第七章-習(xí)題課-功和功率課件

習(xí)題課：功和功率第七章

機(jī)械能守恒定律習(xí)題課：功和功率第七章機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)典例精析達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.熟練掌握恒力做功的計(jì)算方法.2.能夠分析摩擦力做功的情況，并會(huì)計(jì)算一對(duì)摩擦力對(duì)兩物體所做的功.3.能區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率．學(xué)習(xí)目標(biāo)典例精析達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.熟練掌握恒力做功的計(jì)算方法.一、功的計(jì)算典例精析例1

質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上，在運(yùn)動(dòng)方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做勻變速運(yùn)動(dòng)，拉力F作用2s后撤去，物體運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖1所示，則下列說(shuō)法正確的是(取g＝10m/s2)(

)A.拉力F做功150JB.拉力F做功350JC.物體克服摩擦力做功100JD.物體克服摩擦力做功175J圖1解析答案一、功的計(jì)算典例精析例1質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上，解析由圖象可知撤去拉力后，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a2＝2.5m/s2，所以滑動(dòng)摩擦力F1＝ma2＝5N；加速過(guò)程加速度a1＝2.5m/s2，由F－Ff＝ma1，得拉力F＝ma1＋Ff＝10N.由圖象可知F作用2s的時(shí)間內(nèi)位移l1＝15m，撤去F后運(yùn)動(dòng)的位移l2＝20m，全程位移l＝35m，所以拉力F做功W1＝Fl1＝10×15J＝150J，A正確，B錯(cuò)誤.物體克服摩擦力做功W2＝Ffl＝5×35J＝175J，C錯(cuò)誤，D正確.答案AD解析由圖象可知撤去拉力后，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小例2

在水平面上，有一彎曲的槽道AB，由半徑分別為

和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成.如圖2所示，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向時(shí)時(shí)刻刻均與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過(guò)程中拉力所做的功為(

)解析答案方法總結(jié)圖2例2在水平面上，有一彎曲的槽道AB，由半徑分別為方法總結(jié)答案C方法總結(jié)答案C方法總結(jié)1.恒力的功功的公式W＝Flcosα，只適用于恒力做功.即F為恒力，l是物體相對(duì)地面的位移，流程圖如下：方法總結(jié)方法總結(jié)1.恒力的功方法總結(jié)2.變力做功的計(jì)算(1)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功.當(dāng)力的大小不變，而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí)，這類力的功等于力和路程的乘積.(2)當(dāng)變力做功的功率P一定時(shí)，如機(jī)車恒定功率啟動(dòng)，可用W＝Pt求功.方法總結(jié)2.變力做功的計(jì)算方法總結(jié)圖3圖3二、摩擦力做功的特點(diǎn)與計(jì)算例3

質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面上，如圖4所示.一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，在木板上前進(jìn)了l，同時(shí)木板前進(jìn)了x，若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求摩擦力對(duì)滑塊、對(duì)木板所做的功各為多少？滑動(dòng)摩擦力對(duì)滑塊、木板做的總功是多少？解析答案圖4二、摩擦力做功的特點(diǎn)與計(jì)算例3質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面解析由題圖可知，木板的位移為lM＝x時(shí)，滑塊的位移為lm＝l＋x，m與M之間的滑動(dòng)摩擦力Ff＝μmg.由公式W＝Flcosα可得，摩擦力對(duì)滑塊所做的功為Wm＝μmglmcos180°＝－μmg(l＋x)，負(fù)號(hào)表示做負(fù)功.摩擦力對(duì)木板所做的功為WM＝μmglM＝μmgx.這對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功：W＝Wm＋WM＝－μmg(l＋x)＋μmgx＝－μmgl答案－μmg(l＋x)

μmgx－μmgl解析由題圖可知，木板的位移為lM＝x時(shí)，滑塊的位移為lm＝例4

如圖5所示，質(zhì)量為m的木塊放在質(zhì)量為2m的木板上，木板置于光滑水平面上.現(xiàn)用力F沿水平方向拉木板，木塊與木板相對(duì)靜止，當(dāng)木板移動(dòng)的位移為x時(shí)：木塊與木板間的靜摩擦力對(duì)木塊、木板分別做功為多少？靜摩擦力對(duì)木塊和木板做的總功是多少？解析答案總結(jié)提升圖5例4如圖5所示，質(zhì)量為m的木塊放在質(zhì)量為2m的木板上，木板答案見(jiàn)解析總結(jié)提升答案見(jiàn)解析總結(jié)提升總結(jié)提升摩擦力做功的特點(diǎn)(1)一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力等大反向但物體之間存在相對(duì)滑動(dòng)，即兩個(gè)物體的對(duì)地位移不相同，由W＝Flcosα可判斷一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的總和不為零.(2)一對(duì)相互作用的靜摩擦力等大反向且物體之間相對(duì)靜止，即兩個(gè)物體的對(duì)地位移相同，由W＝Flcosα可判斷一對(duì)相互作用的靜摩擦力做功的總和為零.總結(jié)提升摩擦力做功的特點(diǎn)三、功率的計(jì)算導(dǎo)學(xué)探究例5

如圖6甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知(g取10m/s2)(

)解析答案圖6A.物體加速度大小為2m/s2B.F的大小為21NC.4s末F的功率大小為42WD.4s內(nèi)F做功的平均功率為42W總結(jié)提升三、功率的計(jì)算導(dǎo)學(xué)探究例5如圖6甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不答案C方法總結(jié)答案C方法總結(jié)方法總結(jié)方法總結(jié)解析答案圖7針對(duì)訓(xùn)練如圖7所示，從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運(yùn)動(dòng)3s落地，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2，則物體下落過(guò)程中的平均功率和落地前瞬間，重力的瞬時(shí)功率分別為(

)A.300W

300W B.150W

300WC.150W

500W D.300W

500W解析答案圖7針對(duì)訓(xùn)練如圖7所示，從空中以40m/s的初速答案B答案B四、機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)探究4.機(jī)車以恒定功率運(yùn)行時(shí)，牽引力的功W＝Pt.四、機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)探究4.機(jī)車以恒定功率運(yùn)行時(shí)，牽引力的功導(dǎo)學(xué)探究例6

如圖8所示，為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī).在起重機(jī)將質(zhì)量m＝5×103kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0.2m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm＝1.02m/s的勻速運(yùn)動(dòng).取g＝10m/s2，不計(jì)額外功.求：圖8導(dǎo)學(xué)探究例6如圖8所示，為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī).在導(dǎo)學(xué)探究解析答案(1)起重機(jī)允許的最大輸出功率；解析設(shè)起重機(jī)允許的最大輸出功率為P0，重物達(dá)到最大速度時(shí)拉力F0等于重力.P0＝F0vm，F(xiàn)0＝mg.代入數(shù)據(jù)，得：P0＝5.1×104W.答案5.1×104

W

導(dǎo)學(xué)探究解析答案(1)起重機(jī)允許的最大輸出功率；解析設(shè)起重解析答案返回(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2s末的輸出功率.解析勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，起重機(jī)達(dá)到允許的最大輸出功率，設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為t1，有：P0＝Fv1，F(xiàn)－mg＝ma，v1＝at1.代入數(shù)據(jù)，得t1＝5s.t＝2s時(shí)，重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段，設(shè)此時(shí)速度為v2，輸出功率為P，v2＝at，P＝Fv2.得：P＝2.04×104W.答案5s

2.04×104W解析答案返回(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.以一定的速度豎直向上拋出一個(gè)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(diǎn)的過(guò)程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為(

)A.0 B.－Fh C.－2Fh D.－4Fh解析答案1234達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.以一定的速度豎直向上拋出一個(gè)小球，小球上升的最大解析從全過(guò)程看，空氣的阻力為變力，但將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段：上升階段和下落階段，小球在每個(gè)階段受到的阻力都為恒力，且總是跟小球運(yùn)動(dòng)的方向相反，所以空氣阻力對(duì)小球總是做負(fù)功.全過(guò)程空氣阻力對(duì)小球做的功等于兩個(gè)階段所做功的代數(shù)和，即W＝W上＋W下＝(－Fh)＋(－Fh)＝－2Fh.空氣阻力、摩擦阻力是一種特殊的力，在計(jì)算這種力做的功時(shí)，不可簡(jiǎn)單地套用功的計(jì)算公式W＝Flcosα，得出W＝0的錯(cuò)誤結(jié)論.從上面的正確結(jié)果可以看出：空氣阻力做的功在數(shù)值上等于阻力與全過(guò)程中小球路程的乘積.故選C.答案C1234解析從全過(guò)程看，空氣的阻力為變力，但將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段2.如圖9所示，A、B兩物體疊放在一起，A被不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩水平系于左墻上，B在拉力F作用下，向右勻速運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中，A、B間的摩擦力做功情況是(

)答案圖9A.對(duì)A、B都做負(fù)功B.對(duì)A、B都不做功C.對(duì)A不做功，對(duì)B做負(fù)功D.對(duì)A做正功，對(duì)B做負(fù)功1234C2.如圖9所示，A、B兩物體疊放在一起，A被不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩水3.(多選)一輛轎車質(zhì)量為m，在平直公路上運(yùn)行，啟動(dòng)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(guò)一定時(shí)間，其速度由零增大到最大值vm，若所受阻力恒為Ff.則關(guān)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(

)1234解析答案3.(多選)一輛轎車質(zhì)量為m，在平直公路上運(yùn)行，啟動(dòng)階段轎車1234答案ACD1234答案ACD4.如圖10所示，水平傳送帶正以v＝2m/s的速度運(yùn)行，兩端水平距離l＝8m，把一質(zhì)量m＝2kg的物塊輕輕放到傳送帶的A端，物塊在傳送帶的帶動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)，若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，不計(jì)物塊的大小，g取10m/s2，則把這個(gè)物塊從A端傳送到B端的過(guò)程中，摩擦力對(duì)物塊做功的平均功率是多少？1s時(shí)，摩擦力對(duì)物塊做功的功率是多少？傳送帶克服摩擦力做功的功率是多少？1234圖10解析答案4.如圖10所示，水平傳送帶正以v＝2m/s的速度運(yùn)行，兩1234相對(duì)靜止后物塊與傳送帶之間無(wú)摩擦力，此后物塊勻速運(yùn)動(dòng)到B端，物塊由A端運(yùn)動(dòng)到B端所用的時(shí)間為：解析答案1234相對(duì)靜止后物塊與傳送帶之間無(wú)摩擦力，此后物塊勻速運(yùn)動(dòng)1234答案0.8W

2W

4W返回1234答案0.8W2W4W返回習(xí)題課：功和功率第七章

機(jī)械能守恒定律習(xí)題課：功和功率第七章機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)典例精析達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.熟練掌握恒力做功的計(jì)算方法.2.能夠分析摩擦力做功的情況，并會(huì)計(jì)算一對(duì)摩擦力對(duì)兩物體所做的功.3.能區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率．學(xué)習(xí)目標(biāo)典例精析達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.熟練掌握恒力做功的計(jì)算方法.一、功的計(jì)算典例精析例1

質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上，在運(yùn)動(dòng)方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做勻變速運(yùn)動(dòng)，拉力F作用2s后撤去，物體運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖1所示，則下列說(shuō)法正確的是(取g＝10m/s2)(

)A.拉力F做功150JB.拉力F做功350JC.物體克服摩擦力做功100JD.物體克服摩擦力做功175J圖1解析答案一、功的計(jì)算典例精析例1質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上，解析由圖象可知撤去拉力后，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a2＝2.5m/s2，所以滑動(dòng)摩擦力F1＝ma2＝5N；加速過(guò)程加速度a1＝2.5m/s2，由F－Ff＝ma1，得拉力F＝ma1＋Ff＝10N.由圖象可知F作用2s的時(shí)間內(nèi)位移l1＝15m，撤去F后運(yùn)動(dòng)的位移l2＝20m，全程位移l＝35m，所以拉力F做功W1＝Fl1＝10×15J＝150J，A正確，B錯(cuò)誤.物體克服摩擦力做功W2＝Ffl＝5×35J＝175J，C錯(cuò)誤，D正確.答案AD解析由圖象可知撤去拉力后，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小例2

在水平面上，有一彎曲的槽道AB，由半徑分別為

和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成.如圖2所示，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向時(shí)時(shí)刻刻均與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過(guò)程中拉力所做的功為(

)解析答案方法總結(jié)圖2例2在水平面上，有一彎曲的槽道AB，由半徑分別為方法總結(jié)答案C方法總結(jié)答案C方法總結(jié)1.恒力的功功的公式W＝Flcosα，只適用于恒力做功.即F為恒力，l是物體相對(duì)地面的位移，流程圖如下：方法總結(jié)方法總結(jié)1.恒力的功方法總結(jié)2.變力做功的計(jì)算(1)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功.當(dāng)力的大小不變，而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí)，這類力的功等于力和路程的乘積.(2)當(dāng)變力做功的功率P一定時(shí)，如機(jī)車恒定功率啟動(dòng)，可用W＝Pt求功.方法總結(jié)2.變力做功的計(jì)算方法總結(jié)圖3圖3二、摩擦力做功的特點(diǎn)與計(jì)算例3

質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面上，如圖4所示.一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，在木板上前進(jìn)了l，同時(shí)木板前進(jìn)了x，若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求摩擦力對(duì)滑塊、對(duì)木板所做的功各為多少？滑動(dòng)摩擦力對(duì)滑塊、木板做的總功是多少？解析答案圖4二、摩擦力做功的特點(diǎn)與計(jì)算例3質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面解析由題圖可知，木板的位移為lM＝x時(shí)，滑塊的位移為lm＝l＋x，m與M之間的滑動(dòng)摩擦力Ff＝μmg.由公式W＝Flcosα可得，摩擦力對(duì)滑塊所做的功為Wm＝μmglmcos180°＝－μmg(l＋x)，負(fù)號(hào)表示做負(fù)功.摩擦力對(duì)木板所做的功為WM＝μmglM＝μmgx.這對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功：W＝Wm＋WM＝－μmg(l＋x)＋μmgx＝－μmgl答案－μmg(l＋x)

μmgx－μmgl解析由題圖可知，木板的位移為lM＝x時(shí)，滑塊的位移為lm＝例4

如圖5所示，質(zhì)量為m的木塊放在質(zhì)量為2m的木板上，木板置于光滑水平面上.現(xiàn)用力F沿水平方向拉木板，木塊與木板相對(duì)靜止，當(dāng)木板移動(dòng)的位移為x時(shí)：木塊與木板間的靜摩擦力對(duì)木塊、木板分別做功為多少？靜摩擦力對(duì)木塊和木板做的總功是多少？解析答案總結(jié)提升圖5例4如圖5所示，質(zhì)量為m的木塊放在質(zhì)量為2m的木板上，木板答案見(jiàn)解析總結(jié)提升答案見(jiàn)解析總結(jié)提升總結(jié)提升摩擦力做功的特點(diǎn)(1)一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力等大反向但物體之間存在相對(duì)滑動(dòng)，即兩個(gè)物體的對(duì)地位移不相同，由W＝Flcosα可判斷一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的總和不為零.(2)一對(duì)相互作用的靜摩擦力等大反向且物體之間相對(duì)靜止，即兩個(gè)物體的對(duì)地位移相同，由W＝Flcosα可判斷一對(duì)相互作用的靜摩擦力做功的總和為零.總結(jié)提升摩擦力做功的特點(diǎn)三、功率的計(jì)算導(dǎo)學(xué)探究例5

如圖6甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知(g取10m/s2)(

)解析答案圖6A.物體加速度大小為2m/s2B.F的大小為21NC.4s末F的功率大小為42WD.4s內(nèi)F做功的平均功率為42W總結(jié)提升三、功率的計(jì)算導(dǎo)學(xué)探究例5如圖6甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不答案C方法總結(jié)答案C方法總結(jié)方法總結(jié)方法總結(jié)解析答案圖7針對(duì)訓(xùn)練如圖7所示，從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運(yùn)動(dòng)3s落地，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2，則物體下落過(guò)程中的平均功率和落地前瞬間，重力的瞬時(shí)功率分別為(

)A.300W

300W B.150W

300WC.150W

500W D.300W

500W解析答案圖7針對(duì)訓(xùn)練如圖7所示，從空中以40m/s的初速答案B答案B四、機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)探究4.機(jī)車以恒定功率運(yùn)行時(shí)，牽引力的功W＝Pt.四、機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)探究4.機(jī)車以恒定功率運(yùn)行時(shí)，牽引力的功導(dǎo)學(xué)探究例6

如圖8所示，為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī).在起重機(jī)將質(zhì)量m＝5×103kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0.2m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm＝1.02m/s的勻速運(yùn)動(dòng).取g＝10m/s2，不計(jì)額外功.求：圖8導(dǎo)學(xué)探究例6如圖8所示，為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī).在導(dǎo)學(xué)探究解析答案(1)起重機(jī)允許的最大輸出功率；解析設(shè)起重機(jī)允許的最大輸出功率為P0，重物達(dá)到最大速度時(shí)拉力F0等于重力.P0＝F0vm，F(xiàn)0＝mg.代入數(shù)據(jù)，得：P0＝5.1×104W.答案5.1×104

W

導(dǎo)學(xué)探究解析答案(1)起重機(jī)允許的最大輸出功率；解析設(shè)起重解析答案返回(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2s末的輸出功率.解析勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，起重機(jī)達(dá)到允許的最大輸出功率，設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為t1，有：P0＝Fv1，F(xiàn)－mg＝ma，v1＝at1.代入數(shù)據(jù)，得t1＝5s.t＝2s時(shí)，重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段，設(shè)此時(shí)速度為v2，輸出功率為P，v2＝at，P＝Fv2.得：P＝2.04×104W.答案5s

2.04×104W解析答案返回(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.以一定的速度豎直向上拋出一個(gè)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(diǎn)的過(guò)程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為(

)A.0 B.－Fh C.－2Fh D.－4Fh解析答案1234達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.以一定的速度豎直向上拋出一個(gè)小球，小球上升的最大解析從全過(guò)程看，空氣的阻力為變力，但將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段：上升階段和下落階段，小球在每個(gè)階段受到的阻力都為恒力，且總是跟小球運(yùn)動(dòng)的方向相反，所以空氣阻力對(duì)小球總是做負(fù)功.全過(guò)程空氣阻力對(duì)小球做的功等于兩個(gè)階段所做功的代數(shù)和，即W＝W上＋W下＝(－Fh)＋(－Fh)＝－2Fh.空氣阻力、摩擦阻力是一種特殊的力，在計(jì)算這種力做的功時(shí)，不可簡(jiǎn)單地套用功的計(jì)算公式W＝Flcosα，得出