功和功率复习课件.ppt

,备考导航,一、功 1概念：如果物体在力的作用下 发生了变化，那么这个力一定对物体做了功 2做功的两个要素：力和物体在 发生的位移 3公式：W ，是力和位移方向间的夹角,主干知识整合,能量,力的方向上,Flcos,注意： 1、适用：恒力功。 2、w与F对应。与物体是否受其他力无关，与物体处于什么运动状态无关。3、L指对地位移，F作用点的位移。指F与L方向之间的夹角。,1(2012湖南宁乡一中月考)如图511所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是 答案B,做功两要素：力和力的方向上的位移,学案【巩固】：质量分别为m1和m2的两个物体，m1W2B.W1w2C.W1=W2D.无法确定 【巩固1】：关于功是否为矢量，下列说法正确的是（ ） A.因为功有正功和负功，所以功是矢量 B.因为功没有方向性，所以功是标量 C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量 D.力是矢量，功也是矢量 【巩固2】：物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1F2的合力对物体做功为（ ） A.14JB.10JC.2JD-2J,C,B,D,二、功的正负判断 方法一：根据力的方向和位移方向的夹角判断.通常判断恒力做功的正负,正功,不做功,负功,克服这个力做功,注意1：功是力在空间上的积累过程，它是一个过程量 注意2：功有正负但没有方向，故功是标量，正功表示对物体做功的力为动力，负功表示对物体做功的力为阻力，功的正负不表示功的大小,3一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是( ) A加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B加速时做正功，匀速和减速时做负功 C加速和匀速时做正功，减速时做负功 D始终做正功,D,2如图512所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，在外力作用下，斜面沿水平方向向左做匀速直线运动，运动过程中物体m与斜面体相对静止则关于斜面对m的支持力和摩擦力的做功情况是 图512 A支持力一定做正功 B摩擦力一定做正功 C摩擦力可能不做功 D支持力可能做负功,A,方法二：根据力和瞬时速度方向的夹角判断：此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功，夹角为锐角时做正功，夹角为钝角时做负功，夹角为直角时不做功,方法三：从能的转化角度来进行判断：此法常用于判断相互联系的两个物体之间的相互作用力做功的情况,绳的拉力对车做正功， 绳的拉力对小球做负功,【例】,当斜面固定，物体下滑时，支持力不做功,求解功的两条思路： 一是可以从定义出发，二是可以用功能关系。,物块下滑时，减少的重力势能转化为物块的动能和斜面体的动能，物块的机械能减少了，说明有外力对它做负功，所以支持力做负功。,2一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平力恒力F作用下，开始由平衡位置P点移动到Q点，此时绳与竖直方向的偏角为，则力F所做的功为 AmgLcos BmgL(1cos ) CFLsin DFLcos ,如图515所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是 A始终不做功 B先做负功后做正功 C先做正功后不做功 D先做负功后不做功 图515,【答案】ACD,(1)摩擦力并非只做负功，可以做正功、负功或不做功 (2)作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用在两个物体上，产生的位移效果无必然联系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负，大小也不一定相等,1如图516所示，在加速向左运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是 图516 A做正功B做负功 C不做功 D无法确定,(1)用动能定理WEk或功能关系WE，即用能量的增量等效代换变力所做的功(也可计算恒力功) (2)当变力的功率P一定时，可用WPt求功，如机车恒功率启动时,变力功的计算,变力功的计算,（二）变力功的求解,求变力功的方法：（1）仅大小不变的：w=FS （2）功率不变的：w=Pt （3）仅方向不变的：图像的面积 （4）动能定理 （也可计算恒力功）,【例1】,【例2】,微元法,(1)先求F合，再根据WF合lcos 计算，一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况 (2)先求各个力做的功W1、W2Wn，再根据W总W1W2Wn计算总功，这是求合力做功常用的方法,合力功的计算,【例】：如图所示，质量为的物体沿倾角为的光滑斜面下滑了一段距离L，求物体所受各力在下滑过程中对物体做的功及这些力做的总功？,合力功的计算,【跟踪训练】：将质量为m=5kg的物体竖直抛出h=10m高度后落下。空气阻力为f=5N,求全过程外力对物体做的总功。,对A：fs,对B：-fs,对物块：-f（s+L）,对木板：fs,总功：0,总功： -fL,1、静摩擦力做功起到传递机械能的作用。 2、滑动摩擦力消耗机械能，fL即摩擦生热。,【例】：如图所示，物体由静止开始沿倾角为的光滑斜面下滑，m、h已知，求： （1）物体滑到底端过程中重力的功率 （2）物体滑到斜面底端时重力的功率,【跟踪训练】：将1kg的物块在高度为45m的高度以40m/s的初速度平抛，不计重力。求物块（1）落地时重力的瞬时功率。 （2）落地过程中重力的平均功率。,【例】：一质量为m=5t的汽车，发动机额定功率为P=80kw，汽车由静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动机车发动机达到额定功率后以恒定功率继续行驶假设车的阻力为车重的0.06倍，g取10m/s2求：（1）汽车做匀加速直线运动的最长时间t；（2）汽车起动后5s末和15s末的瞬时功率；（3）汽车的最大速度vm 【跟踪训练】：质量m=5103kg的汽车在水平路面上从静止开始以加速度a=2m/s2作匀加速运动，所受阻力f=1.0103N，汽车起动后第1s末牵引力的瞬时功率是 （） A2kW B11 kW C20 kW D22kW,【跟踪训练】：质量m=5103kg的汽车在水平路面上从静止开始以加速度a=2m/s2作匀加速运动，所受阻力f=1.0103N，汽车起动后第1s末牵引力的瞬时功率是 （） A2kW B11 kW C20 kW D22kW,2一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平力F作用下，开始由平衡位置P点缓慢地移动到Q点，此时绳与竖直方向的偏角为，则力F所做的功为 AmgLcos BmgL(1cos ) CFLsin DFLcos ,在遇到求功的问题时，一定要注意分析是求恒力做的功还是变力做的功，如果是求变力做的功，看能否转化为求恒力做功的问题，不能转化的，就要借助动能定理或能量守恒定律来求解,比值,快慢,平均,平均,瞬时,4额定功率：机械长时间正常工作而不损坏机械的 输出功率 5实际功率：机械实际工作时输出的功率要求 额定功率,最大,小于等于,3如图所示，木板可绕固定水平轴O转动木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止在这一过程中，物块克服重力做功为2 J用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力在此过程中，以下判断正确的是 AFN和Ff对物块都不做功 BFN对物块做功为2 J，Ff对物块不做功 CFN对物块不做功，Ff对物块做功为2 J DFN和Ff对物块所做功的代数和为0,FN,FN,考查做功条件和变力做功,4(2011江苏单科)如图所示，演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 A0.3 JB3 J C30 J D300 J,一只鸡蛋的质量约为60克，鸡蛋上升的高度约为50厘米，对人抛鸡蛋以及鸡蛋上升到最高点全程应用动能定理有：WFmgh0，代入数值可知WF0.3 J， A对,考查变力做功,1(2012北京东城期末)把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车而动车组就是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)组合在一起，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等若1节动车加3节拖车组成的动车组的最大速度为120 km/h；则6节动车加3节拖车组成的动车组的最大速度为 A120 km/hB240 km/h C320 km/h D480 km/h,PFvFfvmk4mgvm,6PFvFfvmk9mgvm,考查P=FV,6如图所示，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，此时三个力的功率分别为P1、P2、P3，则 AP1P2P3 BP1P2P3 CP3P2P1 DP1P2P3,答案A,考查瞬时功率,5质量为2 kg的物体放在动摩擦因数0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，则 A此物体在AB段做匀加速直线运动 B此物体在AB段做匀速直线运动 C此物体在OA段做匀加速直线运动 D此物体在OA段做匀速直线运动,答案BC,与图像综合考查,3如图513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,A在0t1时间内，外力做正功 B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大 C在t2时刻，外力的功率最大 D在t1t3时间内，外力做的总功为零,答案AD,9(2012福州模拟)质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从t0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用，F与时间t的关系如图甲所示物体在t0时刻开始运动，其vt图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则 A物体与地面间的动摩擦因数为 B物体在t0时刻的加速度大小为 C物体所受合外力在t0时刻的功率为2F0v0 D水平力F在t0到2t0这段时间内的平均功率为,10放在地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象如图所示，则物体的质量为 A. kg B. kg C. kg D. kg,12(18分)一辆汽车质量为1103 kg，最大功率为2104W，在水平路面由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定发动机的最大牵引力为3103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示试求： (1)根据图线ABC判断汽车做什么运动？ (2)v2的大小； (3)整个运动过程中的最大加速度； (4)当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？,