第七章-习题课-功和功率课件

习题课：功和功率,第七章,机械能守恒定律,习题课：功和功率第七章机械能守恒定律,学习目标,典例精析,达标检测,1.,熟练掌握恒力做功的计算方法,.,2,.,能够分析摩擦力做功的情况，并会计算一对摩擦力对两物体所做的功,.,3,.,能区分平均功率和瞬时功率,学习目标典例精析达标检测1.熟练掌握恒力做功的计算方法.,一、功的计算,典例精析,例,1,质量为,2 kg,的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力,F,的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力,F,作用,2 s,后撤去，物体运动的速度图象如图,1,所示，则下列说法正确的是,(,取,g,10 m/s,2,)(,),A.,拉力,F,做功,150 J,B.,拉力,F,做功,350 J,C.,物体克服摩擦力做功,100 J,D.,物体克服摩擦力做功,175,J,图,1,解析答案,一、功的计算典例精析例1质量为2 kg的物体置于水平面上，,解析,由图象可知撤去拉力后，物体做匀减速直线运动，加速度大小,a,2,2.5 m,/s,2,，所以滑动摩擦力,F,1,ma,2,5 N,；加速过程加速度,a,1,2.5 m/,s,2,，由,F,F,f,ma,1,，得拉力,F,ma,1,F,f,10 N.,由图象可知,F,作用,2 s,的时间内位移,l,1,15 m,，撤去,F,后运动的位移,l,2,20 m,，全程位移,l,35 m,，所以拉力,F,做功,W,1,Fl,1,10,15 J,150 J,，,A,正确，,B,错误,.,物体,克服摩擦力做功,W,2,F,f,l,5,35 J,175 J,，,C,错误，,D,正确,.,答案,AD,解析由图象可知撤去拉力后，物体做匀减速直线运动，加速度大小,例,2,在水平面上，有一弯曲的槽道,AB,，由半径分别为,和,R,的两个半圆构成,.,如图,2,所示，现用大小恒为,F,的拉力将一光滑小球从,A,点拉至,B,点，若拉力,F,的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为,(,),解析答案,方法总结,图,2,例2在水平面上，有一弯曲的槽道AB，由半径分别为,方法总结,答案,C,方法总结答案C,方法总结,1.,恒力的功,功的公式,W,Fl,cos,，只适用于恒力做功,.,即,F,为恒力，,l,是物体相对地面的位移，流程图如下：,方法总结,方法总结1.恒力的功方法总结,2.,变力做功的计算,(1),将变力做功转化为恒力做功,.,当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积,.,(2),当变力做功的功率,P,一定时，如机车恒定功率启动，可用,W,Pt,求功,.,方法总结,2.变力做功的计算方法总结,图,3,图3,二、摩擦力做功的特点与计算,例,3,质量为,M,的木板放在光滑水平面上，如图,4,所示,.,一个质量为,m,的滑块以某一速度沿木板表面从,A,点滑至,B,点，在木板上前进了,l,，同时木板前进了,x,，若滑块与木板间的动摩擦因数为,，求摩擦力对滑块、对木板所做的功各为多少？滑动摩擦力对滑块、木板做的总功是多少？,解析答案,图,4,二、摩擦力做功的特点与计算例3质量为M的木板放在光滑水平面,解析,由题图可知，木板的位移为,l,M,x,时，滑块的位移为,l,m,l,x,，,m,与,M,之间的滑动摩擦力,F,f,mg,.,由公式,W,Fl,cos,可得，摩擦力对滑块所做的功为,W,m,mgl,m,cos 180,mg,(,l,x,),，负号表示做负功,.,摩擦力对木板所做的功为,W,M,mgl,M,mgx,.,这对滑动摩擦力做的总功：,W,W,m,W,M,mg,(,l,x,),mgx,mgl,答案,mg,(,l,x,),mgx,mgl,解析由题图可知，木板的位移为lMx时，滑块的位移为lm,例,4,如图,5,所示，质量为,m,的木块放在质量为,2,m,的木板上，木板置于光滑水平面上,.,现用力,F,沿水平方向拉木板，木块与木板相对静止，当木板移动的位移为,x,时：木块与木板间的静摩擦力对木块、木板分别做功为多少？静摩擦力对木块和木板做的总功是多少？,解析答案,总结提升,图,5,例4如图5所示，质量为m的木块放在质量为2m的木板上，木板,答案,见解析,总结提升,答案见解析总结提升,总结提升,摩擦力做功的特点,(1),一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间存在相对滑动，即两个物体的对地位移不相同，由,W,Fl,cos,可判断一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零,.,(2),一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止，即两个物体的对地位移相同，由,W,Fl,cos,可判断一对相互作用的静摩擦力做功的总和为零,.,总结提升摩擦力做功的特点,三、功率的计算,导学探究,例,5,如图,6,甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为,2 kg,的物体在,F,作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知,(,g,取,10 m/s,2,)(,),解析答案,图,6,A.,物体加速度大小为,2 m/s,2,B.,F,的大小为,21 N,C.4 s,末,F,的功率大小为,42 W,D.4 s,内,F,做功的平均功率为,42 W,总结提升,三、功率的计算导学探究例5如图6甲所示，滑轮质量、摩擦均不,答案,C,方法总结,答案C方法总结,方法总结,方法总结,解析答案,图,7,针对训练,如图,7,所示，从空中以,40 m,/s,的初速度平抛一重为,10 N,的物体，物体在空中运动,3 s,落地，不计空气阻力，取,g,10 m/,s,2,，则物体下落过程中的平均功率和落地前瞬间，重力的瞬时功率分别为,(,),A.300 W,300 W,B.150,W,300 W,C.150 W,500 W,D.300,W,500 W,解析答案图7针对训练如图7所示，从空中以40 m/s的初速,答案,B,答案B,四、机车启动问题,导学探究,4.,机车以恒定功率运行时，牵引力的功,W,Pt,.,四、机车启动问题导学探究4.机车以恒定功率运行时，牵引力的功,导学探究,例,6,如图,8,所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机,.,在起重机将质量,m,5,10,3,kg,的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度,a,0.2 m,/s,2,，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物,做,v,m,1.02 m/,s,的匀速运动,.,取,g,10 m/s,2,，不计额外功,.,求,：,图,8,导学探究例6如图8所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机.在,导学探究,解析答案,(1),起重机允许的最大输出功率；,解析,设,起重机允许的最大输出功率为,P,0,，重物达到最大速度时拉力,F,0,等于重力,.,P,0,F,0,v,m,，,F,0,mg,.,代入数据，得：,P,0,5.1,10,4,W.,答案,5.1,10,4,W,导学探究解析答案(1)起重机允许的最大输出功率；解析设起重,解析答案,返回,(2),重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第,2 s,末的输出功率,.,解析,匀,加速运动结束时，起重机达到允许的最大输出功率，,设此时重物受到的拉力为,F,，速度为,v,1,，匀加速运动经历时间为,t,1,，,有：,P,0,F,v,1,，,F,mg,ma,，,v,1,at,1,.,代入数据，得,t,1,5 s.,t,2 s,时，重物处于匀加速运动阶段，,设此时速度为,v,2,，输出功率为,P,，,v,2,at,，,P,F,v,2,.,得：,P,2.04,10,4,W.,答案,5,s,2.04,10,4,W,解析答案返回(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2,达标检测,1.,以一定的速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为,h,，空气的阻力大小恒为,F,，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为,(,),A.0 B.,Fh,C,.,2,Fh,D.,4,Fh,解析答案,1,2,3,4,达标检测1.以一定的速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大,解析,从全过程看，空气的阻力为变力，但将整个过程分为两个阶段：上升阶段和下落阶段，小球在每个阶段受到的阻力都为恒力，且总是跟小球运动的方向相反，所以空气阻力对小球总是做负功,.,全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做功的代数和，即,W,W,上,W,下,(,Fh,),(,Fh,),2,Fh,.,空气阻力、摩擦阻力是一种特殊的力，在计算这种力做的功时，不可简单地套用功的计算公式,W,Fl,cos,，得出,W,0,的错误结论,.,从上面的正确结果可以看出：空气阻力做的功在数值上等于阻力与全过程中小球路程的乘积,.,故选,C,.,答案,C,1,2,3,4,解析从全过程看，空气的阻力为变力，但将整个过程分为两个阶段,2.,如图,9,所示，,A,、,B,两物体叠放在一起，,A,被不可伸长的细绳水平系于左墙上，,B,在拉力,F,作用下，向右匀速运动，在此过程中，,A,、,B,间的摩擦力做功情况是,(,),答案,图,9,A.,对,A,、,B,都做负功,B.,对,A,、,B,都不做功,C.,对,A,不做功，对,B,做负功,D.,对,A,做正功，对,B,做负功,1,2,3,4,C,2.如图9所示，A、B两物体叠放在一起，A被不可伸长的细绳水,3.(,多选,),一辆轿车质量为,m,，在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过一定时间，其速度由零增大到最大值,v,m,，若所受阻力恒为,F,f,.,则关于轿车的速度,v,、加速度,a,、牵引力,F,、功率,P,的图象正确的是,(,),1,2,3,4,解析答案,3.(多选)一辆轿车质量为m，在平直公路上运行，启动阶段轿车,1,2,3,4,答案,ACD,1234答案ACD,4.,如图,10,所示，水平传送带正以,v,2 m,/s,的速度运行，两端水平距离,l,8 m,，把一质量,m,2 kg,的物块轻轻放到传送带的,A,端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数,0.1,，不计物块的大小，,g,取,10 m/,s,2,，则把这个物块从,A,端传送到,B,端的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率是多少？,1 s,时，摩擦力对物块做功的功率是多少？传送带克服摩擦力做功的功率是多少,？,1,2,3,4,图,10,解析答案,4.如图10所示，水平传送带正以v2 m/s的速度运行，两,1,2,3,4,相对静止后物块与传送带之间无摩擦力，此后物块匀速运动到,B,端，物块由,A,端运动到,B,端所用的时间为：,解析答案,1234相对静止后物块与传送带之间无摩擦力，此后物块匀速运动,1,2,3,4,答案,0.8 W,2 W,4 W,返回,1234答案0.8 W2 W4 W返回,