八年级物理下《功》拓展训练.docx

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八年级物理下《功》拓展训练

《功》拓展训练

一、选择题（本大题共2小题，共20.0分）

1．（10分）下列说法中正确的是（　　）

A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中推力对它做了功

B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功

C．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功

D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功

2．（10分）在如图所示的各个过程中，人对物体做功的是（　　）

A．

踢出去的足球在地面上滚动一段距高

B．

大家用力推汽车，汽车不动

C．

学生背着书包在水平地面上匀速前进

D．

运动员在举起杠铃的过程中

二、填空题（本大题共4小题，共40.0分）

3．（10分）在水平地面上有一长方体木箱。

小明用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示。

此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，则从3s至5s内，推力对木块所做的功　　J，第2秒木块受到的摩擦力为　　N。

4．（10分）如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。

推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J．则木块最终静止的位置一定不可能位于　　（B/C/D）点，整个过程中木块克服阻力做的功是　　J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于　　（B/C/D）点。

5．（10分）一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。

在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W和B端离开地面的高度x的关系如图乙所示。

请根据图象解答下列问题。

（1）该金属棒的长度l＝　　m。

（2）在B端被拉起的过程中，当x＝1.6m时，测力计的示数为F＝　　N。

6．（10分）如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球　　功，细绳对小球的拉力　　功（均选填“做”或“不做”）。

这个摆最终会停止摆动，是因为　　。

三、实验探究题（本大题共2小题，共20.0分）

7．（10分）在“测量提升物体所做的功”实验中：

（1）本实验中的测量工具除了要用到弹簧测力计外，还需要用到　　。

（2）实验时应当用弹簧测力计沿斜面　　拉动小车并记下拉力F；小车升高高度h时　　运动的距离s；

（3）记录数据的表格如下：

物理

量

次数

用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车时的拉力F/N

小车升高高度h时沿斜面运动的距离s/m

拉力做的功W1/J

小车受到的

重力G/N

小车升高

高度h/m

斜面克服小车的重力做的功W2/J

①

1.2

0.5

2

0.3

②

1

0.6

2

0.3

③

0.5

1.2

2

0.3

由表格数据分析后得到实验结论：

使用斜面可以省力，但是多费了　　。

（4）使用斜面时拉力所做的功等于斜面克服小车　　做的功；也就是说使用斜面一定不能省　　。

8．（10分）用如图所示装置“探究光滑斜面做功”，记录的实验数据如下表：

（1）在实验操作过程中，应沿光滑斜面向上　　拉动物块，从斜面底部拉到最高处。

（2）比较第2列和第4列，沿光滑斜面的拉力和物块的重力可知：

使用斜面的好处是　　

（3）根据实验次数②，请把表格中①③的空缺数据填写完整。

（填写在答题纸上）

实验

次数

物块重力

G/N

斜面

高度

h/m

沿斜面拉力

F/N

斜面长

s/m

克服重力做功W/J

沿斜面拉力做功W/J

①

10.0

0.9

1.5

9.0

②

10.0

0.9

4.5

2.0

9.0

9.0

③

10.0

0.9

3.0

9.0

（4）分析比较第4列和第5列，沿斜面拉力与斜面的长度关系可得结论：

　　。

（5）进一步分析比较：

　　，可得结论：

　　。

四、计算题（本大题共1小题，共10.0分）

9．（10分）如图甲所示，近日我国在南海领域打捞起一艘他国无人潜航器（潜航器可视作规则物体）。

打捞船将潜航器以0.5m/s的速度向上匀速提起，从开始打捞到全部出水，钢缆提升潜航器的功率P随时间t变化的图象如图乙所示，第80s时潜航器全部出水，海水的密度取1×103kg/m3．求：

（1）潜航器上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功；

（2）开始打捞时潜航器上表面受到水的压强；

（3）潜航器的平均密度。

五、解答题（本大题共1小题，共10.0分）

10．（10分）如图甲所示是建造长江大桥时，使用起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体构件A，从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的示意图，在下降到江底之前，A始终保持0.1m/s的速度不变。

图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图象。

（取江水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功；

（2）圆柱体A的密度；

（3）当圆柱体A下降到江底（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强。

《功》拓展训练

参考答案与试题解析

一、选择题（本大题共2小题，共20.0分）

1．（10分）下列说法中正确的是（　　）

A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中推力对它做了功

B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功

C．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功

D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功

【考点】力是否做功的判断．

【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：

1．作用在物体上的力；

2．物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；

二者缺一不可。

【解答】解：

A、抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，只有距离，不再受推力；故A错误；

B、提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，故拉力没有做功；故B错误；

C、用水平力推着购物车前进，推力与距离的方向一致均水平向前；故推车的力做了功；故C正确；

D、书静止在水平桌面上，书受到支持力作用，但没有移动距离；故支持力没有做功；故D错误；

故选：

C。

【点评】本题考查了力是否做功的判断方法。

2．（10分）在如图所示的各个过程中，人对物体做功的是（　　）

A．

踢出去的足球在地面上滚动一段距高

B．

大家用力推汽车，汽车不动

C．

学生背着书包在水平地面上匀速前进

D．

运动员在举起杠铃的过程中

【考点】力是否做功的判断．

【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：

1．作用在物体上的力；

2．物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；

二者缺一不可。

【解答】解：

A、足球在水平面上滚动，距离水平向前，但不再受脚的力；故人没有做功；故A错误；

B、人没有推动汽车，只有推力，但没有距离；故推力未做功；故B错误；

C、学生背着书包在水平地面上匀速前进，背书包的力竖直向上，距离水平向前；方向不一致；故人对书包没有做功；故B错误；

D、运动员在举起杠铃的过程中，对杠铃的力竖直向上，距离竖直向上，方向一致；运动员对杠铃做功；故D正确；

故选：

D。

【点评】本题考查了力是否做功的判断方法。

二、填空题（本大题共4小题，共40.0分）

3．（10分）在水平地面上有一长方体木箱。

小明用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示。

此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，则从3s至5s内，推力对木块所做的功　400　J，第2秒木块受到的摩擦力为　200　N。

【考点】摩擦力的大小；功的计算．

【分析】

（1）根据丙图算出在3﹣5s内通过的距离，根据乙图找出此时的推力，根据W＝Fs计算出推力做的功；

（2）根据木块做匀速直线运动情况时的推力得出摩擦力的大小，

【解答】解：

（1）由图象可知，在3～5s内木箱的运动速度v3＝1m/s，受到的推力F3＝200N，

由v＝

可得，在3﹣5s内移动的距离为：

s3＝v3t3＝1m/s×2s＝2m，

推力做功：

W＝F3s3＝200N×2m＝400J；

（2）由图象可知，3到5s时间内，木箱做匀速直线运动，受到的推力F3＝200N，由二力平衡条件可得匀速运动时木箱受到的摩擦力f＝F3＝200N；

而第2s时接触面的粗糙程度和压力大小都没有改变，则第2秒木箱受到的摩擦力还是200N，

故答案为：

400；200。

【点评】本题考查了学生对力学图象的分析能力，能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键，是一道锻炼学生分析思考能力的好题。

4．（10分）如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。

推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J．则木块最终静止的位置一定不可能位于　C　（B/C/D）点，整个过程中木块克服阻力做的功是　24　J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于　B　（B/C/D）点。

【考点】功的计算．

【分析】根据弹簧具有弹性势能，一定发生形变分析其木块最终静止时的位置；

根据能量守恒定律求出阻力所做的功；

木块向右运动时受到弹力和阻力的共同作用，根据弹力的变化分析木块速度的变化。

【解答】解：

松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J．说明弹簧此时有弹性形变，而到C点时弹簧恰好恢复原长，所以，木块最终静止的位置一定不可能位于C点；

弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J，木块在运动过程中，克服摩擦力做功，根据能量守恒定律可知，总的能量不变，故克服阻力所做的功为25J﹣1J＝24J；

弹簧被压缩时具有弹力，弹力的方向是向右的，木块向右运动时，阻力是向左的；开始运动时，弹力大于阻力，木块向右运动的过程中，弹力慢慢减小，阻力不变，木块做加速运动，当木块受到的弹力等于阻力时速度最大，此时弹簧未恢复值原长；木块由于惯性仍然会向右运动，此时弹力小于阻力，做的是减速运动，当弹簧恢复原长时阻力为0；由图可知，整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于B点。

故答案为：

C；24；B。

【点评】本题考查了能量守恒定律的应用、物体运动状态的分析，明确物体运动过程中的受力情况是解题的关键。

5．（10分）一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。

在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W和B端离开地面的高度x的关系如图乙所示。

请根据图象解答下列问题。

（1）该金属棒的长度l＝　1.2　m。

（2）在B端被拉起的过程中，当x＝1.6m时，测力计的示数为F＝　5　N。

【考点】功的计算公式的应用．

【分析】

（1）由甲乙图和杠杆平衡条件分析可知杆的长度；

（2）在已知杆的长度的情况下，根据乙图x的不同长度对应的功的大小，由W＝Gh可得到F1的大小和杆的重力即F2的示数

【解答】解：

（1）测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系，如下图所示：

由题意和图示可知，OE段表示A端没有离开地面时W随x的变化图象，EF段表示A端离开地面后W随x的变化图象，

结合乙图象可知，当x＝1.2m时，A端刚好离开地面，故金属棒的长度l＝1.2m；

（2）由图乙知，x＝1.2m～1.6m时，金属棒离开地面，此过程中B端上升的高度x2＝1.6m﹣1.2m＝0.4m，

此过程中拉力做功W2＝5.6J﹣3.6J＝2J，

由W＝Fs＝Fx可得，此过程中的拉力（即测力计的示数）为：

F2＝

＝

＝5N。

故答案为：

1.2；5。

【点评】此题主要考查对于功与距离的关系的理解，难点是曲线图的分析。

6．（10分）如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球　做　功，细绳对小球的拉力　不做　功（均选填“做”或“不做”）。

这个摆最终会停止摆动，是因为　机械能全部转化为内能　。

【考点】力是否做功的判断．

【分析】力做功的两个必要因素，力和在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析。

由于克服空气阻力，一部分机械能会转化为内能。

【解答】解：

小球从A点向B点摆动的过程中，小球的高度降低，在重力的作用下沿重力的方向移动了距离，所以小球受到的重力对小球做了功；

细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直，小球没有在拉力的作用下移动距离，故细绳对小球的拉力没有做功。

由于小球要克服空气阻力做功，所以，机械能转化为内能，小球的机械能减小，最终机械能全部转化为内能，摆最终会停止摆动。

故答案为：

做；不做；机械能全部转化为内能。

【点评】本题主要考查了做功条件的应用，要明确：

有力有距离，力对物体不一定做功，物体必须在力的作用下通过了距离，力对物体才做功，要知道有阻力时，机械能不守恒。

三、实验探究题（本大题共2小题，共20.0分）

7．（10分）在“测量提升物体所做的功”实验中：

（1）本实验中的测量工具除了要用到弹簧测力计外，还需要用到　刻度尺　。

（2）实验时应当用弹簧测力计沿斜面　匀速　拉动小车并记下拉力F；小车升高高度h时　沿斜面　运动的距离s；

（3）记录数据的表格如下：

物理

量

次数

用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车时的拉力F/N

小车升高高度h时沿斜面运动的距离s/m

拉力做的功W1/J

小车受到的

重力G/N

小车升高

高度h/m

斜面克服小车的重力做的功W2/J

①

1.2

0.5

2

0.3

②

1

0.6

2

0.3

③

0.5

1.2

2

0.3

由表格数据分析后得到实验结论：

使用斜面可以省力，但是多费了　距离　。

（4）使用斜面时拉力所做的功等于斜面克服小车　重力　做的功；也就是说使用斜面一定不能省　功　。

【考点】功的原理的探究实验．

【分析】

（1）根据W＝Fs判断出测量工具；

（2）实验中为了准确读数，应沿斜面匀速拉动小车，让小车做匀速直线运动，测量出弹簧测力计沿斜面的拉力，根据W＝Fs计算沿斜面提升小车做功；

（3）（4）根据W＝Fs拉力做的功，根据W＝Gh算出斜面克服小车的重力做的功，根据表格数据得出结论。

【解答】解：

（1）根据W＝Fs知，需要用弹簧测力测量出拉力F，用刻度尺测量出小车沿斜面移动的距离；

（2）实验中，应将小车正放在斜面底端，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动，测量出拉力F，测量出小车升高高度h时沿斜面运动的距离s，根据W＝Fs计算拉力做的功；

（3）由表格数据知，物体的重力为2N，三次的拉力都小于2N，故使用斜面可以省力；

三次实验小车升高高度h都为0.3m，三次小车升高高度h时沿斜面运动的距离s都大于0.3m，故使用斜面费了距离，故使用斜面可以省力，但是多费了距离；

（4）1次实验中沿斜面提升小车做功为：

W1＝F1s1＝1.2N×0.5m＝0.6J；竖直提升小车做的功为：

W＝Gh＝2N×0.3m＝0.6J；

第2次实验中沿斜面提升小车做功为：

W2＝F2s2＝1N×0.6m＝0.6J；

第3次实验中沿斜面提升小车做功为：

W3＝F3s3＝0.5N×1.2m＝0.6J；

由以上数据可知，利使用斜面时拉力所做的功等于斜面克服小车重力做的功；也就是说使用斜面可以省力，但费距离，一定不能功。

故答案为：

（1）刻度尺；

（2）匀速；沿斜面；（3）距离；（4）重力；功。

【点评】本题考查了实验注意事项、实验数据分析，应用控制变量法、认真分析实验数据即可正确解题。

8．（10分）用如图所示装置“探究光滑斜面做功”，记录的实验数据如下表：

（1）在实验操作过程中，应沿光滑斜面向上　匀速　拉动物块，从斜面底部拉到最高处。

（2）比较第2列和第4列，沿光滑斜面的拉力和物块的重力可知：

使用斜面的好处是　可以省力　

（3）根据实验次数②，请把表格中①③的空缺数据填写完整。

（填写在答题纸上）

实验

次数

物块重力

G/N

斜面

高度

h/m

沿斜面拉力

F/N

斜面长

s/m

克服重力做功W/J

沿斜面拉力做功W/J

①

10.0

0.9

　6　

1.5

9.0

　9.0　

②

10.0

0.9

4.5

2.0

9.0

9.0

③

10.0

0.9

　3　

3.0

　9.0　

9.0

（4）分析比较第4列和第5列，沿斜面拉力与斜面的长度关系可得结论：

　提升同一重物，斜面越长，拉力越小　。

（5）进一步分析比较：

　第6列和第7列数据　，可得结论：

　对光滑的斜面，不用斜面直接用手做的功等于使用斜面做的功　。

【考点】功的原理的探究实验．

【分析】

（1）利用弹簧测力计的示数来反应拉力的大小，要让木块做匀速运动。

（2）由表中②次实验可知，不用斜面直接用手做的功等于使用斜面做的功，可知①实验沿斜面拉力做功大小，即Gh＝Fs可求出①、③沿斜面拉力，并与物体的重力大小比较得出结论；

（3）由

（2）完成表格内容；

（4）分析比较第4列和第5列，得出结论；

（5）进一步分析比较第6列和第7列数据得出结论。

【解答】解：

（1）用弹簧测力计拉着木块沿光滑斜面向上匀速拉动物块，拉力大小等于弹簧测力计的示数；

（2）由表中②次实验可知，不用斜面直接用手做的功等于使用斜面做的功，故①实验沿斜面拉力做功为9.0J

即Gh＝Fs，故沿斜面拉力：

F＝

﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ

故第①的拉力：

F1＝

＝6N＜10.0N

故第③的拉力：

F3＝

＝3N＜10.0N；

故使用斜面的好处是可以省力；

（3）第③次实验做的克服重力做功：

W3＝Gh＝10.0N×0.9m＝9.0J；

如下表所示：

实验

次数

物块重力

G/N

斜面

高度

h/m

沿斜面拉力

F/N

斜面长

s/m

克服重力做功WG/J

沿斜面拉力做功WF/J

①

10.0

0.9

6

1.5

9.0

9.0

②

10.0

0.9

4.5

2.0

9.0

9.0

③

10.0

0.9

3

3.0

9.0

9.0

（4）分析比较第4列和第5列，沿斜面拉力与斜面的长度关系可得结论：

斜面越长，拉力越小；

（5）进一步分析比较：

第6列和第7列数据，可得结论：

对光滑的斜面，不用斜面直接用手做的功等于使用斜面做的功，

故答案为：

（1）匀速；

（2）可以省力；（3）如上表所示；（4）提升同一重物，斜面越长，拉力越小；（5）第6列和第7列数据；对光滑的斜面，不用斜面直接用手做的功等于使用斜面做的功。

【点评】本题探究光滑斜面做功，考查注意事项、功的计算和数据分析的能力。

四、计算题（本大题共1小题，共10.0分）

9．（10分）如图甲所示，近日我国在南海领域打捞起一艘他国无人潜航器（潜航器可视作规则物体）。

打捞船将潜航器以0.5m/s的速度向上匀速提起，从开始打捞到全部出水，钢缆提升潜航器的功率P随时间t变化的图象如图乙所示，第80s时潜航器全部出水，海水的密度取1×103kg/m3．求：

（1）潜航器上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功；

（2）开始打捞时潜航器上表面受到水的压强；

（3）潜航器的平均密度。

【考点】变速运动与平均速度；液体的压强的计算；功的计算．

【分析】

（1）当物体上表面刚好到达水面时，钢缆提升物体的功率不变，从图中可以读出时间和功率的大小，根据公式W＝Pt可求物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功；

（2）已知物体上升的时间和速度，根据公式S＝Vt可求上升的距离，根据公式P＝ρgh可求开始打捞时物体上表面受到水的压强；

（3）根据公式P＝Fv可求出水以前钢缆的拉力；全部出水后钢缆的拉力等于物体的重力，进一步求出物体所受的浮力，根据阿基米德原理求出排开水的体积（物体的体积）；最后利用密度公式求出物体密度的大小。

【解答】解：

（1）当物体上表面刚好到达水面时，钢缆提升物体的功率不变，从图中可以读出时间t＝60s，功率的大小P＝2000W，

由P＝

物块的，

物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功：

W＝P1t＝2000W×60s＝1.2×105J；

（2）由v＝

可得，

物体距离海面的深度：

h＝vt＝0.5m/s×60s＝30m；

开始打捞时物体上表面受到水的压强：

p＝ρgh＝103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa；

（3）物体全部出水后，钢缆的拉力等于物体的重力，此时功率P2＝3000W，

由P＝Fv得：

G＝F2＝

＝

＝6000N；

全部没入水中时，钢缆的拉力为：

F1＝

＝

＝4000N；

此时物体受到的浮力：

F浮＝G﹣F1＝6000N﹣4000N＝2000N，

由F浮＝ρ水V排g得物体的体积为：

V物＝V排＝

＝

＝0.2m3；

由G＝mg＝ρVg得物体的密度为：

ρ物＝

＝

＝3×103kg/m3。

答：

（1）潜航器上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功为1.2×105J；

（2）开始打捞时潜航器上表面受到水的压强为3×105Pa；

（3）潜航器的平均密度为3×103kg/m3。

【点评】本题考查做功、深度、压强、密度等的计算，考查的知识点较多，主要考查学生对知识的灵活运用能力，还要学会分析图象，能从题目所给信息中找到有用的数据。

五、解答题（本大题共1小题，共10.0分）

10．（10分）如图甲所示是建造长江大桥时，使用起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体构件A，从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的示意图，在下降到江底之前，A始终保持0.1m/s的速度不变。

图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图象。

（取江水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功；

（2）圆柱体A的密度；

（3）当圆柱体A下降到江底（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强。

【考点】密度的计算；液体的压强的计算；阿基米德原理的应用；功的计算．

【分析】

（1）根据W＝Gh计算重力做的功；

（2）分析图象，通过A浸没时的拉力计算出浮力大小，由阿基米德原理计算出A的体积，从而计算出A的密度；

（3）根据A在江底时受到平衡力，由F＝G﹣F浮计算出A对江底的压力；

根据V＝Sh，结合图象计算A的底面积，由p＝

计算A对江底的压强。

【解答】解：

（1）实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.1m/s的速度不变。

由图象可知，前10s钢绳的拉力不变，等于物体A的重力，此时物体在水面以上，

所以拉力与重力是一对平衡力，则圆柱体A的重力：

G＝F＝3×104N，

由图象可知，从水面上方到降到江底用时t＝15s，

则到达江底之前下降的高度：

h＝vt＝0.1m/s×15s＝1.5m，

下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功：

W＝Gh＝3×104N×1.5m＝4.5×104J；

（2）中间10﹣15s，钢绳的拉力减小，是物体A从与水面接触到