2022年新教材高中物理8.1功與功率課件新人教版必修2

1、第八章機(jī)械能守恒定律1.功 與 功 率一、功一、功1.1.公式公式:W=Flcos:W=Flcos。(1)(1)是是_方向之間的夾角方向之間的夾角,l,l為物體為物體_的位移。的位移。(2)(2)該公式適用于該公式適用于_做功。做功。(3)(3)功是功是_(_(選填選填“標(biāo)量或標(biāo)量或“矢量矢量) )。力與位移力與位移相對(duì)地面相對(duì)地面恒力恒力標(biāo)量標(biāo)量(4)(4)功是一個(gè)功是一個(gè)_(_(選填選填“過(guò)程或過(guò)程或“狀態(tài)狀態(tài)) )量。量。(5)(5)單位單位:_:_。符號(hào)是。符號(hào)是J J。過(guò)程過(guò)程焦耳焦耳( (焦焦) )2.2.正功和負(fù)功正功和負(fù)功: :用線將相應(yīng)知識(shí)連接起來(lái)。用線將相應(yīng)知識(shí)連接起來(lái)。二

2、、功率二、功率【思考】【思考】 起重機(jī)甲在起重機(jī)甲在60 s60 s內(nèi)把內(nèi)把1 1噸的貨物勻速提高了噸的貨物勻速提高了5 m,5 m,另一臺(tái)起重機(jī)乙在另一臺(tái)起重機(jī)乙在30 s30 s內(nèi)把內(nèi)把1 1噸的貨物勻速提高噸的貨物勻速提高了了5 m5 m。哪一臺(tái)起重機(jī)做功快。哪一臺(tái)起重機(jī)做功快? ?如何比較它們做功的快如何比較它們做功的快慢慢? ?提示提示: :起重機(jī)乙做功快起重機(jī)乙做功快, ,做的功一樣做的功一樣, ,用時(shí)少的做功快。用時(shí)少的做功快。 1.1.定義定義: :功功W W與完成這些功所用時(shí)間與完成這些功所用時(shí)間t t的的_叫作功率。叫作功率。2.2.定義式定義式:P= :P= 。3.3.單

3、位單位:_(:_(瓦瓦),),符號(hào)是符號(hào)是_。4.4.功率是功率是_量。量。5.5.物理意義物理意義: :是表示做功是表示做功_的物理量。的物理量。比值比值瓦特瓦特W W標(biāo)標(biāo)快慢快慢Wt6.6.額定功率與實(shí)際功率額定功率與實(shí)際功率: :(1)(1)額定功率額定功率: :發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的_功率。功率。實(shí)際功率實(shí)際功率: :發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)輸出的功率。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)輸出的功率。(2)(2)為了保證機(jī)械的平安為了保證機(jī)械的平安, ,工作時(shí)盡量使工作時(shí)盡量使_。最大最大P P實(shí)實(shí)P P額額三、功率與速度三、功率與速度【思考思考】汽車上坡時(shí)汽車上坡時(shí), ,司機(jī)為什么要換低擋

4、來(lái)減小速度司機(jī)為什么要換低擋來(lái)減小速度? ?提示提示: :根據(jù)公式根據(jù)公式P=FvP=Fv可知可知, ,汽車上坡時(shí)汽車上坡時(shí), ,功率不變功率不變, , 為獲為獲得較大的牽引力得較大的牽引力, ,需換低擋來(lái)減小速度。需換低擋來(lái)減小速度。1.1.關(guān)系關(guān)系: :當(dāng)一個(gè)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上時(shí)當(dāng)一個(gè)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上時(shí), ,這個(gè)力這個(gè)力對(duì)物體做功的功率等于這個(gè)力與對(duì)物體做功的功率等于這個(gè)力與_的乘積。的乘積。2.2.關(guān)系式關(guān)系式:P=Fv:P=Fv。(1)(1)假設(shè)假設(shè)v v是物體的平均速度是物體的平均速度, ,那么那么P=FvP=Fv為對(duì)應(yīng)時(shí)間為對(duì)應(yīng)時(shí)間t t內(nèi)的內(nèi)的_。(2)(2)假設(shè)假

5、設(shè)v v是瞬時(shí)速度是瞬時(shí)速度, ,那么那么P P表示該時(shí)刻的表示該時(shí)刻的_。速度速度平均功率平均功率瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率3.3.應(yīng)用應(yīng)用: :從從P=FvP=Fv可以看出可以看出, ,汽車、火車等交通工具汽車、火車等交通工具, ,當(dāng)發(fā)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率動(dòng)機(jī)的功率P P一定時(shí)一定時(shí), ,牽引力牽引力F F與速度成與速度成_,_,要增大牽要增大牽引力引力, ,就要減小速度。就要減小速度。反比反比4.4.平均功率與瞬時(shí)功率平均功率與瞬時(shí)功率: :(1)(1)平均功率。平均功率。大小大小: :某一段時(shí)間某一段時(shí)間t t內(nèi)功率的平均值。內(nèi)功率的平均值。意義意義: :表示表示_內(nèi)做功的平均快慢程度內(nèi)做功的平均快慢

6、程度, ,對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的是一段時(shí)間是一段時(shí)間( (或過(guò)程或過(guò)程) )。一段時(shí)間一段時(shí)間(2)(2)瞬時(shí)功率。瞬時(shí)功率。大小大小: :某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值, ,能準(zhǔn)確地描述做功的能準(zhǔn)確地描述做功的快慢?？炻?。意義意義: :表示表示_做功的快慢程度做功的快慢程度, ,對(duì)應(yīng)的是某一對(duì)應(yīng)的是某一時(shí)刻時(shí)刻( (或某一位置或某一位置) )。某一瞬時(shí)某一瞬時(shí)一功的含義和正負(fù)判斷一功的含義和正負(fù)判斷1.1.做功的兩個(gè)條件做功的兩個(gè)條件: :做功的力和物體在力的方向上發(fā)生做功的力和物體在力的方向上發(fā)生的位移的位移, ,兩個(gè)條件缺一不可。兩個(gè)條件缺一不可。2.2.決定功大小的因素決定功大小的因素

7、: :由功的公式由功的公式W=FW=Flcoscos可得可得, ,功的功的大小決定于做功的力的大小及受力物體在力的方向上大小決定于做功的力的大小及受力物體在力的方向上發(fā)生的位移大小發(fā)生的位移大小, ,與物體的質(zhì)量大小、物體所處環(huán)境、與物體的質(zhì)量大小、物體所處環(huán)境、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素?zé)o關(guān), ,即力做功具有獨(dú)立性。即力做功具有獨(dú)立性?！舅伎妓伎加懻撚懻摗肯旅嫒N情境中下面三種情境中, ,人是否對(duì)物體做功人是否對(duì)物體做功? ?( (物理觀念物理觀念) )(1)(1)舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)舉著杠鈴不動(dòng)。舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)舉著杠鈴不動(dòng)。(2)(2)一人在水平地面上勻速搬運(yùn)一盆花。一人在水平地面上勻

8、速搬運(yùn)一盆花。(3)(3)小孩拉箱子沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)一段位移。小孩拉箱子沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)一段位移。提示提示: :(1)(1)杠鈴沒(méi)有發(fā)生位移杠鈴沒(méi)有發(fā)生位移, ,舉杠鈴的力對(duì)杠鈴不做功舉杠鈴的力對(duì)杠鈴不做功。(2)(2)搬花盆的力與花盆的位移垂直搬花盆的力與花盆的位移垂直, ,人對(duì)花盆不做功。人對(duì)花盆不做功。(3)(3)箱子在拉力的方向上發(fā)生了一段位移箱子在拉力的方向上發(fā)生了一段位移, ,拉力對(duì)箱子拉力對(duì)箱子做了功。做了功?！镜淅痉丁俊镜淅痉丁克铰访嫔嫌幸惠v汽車向左運(yùn)動(dòng)水平路面上有一輛汽車向左運(yùn)動(dòng), ,車廂內(nèi)有一個(gè)固定車廂內(nèi)有一個(gè)固定斜面斜面, ,一個(gè)人坐在斜面上一個(gè)人坐在斜面上,

9、,車與人始終相對(duì)靜止。以下車與人始終相對(duì)靜止。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( () )A.A.汽車勻速行駛時(shí)汽車勻速行駛時(shí), ,斜面對(duì)人的支持力不做功斜面對(duì)人的支持力不做功B.B.汽車減速行駛時(shí)汽車減速行駛時(shí), ,斜面對(duì)人的支持力做負(fù)功斜面對(duì)人的支持力做負(fù)功C.C.汽車減速行駛時(shí)汽車減速行駛時(shí), ,斜面對(duì)人的摩擦力一定做負(fù)功斜面對(duì)人的摩擦力一定做負(fù)功D.D.汽車加速行駛時(shí)汽車加速行駛時(shí), ,斜面對(duì)人的摩擦力一定做正功斜面對(duì)人的摩擦力一定做正功【解析】選【解析】選C C。人受重力、垂直斜面向上的支持力、摩。人受重力、垂直斜面向上的支持力、摩擦力三個(gè)力的作用擦力三個(gè)力的作用, ,無(wú)論車做加

10、速、勻速、減速運(yùn)動(dòng)無(wú)論車做加速、勻速、減速運(yùn)動(dòng), ,支持力與速度方向的夾角均小于支持力與速度方向的夾角均小于9090, ,即支持力均做正即支持力均做正功功, ,故故A A、B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,人受到的合外力等于人受到的合外力等于0,0,即人受的支持力與摩擦力的合力與人的重力等大反即人受的支持力與摩擦力的合力與人的重力等大反向向, ,那么當(dāng)車向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)那么當(dāng)車向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,支持力與摩擦力的合力支持力與摩擦力的合力向右上方向右上方, ,才可使人的合力水平向右才可使人的合力水平向右, ,那么可知摩擦力在那么可知摩擦力在水平方向的分力一定大于支持力在水平

11、方向的分力水平方向的分力一定大于支持力在水平方向的分力, ,故故摩擦力與速度的夾角一定大于摩擦力與速度的夾角一定大于9090, ,即摩擦力做負(fù)功即摩擦力做負(fù)功, ,故故C C正確正確; ;同理同理, ,當(dāng)車向左做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)車向左做加速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,支持力與摩擦支持力與摩擦力的合力向左上方力的合力向左上方, ,才可使人的合力水平向左才可使人的合力水平向左, ,那么可知那么可知摩擦力有三種情況摩擦力有三種情況, ,第第1 1種情況摩擦力沿斜面向上在水種情況摩擦力沿斜面向上在水平方向的分力一定小于支持力在水平方向的分力平方向的分力一定小于支持力在水平方向的分力, ,摩擦摩擦力做負(fù)功力做負(fù)功, ,第第

12、2 2種情況摩擦力為零種情況摩擦力為零, ,摩擦力不做功摩擦力不做功, ,第第3 3種種情況沿斜面向下情況沿斜面向下, ,摩擦力做正功摩擦力做正功, ,故故D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤?！疽?guī)律方法規(guī)律方法】判斷力做正、負(fù)功的方法判斷力做正、負(fù)功的方法(1)(1)根據(jù)力根據(jù)力F F和物體位移和物體位移l方向的夾角方向的夾角判斷判斷常用于常用于恒力做功的情形。恒力做功的情形。(2)(2)根據(jù)力與物體瞬時(shí)速度方向的夾角根據(jù)力與物體瞬時(shí)速度方向的夾角判斷判斷常用常用于曲線運(yùn)動(dòng)的情形。于曲線運(yùn)動(dòng)的情形。如下圖如下圖: : 假設(shè)夾角假設(shè)夾角是銳角是銳角, ,力做正功。力做正功。假設(shè)夾角假設(shè)夾角是鈍角是鈍角, ,力做負(fù)

13、功。力做負(fù)功。假設(shè)夾角假設(shè)夾角是直角是直角, ,力不做功。力不做功?！灸割}追問(wèn)】【母題追問(wèn)】1.(1.(多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )在【典例示范】情境中在【典例示范】情境中, ,假設(shè)車廂內(nèi)的斜面假設(shè)車廂內(nèi)的斜面改為水平面改為水平面, ,人坐在水平面上人坐在水平面上, ,車與人始終相對(duì)靜止。那么車與人始終相對(duì)靜止。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( () )A.A.汽車勻速行駛時(shí)汽車勻速行駛時(shí), ,水平面對(duì)人的支持力不做功水平面對(duì)人的支持力不做功B.B.汽車減速行駛時(shí)汽車減速行駛時(shí), ,水平面對(duì)人的支持力做負(fù)功水平面對(duì)人的支持力做負(fù)功C.C.汽車減速行駛時(shí)汽車減速行駛時(shí), ,水平面對(duì)人的摩

14、擦力一定做負(fù)功水平面對(duì)人的摩擦力一定做負(fù)功D.D.汽車加速行駛時(shí)汽車加速行駛時(shí), ,水平面對(duì)人的摩擦力一定做正功水平面對(duì)人的摩擦力一定做正功【解析解析】選選A A、C C、D D。當(dāng)車勻速行駛時(shí)。當(dāng)車勻速行駛時(shí), ,人受重力、垂人受重力、垂直水平面向上的支持力兩個(gè)力的作用直水平面向上的支持力兩個(gè)力的作用, ,無(wú)論車做加速、無(wú)論車做加速、勻速、減速運(yùn)動(dòng)勻速、減速運(yùn)動(dòng), ,支持力與速度方向的夾角均等于支持力與速度方向的夾角均等于9090, ,即支持力均不做功即支持力均不做功,A,A正確正確,B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)車減速行駛時(shí)當(dāng)車減速行駛時(shí), ,人人受重力、垂直水平面向上的支持力和水平向右的摩擦受重

15、力、垂直水平面向上的支持力和水平向右的摩擦力三個(gè)力的作用力三個(gè)力的作用, ,即人受的摩擦力的方向與速度方向即人受的摩擦力的方向與速度方向相反相反, ,摩擦力做負(fù)功摩擦力做負(fù)功,C,C正確正確; ;當(dāng)車加速行駛時(shí)當(dāng)車加速行駛時(shí), ,人受到水人受到水平面的摩擦力水平向左平面的摩擦力水平向左, ,與速度方向一樣與速度方向一樣, ,摩擦力做正摩擦力做正功功,D,D正確。正確。2.(2.(多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )【典例示范】中的人下車后進(jìn)入電梯上【典例示范】中的人下車后進(jìn)入電梯上樓樓, ,從從1 1樓到樓到2020樓的過(guò)程中經(jīng)歷了先加速、后勻速、再樓的過(guò)程中經(jīng)歷了先加速、后勻速、再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程減速的運(yùn)動(dòng)

16、過(guò)程, ,那么電梯對(duì)人的支持力的做功情況是那么電梯對(duì)人的支持力的做功情況是( () )A.A.加速時(shí)做正功加速時(shí)做正功, ,勻速時(shí)不做功勻速時(shí)不做功, ,減速時(shí)做負(fù)功減速時(shí)做負(fù)功B.B.加速時(shí)做正功加速時(shí)做正功, ,勻速和減速時(shí)做負(fù)功勻速和減速時(shí)做負(fù)功C.C.加速和勻速時(shí)做正功加速和勻速時(shí)做正功, ,減速時(shí)做負(fù)功減速時(shí)做負(fù)功D.D.始終做正功始終做正功【解析】選【解析】選D D。在加速、勻速、減速的過(guò)程中。在加速、勻速、減速的過(guò)程中, ,支持力支持力與人的位移方向始終一樣與人的位移方向始終一樣, ,所以支持力始終對(duì)人做正功所以支持力始終對(duì)人做正功, ,故故D D正確。正確。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】【補(bǔ)償

17、訓(xùn)練】1.1.如下圖如下圖, ,拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了100 100 m,m,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( () )A.A.輪胎受到地面的摩擦力對(duì)輪胎做了負(fù)功輪胎受到地面的摩擦力對(duì)輪胎做了負(fù)功B.B.輪胎受到的重力對(duì)輪胎做了正功輪胎受到的重力對(duì)輪胎做了正功C.C.輪胎受到的拉力對(duì)輪胎不做功輪胎受到的拉力對(duì)輪胎不做功D.D.輪胎受到的地面的支持力對(duì)輪胎做了正功輪胎受到的地面的支持力對(duì)輪胎做了正功【解析】選【解析】選A A。由題知。由題

18、知, ,輪胎受到地面的摩擦力方向水輪胎受到地面的摩擦力方向水平向左平向左, ,而位移水平向右而位移水平向右, ,兩者夾角為兩者夾角為180180, ,那么輪胎受那么輪胎受到地面的摩擦力做了負(fù)功到地面的摩擦力做了負(fù)功,A,A正確正確; ;輪胎受到的重力豎直輪胎受到的重力豎直向下向下, ,而輪胎的位移水平向右而輪胎的位移水平向右, ,那么輪胎在豎直方向上沒(méi)那么輪胎在豎直方向上沒(méi)有發(fā)生位移有發(fā)生位移, ,重力不做功重力不做功,B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;設(shè)拉力與水平方向的設(shè)拉力與水平方向的夾角為夾角為,由于由于是銳角是銳角, ,所以輪胎受到的拉力做正所以輪胎受到的拉力做正功功,C,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;輪胎受到地

19、面的支持力豎直向上輪胎受到地面的支持力豎直向上, ,而輪胎的而輪胎的位移水平向右位移水平向右, ,那么輪胎在豎直方向上沒(méi)有發(fā)生位移那么輪胎在豎直方向上沒(méi)有發(fā)生位移, ,支持力不做功支持力不做功,D,D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2.(2.(多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )如下圖如下圖, ,光滑斜面放在水平面上光滑斜面放在水平面上, ,斜面上斜面上用固定的豎直擋板擋住一個(gè)光滑的重球。在整個(gè)裝置用固定的豎直擋板擋住一個(gè)光滑的重球。在整個(gè)裝置沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中, ,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是是 ( () )A.A.重力不做功重力不做功B.B.斜面對(duì)球的彈力不做功斜面對(duì)球的彈力

20、不做功C.C.斜面對(duì)球的彈力做正功斜面對(duì)球的彈力做正功D.D.擋板對(duì)球的彈力做負(fù)功擋板對(duì)球的彈力做負(fù)功【解析解析】選選A A、C C、D D。根據(jù)功的公式可知。根據(jù)功的公式可知, ,重力與運(yùn)動(dòng)重力與運(yùn)動(dòng)方向相互垂直方向相互垂直, ,故重力不做功故重力不做功, ,故故A A正確正確; ;斜面對(duì)球的彈斜面對(duì)球的彈力與運(yùn)動(dòng)方向夾角為銳角力與運(yùn)動(dòng)方向夾角為銳角, ,故斜面對(duì)球的彈力故斜面對(duì)球的彈力F FN N做正功做正功, ,故故B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤,C,C正確正確; ;擋板對(duì)球的彈力向右擋板對(duì)球的彈力向右, ,與運(yùn)動(dòng)方向相與運(yùn)動(dòng)方向相反反, ,擋板對(duì)球的彈力做負(fù)功擋板對(duì)球的彈力做負(fù)功, ,故故D D正確。

21、正確。二功率含義和計(jì)算二功率含義和計(jì)算1.1.公式公式P= P= 和和P=FvP=Fv的比較的比較: :Wt2.2.功率的計(jì)算功率的計(jì)算: :(1)(1)平均功率的計(jì)算平均功率的計(jì)算: :利用利用P= P= 。利用利用P=F cos ,P=F cos ,其中其中 為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。Wtvv(2)(2)瞬時(shí)功率的計(jì)算瞬時(shí)功率的計(jì)算: :利用公式利用公式P=Fvcos ,P=Fvcos ,其中其中v v為瞬時(shí)速度。為瞬時(shí)速度。利用公式利用公式P=FvP=FvF F, ,其中其中v vF F為物體的速度在力為物體的速度在力F F方向上的方向上的分速度。分速度。利用公式利用公

22、式P=FP=Fv vv,v,其中其中F Fv v為物體受的外力在速度為物體受的外力在速度v v方向方向上的分力。上的分力。【思考【思考討論】討論】情境情境: :小田同學(xué)在一個(gè)斜坡底端騎自行車由靜止開(kāi)場(chǎng)加小田同學(xué)在一個(gè)斜坡底端騎自行車由靜止開(kāi)場(chǎng)加速向上運(yùn)動(dòng)速向上運(yùn)動(dòng), ,假定他的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)假定他的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng), ,經(jīng)過(guò)一段時(shí)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間騎到坡頂。間騎到坡頂。討論討論: :(1)(1)如何計(jì)算小田在爬坡過(guò)程中的功率如何計(jì)算小田在爬坡過(guò)程中的功率? ?該功率是平均該功率是平均功率還是瞬時(shí)功率功率還是瞬時(shí)功率? ?( (物理觀念物理觀念) )(2)(2)如何計(jì)算小田爬到坡頂時(shí)的功率如何計(jì)算小

23、田爬到坡頂時(shí)的功率? ?該功率是平均功該功率是平均功率還是瞬時(shí)功率率還是瞬時(shí)功率? ?( (物理觀念物理觀念) )提示提示: :(1)(1)利用公式利用公式P= P= 該功率是平均功率。該功率是平均功率。(2)(2)利用公式利用公式P=Fv,P=Fv,該功率是瞬時(shí)功率。該功率是瞬時(shí)功率。W,t【典例示范】如圖甲所示【典例示范】如圖甲所示, ,光滑水平地面上放著一質(zhì)光滑水平地面上放著一質(zhì)量為量為m m的物體的物體, ,在在0 02t02t0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,物體受到與水平方向成物體受到與水平方向成=37=37角斜向右上方的拉力作用角斜向右上方的拉力作用, ,由靜止開(kāi)場(chǎng)沿地面由靜止開(kāi)場(chǎng)沿地面運(yùn)動(dòng)運(yùn)

24、動(dòng); ;在在2t02t03t03t0的時(shí)間內(nèi)物體受到水平拉力作用的時(shí)間內(nèi)物體受到水平拉力作用, ,拉拉力力F F的大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。的大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。sin37sin37 =0.6,cos37=0.6,cos37=0.8,=0.8,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( () )A.A.在在0 02t2t0 0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,物體的位移大小為物體的位移大小為 B.B.在在t t0 0時(shí)時(shí), ,拉力的功率為拉力的功率為 C.C.在在2t2t0 03t3t0 0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,拉力所做的功為拉力所做的功為 D.D.在在0 03t3t0 0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,拉力的平均功

25、率為拉力的平均功率為 20 010F tm20025F tm2 200289F t2m200289F t6m【解析】選【解析】選D D。開(kāi)場(chǎng)時(shí)物體的加速度。開(kāi)場(chǎng)時(shí)物體的加速度: : 在在0 02t02t0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,物體的位移大小為物體的位移大小為:x1= :x1= 故故A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;在在t0t0時(shí)物體的速度時(shí)物體的速度:v1=a1t0= :v1=a1t0= 拉拉力的功率力的功率:P1=5F0v1cos37:P1=5F0v1cos37= = 故故B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;在在2t02t03t03t0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,物體的加速度物體的加速度:a2= :a2= 0115F0.8Fcosam

26、m04Fm，21 11a t220 08F t,m0 04F tm，20016F t,m09Fm在在2t2t0 0末物體的速度末物體的速度:v:v2 2=a=a1 12t2t0 0= = 在在2t2t0 03t3t0 0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,物體的位移物體的位移: :x x2 2=v=v2 2t t0 0+ + 所以在所以在2t2t0 03t3t0 0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,拉力做的功拉力做的功:W:W2 2=9F=9F0 0 x x2 2= = 故故C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;在在0 03t3t0 0時(shí)間內(nèi)拉力時(shí)間內(nèi)拉力F F對(duì)物體做的功對(duì)物體做的功:W=5F:W=5F0 0cos37cos37x x1 1+

27、W+W2 2= = 0 08F tm220 02 025F t1a t22m2 200225F t2m，2 200289F t;2m所以在所以在0 03t3t0 0時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,拉力的平均功率為拉力的平均功率為: : 故故D D正確。正確。0WP3t200289F t6m，【素養(yǎng)訓(xùn)練】【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.1.設(shè)一個(gè)學(xué)生在平直公路上以一般速度騎自行車設(shè)一個(gè)學(xué)生在平直公路上以一般速度騎自行車, ,所受所受阻力約為車、人總重的倍阻力約為車、人總重的倍, ,那么學(xué)生的功率最接近于那么學(xué)生的功率最接近于( () )A.1 000 WA.1 000 WB.1 WB.1 WC.100 WC.100 WD.1

28、0 WD.10 W【解析】選【解析】選C C。一個(gè)學(xué)生與車的質(zhì)量約為。一個(gè)學(xué)生與車的質(zhì)量約為50 kg,50 kg,重力就重力就是是500 N,500 N,那么受到的阻力的大小為那么受到的阻力的大小為15 N,15 N,騎自行車的速度騎自行車的速度一般約為一般約為151520 km/h,20 km/h,即約為即約為5 56 m/s,6 m/s,取大小為取大小為6 m/s,6 m/s,那么勻速行駛時(shí)那么勻速行駛時(shí), ,學(xué)生的功率學(xué)生的功率P=Fv=fv=15P=Fv=fv=156 W=6 W=90 W,90 W,最接近的為最接近的為C C選項(xiàng)選項(xiàng)100 W100 W。故。故A A、B B、D D

29、錯(cuò)誤錯(cuò)誤,C,C正確。正確。2.2.每年春節(jié)前溫州農(nóng)村都有搗年糕的習(xí)俗每年春節(jié)前溫州農(nóng)村都有搗年糕的習(xí)俗, ,借此來(lái)寓意借此來(lái)寓意“年年發(fā)財(cái)、步步高升。搗年糕時(shí)年年發(fā)財(cái)、步步高升。搗年糕時(shí), ,一人將一人將“石杵石杵一起一落揮動(dòng)一起一落揮動(dòng), ,另一人在另一人在“石杵揮動(dòng)的間隙迅速翻動(dòng)石杵揮動(dòng)的間隙迅速翻動(dòng)米粉團(tuán)米粉團(tuán), ,直到米粉團(tuán)柔軟而有彈性。直到米粉團(tuán)柔軟而有彈性?！笆瀑|(zhì)量為石杵質(zhì)量為20 20 kg,kg,每分鐘上下?lián)]動(dòng)每分鐘上下?lián)]動(dòng)2020下下, ,每次重心上升的高度約為每次重心上升的高度約為90 90 cm,cm,那么人揮動(dòng)那么人揮動(dòng)“石杵做功的功率約為石杵做功的功率約為 ( (

30、) )A.60 WA.60 WB.120 WB.120 WC.180 WC.180 WD.540 WD.540 W【解析】選【解析】選A A。揮動(dòng)。揮動(dòng)“石杵石杵一次所做的功一次所做的功:W=mgh=:W=mgh=202010100.9 J=180 J;1 min0.9 J=180 J;1 min內(nèi)做的總功內(nèi)做的總功:W:W總總=nW=20 =nW=20 180 J=3 600 J,180 J=3 600 J,那么人揮動(dòng)那么人揮動(dòng)“石杵石杵做功的平均功率做功的平均功率: : 故故A A正確正確,B,B、C C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。W3 600P W60 Wt60總，【補(bǔ)償訓(xùn)練】【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.1

31、.如下圖是健身用的如下圖是健身用的“跑步機(jī)示意跑步機(jī)示意圖圖, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的運(yùn)發(fā)動(dòng)踩在與水平面成的運(yùn)發(fā)動(dòng)踩在與水平面成角的靜止皮帶上角的靜止皮帶上, ,運(yùn)發(fā)動(dòng)用力后蹬皮帶運(yùn)發(fā)動(dòng)用力后蹬皮帶, ,皮帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力恒定為皮帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力恒定為Ff,Ff,使皮帶以速度使皮帶以速度v v勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng), ,那么在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是那么在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( () )A.A.人對(duì)皮帶不做功人對(duì)皮帶不做功B.B.人腳對(duì)皮帶的摩擦力是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力人腳對(duì)皮帶的摩擦力是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力C.C.人對(duì)皮帶做功的功率為人對(duì)皮帶做功的功率為F Ff fv cosv

32、 cosD.D.人對(duì)皮帶做功的功率為人對(duì)皮帶做功的功率為mgvmgv【解析】選【解析】選B B。在人對(duì)皮帶摩擦力作用下。在人對(duì)皮帶摩擦力作用下, ,皮帶發(fā)生了皮帶發(fā)生了位移位移, ,那么人對(duì)皮帶做功那么人對(duì)皮帶做功, ,故故A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;人腳對(duì)皮帶摩擦力人腳對(duì)皮帶摩擦力方向與皮帶運(yùn)動(dòng)方向一樣方向與皮帶運(yùn)動(dòng)方向一樣, ,是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力, ,故故B B正確正確; ;人對(duì)皮帶做功的功率人對(duì)皮帶做功的功率P=Ffv,P=Ffv,故故C C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2.2.在全國(guó)女子手球錦標(biāo)賽比賽中在全國(guó)女子手球錦標(biāo)賽比賽中, ,某運(yùn)發(fā)動(dòng)將質(zhì)量為某運(yùn)發(fā)動(dòng)將質(zhì)量為0.4 kg0.4 kg

33、的手球以的手球以3 m/s3 m/s的速度水平拋出的速度水平拋出, ,當(dāng)手球的速度當(dāng)手球的速度為為5 m/s5 m/s時(shí)時(shí), ,重力的瞬時(shí)功率為重力的瞬時(shí)功率為( (不計(jì)空氣阻力不計(jì)空氣阻力, ,重力加重力加速度取速度取10 m/s2)10 m/s2) ( () )A.1.6 WA.1.6 WB.2 WB.2 WC.16 WC.16 W D.20 W D.20 W【解析】選【解析】選C C。根據(jù)平行四邊形定那么知。根據(jù)平行四邊形定那么知, ,手球的豎直手球的豎直分速度為分速度為: :vy= m/s=4 m/s,vy= m/s=4 m/s,重力的瞬時(shí)功率為重力的瞬時(shí)功率為: :P=mgvy=0.

34、4P=mgvy=0.410104 W=16 W4 W=16 W故故C C正確正確,A,A、B B、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。22220vv53三機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題三機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題1.1.兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析: :2.2.機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題中幾個(gè)物理量的求法機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題中幾個(gè)物理量的求法: :(1)(1)機(jī)車的最大速度機(jī)車的最大速度vmvm的求法的求法: :機(jī)車到達(dá)勻速前進(jìn)時(shí)速機(jī)車到達(dá)勻速前進(jìn)時(shí)速度最大度最大, ,此時(shí)牽引力此時(shí)牽引力F F等于阻力等于阻力Ff,Ff,故故 (2)(2)勻加速啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的求法勻加速啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的求法: :牽引力牽引力F=ma+Ff,F=ma+Ff,勻加勻加速的

35、最后速度速的最后速度vm= vm= 時(shí)間時(shí)間t= t= mfPPvFF。fPmaF額，mva。(3)(3)瞬時(shí)加速度的求法瞬時(shí)加速度的求法: :據(jù)據(jù)F= F= 求出牽引力求出牽引力, ,那么加速度那么加速度 PvfFFam?！舅伎肌舅伎加懻摗坑懻摗壳榫城榫? :如圖如圖, ,汽車以恒定功率啟動(dòng)。汽車以恒定功率啟動(dòng)。討論討論: :(1)(1)汽車的加速度如何變化汽車的加速度如何變化? ?汽車做什么運(yùn)動(dòng)汽車做什么運(yùn)動(dòng)? ?( (科學(xué)科學(xué)思維思維) )(2)(2)用用P=FvP=Fv研究汽車啟動(dòng)時(shí)研究汽車啟動(dòng)時(shí),F,F是什么力是什么力? ?( (物理觀念物理觀念) )提示提示: :(1)(1)汽車的

36、加速度減小汽車的加速度減小, ,汽車做加速度減小的加速汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。(2)F(2)F是汽車的牽引力。是汽車的牽引力?！镜淅痉丁俊镜淅痉丁?0212021年年6 6月月1717日日2222時(shí)時(shí)5555分我國(guó)四川宜賓發(fā)生級(jí)地分我國(guó)四川宜賓發(fā)生級(jí)地震震, ,震源深度震源深度1616千米千米, ,致使致使1212人遇難人遇難,134,134人受傷。地震人受傷。地震發(fā)生后發(fā)生后, ,四川省公安廳交警總隊(duì)緊急調(diào)度宜賓、成都及四川省公安廳交警總隊(duì)緊急調(diào)度宜賓、成都及沿線高速交警搶通受損道路沿線高速交警搶通受損道路, ,開(kāi)辟救援綠色通道。開(kāi)辟救援綠色通道。大型機(jī)械一旦進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)大型機(jī)械一

37、旦進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng), ,其作用非常巨大其作用非常巨大, ,一臺(tái)起重機(jī)一臺(tái)起重機(jī)由靜止開(kāi)場(chǎng)勻加速豎直提起質(zhì)量為由靜止開(kāi)場(chǎng)勻加速豎直提起質(zhì)量為m m的重物的重物, ,當(dāng)重物的當(dāng)重物的速度為速度為v1v1時(shí)時(shí), ,起重機(jī)的有用功率到達(dá)最大值起重機(jī)的有用功率到達(dá)最大值P,P,以后起重以后起重機(jī)保持該功率不變機(jī)保持該功率不變, ,繼續(xù)提升重物繼續(xù)提升重物, ,直到以最大速度勻直到以最大速度勻速上升為止速上升為止, ,重力加速度為重力加速度為g,g,空氣阻力不計(jì)。空氣阻力不計(jì)。(1)(1)試對(duì)重物上升的整個(gè)過(guò)程進(jìn)展運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析。試對(duì)重物上升的整個(gè)過(guò)程進(jìn)展運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析。(2)(2)求鋼繩的最大拉力為多大求鋼繩的最大

38、拉力為多大? ?(3)(3)求重物的最大速度為多大求重物的最大速度為多大? ?【解析】【解析】(1)(1)重物開(kāi)場(chǎng)向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)重物開(kāi)場(chǎng)向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng), ,到達(dá)速到達(dá)速度度v1v1時(shí)時(shí), ,有用功率到達(dá)最大有用功率到達(dá)最大, ,此后保持該功率不變此后保持該功率不變, ,根據(jù)根據(jù)P=FvP=Fv可知可知, ,速度繼續(xù)增大速度繼續(xù)增大, ,牽引力減小牽引力減小, ,根據(jù)根據(jù)F-mg=maF-mg=ma可可知加速度減小知加速度減小, ,當(dāng)加速度減小到零時(shí)當(dāng)加速度減小到零時(shí), ,速度到達(dá)最大。速度到達(dá)最大。(2)(2)在勻加速階段在勻加速階段, ,鋼繩的拉力最大鋼繩的拉力最大, ,根據(jù)根據(jù)

39、P=Fv1,P=Fv1,解得解得F= F= (3)(3)當(dāng)牽引力等于重力時(shí)當(dāng)牽引力等于重力時(shí), ,速度到達(dá)最大即速度到達(dá)最大即P=mgv,P=mgv,解得解得v= v= 1PvPmg答案答案:(1):(1)重物上升的整個(gè)過(guò)程先向上做勻加速運(yùn)動(dòng)重物上升的整個(gè)過(guò)程先向上做勻加速運(yùn)動(dòng), ,到到達(dá)額定功率后做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)達(dá)額定功率后做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng), ,最終到達(dá)勻最終到達(dá)勻速運(yùn)動(dòng)。速運(yùn)動(dòng)。(2) (2) (3) (3) Pmg1Pv【素養(yǎng)訓(xùn)練】【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.1.一輛重一輛重1 t1 t的汽車的汽車, ,其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為10 kW10 kW。當(dāng)它。當(dāng)它以以0.6

40、m/s20.6 m/s2的加速度在水平路面上勻加速行駛過(guò)程中的加速度在水平路面上勻加速行駛過(guò)程中, ,測(cè)得當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為測(cè)得當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為6 kW6 kW時(shí)時(shí), ,其速度為其速度為6 m/s6 m/s。由此可知該汽車在此路面上行駛時(shí)可能到達(dá)的最大速由此可知該汽車在此路面上行駛時(shí)可能到達(dá)的最大速度是度是 ( () )A.6 m/sA.6 m/sB.10 m/sB.10 m/sC.16.7 m/sC.16.7 m/sD.25 m/sD.25 m/s【解析】選【解析】選D D。當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為。當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為6 kW6 kW時(shí)時(shí), ,其速度其速度為為6 m/s,6 m/s,那么

41、此時(shí)的牽引力那么此時(shí)的牽引力F= =1 000 N,F= =1 000 N,根據(jù)牛頓第二定律得根據(jù)牛頓第二定律得:F-f=ma:F-f=ma解得解得:f=(1 000-0.6:f=(1 000-0.61 000) N=400 N;1 000) N=400 N;當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)當(dāng)牽引力等于阻力時(shí), ,速度最大速度最大, ,那么那么vm= m/s=25 m/svm= m/s=25 m/s。P6 000 Nv60P10 000f4002.2.如下圖為汽車的加速度如下圖為汽車的加速度a a與車速倒數(shù)與車速倒數(shù) 的關(guān)系圖的關(guān)系圖像像, ,假設(shè)汽車質(zhì)量為假設(shè)汽車質(zhì)量為4 4103 kg,103 kg,它

42、由靜止開(kāi)場(chǎng)沿平直公路它由靜止開(kāi)場(chǎng)沿平直公路行駛行駛, ,且行駛中阻力恒定且行駛中阻力恒定, ,最大車速為最大車速為30 m/s,30 m/s,求求: :1v(1)(1)汽車的額定功率。汽車的額定功率。(2)(2)當(dāng)汽車的速度為當(dāng)汽車的速度為20 m/s20 m/s時(shí)汽車的加速度的大小。時(shí)汽車的加速度的大小。【解析】【解析】(1)(1)設(shè)汽車的額定功率為設(shè)汽車的額定功率為P,P,所受的阻力大小所受的阻力大小為為f f。由題圖知由題圖知, ,汽車的最大速度為汽車的最大速度為v vm m=30 m/s,=30 m/s,此時(shí)汽車做此時(shí)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng), ,有有F=f,F=f,代入得代入得

43、:P=Fv:P=Fvm m=f=f30 m/s30 m/s當(dāng)當(dāng) m m-1-1s s時(shí)時(shí),a=2 m/s,a=2 m/s2 2根據(jù)牛頓第二定律得根據(jù)牛頓第二定律得: -f=ma: -f=ma11v10Pv代入得代入得: -f=4: -f=410103 32 N2 N由解得由解得:f=4:f=410103 3 N,P=1.2 N,P=1.210105 5 W W(2)(2)當(dāng)汽車的速度為當(dāng)汽車的速度為v=20 m/sv=20 m/s時(shí)時(shí), ,根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第二定律有: :F-f=maF-f=ma又又P=FvP=Fv聯(lián)立解得聯(lián)立解得a=0.5 m/sa=0.5 m/s2 2答案答案:

44、:(1)1.2(1)1.210105 5 W W(2)0.5 m/s(2)0.5 m/s2 2P10【補(bǔ)償訓(xùn)練】【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.1.水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽車行駛的速率成正比。假設(shè)汽車從靜止出發(fā)車行駛的速率成正比。假設(shè)汽車從靜止出發(fā), ,先做勻加先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)速直線運(yùn)動(dòng), ,到達(dá)額定功率后保持額定功率行駛到達(dá)額定功率后保持額定功率行駛, ,那么那么在整個(gè)行駛過(guò)程中在整個(gè)行駛過(guò)程中, ,汽車受到的牽引力大小與阻力大小汽車受到的牽引力大小與阻力大小關(guān)系圖像正確的選項(xiàng)是關(guān)系圖像正確的選項(xiàng)是 ( () )【解析】選【解析】選A A。假設(shè)汽車從靜止出發(fā)。假設(shè)汽車從靜止出發(fā), ,先做勻加速直線運(yùn)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)動(dòng), ,在勻加速運(yùn)動(dòng)階段在勻加速運(yùn)動(dòng)階段, ,由由F-Ff=maF-Ff=ma可得可得,F=Ff+ma,F=Ff+ma。牽引。牽引力隨阻力的增大而均勻增大力隨阻力的增大而均勻增大, ,圖像圖像C C、D D錯(cuò)誤。到達(dá)額定錯(cuò)誤。到達(dá)額定功率后保持額定功率行駛功率后保持額定功率行駛,