功和功率習(xí)題

1、功和功率2005年9月1一. 功1. 功的公式：W=Fscos 0 90動力F對物體做正功, = 90力F與速度v垂直，對物體不做功, 90 180阻力F對物體做負(fù)功。功是標(biāo)量，這里功的正負(fù)并不是功的大小和方向，只說明是動力做功還是阻力做功。 F和S是對應(yīng)同一個物體的，具有同時性；某力做的功僅由F、S和決定, 與其它力是否存在、及物體的 質(zhì)量、是否受到摩擦以及運動情況都無關(guān)。僅由F、s、三要素決定 功是一個過程量，講功一定要指明是哪個力在哪段位移里做功,我們不能說力做某時刻做功，而只能說力在某個過程做了多少功。公式只適用于恒力做功，求變力做功可用動能定理求。2、總功的計算 （1）先求幾個力的合

2、力F的大小和方向，再求合力F所做的功，即為總功 WF合Scos （2）先求作用在物體上的各個力所做的功，再求其代數(shù)和 W1F1Scos1 W2F2Scos2 W W1+ W2FFs24.下列情況中力做功為零的是 A.在圓錐擺運動時，懸線對小球的拉力 B.放一重物的平板車在水平面勻速運動時，平板車對重物的作用力 C.置于水平轉(zhuǎn)盤上的重物隨轉(zhuǎn)盤一起勻速轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)盤對重物的靜摩擦力 D.在粗糙的水平面上拖動一物作勻速圓周運動，施給物的拉力5.對于摩擦力作功，下述正確的是 A.總是做負(fù)功 B.可能不做功 C.既可做正功，也可做負(fù)功 D.不可能做正功6.關(guān)于一對作用力與反作用力做功的關(guān)系，下列說法中正確

3、的是A.若其中一個力做正功，則另一個力必做負(fù)功 B.這兩個力做功的代數(shù)和必為零C.這兩個力可能在同一時間內(nèi)都做正功 D.這兩個功的代數(shù)和可能為零、也可能為正、也可能為負(fù)ABCBCCD32.如圖所示，分別用恒力F1、F2先后將質(zhì)量為m的同一物體由靜上開始沿相同的固定粗糙斜面由底端推至頂端。第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，兩次所用時間相同，則在這兩個過程中 A.F1做的功比F2做的功多 B. F1做的功的平均功率比F2做的功 平均功率少 C.第一次物體機械能的變化較多 D. 第二次合外力對物體做的功較多 7如圖61所示，A和B的質(zhì)量相同，與地面的摩擦系數(shù)相同，在力F的作用下一起沿水

4、平地面向右運動位移為S，在此過程中以下說法正確是 A.A、B兩物克服摩擦力做功相等 B.F對A做的功和A對B做的功相等C.合力對A、B做的功相等 D.合力對A做的功大于對B做的功F1F2DCGfN4例1.如圖示，板長為L，板的B端放有質(zhì)量為m的小物體，物體與板的動摩擦因素為，開始時板水平，若緩慢轉(zhuǎn)過一個小角度的過程中，物體與板保持相對靜止，則這個過程中（ ） A. 摩擦力對P做功為 mgLcos(1-cos)B. 摩擦力對P做功為mgLsin(1-cos)C. 彈力對P做功為mgLcossinD. 板對P做功為mgLsin由于N始終與速度v垂直，故不做功由于緩慢轉(zhuǎn)動重力與摩擦力做功代數(shù)和為0重

5、力做功與高度有關(guān)例2.一質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜面向右水平勻速移動一段距離L，m與斜面的相對位置不變，如圖所示.在此過程中摩擦力對物體所做的功為 A.mgLcos B.mgLcos2C.mgLcossin D.mgLcos sin計算力做功要對物體進(jìn)行受力分析，再確定哪些力做功，哪些力不做功。PBAPLmgfNDC512.如圖1-7所示，電梯與水平地面成角，一人站在電梯上，電梯從靜止開始勻 加速上升，到達(dá)一定速度后再勻速上升。若以N表示水平梯板對人的支持力，G為人受到的重力，f為電梯對人的靜摩擦力，則下列結(jié)論正確的是 A.加速過程中f0，f、N、

6、G都做功B.加速過程中f0，N不做功C.勻速過程中f0，N、G都做功D.勻速過程中f0，N、G都不做功8.某人用手將1kg的物體由靜止向上提起1m，此時物體的速度為2m/s(g取10ms2)，則下列說法中正確的是 A.手對物體做功12JB.合外力做功2JC.合外力做功12JD.物體克服重力做功 ACGNfABD6例1.如圖所示，原來質(zhì)量為m的小球用長L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置。在下列三種情況下，分別用水平拉力F將小球拉到細(xì)線與豎直方向成角的位置的過程中，拉力F做的功是多少？用F緩慢地拉；F為恒力；若F為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零?？晒┻x擇的答案有：A. FLcos. B. FL

7、sin C. FL(1-cos) D. mgL(1-cos) 解：若用F緩慢地拉，則F必然為變力，只能用動能定理求解。F做的功等于該過程克服重力做的功。選D：mgL(1-cos)若F為恒力，則可以直接按定義求功。選B：Flsin若F為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零，那么按定義直接求功和按動能定理求功都是正確的。選B、D：mgL(1-cos) Flsin在第三種情況下，由FLsin= mgL(1-cos) ，可以得到F/mg=(1cos)/sin=tan/2，可見在擺角為/2時小球的速度最大。實際上，因為F與mg的合力也是恒力，而繩的拉力始終不做功，所以其效果相當(dāng)于一個擺。 73. 一

8、對作用力和反作用力做功的特點，有以下兩個常用的結(jié)論：一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零。一對互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力）可能為負(fù)（滑動摩擦力），但不可能為正。其功的代數(shù)和W=fs相，也就是產(chǎn)生熱量的值。8二 、 功 率1.功率P=.W/t ：描述力做功快慢物理量，用定義式計算是平均功率2.瞬時功率計算：P=Fvcos， v瞬時速度，是F與v的夾角。對于機車F與v同向時，也即=0，則機械的功率和與牽引力F 的關(guān)系式為： P=Fv 。3.機車的牽引力:對于機車功率一定時，機車的牽引力F與v成反比，有牽引力 F=P/v 4.機車在額定功率牽

9、引，受牽引力F和阻力f，有 F- f =ma, 或 P/v- f =ma,由此式可知，隨著機車的速度v增大，機車的牽引力減小，機車的加速度a減小。當(dāng)機車的牽引力F=P/v=f 時，a=0,機車的速度達(dá)到最大vm=P/f，表明機車在額定功率牽引下作加速度逐漸減小的加速運動， a=0,機車的速度達(dá)到最大vm=P/f，5. 機車在恒定牽引力由公式p=Fv和F-f=ma知，汽車做勻加速運動，隨著v的增大，P也將不斷增大；v=v0額定功率Pm，功率不能再增大這時勻加速運動結(jié)束，其最大速度為v0=pm/F pm/f=vm，此后汽車做恒定功率的變加速運動至最大速度。9例1.一臺功率為10kW的吊車，豎直向上

10、提升重2.5104N的物體，則物體上升的最大速度為_m/s，例.設(shè)在平直公路上以一般速度行駛的自行車，所受阻力約為人和車總重的0.02倍。則騎車人的功率最接近于 A.101 kW B.103 kW C.1 kW D.10kW例3人的心臟每跳一次大約輸送810-5m3的血液，正常人血壓(可看作心臟壓送血液的壓強)的平均值約為1.5104Pa,心跳約每分70次，據(jù)此估測心臟工作的平均功率為 W。 心臟每跳一次做功為：W=FL=PSL= PV= 1.5104 810-5 = 1.2J 心臟工作的平均功率為P=W/t=70 1.2/60=1.4W例4按額定功率行駛的汽車，所受地面的阻力保持不變，則A汽

11、車加速行駛時，牽引力不變，速度增大B汽車可以做勻加速運動C汽車加速行駛時，加速度逐漸減小，速度逐漸增大D汽車達(dá)到最大速度時，所受合力為零1.4C D106.如圖157所示，一恒定功率為P的機車在水平 路面上已達(dá)最大速度，為爬上前方的一面斜坡，在剛進(jìn)入坡面后即增大牽引力，則在爬坡達(dá)到勻速運動之前，機車的速度v將_(填“增大”、“減小”或“不變”)，機車的加速度a將_(填“增大”、“減小”或“不變”).8、如圖3所示是健身用的“跑步機”未意圖，質(zhì)量為m的運動員踩在與水平面成角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶，皮帶運動過程中受到的阻力恒為f。使皮帶以速度v勻速向后運動，則在運動過程中，下列說法正確的是（ ）A、人腳對皮帶的摩擦力是皮帶運動的動力B、人對皮帶不做功C、人對皮帶做功的功率為mgvD、人對皮帶做功的功率為 f v減小，減小AD11例7電動機通過一繩吊起一質(zhì)量為8kg的物體，繩的拉力不能超過120N，電動機的功率不能超過1200W，要將此物體由靜止用最快的方式吊高90m（已知此物體被吊高接近90m時，已開始以最大速度勻速上升）所需時間為多少？ 本題過程：繩以120N的牽引力作用作勻加速運動達(dá)最大功率后再以恒定功率作加速度逐漸減小的加速運動至勻速運動。