03第三講功和功率

1、第三講 功和功率課時 1 功【知識要點 】一、做功的兩個不可缺少的因素 力和物體在力的方向上發(fā)生的位移是做功的兩個不可缺少的因素。只有兩者同時不為 零，力才對物體做了功。二、功的計算公式： W=Fl cos 力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積三、功的正負1、符號的決定因素：力與位移之間的夾角。2、符號的物理意義：動力做正功使物體動能增加；阻力做負功使物體動能減少。3、功大小的比較：取絕對值。四、對功的理解1、功是過程標量，但有正負。合力做的功等于各力做功的代數(shù)和。2、公式中的 l 是指力的作用點的位移。3、功與參考系（功的相對性）同一運動， 相對于不同的

2、參考系，位移是不同的， 因此對不同的參考系，同一過程中算 出的功也會不同，也就是說，功具有相對性。在中學物理中計算功都以地面為參考系 。五、功的計算方法1、恒力做功：可直接由功的公式 W=Fl cos 計算。2、變力做功（1）轉化法：將變力的功轉化為恒力的功。（2）微元法：總功即為各個微段做功的代數(shù)和。（ 3）根據(jù)功能關系（如動能定理）求解：把求功轉化為求能量的變化。 【典例剖析 】例 1】（恒力功的計算）如圖所示，質量為 m 的物塊始終固定在傾角為 的斜面上，列說法中正確的是A 若斜面向右勻速移動距離 s，斜面對物塊沒有做功B 若斜面向上勻速移動距離 s，斜面對物塊做功為 mgsC若斜面向左

3、以加速度 a 勻加速移動距離 s，斜面對物塊做功為 masD若斜面向下加速度 a 勻加速移動距離 s，斜面對物塊做功為 m（ ga）s 例 2】（功的正負）在加速向左運動的車廂中，一個人用力向前推車廂，如圖所示，人相對車廂靜止，則下 列說法中正確的是A推力對車做正功B車對人做正功C人對車不做功 D人對車做負功【例 3】（功與參考系） 如圖所示，小物塊位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面 上，從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對小物塊的作 用力A 垂直于接觸面，做功為零C不垂直于接觸面，做功為零例 4】（合力的功）B垂直于接觸面，做功不為零D不垂直于接觸面，做功不為零60 A 3s

4、0 B如圖所示，滑塊 A 和 B 疊放在傾角為 30的足夠長的斜面上，滑塊 它們一起以 4m/s 2的加速度從靜止開始下滑 2s 時間的過程中，求：（ 1）支持力對滑塊 A 做的功；（ 2）摩擦力對滑塊 A 做的功；（ 3）合外力對滑塊 A 做的功【例 5】（轉化法求變力的功）如圖所示， 人拉著細繩的一端由 A 走到 B，使質量為 m的物體勻速 上升。已知 A、 B 兩點間的水平距離為 s，細線與水平方向的夾角已在 圖中標出，不計滑輪的摩擦，求人的拉力所做的功。【例 6】（微元法求變力做功） 用水平拉力拉著滑塊沿半徑為 r 的水平圓軌道勻速運動一周， 已知滑塊的質量為 m，滑 塊與軌道間的動摩

5、擦因數(shù)為 。求此過程中拉力所做的功。課時 2 功率【知識要點 】一、功率1、定義：功率 P是力對物體所做的功 W與完成這些功所用時間 t 的比值，即 P W t 2、物理意義：功率是表示做功快慢的物理量。二、額定功率與實際功率 額定功率是指機器正常工作時的最大輸出功率。 如：各種家用電器的銘牌上都標有額定 功率的值。三、平均功率與瞬時功率1、平均功率： P W ，與一段時間相關。對于恒力， P W Fv cos 。 tt2、瞬時功率 P=Fvcos（是 F 與 v 的夾角），與某一時刻相關。Fvcos當t 很短時， P W F l cost四、汽車運動的兩種過程模型1、汽車以恒定的功率起動2、

6、汽車以恒定的加速度起動典例剖析 】例 1】（平均功率的計算）跳繩是一種健身運動。設某運動員的質量為跳躍中， 腳與地面的接觸時間占跳躍一次所需時間的50kg ，他一分鐘跳繩 180 次假定在每次2 ，求運動員跳繩時克服重力做功的平5均功率是多少？（ g 取 10m/s2）【例 2】（功和功率）自動扶梯以恒定速率運送乘客上同一層樓， 勻速向上走，設兩次運送乘客所做的功分別為某人第一次站在扶梯上不動， 第二次沿扶梯W1和 W2，牽引力的功率分別為 P1和 P2，則A W1=W2， P1P2B W1=W2，P1W2， P1=P2DW1W2，P1P2【例 3】（汽車的運動）一輛汽車以功率 P1 在平直公

7、路上勻速行駛，若駕駛員突然減小油門，使汽車的功率減 小為 P2 并繼續(xù)行駛。若整個過程中阻力恒定不變，此后汽車發(fā)動機的牽引力將A 保持不變B不斷減小C先減小，后保持不變D 先增大，后保持不變例 4】（功率與速度的關系）鐵路提速要解決許多具體的技術問題， 其中提高機車牽引力功率是一個重要問題 已知 勻速行駛時，列車所受阻力與速度的平方成正比，即 f kv2 列車要提速，就必須研制出 更大功率的機車那么當列車分別以 120km/h 和 40km/h 的速度在水平軌道上勻速行駛時， 機車的牽引力功率之比為A31B 91C 271D811【例 5】（瞬時功率與平均功率）一個質量為 1kg 的物塊， 沿

8、傾角為 37的光滑斜面由靜止開始下滑， 當它下滑 4s 時重力 的瞬時功率多大？這 4s 內重力的平均功率多大？（ g 取 10m/s2）【例 6】（汽車的起動）汽車的質量為 m=6.0 103kg，額定功率為 Pm=90kW ，沿水平道路行駛時，阻力恒為重 力的 0.05倍， g取 10m/s2，問：（1）汽車沿水平道路勻速行駛的最大速度有多大？（ 2）設汽車由靜止起勻加速行駛， 加速度 a=0.5m/s2，汽車勻加速運動可維持多長時間？ （ 3）汽車做勻加速運動的最大速度有多大？1關于摩擦力做功的下列說法中，正確的是A 滑動摩擦力總是做負功B靜摩擦力總是不做功C無論是滑動摩擦力還是靜摩擦力

9、都可能對物體做正功，也可能對物體做負功 D以上說法都不正確2下列說法正確的是A 一質點受兩個力作用且處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速） ，這兩個力在同一段時間內的 沖量一定相同B一質點受兩個力作用且處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速） ，這兩個力在同一段時間內做 的功或者都為零，或者大小相等符號相反C在同樣時間內，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負號一定相反D在同樣時間內，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正負號也不一定相反3物體靜止在光滑水平面上，先對物體施一水平向右的恒力F1，經(jīng)時間 t 后撤去 F1，立即再對它施一水平向左的恒力 F2，又經(jīng)時間 t 后物體回到出發(fā)點，在這一過程中， F1、F2 分別對物體做的功 W1、W2 間的關系是A W1=W2B W2=2W1CW2=3W1D W2=5W14如圖所示，將同一物體分別沿斜面 AD 與BD自頂點靜止開始下滑， 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AWAWBB WA=WBC W