第一讲功和功率.ppt

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1、功，功率功，功率动能和动能定理动能和动能定理 重力做功与重力势能重力做功与重力势能 功能关系，机械能守恒定律及其应用功能关系，机械能守恒定律及其应用 实验：探究动能定理实验：探究动能定理实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律第一讲功和功率第一讲功和功率一、功一、功1做功的两个不可缺少的因素：力和物体在做功的两个不可缺少的因素：力和物体在上发上发生的位移生的位移2功的公式：功的公式：W，其中，其中F为恒力，为恒力，为为F的方向的方向与位移与位移l的方向夹角；功的单位：的方向夹角；功的单位：(J)；功是；功是(矢、标矢、标)量量3正功和负功正功和负功(1)功的正负的意义功的正负的意义功是

2、功是量，但有正负之分，正功表示动力对物体做功，负功表量，但有正负之分，正功表示动力对物体做功，负功表示示一个力对物体做负功，往往说成是物体一个力对物体做负功，往往说成是物体力的方向力的方向Flcos 焦耳焦耳标标标标阻力对物体做功阻力对物体做功克服这个力做功克服这个力做功(2)功的正负的确定功的正负的确定若若0，表示力对物体做，表示力对物体做若若90，则，则W0，表示力对物体，表示力对物体若若90180，则，则W0，表示力对物体做，表示力对物体做功的公式可有两种理解：一是力功的公式可有两种理解：一是力“F”乘以物体在力的方向上发生乘以物体在力的方向上发生的位移的位移“lcos”；二是在位移；二

3、是在位移l方向上的力方向上的力“Fcos”乘以位移乘以位移l.正功正功不做功不做功负功负功二、功率二、功率1定义：功与完成功所用时间的定义：功与完成功所用时间的2物理意义：描述力对物体物理意义：描述力对物体3公式公式(1)P，P为时间为时间t内的内的(2)PFvcos(为为F与与v的夹角的夹角)v为平均速度，则为平均速度，则P为为 ；v为瞬时速度，则为瞬时速度，则P为为4额定功率：机械额定功率：机械 时输出的时输出的 功率功率5实际功率：机械实际功率：机械时输出的功率要求时输出的功率要求额定功率额定功率比值比值做功的快慢做功的快慢平均功率平均功率 平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率正常工作正常工

4、作最大最大实际工作实际工作小于或等于小于或等于一、判断正负功的方法一、判断正负功的方法方法根据方法根据常用情况常用情况根据力和位移的方向的夹角判断根据力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动时变力做功常用于质点做曲线运动时变力做功的判断的判断根据功能关系或能量守恒定律判断根据功能关系或能量守恒定律判断常用于系统内力做功的判断常用于系统内力做功的判断二、机动车两种启动方式二、机动车两种启动方式对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，即对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启

5、动方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下：以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下：两种两种方式方式以恒定功率启动以恒定功率启动以恒定加速度启动以恒定加速度启动Pt图和图和vt图图1.起重机以起重机以1 m/s2的加速度将质量为的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加的货物由静止开始匀加速向上提升，若速向上提升，若g取取10 m/s2，则在，则在1 s内起重机对货物所做的功是内起重机对货物所做的功是()A500 JB4 500 JC5 000 JD5 500 J答案：答案：DAW10，W20BW10CW10，W20 DW10，W20解析：解析：物体物体m下滑过程中对滑

6、块下滑过程中对滑块M的压力沿左下方，因此滑块的压力沿左下方，因此滑块M向左加速，其动能增加；向左加速，其动能增加；滑块滑块M对物体对物体m的支持力沿右上方，此力在物体的支持力沿右上方，此力在物体m下滑时对下滑时对m做负做负功，又由于重力对功，又由于重力对m做正功，所以物体做正功，所以物体m的动能增加，但机械能减小的动能增加，但机械能减小综上所述，综上所述，W10.答案：答案：B3.如右图所示，汽车在拱形桥上由如右图所示，汽车在拱形桥上由A匀速率运动到匀速率运动到B，以下说法正，以下说法正确的是确的是()A牵引力与克服摩擦力做的功相等牵引力与克服摩擦力做的功相等B牵引力和重力做的总功大于克服摩擦

7、力做的功牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功C合外力对汽车不做功合外力对汽车不做功D重力做功的瞬时功率会变化重力做功的瞬时功率会变化解析：解析：牵引力和重力做的总功与摩擦力做的功的代数和为零，牵引力和重力做的总功与摩擦力做的功的代数和为零，A、B错误；因汽车做匀速率运动，动能增量为零，故合外力对汽车不做功，错误；因汽车做匀速率运动，动能增量为零，故合外力对汽车不做功，C正确；重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向的分速度的积，故瞬正确；重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向的分速度的积，故瞬时功率会变化，时功率会变化，D正确正确答案：答案：CD4将一质量为将一质量为m的小球以初速度的小球以初速

8、度v0从倾角为从倾角为的斜坡顶向外水平抛的斜坡顶向外水平抛出，并落在斜坡上，那么当它击中斜坡时重力做功的功率是出，并落在斜坡上，那么当它击中斜坡时重力做功的功率是()Amgv0cot Bmgv0tan C2mgv0cot D2mgv0tan 答案：答案：D5.(2010新课标全国卷新课标全国卷)如右图所示，在外力作用下某质点运动的如右图所示，在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断图象为正弦曲线从图中可以判断()A在在0t1时间内，外力做正功时间内，外力做正功B在在0t1时间内，外力的功率逐渐增大时间内，外力的功率逐渐增大C在在t2时刻，外力的功率最大时刻，外力的功率最大D在在

9、t1t3时间内，外力做的总功为零时间内，外力做的总功为零解析：解析：由动能定理可知，在由动能定理可知，在0t1时间内质点速度越来越大，动时间内质点速度越来越大，动能越来越大，外力一定做正功，故能越来越大，外力一定做正功，故A项正确；在项正确；在t1t3时间内，动能变化时间内，动能变化量为零，可以判定外力做的总功为零，故量为零，可以判定外力做的总功为零，故D项正确；由项正确；由PFv知知0、t1、t2、t3四个时刻功率为零，故四个时刻功率为零，故B、C都错都错答案：答案：AD6汽车以恒定功率汽车以恒定功率P、初速度、初速度v0冲上倾角一定的斜坡，设受到的阻冲上倾角一定的斜坡，设受到的阻力恒定不变

10、，则汽车上坡过程中的力恒定不变，则汽车上坡过程中的vt图象不可能的是图象不可能的是()答案：答案：A如右图所示，以初速度如右图所示，以初速度v0竖直向上抛出一个质量为竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球的小球，小球上升的最大高度为上升的最大高度为h1，空气阻力的大小恒为，空气阻力的大小恒为F，则小球从抛出至回到出，则小球从抛出至回到出发点下方发点下方h2处，合外力对小球做的功为多少？处，合外力对小球做的功为多少？解析：解析：空气阻力做的功为空气阻力做的功为WFWF上上WF下下Fh1F(h1h2)2Fh1Fh2重力做功为重力做功为WGmgh2W合合WFWGmgh2F(2h1h2)答案：答案：mg

11、h2F(2h1h2)(1)对运动全过程分析可知，空气阻力是变力对运动全过程分析可知，空气阻力是变力(方向改变方向改变)，故变力做，故变力做功应转变为两个过程的恒力做功；功应转变为两个过程的恒力做功；(2)空气阻力做功与路径有关空气阻力做功与路径有关11：如右图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成：如右图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成角角的斜向下的推力的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离的作用下沿平面移动了距离l，若物体的质量为，若物体的质量为m，物，物体与地面之间的摩擦力大小为体与地面之间的摩擦力大小为Ff，则在此过程中，则在此过程中()A摩擦力做的功为摩擦力做的功为Ff

12、lB力力F做的功为做的功为Flcos C力力F做的功为做的功为Flsin D重力做的功为重力做的功为mgl答案：答案：C质量为质量为m的物体静止在光滑水平面上，从的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受到水平力时刻开始受到水平力的作用力的大小的作用力的大小F与时间与时间t的关系如右图所示，力的方向保持不变，则的关系如右图所示，力的方向保持不变，则()答案：答案：BD21：(2011辽宁沈阳辽宁沈阳)如下图甲所示，质量为如下图甲所示，质量为m的物体置于水平地的物体置于水平地面上，所受水平拉力面上，所受水平拉力F在在2 s时间内的变化图象如图乙所示，其运动的速时间内的变化图象如图乙所示，其运动的

13、速度图象如图丙所示，度图象如图丙所示，g10 m/s2.下列说法正确的是下列说法正确的是()A物体和地面之间的动摩擦因数为物体和地面之间的动摩擦因数为0.1B水平拉力水平拉力F的最大功率为的最大功率为5 WC2 s末物体回到出发点末物体回到出发点D2 s内物体的加速度不变内物体的加速度不变解析：解析：本题考查通过图象处理匀变速运动问题在减速阶段，本题考查通过图象处理匀变速运动问题在减速阶段，Ffma，mgma，0.1，A正确；拉力正确；拉力F的最大功率的最大功率PFv101 W10 W，B不正确；物体在第一秒内受到的合力的方向与第二秒内受到不正确；物体在第一秒内受到的合力的方向与第二秒内受到的

14、合力的方向相反，加速度方向相反，的合力的方向相反，加速度方向相反，D不正确；由不正确；由vt图象可知，物图象可知，物体在体在2 s内位移是速度图线与内位移是速度图线与t轴所围面积，即轴所围面积，即1 m，没有回到出发点，没有回到出发点，C不正确不正确答案：答案：A(15分分)额定功率是额定功率是80 kW的无轨电车，其最大速度是的无轨电车，其最大速度是72 km/h，质量，质量是是2 t，如果它从静止先以，如果它从静止先以2 m/s2的加速度匀加速开出，阻力大小一定，的加速度匀加速开出，阻力大小一定，则则()(1)电车匀加速运动行驶能维持多少时间？电车匀加速运动行驶能维持多少时间？(2)又知电

15、车从静止驶出到增至最大速度共经历了又知电车从静止驶出到增至最大速度共经历了21 s，在此过程中，在此过程中，电车通过的位移是多少？电车通过的位移是多少？答案：答案：(1)5 s(2)270 m不管对哪种启动方式，机动车的功率均是指牵引力的功率，对启不管对哪种启动方式，机动车的功率均是指牵引力的功率，对启动过程的分析也都是用分段分析法，并且将牛顿第二定律和运动学公式动过程的分析也都是用分段分析法，并且将牛顿第二定律和运动学公式相结合进行综合分析有时也应用动能定理求解相结合进行综合分析有时也应用动能定理求解(1)电动车的额定功率；电动车的额定功率；(2)电动车由静止开始运动，经过多长时间速度达到电

16、动车由静止开始运动，经过多长时间速度达到2 m/s?解析：解析：(1)分析图线可知：电动车由静止开始做匀加速直线运动，分析图线可知：电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后，做牵引力逐渐减小的变加速直线运动，达到最大速度达到额定功率后，做牵引力逐渐减小的变加速直线运动，达到最大速度后做匀速直线运动后做匀速直线运动当最大速度当最大速度vmax15 m/s时，牵引力为时，牵引力为Fmin400 N故恒定阻力故恒定阻力FfFmin400 N额定功率额定功率PFminvmax6 kW.答案：答案：(1)6 kW(2)1 s1.如图所示，用恒力如图所示，用恒力F拉着质量为拉着质量为m的物体沿水平面从的物体沿水平面从A移到移到B的过的过程中，下列说法正确的是程中，下列说法正确的是()A有摩擦力时比无摩擦力时有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多做的功多B有摩擦力时与无摩擦力时有摩擦力时与无摩擦力时F做功一样多做功一样多C物体加速运动时物体加速运动时F做的功比减速运动时做的功比减速运动时F做的功多做的功多D物体无论是加速、减速还是匀速，力物体无论是加速、减速还是匀速，力F做的功一样多做的功一样多解