功和功率課件

1、1功和功率()2動(dòng)能和動(dòng)能定理()3重力做功和重力勢(shì)能()4彈性勢(shì)能()5功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用()實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 本章考查的熱點(diǎn)是功和功率、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律及功能關(guān)系的理解及應(yīng)用，題型較全，選擇題、實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題都有，本章知識(shí)多與直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、電磁場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)等相聯(lián)系，命制綜合性較強(qiáng)的題目，難度中等以上 復(fù)習(xí)時(shí)要在掌握動(dòng)能定理、能量守恒的基礎(chǔ)上，加大與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、圓周運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)等核心內(nèi)容的綜合訓(xùn)練，熟練地應(yīng)用能量的觀點(diǎn)求解各種問題，還要密切關(guān)注聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)際、現(xiàn)代科技及能源環(huán)保的問題一、功1做功的兩個(gè)要素(1)力

2、；(2)物體在 上發(fā)生的位移.2公式：WFlcos，是力和位移方向間的夾角，此公式只適用于恒力做功力的方向3功的正負(fù)判斷主要根據(jù)力的方向和位移方向的夾角判斷.夾角功的正負(fù)90力對(duì)物體做 或物體正功不做功負(fù)功克服這個(gè)力做功二、功率1定義：功跟完成這些功所用 的比值2物理意義：功率表示做功的 ，功率大則做功 ，功率小則做功 時(shí)間快慢快慢平均功率4額定功率：機(jī)械在正常條件下可以 工作的功率一般在機(jī)械的銘牌上標(biāo)明5實(shí)際功率：機(jī)械 工作時(shí)輸出的功率要求小于等于額定功率長(zhǎng)時(shí)間最大實(shí)際特別提醒(1)PFvcos可以理解為速度v與力沿速度方向的分量Fcos的乘積，也可以不分解力而分解速度，將公式理解為力F與速

3、度沿力的方向上的分量vcos的乘積(2)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的表達(dá)式為PFv，其中F為機(jī)車的牽引力，而不是機(jī)車的合外力1.關(guān)于功的概念，下列說法中正確的是 ()A力對(duì)物體做功多，說明物體的位移一定大B力對(duì)物體做功少，說明物體受的力一定小C力對(duì)物體不做功，說明物體一定沒有位移D功的多少是由力的大小和物體在力的方向上的位移大小確定的解析：功的大小由力的大小、物體位移的大小及力和物體位移方向夾角的余弦值的大小決定，即由力的大小和物體在力的方向上的位移的大小來決定，故D正確答案：D2用水平恒力F作用在質(zhì)量為M的物體上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動(dòng)距離l，恒力做功為W1；再用該恒力作用于質(zhì)量為m的物體上，使

4、之在粗糙的水平面上移動(dòng)同樣距離l，恒力做功為W2，則兩次恒力做功的關(guān)系是 ()AW1W2BW1W2CW1W2 D無法確定解析：由WFlcos可知，兩種情況下，物體前進(jìn)的位移相同，水平拉力F也相同，故有W1W2，C正確答案：C3關(guān)于功率的概念，以下說法中正確的是 ()A功率大說明物體做功多B功率小說明物體做功少C機(jī)器做功越多，其功率就越大D機(jī)器做功越快，其功率就越大解析：功率是表示力對(duì)物體做功快慢的物理量，機(jī)器做功越快功率越大，故D正確答案：D4為了響應(yīng)國(guó)家的“節(jié)能減排”號(hào)召，某同學(xué)采用了一個(gè)家用汽車的節(jié)能方法在符合安全行駛要求的情況下，通過減少汽車后備箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施，使

5、汽車負(fù)載減少假設(shè)汽車以72 km/h的速度勻速行駛時(shí)，負(fù)載改變前、后汽車受到的阻力分別為2000 N和1950 N，請(qǐng)計(jì)算該方法使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率減少了多少？答案： 1103 W解析：v72 km/h20 m/s，由PFv得P1F1vFf1v；P2F2vFf2v，故PP1P2(Ff1Ff2)v1103 W.典例啟迪例1如圖511所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動(dòng)距離l.求： 圖511(1)摩擦力對(duì)物體做的功為多少？(物體與斜面相對(duì)靜止)(2)斜面對(duì)物體的彈力做的功為多少？(3)重力對(duì)物體做的功為多少？(4)斜面對(duì)物體做的功又是多少？各

6、力對(duì)物體所做的總功是多少？思路點(diǎn)撥根據(jù)平衡條件求出各力的大小，再應(yīng)用功的公式WFlcos求出各力的功(2)彈力FN對(duì)物體做功：WFNFNlcos(90)mglsincos.(3)重力G做功WGmglcos900.(4)斜面對(duì)m的作用即FN和Ff的合力，其方向豎直向上，大小等于mg(m處于平衡狀態(tài))，則W斜F合lcos90mglcos900.各力對(duì)物體所做的總功是求各力做功的代數(shù)和，即：W總WFfWFNWG0.答案(1)mglsincos(2)mglcossin(3)0(4)00歸納領(lǐng)悟 求力做功的大小時(shí)，需分清是求哪個(gè)力的功，是恒力還是變力，恒力的功可以用功的公式WFlcos直接求解，變力的功

7、一般用功能關(guān)系求解另外物體受到多個(gè)外力作用時(shí)，計(jì)算合外力的功，要考慮各個(gè)外力共同做功產(chǎn)生的效果，一般有如下兩種方法：(1)先由力的合成與分解法或根據(jù)牛頓第二定律求出合力F合，然后由WF合lcos計(jì)算(2)由WFlcos計(jì)算各個(gè)力對(duì)物體做的功W1、W2、Wn，然后將各個(gè)外力所做的功求代數(shù)和，即W合W1W2Wn.題組突破1.如圖512所示水平地面上有三個(gè)底面相同、傾角分別為30、45、60的固定斜面，三個(gè)斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，同一物體沿三個(gè)斜面從頂端開始由靜止下滑到底部的過程中，克服 圖512摩擦力做功最多的斜面是 ()A傾角為30的斜面B傾角為45的斜面C傾角為60的斜面 D一樣多答案：

8、D2“全運(yùn)向前沖”電視娛樂活動(dòng)曾受到全國(guó)觀眾喜愛其中不少選手在“大轉(zhuǎn)盤”上落水某人質(zhì)量為m，與轉(zhuǎn)盤之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則人在半徑為R的轉(zhuǎn)盤邊緣隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)盤對(duì)人做的功是 ()Amg2R BmgRC2mgR D0解析：人隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，靜摩擦力提供向心力，故指向圓心，人在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)盤對(duì)人靜摩擦力的方向始終和人運(yùn)動(dòng)方向垂直，故轉(zhuǎn)盤對(duì)人所做的功為0，D正確答案：D3跳繩是一項(xiàng)健身運(yùn)動(dòng)設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為 50 kg，他一分鐘跳繩 180 次假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的 2/5 ，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)在上升階段克服重力做功的平均功率是多少？(g 取 10 m/s2)

9、答案：250 W典例啟迪例2質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時(shí)刻開始受到水平力的作用力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖513所示，力的方向保持不變，則 () 圖513ABC D答案D歸納領(lǐng)悟題組突破4如圖514所示，分別用F1、F2、F3將質(zhì)量為m的物體由靜止沿同一光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，物體到達(dá)斜面頂端時(shí)，力F1、F2、F3的功率關(guān)系為 () 圖514AP1P2P3BP1P2P3CP3P2P1 DP1P2P3解析：設(shè)物體的質(zhì)量為m，三種情況下物體的加速度a相同，據(jù)牛頓第二定律得F1mgsinma，F(xiàn)2cosmgsinma，F(xiàn)3cosmgsinma.所以F1F2cos

10、F3cos，在速度方向上的分量都相同，又因加速度相同，斜面長(zhǎng)度相同，所以三種情況下到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度相等，所以據(jù)功率公式可知P1P2P3，故選A.答案：A5.一物塊放在水平面上，在水平拉力F作用下做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖515所示，則有關(guān)該力F的功率Pt圖象可能是圖51 圖5156中的 () 圖516A BC D解析：由于題目未講水平面是否光滑，故應(yīng)分情況討論，若水平面光滑，0t1段F為恒力，速度線性增加，故功率也線性增大，t1t2段F為零，功率為零，t2t3段F反向，仍為恒力，速度線性減小，故功率也線性減小若水平面不光滑，由于t1、t2時(shí)刻后一小段時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)突然減小，故功率突然減小答

11、案：C典例啟迪例3(2011福州模擬)一汽車的額定功率P06104 W，質(zhì)量m5103 kg，在平直路面上行駛時(shí)阻力是車重的0.1倍若汽車從靜止開始以加速度a0.5 m/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，(g取10 N/kg)求：(1)汽車保持加速度不變的時(shí)間；(2)汽車實(shí)際功率隨時(shí)間變化的關(guān)系；(3)此后汽車運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大速度思路點(diǎn)撥汽車開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，牽引力F和阻力恒定，隨著速度增加，它的實(shí)際功率逐漸增大，直到Fv等于額定功率為止；此后汽車保持額定功率不變，速度增大，牽引力減小，做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到牽引力等于阻力為止答案(1)16 s(2)P1m(ga)at(3)12 m/s歸納領(lǐng)悟

12、 在分析汽車啟動(dòng)問題時(shí)，要先分清是恒定功率啟動(dòng)還是勻加速啟動(dòng)，勻加速啟動(dòng)時(shí)要分析清楚發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率，達(dá)到額定功率后汽車以恒定功率運(yùn)動(dòng)，牽引力隨速度的增大而減小，不能再用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解，而要結(jié)合動(dòng)能定理分析機(jī)車兩種啟動(dòng)方式的比較題組突破6一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為v1時(shí)，起重機(jī)的有用功率達(dá)到最大值P，以后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度v2勻速上升為止，物體上升的高度為h，則整個(gè)過程中，下列說法錯(cuò)誤的是 ()答案： A7汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0.t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)(設(shè)整個(gè)過程中汽車所受的阻力不變)如圖517所示中關(guān)于汽車牽引力F、汽車速度v在這個(gè)過程中隨時(shí)間t變化的圖象中正確的是 () 圖517 AB C D答案：B(15分)一輛汽車的質(zhì)量是5103 kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60 kW，汽車所受阻力恒為5 000 N，如果汽車從靜止開始以0.5 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，功率