功和功率首師大版1

功和功率本周教學內容：功和功率本周重點講述了功的概念，做功的兩個必要條件和不做功的三種情況。做功的過程是從物體受力開始研究的，實驗發(fā)現(xiàn)物體受到力的作用，并且沿力的方向通過了一段距離，物體的能量將發(fā)生變化。物理學里把上述過程稱為力對物體做了功。做功是力在空間的累積過程。做功有兩個必要因素：一是物體受到力的作用，二是物體在力的方向上通過了距離，我們就說：力對物體做了功，或說施力物體對受力物體做了功。例如，馬拉車，可以說拉力對車做了功，也可以說馬對物體做了功，還可以說車克服阻力作了功。凡用“克服”二字的都是指力的方向與距離方向剛好相反的情況。（錄音講解W=F^Scose中e角的問題）從物體能量不發(fā)生變化出發(fā)研究問題，確定不做功有三種情況：一是有力沒有距離，例如推物體，推而不動。二是有距離、沒有力，例如物體靠慣性運動。三是力與距離相垂直。例如提起重物水平移動，這個過程中物體的重力勢能沒有發(fā)生變化，因此，提力不做功。功的計算：W=F?S,單位：1焦耳=1牛頓?米功率是描述物體做功快慢的物理量。比較做功快慢有兩種方法，一是相同時間里做功多的做功快，二是完成相同的功用時間少的做功快。物理學里，把單位時間做的功叫做功率，定義式P=W單位：1瓦特=1焦耳這個功率也叫做平均功率，反映物t 1秒WFS體在這段時間內做功的快慢程度。=P=一= =F?V??.P=F-V叫即時tt功率，當V用即時速度時，P反應了某一時刻物體做功的快慢程度，即時功率不等于平均功率。例如，人在跑百米、跳高時，即時功率都很大，遠遠大于人的平均功率。當然人不能長時間處于即時功率狀態(tài)。重點、難點：重點：功和功率的概念，功和功率的計算WW=F?SP=—t難點：理解功的概念，明確不做功的三種情況。【典型例題】例1.如圖所示A物體重600牛，在水平桌面上做勻速直線運動，所受阻力為物體重力的0.2倍，若不計滑輪重及摩擦，物體A以1米/秒的速度均速前進，求：笈上笈空空聿笈空聿笈空聿笈笈空帛空空聿笈空白①拉力F的大??；②拉力F5秒內做功多少？③拉力F的功率。分析與解答：在利用滑輪做功時，不要認為滑輪只能提升重物，本題利用滑輪組水平方向拉動重物，拉力對滑輪組做功，滑輪組克服物體與地面間的摩擦力做功。研究拉力做功要判明拉力的大小，及拉力移動的距離，通過題意可知，有三段繩子拉物體，每段繩子1受力為阻力的1/3,即F=—f,而f=0.2G=0.2-600牛3=120牛二F二40牛拉力通過的距離為物體移動距離的3倍。BPS=3S=3?Vt=3乂1米/秒X5秒=15米，拉物拉力做功W=F?S=40牛?15米=600焦，拉力的功率P=W=600焦=120瓦。拉t 5秒方法二：物體移動的速度V=1米/秒繩子自由端，即拉力移動的速度為3V=3米/秒拉力的功率P=F?V=40牛-3米/秒=120瓦。例2.如圖所示,某礦產(chǎn)工人用200牛的水平力拉緊繩端,沿水平地面均速向右移動。在10秒內將礦井里質量為32千克的物體,提升了4米。根據(jù)題目所給的條件,請你計算出5個有關的物理量,要求分別寫出各量的簡要說明。數(shù)學表達式、計算過程和結果。(g取10牛/千克)::沁注沁注沁注U0I一分析與解答：本題為開放性試題，自擬問題自己回答，同學們思維也應開放式，從給出的已知量：拉力F,質量m,距離S,時間t中聯(lián)想與之相關的物理量，例如：已知m,可求G=mg；S F?S已知S、t,可求丫=_；已知尸、S,可求亞=F-S；已知F,S,t,可加= ；ttS從滑輪組的結構看，已知5可求卜=S。從做功看，拉力F對滑輪組做功，滑輪組n克服物做重力做功W=G?ho從4個已知物理量出發(fā)可求的物理量還是很多的,要求學生有發(fā)散思維,并熟悉各物理量之間的關系。解：(1)物體的重力G=mg=32千克-10牛/千克=320牛。(2)滑輪克服物體重力做功W1=G?h=320牛-4米=1280焦。(3)人對滑輪組做功：水平拉力F=200牛。拉力通過距離S=2h=8米W2=F?S=200牛-8米=1600焦(4)拉力的功率P=W2=1600焦=160瓦。2t 10秒(5)物體上升的功率P=W1=1280焦=128瓦t 10秒（6）動滑輪的重力F=-G=—（G+G）2總2物輪AG=2F—G=400?！?20牛=80牛。輪物在學習了機械效率后，本題還可求額外功的大小 W和機械效率小額【模擬試題】人用50牛的力將30牛的鉛球拋出7米遠，人對鉛球做的功為（）A.350焦 B.210焦 C.0焦 D.無法判斷礦井深9米，每分鐘有10噸水涌出，若要將水抽凈，（將水抽到井上）抽水機的功率必須大于（）。A.30千瓦 B.25千瓦 C.20千瓦 D.15千瓦某人用10牛的力，在2秒內，將物體移動3米，則（）A.人對物體做功一定是30焦 B.人對物體做功不一定是30焦C.人做功的功率15瓦 D.人做功的功率60瓦若把掉在地上的物理課本撿回桌面上，根據(jù)你平時對物理課本質量和課桌高度的觀察與估測，估算人手克服課本重力做功約為（）A.0.1焦 B.10焦 C.1焦D.0.01焦如圖所示，甲、乙兩臺機械做功與時間的函數(shù)關系圖象，由圖可知，甲機械的功率P甲，和乙機械的功率P乙比較（ ）A.P甲4乙 B.P？=P乙 C.P甲＜P乙 D.條件不足，無法判斷6.質量為42千克的物體A放在水平桌面上，,如圖裝置使物體A,以2米/秒的速度，做勻速直線運動，彈簧測力計拉力F始終保持水平，彈簧測力計的示數(shù)2牛，繩子的伸長及滑輪的摩擦不計，則（ ）A.彈簧測力計拉力2牛 B.水平桌面對A的摩擦力4牛C.1秒內彈簧測力計拉力做功8焦 D.1秒內彈簧測力計拉力的功率4瓦據(jù)報道，為解決快捷運送人流，改善城市交通，上海市磁懸浮列車工程正式起動第一列磁懸浮列車將在2003年初運行。磁懸浮列車運行的區(qū)間是從上海浦東地鐵線一端的龍陽路到浦東國際機場，全長33千米，雙線行駛，磁懸浮列車設計最大時速為450千米/小時，單向運行時間8分鐘。如果在此區(qū)間運行過程中，只?？恳徽?，那么停靠時間是 分鐘。若列車總質量是10噸，磁懸浮列車行駛時，強大磁場將列車托起10厘米，那么托起列車做功 焦。（設磁懸浮列車全程均用最大速度行駛）。在學校跳繩比賽中，王紅同學1分鐘跳了120次，每次跳起的高度為5厘米，若她的質量是40千克，那么王紅跳繩時的平均功率是 瓦，跳一次做的功是 。如圖所示水平拉力F拉著重50牛物體A,在水平面上勻速直線運動，拉力F=20牛，則物體受摩擦力,若物體A移動2米，則水平拉力做功,重力做功（不計機械重和摩擦）

如圖所示，在滑輪組的作用下，物體A沿水平地面以1米/秒的速度勻速前進了2米，已知物體A重300牛，拉力F的功率為12瓦，不計滑輪與繩重，則拉力F=牛。一個人工噴泉，噴出水柱高5米，問：（1）噴泉口對水向上的壓強至少多大？（2）若噴泉口每秒噴出水0.1米3，則供水設備的功率至少多大？某學校的部分學生進行“深圳河治理研究性課題”的實踐活動。在一處建筑工地前，他們的車子陷到了泥地里，帶隊老師不失時機地導演了一堂“如何將汽車從泥地里拖出來”的實踐課，大家想出了很多切實可行的辦法。他們發(fā)現(xiàn)可利用的資源有：沙子、小石塊、長木板、麻袋、堅硬的木棒、磚頭、鐵錘、鐵鍬、工地上升降重物的電動機、滑輪、纜繩、千斤頂、移動電話、幾百塊錢。請你用簡練的語言，把他們當時的辦法，按物理原理或生活經(jīng)驗分類敘述出來，每類列舉一個，填在下面表格中。勤能補拙是良訓J一分辛勞一分才口一一華羅庚【試題答案】1.D2.D3.B4.C5.A6.ABC3.6分鐘10X103焦40瓦20焦40牛80焦04牛P=pgh=1X103千克/米3X90牛/千克X5米=5X104帕