体在力的方向上移动的距离,估算功。关键是熟悉公式的变形求功。
典型例题:
例1:在水平地面上,工人师傅用100N的力沿水平方向推着重为300N的箱子匀速前进,5s内移动了6m。在这个过程中,推力做功的功为_______J,重力做的功为  _______J  。
解:工人师傅用100N的力沿水平方向推着重为300N的箱子匀速前进,因推力等于100N,箱子在推力方向上运动了6m,根据公式W=F.s得W=100Nx6m=600J。重力等于300N,但因在重力方向上移动的距离为0,故重力做的功为0.

功的计算及应用 知识点题库

如图所示,长为a=40cm,高为h=20cm,重为G=80N的长方体放在水平桌面上,开始时长方体的右端与与桌面的边缘相齐。现从侧面中心加水平力推长方体,使之匀速运动,若长方体与桌面间的滑动摩擦力是物重的0.2倍,那么从开始至长方体下翻,水平力做功为

A . 2.56J B . 2.88J C . 3.20J D . 6.40J

雅安4.20地震后灾后重建工作正在高效地进行,如图是某建筑工地上使用的塔式起重机.在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m,用时15s,(g=10N/kg).求:

  1. (1) 所提建筑材料受到的重力

  2. (2) 起重机提起建筑材料所做的功

  3. (3) 提升过程中该起重机的电动机功率为8kW,那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大?

如图甲所示,是某升降电梯的工作原理图.它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成,电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反.对重的质量为400kg,空轿厢的质量为500kg,额定载重量为1000kg.某次电梯满载上升时的,v﹣t图象如图乙所示,不计钢丝绳的重力和一切摩擦,g=10N/kg.则:

  1. (1) 在电梯满载时,匀速上升的高度是多少?
  2. (2) 在电梯满载时的匀速运动阶段,对重的重力做的功是多少?
  3. (3) 在电梯满载匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少?
用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η、η表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W、W表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则下列判断正确的是(   )

A . η>η , W<W B . η<η , W<W C . η>η , W>W D . η , W=W
如图所示,在拉力 作用下,物体 在水平桌面上以速度向右匀速运动,绳子自由端 内移动了 .已知 的重力为 ,桌面对 的摩擦力为 ,机械效率为 (滑轮及绳重不计).求:

  1. (1) 使用滑轮组做的有用功和总功分别为多少.
  2. (2) 拉力的功率为多少.
如图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示,由图像可知,当t=1s时,物体处于状态,4~6s内,推力F所做的功J.

近几年来,我国大力推广新能源汽车,2017年12月宜昌市正式发放新能源汽车牌照。某款电动汽车(如图)以60km/h的速度匀速行驶了80km,所受的牵引力为720N,耗电18kW•h,请解答下列问题:

  1. (1) 牵引力所做的功及功率各是多少?
  2. (2) 上述行驶过程中,电动车的效率是多少?
  3. (3) 有一款与它外形,重量均相同的汽油车,在相同路面上以60km/h的速度行驶80km,其效率为25%,需要消耗多少kg汽油?(q汽油=4.5×107J/kg)
  4. (4) 我们常说新能源汽车能够“节能减排”,请你回答,“减排”为什么是和“节能”连在一起的?
某建筑工地上一台升降机的箱体连同货物的重量为1500N,在10s内从楼的1层上升到5层,如果每层楼高3m,则升降机电动机至少做J的功,功率至少W。
“暴走”是一种快速的徒步运动方式。观察分析人走路情形,可以将人的脚视为一根杠杆,如图所示,行走时人的脚掌前端是支点,人体受到的重力是阻力,小腿肌肉施加的力是动力。已知某人的质量为80kg,g=l0N/kg。


  1. (1) 请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1
  2. (2) 根据图片,估算小腿肌肉产生的拉力是N。
  3. (3) 人向前走一步的过程中,重心升高约4cm,人克服自身重力约做了J的功。
  4. (4) 通过查阅资料:人以不同方式徒步运动半小时,消耗人体内的能量如上表所示。请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因:
如图所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。某次作业时,行车在钢丝绳的自由端用2 000 N的力,将重6 000 N的货物匀速竖直提升3 m,接着又在水平方向移动6 m。则行车在水平移动货物的过程中,克服货物重力所做的功是J;在竖直提升货物的过程中,克服货物重力所做的功是J,行车滑轮组提升货物的机械效率为

下列相关物理量的数值,符合实际的是(   )
A . 分子的尺度约为1nm B . 将两个鸡蛋举高1m做功约为1000J C . 此时考场的大气压约为1000Pa D . 人骑自行车的平均功率约为1W
青少年在安静思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的90min内,心脏做功约为J;体育课上,甲、乙两同学进行爬竿比赛,他们两人的质量之比为4:5,甲匀速爬到竿顶用时9s,乙从同一位置匀速爬到竿顶用时10s,则他们爬竿的功率之比为
  2019年10月18日,第七届世界军人运动会在武汉举行,这是我国第一次承办综合性国际军事赛事,也是继北京奥运会后举办的规模最大的国际体育盛会.其中,跳伞项目为5个国际军体特色比赛项目之一.一体重为600N的运动员从悬停在空中的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落125m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s.在整个过程中,该运动员重力做功为J;匀速下降时,运动员的动能,机械能(后两空选填“增大”、“减小”或“不变”).

小明同学用20N的水平推力,将重为200N的购物车沿水平地面向前推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功J,购物车的重力做功J。
阅读短文,回答问题:

电梯与摩天大楼是哪一个先问世的?如果你认为是后者,那就错了。事实上,正是电梯的发明引起了建筑师们的注意,从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层,免于爬楼之苦。因此他们认为,建造摩天大楼是可行的。据报道,安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯,其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录,从1楼到118楼只需短短55s。

电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示,是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反,电动杋通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。

图片_x0020_100034

  1. (1) 图甲中A滑轮是(定/动)滑轮,B轮滑(能/不能)省力;
  2. (2) 上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯,在载重一定的情况下,下列最能体现该电梯运行特点的是__________;
    A . 做功多 B . 安全可靠 C . 功率大 D . 做功少
  3. (3) 如图乙电梯在2至8秒钟上升过程中,轿厢的速度,配重的重力做功功率(增大/减小/不变);
  4. (4) 如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像,若配重的质量为450kg,空轿厢的质量是550kg,额定载荷是1100kg。电梯匀速运行阶段,配重的重力做功J(g取10N/kg);
  5. (5) 如图乙所示,不计钢丝绳重和一切摩擦,该电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率为W。
小明通过滑轮组提起重为300N的重物,使重物在5s内匀速提高2m,此过程中拉力的功率为144W。求:

图片_x0020_100030

  1. (1) 有用功;
  2. (2) 小明所用的拉力;
  3. (3) 若用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为200N,额外功占总功的20%,求小明提升货物的重。
2021年3月24日,临沂市获得2020年山东16地市经济社会发展综合考核一等奖,同时还获得打赢污染防治攻坚战等单项奖励。绿化喷洒车对城区道路的卫生清洁保持工作功不可没。如图所示的绿化喷洒车空载时的质量为6t,罐体有效容积为8m3 , 该喷洒车从水源地装满水后,沿平直公路以15m/s的速度匀速驶向距离2.7km的目的地,行驶过程中喷洒车受到的阻力为1.5×104N,车轮与地面的总接触面积为0.4m2 , g取10N/kg。求喷洒车从水源地到目的地:

  1. (1) 所用的时间;
  2. (2) 牵引力所做的功;
  3. (3) 对水平地面的压强。
水平面上的一物块受水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物块的速度与时间t的关系如丙所示,则在第6s时物块受到水平面的摩擦力大小为N;0~4s推力F所做的功为J,功率为W。

如图所示,工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m,则此过程中(   )

A . 工人做的有用功为1200J B . 工人做的总功为500J C . 滑轮组的机械效率为80% D . 拉力做功的功率为100W
利用如图所示的甲、乙两滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力分别把质量相等的重物提升到相同的高度,则(   )

A . 做功的功率小 B . 甲、乙两个滑轮组的额外功相同 C . 乙滑轮组的机械效率高 D . 甲、乙两个滑轮组的总功相同