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第十一章 功和机械能
第1节 功
1．如图所示，引体向上是同学们经常做的一项健身运动，该运动的规范动作是：两手正握单杠，由身体悬垂开始，上提时，下颚须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。啸宇同学引体向上一次做功约（ ）
A．3 JB．30 J
C．300 JD．3000 J
2．如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功 B．在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功 C．在c到d的过程中，没有力对铅球做功
D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断改变
3．如图所示，物体A、B、C的质量mA＞mB＞mC，在同样大小的力F作用下，三个物体都沿力的方向分别移动了距离s，比较力F对三个物体所做的功（ ）
A．（a）多B．（b）多C．（c）多D．一样多
4．一个物体受力作用并在力的方向上移动，其作用力F与移动的距离s关系如图所示，则（ ）
A．施力3 N时做功最多 B．施力5 N时做功最多 C．施力8 N时做功最多 D．全程共做功50 J
5．如图所示是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是（ ）
6．如图所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至跃过横杆的过程中克服重力所做的功（ ）
A．都必须大于mgh B．都不一定大于mgh
C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh
7．功等于力乘以物体在力的方向上移动的距离，若物体移动的距离与力的方向相同，则力做功为正，否则为负。在投掷实心球的过程中，实心球从被斜向上抛出到落地，重力做功的情况大致为（ ）
拓展延伸
8．阅读材料，回答问题。
做功和能置
做功在物理学中具有特定的含义，人推车时对车施加一个向前的推力，车在力的作用下前进一段距离，只有在这种情况下，物理学才认为是人对车做了功。人用的力越大，
移动的距离越长，力的作用效果就越显著，人做的功就越多。
力和在力的方向上移动的距离，是做功的两个因素，缺一不可。你从地面上提起水桶时，水桶在力的作用下，向上移动了一段距离，你对水桶做了功。如果手提着水桶站着不动，虽然你用了力，但是水桶没有移动距离，你只是费了力气，没有对水桶做功，这叫“劳而无功”，这里，手提着水桶站着不动和将水桶挂在钩子上没什么两样。
做功是生产和生活中常见的现象。不仅人能做功，运动的物体也能做功。从斜面上滚下的钢球撞在木块上，能将木块推动一段距离；飞行的子弹能打穿物体，都是由于钢球和子弹克服阻力做了功的结果。
举高的物体也能做功，气锤从高处落下，能把木桩打入地下；高空落下的冰雹，由于做功而砸坏了地上的农作物。
形状变化的弹簧也能做功，钟表里被旋紧的发条慢慢地放松，带动指针嘀嘀嗒嗒走个不停。
一个物体能够做功，就说它具有能量。能量大的物体，做功的本领也大。风具有能量，人们就安装风车，利用风力做功。长江、黄河的水急流直下，蕴藏着很大的能量，人们筑起拦河坝，安上水轮机，让从高处落下的水推动水轮机旋转，带动发电机发电。 ————摘自《中国少年儿童百科全书》（浙江教育出版社） （1）材料中告诉我们做功须具备哪两个因素？ （2）请你用物理语言解释“劳而无功”的含义。 （3）物体对外做功后它自己的能量将怎样？别的物体对这个物体做功后，这个物体的能量又将怎样？
参考答案
1. C 【解析】估计一个中学生的体重大约是500 N，上提的过程中通过的距离大约是胳膊的长度0.6 m，利用W=Fs即可求出。
2.C 【解析】在a到b的过程中，运动员对铅球有一个推力的作用且铅球在推力作用下移动了一段距离，所以在这个阶段，运动员对铅球做了功，故选项A正确；在b到c的过程中，铅球已经离开人手，铅球不再受到手的推力，铅球是靠惯性向前运动一段距离，所以在这个阶段，运动员对铅球没有做功，故选项B正确；在c到d的过程中，铅球始终受到重力作用，且铅球在重力作用下向下运动，所以在这个阶段，重力在对铅球做功，
故选项C错误；在a到d的过程中，铅球的运动速度和方向都在不断发生变化，所以运动状态在不断改变，故选项D正确。
3. D 【解析】根据公式W=Fs，在同样大小的力F作用下，三个物体都沿力的方向分别移
动了距离s，所以做功一样多。
4．C 【解析】由图象可知，力F1=3 N时，移动的距离s1=5 m，力做的功W1=F1s1=3 N×5 m=15 J；力F2=5 N时，移动的距离s2=2 m，力做的功W2=F2s2=5 N×2 m=10 J；力F3=8 N时，移动的距离s3=3 m，力做的功W3=F3s3=8 N×3 m=24 J；全程做的总功W=W1+ W 2+ W 3=15 J+10 J+24 J= 49 J，故D错误。综上分析可知，施力8 N时做的功最多。
5．C 【解析】由h-t图象可知，单位时间内物体下落的高度越来越大，根据W=Gh可知，单位时间内重力对该球做功也越来越多，因物体的重力不变，所以重力做功的变化与高度的变化是相同的，结合选项可知C符合。
6. C 【解析】如图所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过
某一高度，他克服重力的大小相等，采用跨越式时的重心高度一定大于横杆的高度h，但采用背越式时，由于运动员的手、头、躯干和四肢不是同时通过横杆，运动员的重心高度有可能比横杆的高度h低，所以运动员用背越式克服重力所做的功不一定大于mgh，用跨越式克服重力所做的功必须大于mgh，因此选项A、B、D的说法不正确。时重力做功为负，后逐渐变大，直到为正。
8. （1）做功的两个必要因素：力和在力的方向上移动的距离。
（2）“劳而无功”就是指对一个物体施了力，但物体没有移动距离，因而没有做功。 （3）物体对外做功，自己的能量减小；别的物体对这个物体做功后，这个物体的能量将增大。
[来源:Z#xx#k.Com]
7. C 【解析】实心球的运动是先斜向上再斜向下，而重力的方向竖直向下，故实心球上升
第2节 功率
1．小明用照相机每隔相等的时间曝光一次拍下了建筑工地上的起重机起吊货物过程中的照片，甲、乙是吊起同一货物时两个时间段内的频闪照片，如图所示，照片的背景是砖的厚度相同的竖直墙壁，两个时间段内起重机钢绳对货物的拉力分别为F甲与F乙，拉力的功率分别为P甲和P乙（不计空气阻力），则它们的大小关系是（ ）
A．F甲=F乙，P甲＜P乙B．F甲＞F乙，P甲=P乙 C．F甲=F乙，P甲＞P乙D．F甲＜F乙，P甲=P乙
2．人的体温是由“下丘脑”中特殊神经细胞组织控制的，它对人体体温的变化很敏感，当下丘脑温度高于37℃时，人体散热机制（如血管舒张、出汗等）就会活跃起来。已知37℃时蒸发20克汗水所需能量为4780 J。现有一中年人步行时，每秒钟体内产生的热量为35 J，而此时人体通过传导、辐射等方式（不包括出汗）产生的散热功率只有33 W，因此还要通过出汗的方式才能保持37℃的体温不变。那么此人步行30分钟出汗约为（ ）
[来源:Zxxk.Com]
A．10 gB．15 gC．20 gD．25 g
3．质量为45 kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示，根据图象可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为（ ）
A．45 W B．135 W C．169 W D．270 W 4．雨滴在空中运动时所受到的阻力与其速度的平方成正比，若有两个雨滴从同一高度落下，其质量分别为M、m，落到地面前均已做匀速直线运动，则在落地前瞬时重力的功率之比为（ ） A．M：mB．M：mC．M2：m2D．M3：m3 5．如图所示，一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，已知AB=BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（ ） A．W1=W2 P1＜P2B．W1=W2 P1=P2 C．W1=W2P1＞P2D．W 1≠W2 P1≠P2
6．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v。已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间t变化的图象如图所示，则（ ）
A．v0=2vB．F0=2f
C．t1至t2时间内，汽车做加速运动D．t2时刻之后，汽车将保持功率P0行驶 新闻再播
台湾无四肢女孩成功登雪山 创残疾人登山纪录
2012年11月05日 09:55:38 来源： 中国台湾网
据台湾《联合报》报道，台湾四肢截肢的残疾人郭韦齐，本月踩着义肢登上雪山，写下极少数四肢截肢仍能完成攀登高山的纪录。郭韦齐8岁时因病截肢，从此失去双手双脚，但