1、功的原理(无答案)【知识要点】 1内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。2理解:(1)理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力):使用机械时,人们对机械所做的功(W1FS)等于直接用手对重物所做的功(W2Gh)(2)实际机械(考虑摩擦和机械本身的重力):使用机械时,人们对机械所做的功(W总FS)大于直接用手对重物所做的功(W有用Gh)3说明:功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省
2、距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。4应用:斜面(如图1)理想斜面:斜面光滑;理想斜面遵从功的原理;理想斜面公式:FL=Gh 其中:F:沿斜面方向的拉力;L:斜面长;G:物重;h:斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f ,则:FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功Gh 。【例题1】我们在学习杠杆原理时知道阿基米德有一句豪言壮语“给我一根杠杆和一个支点,我就能撬动地球”。小刚同学对此产生了疑惑,他查阅了有关资料,知道地球的质量为61024kg。并且假设支点距地球1m,如图2所示,阿基米德给杠杆的最大压力为600N,则阿基米德需要一根约为_m的轻质杠杆。即使他以100km/h
3、的速度(相当于小汽车在高速公路上的速度)匀速下压杠杆,要将地球撬起1cm,也需要_年(1年约为104小时)。小刚据此指出这一豪言壮语是不可能实现的。你对小刚同学的做法有何评价_。【例题2】如图3所示,物体A的质量m=12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够长。求:(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小;(2)拉力F的大小;(3)物体A运动10s的过程中,拉力F所做的功。【例题3】小周学过有关“功”的知识后提出了一个问题:“用斜面提升物体所做的功与斜面的倾斜程度
4、有没有关系?” 针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验,如图4所示,并记录实验数据如下: (1)根据表中数据,可求出三次实验拉力所做的功为多少J(填在表格中)(2)通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,越_;(3)通过对上述实验数据的分析,你对功的问题可获得的初步结论是:_。【例题4】小柯积极参加体育锻炼。(1)图5甲所示为小柯初学俯卧撑时的姿势,图乙所示为他经练习后的俯卧撑姿势。图5乙中小柯双手所受的支持力_(填“”、“”或“”)图甲的情况。(2)图乙中,他的身体可作为一个杠杆,O点是支点。他的质量为50kg,所受重力可视为集中在A点。将身体
5、撑起时,地面对双手的支持力至少多大?若撑起时肩部上升0.4m,他至少克服重力做多少功?(取g=10N/kg) 【练习】1使用机械时,人们所做的功_不用机械而直接用手所做的功,也就是_,这个结论叫做功的原理。2机械师设计制造的任何机械都遵循_原理,使用机械的目的是省_或者省_,但不能省_。3用一根杠杆把一个重120牛的物体匀速举高0.3米,而杠杆的动力作用点下降0.9米,则动力做的功是_焦,动力是_牛,动力臂与阻力臂之比是_(不计杠杆的重力和摩擦阻力)。4某同学用100N的力作用在杠杆上,做了200J的功,把物体举高了0.5m,这时手下降的高度是_m,被举高的物体重力为_N,(不计杠杆自重和摩擦
6、)此杠杆的动力臂与阻力臂之比为_。5一个杠杆的动力臂是60cm,阻力臂是20cm,用它将300N的重物匀速升高2cm,不考虑杠杆自重和摩擦,动力是_N,动力作用点移动了_cm,动力做了_J的功。6用杠杆提物体,手竖直向下压杠杆的动力保持50不变,手向下移动了1,物体缓缓升高了0.2,则动力做的功是_,这个物体重是_7大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m,不计绳重和摩擦,他至少做功( )A200J B300J C400J D500J8用一个本身重可以忽略的动滑轮提起300牛的重物,人对绳做功是300焦耳,则人所用的拉力和重物升高的距离是( )A1
7、50牛,重物升高1米 B150牛,重物升高2米C300牛,重物升高1米 D300牛,重物升高2米9只用一个动滑轮把重物举高5米,所用的动力是60牛顿,动力所做的功是(不考虑动滑轮受到的重力和磨擦)( )A300焦耳 B150焦耳 C900焦耳 D600焦耳10物体重840N,动滑轮重160N,用力F将物体以1m/s的速度匀速竖直提升,若不计绳重和摩擦,拉力F的大小是_N,10S后拉力做功_J。11如图6所示,质量为70 kg的工人用一定滑轮将重为150N的一桶泥灰提起,在提升过程中,工人对地面的压力为_N,工人所受的合力为_N,若把泥灰向上提3m,工人做的功为_J。(不计摩擦、绳重,g=10N
8、/kg)12用如图7所示的滑轮组提升480N的物体,作用在绳端的拉力为200N,重物升高2m,则拉力做的功为_J,滑轮组克服重力做的功为_J。13如图8所示,建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶,所用的拉力为80N,若工人在5S,内将泥桶匀速向上提升2m,则拉力的功为_J。14如图9中,物体A重50N,物体B重30N,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动如果在物体A上加一个水平向左的力F2拉动物体A,使物体B以0.1m/s的速度匀速上升,2s内拉力F2所做的功是_J(滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计)15如图10所示,物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以2m/s的速
9、度匀速运动,此时弹簧秤B的读数为8N,如果动滑轮,绳子,弹簧秤的重力和摩擦均不考虑,那么物体A与水平面的摩擦力以及2s内F所做的功分别为( )A8N,32J B16 N,32 J C8N,64J D16 N,64 J16如图11,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到的摩擦力为5N,不计滑轮,绳子重及摩擦,拉力F做的功为( )A50J B25J C100J D200J17小明利用如图12所示的装置沿水平方向将一个重2000N的物体A向左匀速拉动2m,物体A受到的摩擦力为600N,作用在绳端的拉力为250N,拉力做的功为_J;18用长6的木板把2000的重物匀速推到高1.
10、5的汽车上,如没有摩擦,则沿斜面的推力大小是_N;若沿斜面向上的推力大小为800N,则推力做功是_J19有一斜面高h=1m,长L=4m,重200N的重物在沿光沿斜面向上的拉力F的作用下,匀速到达斜面顶端,根据功的原理。F=_N,斜面对重物的摩擦力为_N,如果斜面高度不变,要使拉力更小些,则必须使斜面的长度_(选填“变大”、“变小”或“保持不变”)。20分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同高度,对物体所做的功( )A. 杠杆最多 B. 斜面最多 C. 滑轮组最多 D. 一样多21山区里常常可看见挑夫挑着重物上山,在斜坡上走S形路线,他们这是为了( )A使人做的功少一点 B使人省力一些 C这是他们的习惯 D以上说法都不对22如图13所示,AB=3AE,AC=2AE,AD=1.5AE,若把物体从斜面底部沿AB、AC、AD三个斜面匀速拉到顶端A时,(不计摩擦)则( )A. 沿着AB用的拉力最小,做功最多 B. 沿着AC用的拉力最小,做功最多C. 沿着AD用的拉力最小,做功也最小 D. 沿着三个斜面用的拉力不相等,做功一样多23如图14所示为等高的光滑斜面,甲斜面长4m,乙斜面长5m,把同一重物分别沿甲、乙两个斜面拉到斜面的顶端所用的力分别是甲、乙,所做的功分别是甲、乙,则:甲乙_,甲乙_- 4 -