河北省邢臺市高中物理 第七章 機械能守恒定律 第6課時 功率學案（無答案）新人教版必修2（通用）

1、學案6 功率 【學習目標】1.熟練掌握恒力做功的計算方法.2.能夠分析摩擦力做功的情況，并會計算一對摩擦力對兩物體所做的功.3.能區(qū)分平均功率和瞬時功率【學習任務】一、恒力做功的計算功是過程量，對于功的計算問題，應首先明確哪一個力對什么物體在哪個過程中做功，即確定F、l、是求恒力功的關鍵下面是求恒力做功的流程圖確定力和位移方向的夾角利用WFlcos 例1 如圖1甲所示，在風洞實驗室里，一根足夠長的細桿水平固定，某金屬小球穿在細桿上靜止于細桿左端，現(xiàn)有水平向右的風力F作用于小球上，風力F隨時間t變化的Ft圖象如圖乙所示，小球沿細桿運動的vt圖象如圖丙所示，取g10 m/s2，試求：在05 s內(nèi)風

2、力所做的功圖1二、摩擦力做功的特點與計算1不論是靜摩擦力，還是滑動摩擦力都可以是動力也可以是阻力，也可能與位移方向垂直，所以不論是靜摩擦力，還是滑動摩擦力既可以對物體做正功，也可以對物體做負功，還可能不對物體做功(1)靜摩擦力做功：若物體在傾斜的傳送帶上隨傳送帶一起向上運動，靜摩擦力做正功，若隨傳送帶一起向下運動，靜摩擦力做負功；在粗糙的水平圓盤上的物體隨圓盤做圓周運動時，靜摩擦力提供向心力，不做功(2)滑動摩擦力做功：如圖2所示，當將物體輕輕放在運動的傳送帶上時，滑動摩擦力對物體做正功；當傳送帶不動，物體沖上傳送帶時，滑動摩擦力對物體做負功；當物體在地面上滑動時，地面受到的滑動摩擦力不做功圖

3、22一對相互作用的靜摩擦力等大反向且物體之間相對靜止，即兩個物體的對地位移相同，由WFlcos 可判斷兩個相互作用的靜摩擦力做功的總和為零3一對相互作用的滑動摩擦力等大反向但物體之間相對滑動，即兩個物體的對地位移不相同，由WFlcos 可判斷兩個相互作用的滑動摩擦力做功的總和不為零例2 質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面上，如圖3所示一個質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點滑至B點，在木板上前進了l，同時木板前進了x，若滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，求摩擦力對滑塊、對木板所做的功各為多少？滑動摩擦力對滑塊、木板做的總功是多少？圖3三、功率的計算計算功率應該注意的問題1首先明確求哪一個力對物體做功的

4、功率2其次明確所求的功率是平均功率還是瞬時功率3再次求平均功率時，應注意是哪一段時間內(nèi)的平均功率，求瞬時功率時，應明確是哪一時刻的瞬時功率例3 質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時刻開始受到水平力F的作用力F的大小與時間t的關系如圖4所示，力的方向保持不變，則( )圖4A3t0時刻的瞬時功率為B3t0時刻的瞬時功率為C在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為D在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為針對訓練 如圖5所示，從空中以40 m/s的初速度平拋一重為10 N的物體，物體在空中運動3 s落地，不計空氣阻力，取g10 m/s2，則物體落地前瞬間，重力的瞬時功率為( )圖5A3

5、00 W B400 WC500 W D700 W四、機車啟動問題例4 如圖6所示，為修建高層建筑常用的塔式起重機在起重機將質(zhì)量m5103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a0.2 m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm1.02 m/s的勻速運動取g10 m/s2，不計額外功求：圖6(1)起重機允許的最大輸出功率(2)重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率【補充學習材料】1(功的計算)一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t0時其速度為1 m/s，從此刻開始滑塊運動方向上再施加一水平力F，力F和滑塊的速度v隨時間的

6、變化規(guī)律分別如圖7(a)、(b)所示設在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3，則以下關系正確的是( )圖7AW1W2W3 BW1W2W3CW1W3W2 DW1W2W32(功率的計算)一個質(zhì)量為m的小球做自由落體運動，那么，在前t秒內(nèi)重力對它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬時功率P分別為(t秒末小球未著地)( )A.mg2t2，Pmg2t2B.mg2t2，Pmg2t2C.mg2t，Pmg2tD.mg2t，P2mg2t3(機車啟動問題分析)一輛轎車質(zhì)量為m，在平直公路上運行，啟動階段轎車牽引力保持不變，而后以額定功率繼續(xù)行駛，經(jīng)過一定時間，其速度由零增大到最大值v

7、m，若所受阻力恒為f.則關于轎車的速度v、加速度a、牽引力F、功率P的圖象正確的是( )4(摩擦力做功的特點與計算)如圖8所示，水平傳送帶以速度v順時針運轉，兩傳動輪M、N之間的距離為l10 m，若在M的正上方，將一質(zhì)量為m3 kg的物體輕放在傳送帶上，已知物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.3，在以下兩種情況下，物體由M處傳送到N處的過程中，傳送帶對物體的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)圖8(1)傳送帶速度v6 m/s；(2)傳送帶速度v9 m/s.【實驗班特供題組】題組一 功的計算1起重機的吊鉤下掛著質(zhì)量為m的木箱，如果木箱以大小為a的加速度勻減速下降了高度h，則木箱克服鋼索拉力所做的

8、功為( )Amgh Bm(ag)hCm(ga)h Dm(ag)h2如圖1，質(zhì)量為M的物體放在光滑水平地面上，在與水平方向成角的恒力F作用下，從靜止開始運動，在時間t內(nèi)，F(xiàn)對物體所做的功為WF，下列僅單獨改變某一物理量(設該物理量改變后物體仍在水平面上運動)，可使恒力所做的功增大為2WF的是( )圖1A使恒力的大小增大為2FB使物體質(zhì)量減小為C做功時間增長為2tD從60變?yōu)?3以一定的速度豎直向上拋出一個小球，小球上升的最大高度為h，空氣的阻力大小恒為F，則從拋出至落回出發(fā)點的過程中，空氣阻力對小球做的功為( )A0 BFhC2Fh D4Fh4放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在06

9、s內(nèi)其速度與時間圖象和該拉力的功率與時間的圖象如圖2所示下列說法正確的是( )圖2A06 s內(nèi)物體的位移大小為20 mB06 s內(nèi)拉力做功為100 JC滑動摩擦力的大小為5 ND06 s內(nèi)滑動摩擦力做功為50 J5物體沿直線運動的vt圖如圖3所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對物體做的功為W，則下列結論正確的是( )圖3A從第1秒末到第3秒末合外力做功為WB從第3秒末到第5秒末合外力做功為2WC從第5秒末到第7秒末合外力做功為WD從第3秒末到第4秒末合外力做功為0.75W題組二 對摩擦力做功的理解與計算6關于摩擦力做功，下列說法中正確的是( )A滑動摩擦力阻礙物體的相對運動，一定做負功B靜摩擦力起著阻

10、礙物體的相對運動趨勢的作用，一定不做功C靜摩擦力和滑動摩擦力一定都做負功D滑動摩擦力可以對物體做正功7一個物體在粗糙的水平面上運動，先使物體向右滑動距離s，再使物體向左滑動s，正好回到起點，來回所受摩擦力大小都為Ff，則整個過程中摩擦力做功為( )A0 B2FfsCFfs D無法確定8如圖4所示，同一物體分別沿斜面AD和BD自頂點由靜止開始下滑，該物體與斜面間的動摩擦因數(shù)相同在滑行過程中克服摩擦力做的功分別為WA和WB，則( )圖4AWAWBBWAWBCWAWBD無法確定9如圖5所示，一個物體自光滑圓弧面下滑后沖上水平粗糙傳送帶，傳送帶順時針勻速轉動，則物體受到的摩擦力對物體做功情況不可能是(

11、 )圖5A不做功B先做負功后不做功C先做負功后做正功D先做正功后不做功題組三 功率的計算及機車啟動問題10如圖6所示，在光滑的水平面上放著一個質(zhì)量為10 kg的木箱，拉力F與水平方向成60角，F(xiàn)2 N木箱從靜止開始運動，4 s末拉力的瞬時功率為 ( )圖6A0.2 W B0.4 WC0.8 W D1.6 W11一個小球做自由落體運動，在第1 s內(nèi)重力做功為W1，在第2 s內(nèi)重力做功為W2；在第1 s末重力的瞬時功率為P1，在第2 s末重力的瞬時功率為P2，則W1W2及P1P2分別等于( )A11,11 B12,13C13,12 D14,1212汽車發(fā)動機的額定功率為60 kW，汽車質(zhì)量為5 t

12、汽車在水平面上行駛時，阻力與車重成正比，g10 m/s2，當汽車以額定功率勻速行駛時速度為12 m/s.突然減小油門，使發(fā)動機功率減小到40 kW，對接下去汽車的運動情況的描述正確的有( )A先做勻減速運動再做勻加速運動B先做加速度增大的減速運動再做勻速運動C先做加速度減小的減速運動再做勻速運動D最后的速度大小是8 m/s13一臺起重機將靜止在地面上、質(zhì)量m1103 kg的貨物勻加速地豎直吊起，在2 s末貨物的速度v4 m/s.(取g10 m/s2，不計額外功)求：(1)起重機在這2 s內(nèi)的平均功率；(2)起重機在2 s末的瞬時功率14某探究性學習小組對一輛自制遙控車的性能進行研究他們讓這輛小車在水平地面上由靜止開始運動，并將小車運