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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,考点一,考点四,第,14,讲功和功率,-,3,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,判断正、负功的方法,1,.,做功的两个要素,(1),作用在物体上的,;,(2),物体在力的方向上发生的,。,2,.,功的正负,力,位移,正功,不做功,负功,-,4,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力,(,),A.,一直不做功,B.,一直做正功,C.,始终指向大圆环圆心,D.,始终背离大圆环圆心,A,解析,:,小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向,先沿半径向外,后沿半径向里。,-,5,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,如图所示,人站在电动扶梯的水平台阶上,假定人与扶梯一起沿斜面匀加速上升,在这个过程中人脚所受的静摩擦力,(,),A.,等于零,对人不做功,B.,水平向左,对人不做功,C.,水平向右,对人做正功,D.,沿斜面向上,对人做正功,C,解析,:,人受水平向右的静摩擦力,该力与人的水平位移方向相同,故该力对人做正功。,-,6,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,物体的位移是相对地面的位移,2,.,判断力是否做功及做功正负的方法,(1),看力,F,的方向与位移,l,的方向的夹角,常用于恒力做功的情形。,(2),看力,F,的方向与速度,v,的方向的夹角,常用于曲线运动的情形。,-,7,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,功的计算,1,.,功的公式,:,。,功的单位,:,焦耳,(,J,);,功是,。,(1),当,0,0,力,F,对物体做正功,这时力,F,是动力,所以正功表示动力对物体做的功。,(2),当,90,180,时,W0,力,F,对物体做负功,这时力,F,是阻力,所以负功表示阻力对物体做的功,一个力对物体做负功,又常说成物体克服这个力做功,(,取绝对值,),。,2,.,合外力做功的计算,方法一,:,先求合外力,F,合,再用,W,合,=F,合,l,cos,求功。,方法二,:,先求各个力做的功,W,1,、,W,2,、,W,3,、,再应用,W,合,=W,1,+W,2,+W,3,+,求合外力做的功。,W=,Fl,cos,标量,-,8,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,如图所示,木块,A,放在木块,B,的左上端,用恒力,F,将,A,拉至,B,的右端。第一次将,B,固定在地面上,F,做的功为,W,1,;,第二次让,B,可以在光滑的地面上自由滑动,F,做的功为,W,2,。比较两次做功,应有,(,),A.,W,1,W,2,D.,无法比较,A,解析,:,根据公式,W=,Fl,cos,第二次物体,A,通过的相对地的位移大于第一次通过的位移,故应选,A,。,-,9,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,起重机以,1,m/s,2,的加速度将质量为,1 000,kg,的货物由静止开始匀加速向上提升,g,取,10,m/s,2,则在,1,s,内起重机对货物做的功是,(,),A.,500,J,B.,4 500,J,C.,5 000,J,D.,5 500,J,D,解析,:,货物的加速度向上,由牛顿第二定律有,F-mg=ma,起重机的拉力,F=,mg+ma,=,11,000,N,。货物的位移是,=,0,.,5,m,做功为,W=,Fl,=,5,500,J,故,D,正确。,-,10,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,功的公式,W=,Fl,cos,只适用于求恒力做功。变力做功可分段变为恒力做功,也可用动能定理计算。,2,.,重力的功,W,G,=,mgh,只跟物体的重力及物体移动的始末位置的高度差有关,跟移动的路径无关。,3,.,摩擦力的功,(,包括静摩擦力和滑动摩擦力,),可以做负功,可以做正功,也可以不做功。,4,.,求一个物体对另一个物体做的功时,应首先明确该物体对另一个物体施加了几个力,应当求这几个力做功的代数和。,5,.,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做的功不一定一正一负,大小也不一定相等。一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和为负,;,一对相互作用的静摩擦力、弹力做功代数和必为零,;,一对相互作用的库仑力、万有引力、分子力做功代数和可正,可负,可为零。,-,11,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,功率的理解与计算,1,.,定义,:,功与完成这些功所用时间的,;,单位,:,瓦,(,W,),。,2,.,平均功率,:(1),。,(2),F,为恒力且,F,与,v,同向。,3,.,瞬时功率,:,F,和,v,方向相同。,比值,P=,F,v,P=,Fv,-,12,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,一个质量为,m,的小球做自由落体运动,那么,在前,t,秒内重力对它做功的平均功率,P,及在,t,秒末重力做功的瞬时功率,P,分别为,(,),C,-,13,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,一个成年人以正常的速度骑自行车,受到的阻力为总重力的,则成年人骑自行车行驶时的功率最接近于,(,),A.,1,W,B.,10,W,C.,100,W,D.,1 000,W,C,解析,:,设人和车的总质量为,100,kg,匀速行驶时的速率为,5,m/s,匀速行驶时的牵引力与阻力大小相等,F=,0,.,02,mg=,20,N,则人骑自行车行驶时的功率为,P=,Fv,=,100,W,故,C,正确。,-,14,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,求功率首先要区分是求平均功率还是求瞬时功率,求某段时间的或某个过程的功率为平均功率,求某个时刻的功率为瞬时功率。,2,.,求解之前应确定是求哪个力,(,或者哪几个力的合力,),的功率。,-,15,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,机车功率问题,1,.,额定功率,:,动力机械在正常条件下长时间工作时输出的功率。,2,.,实际功率,:,动力机械工作时实际消耗的功率。,3,.,功率与速度的关系,:P=,Fv,式中,P,为实际输出功率,F,为牵引力,;,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的实际输出功率,P,一定时,牵引力,F,与速度,v,成反比。,-,16,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,右图为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光能在光电板中转化为电能,电动机将电能转化为机械能,带动小车前进。若质量为,m,的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶,经过时间,t,前进的距离为,s,且速度达到最大值,v,m,。设这一过程中电动机的功率恒为,P,小车所受阻力恒为,F,那么这段时间内,(,),A.,小车做匀加速运动,B.,小车受到牵引力逐渐增大,C.,小车受到的合外力所做的功为,Pt,D.,小车受到的牵引力做的功为,D,-,17,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-,18,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,快艇在运动中受到的阻力与速度的二次方成正比,(,即,F,f,=kv,2,),。若油箱中有,20,L,燃油,当快艇以,10,m/s,匀速行驶时,能行驶,40,km,假设快艇发动机的效率保持不变,则快艇以,20,m/s,匀速行驶时,能行驶,(,),A.,80,km,B.,40,km,C.,10,km,D.,5,km,C,解析,:,由,P=,Fv,=,F,f,v,=kv,3,知,P,2,=,8,P,1,由,W=P,1,t,1,=P,2,t,2,知,t,2,=,x,1,=v,1,t,1,=,40,km,x,2,=v,2,t,2,解得,x,2,=,10,km,。,-,19,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,机车的两种启动模型的定性分析,物体在牵引力,(,受功率和速度制约,),作用下,从静止开始克服一定的阻力,加速度不变或变化,最终加速度等于零,速度达到最大值。,1,.,以恒定功率启动的方式,:,(1),动态过程,:,-,20,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,(2),这一过程的速度,时间图象如下图所示,:,-,21,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,以恒定加速度启动的方式,:,(1),动态过程,:,(2),这一过程的速度,时间图象如下图所示,:,
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