功、功率学案-人教版

第一讲功功率【1】功一、功1功的定义：一个物体受到力，并在________方向上有一段位移，那么力就对物体做了功。2功计算公式：W=______单位：_______。功是_____量。分析：α=0°，即F与S同向，W=_______，正功最大；α=90°，即F与S垂直，W=________α=180°，即F与S反向，W=________，负功最大。当0°α﹤90°，F做_____功，90°﹤α180°，F做______功。3重力做功与_________无关，决定于初末位置的_______________。重力做正功，重力势能_________,克服重力做功，重力势能______________。例1、斜面高H，倾角θ，用水平推力F将质量m的物块从斜面底端推到斜面顶端，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，求各个力对物体做的功及总功？例2、如图，绳长L，用水平恒力F将质量m的小球拉到绳偏离竖直方向θ角。求1）力F做的功？2）重力做的功【课堂练习】1．将同一物体分别放在光滑水平面上和粗糙水平面上，用同样大小的水平推力，使物体由静止开始做匀加速直线运动，通过相同的位移。在这一过程中（）A摩擦力做的功相同B合外力做的功相同C水平推力做的功相同D弹力做的功相同2．一质量为1Kg的物体，被人用手匀速向上提升1m，物体的速度为2m/s。则以下说法正确的是（）A手对物体做功10JB合外力对物体做功10JC合外力对物体做功0JD物体克服重力做功10J3．一对作用力反作用力做功，以下说法中正确的是（）A这两力做功总是大小相等的B这两力做功总是方向相反的C作用力是动力，反作用力一定是阻力D作用力与反作用力可能都做负功4．关于合力的功与分力的功，以下说法错误的是（）A合力的功等于分力功的代数和B合力的功等于分力功的矢量和C合力与合力方向上位移的乘积等于合力所做的功D合力与速度始终垂直时，合力对物体不做功5．在离地15m高处，一人将一质量为4Kg的物体以5m/s的速度抛出，则人对物体做的功是（）A20JB50JC588JD638J6．用一根长为4m的均匀绳索从竖井中提水，绳重20N。水桶装满水后重100N。若井深4m，则把水桶吊上来，拉力至少要做J的功。θF/NS/m05010010ABKh1h2S1S27．长10m的传送带，以2m/s的速度匀速运动，将质量为50Kg的箱子轻放在传送带的起始端，箱子与传送带的摩擦系数为0.2。则经过s，箱子到达传送带的另一端，在这一过程中，传送带对箱子做的功为J。8．一质量为m的物体，分别从底边相同、材料相同而高度不同的斜面AC，BC顶端下滑到底端。在这过程中物体克服摩擦力做的功分别为W1，W2。比较它们的大小，应是W1W2。（填＞=或＜）9．如图所示，在匀加速运动的车厢内，一人用力向前（沿车的前进方向）推车厢，人未对车厢发生移动，则下列说法正确的是（）A.人对车不做功B.推力对车做正功C.车对人做正功D.车对人不做功10．质量为2Kg的物体，在拉力F作用下，沿竖直方向做直线运动，其V-t图像如图所示，取竖直向上为正方向。求：（1）在匀加速运动中，合外力做的功W1（2）在匀速运动中，拉力做的功W2（3）在减速运动中，拉力的平均功率P11．截面积为S1，S2的A，B两圆柱筒内装有高度为h1，h2，密度为ρ的同种液体。若将阀门K打开，两边液体流动，直到平衡。则：这一过程中，重力做功W为多少？二、变力做功问题例3、如图，绳长L，用力F将质量m的小球拉到绳偏离竖直方向θ角。求下列两种情况下力F做的功？（1）用水平力F缓慢拉。（2）用始终垂直于绳且大小不变的力F拉。例4．在光滑的水平面上，质量m=5kg的物体从静止开始，受到一个水平力F的作用，F-S变化如图。求前进10m力F做的功及此时物体的速度？例5、如图所示，物块在斜向上与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用下沿水平方向发生位移S，求拉力F做的功？ABCDθt/sV/mS-1420246810θFV0【课堂练习】12．如图，长L轻杆一端固定一质量m的小球，可绕另一端在竖直平面内自由转动。今使小球从图示位置以竖直向下的初速度V0释放，恰能达到最高点，求小球所受大小恒定的阻力f？13．机车以恒定的功率P由静止出发，经时间t向前运动距离S速度达到V，求牵引力做的功？14．一小球自H高处由静止释放，所受空气阻力大小恒为f，与地面碰撞无能量损失，求小球通过的总路程？15．用翻滚的方法将边长为a，质量为m的正方形物块前进S米，求人至少做多少功？参考答案：例1WG=-mgH，WN=0，Wf=-μmgHcotθ-μFH，WF=FHtanθ,W=FHcotθ－mgH－μmgHcot－μFH例2（1）FLsinθ(2)－mgL(1－cosθ)例3（1）mgL(1－cosθ)（2）FLθ例4750J，310m/s课堂练习1、CD，2、D，3、D，4、B，5、B，6、440，7、5.5，100，8、=，9、BC，10、16J，320J，36J，11、)(2)(2122121sshhsgs，12、f=LmgLmv3320,13、Pt，14、mgH/f，15、2)12(mgs【2】功率一．功率1功率的物理意义：功率P表示了力对物体做功的_______。2计算公式：P=W/tP=Fvcosα单位：_______。功率P是_____量。求平均功率：P=W/tP=Fv。求瞬时功率：Pt=Fvtcosα，α为_______的夹角。例1．光滑斜面的倾角为α,质量为m的物体由静止下滑，当滑行L距离时，重力的瞬时功率PG是多少？【课堂练习】1．关于功率的概念，下列说法中正确的是（）A力做功越多，功率就越大B力做功越快，功率就越大C发动机总是工作在额定功率状态D汽车速度越大，发动机的功率就越大2．设在平直公路上以正常速度行驶的自行车所受阻力为车和人总重的0.2倍，则骑车人的功率最接近()A10kwB0.1kwC1kwD0.01kw3．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该物体上，在t=t1时刻力F的功率是（）AF2t1/2mBF2t12/2mCF2t1/mDF2t12/m4．将一个质量为m的物体从静止开始释放，在重力的作用下自由下落。在下落过程中，重力对物体做功的功率（）A保持不变B不断增大，与下落时间成正比C增大，与下落时间的平方成正比D增大，与下落时间的平方根成正比5．将一只重球用一根细线悬吊在天花板上，球拉到水平位置后静止释放，在小球下落过程中（）A重力做功的平均功率与时间成正比B重力的功率先增大后减小C重力做的功与时间成正比D绳子的拉力做正功6．质量为m的物体，自高为h，倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，则物体滑到底端时，重力的瞬时功率是（）Amg2ghBmg2ghsinθCmg2ghconθDmg2ghtgθ7．质量为10Kg的物体，在大小为150N，竖直向上的力F作用下，由静止开始竖直向上运动，所受空气阻力大小为10N。则第2s末力F的瞬时功率为W，前2s内重力的平均功率为_______W。8．将质量相同的两个物体，从同一高度以相同的速率分别向上，向下抛出，从抛出到落地的过程中，重力做功为W1，W2；重力做功的平均功率为P1，P2。比较它们的大小，应是W1W2，P1_____P2。（填“＞”、“=”或“＜”）9．质量为5Kg的物体，从高处自由下落，在下落的头2s内重力对物体做的功是J，2s末克服重力做功的即时功率为W。二、汽车的功率问题1．汽车功率P＝F牵V。2．若汽车以恒定的功率行驶，当速度V增大时，牵引力F将______，加速度a将_______，当牵引力F与阻力f________时，汽车_______运动，速度达_________。例2．一辆质量为5t的汽车，发动机的额定功率为80kw。汽车由静止开始以a=1m/s2的加速度做匀加速直线运动，汽车所受阻力为车重的0.06倍。求：（1）汽车的最大速度vm（2）匀加速直线运动的最长时间t。例3．在平直公路上行驶的汽车质量m，额定功率为P，所受阻力大小恒为f，求：1）汽车的最大速度？2）汽车从静止开始，若以恒定功率行驶，经时间t速度达最大，求时间t内汽车通过的位移？3）若汽车以恒定功率行驶，经时间t1速度达V1，t1t，求此时汽车的加速度？4）如汽车以恒定的加速度a由静止开始匀加速直线运动，求匀加速直线运动能保持的最长时间？此时汽车的速度、发动机功率及此过程发动机做的功？【课堂练习】10．静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（）A做变加速直线运动B列车的速度和加速度都不断增加C列车的速度增大，加速度减小D列车做匀速运动11．汽车在水平公路上行驶，所受阻力为车重的0.01倍。当车的速度为4m/s时，加速度为0.4m/s2。若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是m/s。12．设河水的阻力与船的速度成正比，当船的速度加倍时，轮船发动机的功率是原来的倍。13．质量为m的汽车，以恒定的功率P在平直的水平路面上行驶。汽车匀速行驶时的速度为V1，则当汽车速率为V2（V1＞V2）时，加速度a为。14．质量为5t的汽车，在水平路面上由静止开始做匀加速直线运动，动摩擦因数为0.2，起动后第1S末发动机的瞬时功率为1.5×104W。求此时汽车的加速度。15．质量为5000Kg的汽车，发动机额定功率P为60KW，在平直路面上行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。求：（1）汽车在此路面上行驶时达到的最大速度是多少？（2）若汽车以额定功率行驶，求当速度为10m/s时汽车的加速度是多少？（3）若汽车从静止开始，保持0.5m/s2的加速度运动的时间为多少？三、实际应用中的功率问题例4．吐鲁番风力发电站共有N台风力发电机，风叶长L，若空气密度为ρ，平均风速为V，发电机的效率为η，则该电站的装机容量（功率）是多少？【课堂练习】16．正常人心脏在一次搏动中，泵出的血液为80ml，在一次搏动中推动血液流动的平均压强为1.6×104Pa。设心脏每分钟搏动70次，则心脏推动血液的平均功率为W。17．某脉冲激光器的耗电功率为2×103W，每秒输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10-8s，携带的能量为0.2J。则每个脉冲的功率为W，该激光器将电能转化为激光能的效率为。18．某地强风的风速为20m/s。设空气的密度为1.3Kg/m3。如果把通过横截面积为20m2的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量计算电功率的公式为：P=，大小为_______W。19．喷泉水柱总高h，总质量m，不计阻力，求喷泉喷水功率？20．雪豹的心脏每跳一次输送2×10-4m3的血液，心脏主动脉内径2cm，血压平均值3×104Pa，心跳每分钟60次，则雪豹心脏平均功率多少？血液从心脏流出的平均速度？参考答案：例1mgsinαsin2gL,例21）26.67m/s，2）10s例31）Vm=P/f，2）S=32222fmPPtf，3）11mVfVP,4)t=amafP)(,V=mafP,P,W=)(22mafP例4P=NρηL2V3/2课堂练习1、B，2、B，3、C，4、B，5、B，6、B，7、1200,400,8、=，,9、1000，1000，10、AC，11、20，12、4，13、mP（)1112VV，14、1m/s2，15、12m/s，0.2m/s2，16s，16、1.49，17、2107，0.1%，18、ρSV3/2，1.04104，19、4mggh2,20、6w，0.16m/s第二讲动能定理和机械能守恒定律【1】动能定理一、知识要点1．动能：物体由于_________而具有的能量叫动能。2．动能大小Ek=__________3．动能定理：外力对物体所做的_______等于物体___________。动能定理公式：∑W＝△EK即：W1+W2+W3…=mv22/2－mv12/24.若合外力对物体作正功，物体的动能将________，若合外力对物体做负功，物体的动能将________。