《高一物理功和功率》PPT课件

功、功率、重力做功核心知识方法核心概念•做功、正功、负功•重力做功、重力势能•平均功率、瞬时功率功的公式1.功的公式：W=Fscosθ说明：FSF2FSS1S2F1а2正负功0≤θ＜90°力F对物体做正功。动力做功θ=90°力F对物体不做功,90°＜θ≤180°力F对物体做负功。阻力做功【例1】如图所示，质量为m的物体，静止在倾角为α的粗糙的斜面体上，当两者一起向右匀速直线运动，位移为S时，斜面对物体m的弹力做的功是多少？物体m所受重力做的功是多少？摩擦力做功多少？功的公式几种典型力做功求解的情况【例2】AB两物体叠放在水平面上，保持相对静止一起向右做匀加速运动移动S，则摩擦力f1对A做————功，f2对B做————功。W1=fSW2=-fSW1+W2=0AaBf1f2几种典型力做功求解的情况【练1】AB两物体叠放在水平面上，A物体在力F作用下在B物体上相对滑动，则f1对A做————功，f2对B做————功。ABFf1f2ΔSS2S1W1=-fS1W2=fS2W1+W2=f(S2-S1)=-fΔS=Q功率1.定义式：，所求出的功率是时间t内的平均功率。tWP2.计算式：，其中θ是力与速度间的夹角。用该公式时，要求F为恒力。cosFvP（1）当v为即时速度时，对应的P为即时功率；（2）当v为平均速度时，对应的P为平均功率。（3）重力的功率可表示为，仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小决定。mgvPG【例3】跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是50kg，他一分钟跳绳180次,假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2/5,则该运动员跳绳过程中克服重力做功的平均功率是W。（g取10m/s2)实际问题中的功率【练2】人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液，正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa,心跳约每分70次，据此估测心脏工作的平均功率为W。实际问题中的功率【例4】一个重为10N的物体自由下落，不计空气阻力，取g=10m/s2，求(1)在抛出后3s内重力的功率。(2)下落后3s时重力的功率(设3s时末落地)。重力的功率【练3】一个重为10N的物体以v=10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，取g=10m/s2，求(1)在抛出后3s内重力的功率。(2)下落后3s时重力的功率(设3s时末落地)。重力的功率情境3情境2情境1BBΔh1Δh2Δh3Δhh1h2Amg情境1:情境2:情境3:A1A2A3WG＝mgΔhWG＝mglcosθ＝mgΔhWG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…＝mgΔhlBθmgAAmg物体竖直下落物体沿斜线运动物体沿曲线运动重力做功只跟起点和终点的位置即高度差有关，与物体运动的路径无关。WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2例5：质量为m的物块自1/4圆周的顶端下滑，受到的摩擦力大小恒为Ff，在下滑到最低点的过程中，摩擦力和重力对物块做的功各多少？【练4】一物体以10m/s的速度竖直上抛，1s内、2s内、3s内、重力所做的功分别为多少？重力势能变化了多少？机械能守恒定理的应用【练5】钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的n倍，求：钢珠在空中下落的高度H与陷入泥中的深度h的比值H∶h=?动能定理的应用hHmgmgfm2m【例6】边长为L的等腰三角形可绕A自由转动，BC分别固定两个质量分别为m,2m的小球，求当小球C运动到最低点时两小球所做的功分别为多少，小球的速度为多大？A重力做的功核心公式做功W=FLcosθ重力做功WG=mgh变为做功W=W1+W2+W3……平均功率、P=w总/t总瞬时功率p=fvcosθ汽车起动p=fvF-f=ma•求变力做功•求重力做功•汽车起动核心技术【例7】一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O点，如图所示，则下面两种情况力做的功为：1、小球在水平恒力F的作用下，从平衡位置P点移动到Q点，2、缓慢拉到Q点变力做的功θPQOFFW=FLcosθ只适用恒力做功；变力做功不能用公式，从以下角度求1、分无数小段2、动能定理【练6】一辆马车在力F=100N的作用下绕半径为50m的圆形轨道做匀速圆周运动，当车运动一周回到原位置时，车子克服阻力所做的功为多少？变力做的功采用微元法解之，将圆分成很多很多小段，在这些小段中，力可以看作恒力，于是Wf=–fΔs1–fΔs2–fΔs3–fΔs4–fΔs5–……=–fs=–Fs=–100×2πR=–3.14×104JW克=–Wf=3.14×104J变加速运动匀速运动fffFF2F1ABCvA=0vC=vm1、汽车以恒定功率启动汽车启动问题的分析变加速运动匀加速运动匀速运动fffFF2F1ABCvB=P额/F1vA=0vC=vm2、汽车一恒定的加速度启动汽车启动问题的分析【例8】质量为1kg的机车与水平地面间摩擦力f=2N，其以额定功率12W工作，当a＝1m／s2时，速度为多大？汽车启动问题的分析【练7】列车在恒定功率机车的牵引下，从车站出发行驶5分钟，速度达到20m/s，那么在这段时间内，列车行驶的路程（）A.一定小于3kmB.一定等于3kmC.一定大于3kmD.不能确定20m/s5mintv0汽车启动问题的分析【练8】一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶，经过一段时间t，前进了距离s，此时恰好达到其最大速度Vm.设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受的阻力恒定为F，则在这段时间里，发动机所做的功为多少？汽车启动问题的分析