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第18课时功和功率教材梳理夯实基础重难探究逐个探究考点一功1.定义:力与物体在的方向上通过的的乘积。2.做功的两个必要条件:①对物体要有的作用;②物体要在力的方向上通过一定的。距离力距离力教材梳理夯实基础重难探究逐个探究3.不做功的三种情况示意图特点物体在水平方向不受力,因惯性而动物体受力,但静止有力有距离,但力的方向与距离的方向垂直实例足球被踢出后,在草地上滚动了一段距离司机费了九牛二虎之力,汽车还是纹丝不动学生背着书包在水平路面上匀速前进公式W=_________单位(符号:J);1J=1N·m大小把两只鸡蛋举高1m所做的功大约是1J焦耳Fs教材梳理夯实基础重难探究逐个探究考点二功率时间快慢定义功与做功所用的比,在数值上等于单位时间内所做的功物理意义表示做功的物理量公式单位瓦(W)、千瓦(kW),1kW=103WP=Wt【注意】当物体在力F的作用下沿力的方向以速度v做匀速直线运动时,由W=Fs及v=st可得P=Wt=Fst=Fv。教材梳理夯实基础重难探究逐个探究【知识纵横】功与功率的区别与联系项目功功率符号WP大小力和物体在力的方向上移动距离的乘积单位时间内物体做功的多少意义做功的多少做功的快慢公式W=Fs单位J(焦耳)W(瓦特)联系W=PtP=Wt教材梳理夯实基础重难探究逐个突破探究一认识功的概念(认识)例1[2019·北京]如图18-1所示为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图,下列说法正确的是()A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功图18-1教材梳理夯实基础重难探究逐个突破[答案]D[解析]由图可知,运动员从发力到上拉、从上拉到翻站和从翻站到上挺的三个过程中,都有力的作用,且在力的方向上移动了一段距离,所以运动员都对杠铃做了功;只有举着杠铃稳定站立的过程中,杠铃没有在力的方向上移动距离,所以没有做功。故选D。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【变式1】[2018·苏州吴中区一模]下列说法中正确的是()A.用手从地面竖直提起水桶,手竖直向上的拉力对水桶做了功B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手竖直向上的拉力对水桶做了功C.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力对铅球做了功D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,推力在这个过程中对汽车做了功A教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【变式2】[2018·无锡市梁溪区一模]在如图18-2所示的《向左走,向右走》的漫画中,箱子相对是运动的;在50s的时间内,男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m,女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m,他们中,对物体有做功的是(选填“男孩”或“女孩”)。地面图18-2女孩教材梳理夯实基础重难探究逐个突破探究二知道机械功和功率(了解)例2下列关于功、功率的说法正确的是()A.做功快的机械,做功一定多B.功率大的机器,做功一定快C.省力多的机械功率大D.机械效率越大,功率越大B教材梳理夯实基础重难探究逐个突破例3[2019·连云港]物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图18-3乙时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图丙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是()A.F1=F2P1P2B.F1=F2P1P2C.F1F2P1P2D.F1F2P1P2图18-3教材梳理夯实基础重难探究逐个突破[答案]B[解析]由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=s乙t乙=4m2s=2m/s;由图丙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v丙=4m/s;因为两次都是做匀速直线运动,则所受推力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,受到的水平推力关系为F1=F2。已知v乙v丙,由P=Wt=Fst=Fv可得,两次推力的功率关系为P1P2。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【变式】用起重机将质量为5t的集装箱以0.5m/s的速度匀速提升了10m,随后以1m/s的速度匀速平移了5m。(g取10N/kg)(1)上升过程中起重机的拉力对集装箱做的功是J。(2)上升过程中起重机的拉力对集装箱做功的功率是W。(3)平移过程中起重机的拉力对集装箱做的功是J。(4)如果起重机的最大功率为30kW,那么要把重10t的货物提升15m,最少需要的时间是s。0505×1052.5×104例4[2018·徐州]一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,途中经过一段泥泞路面,如果汽车发动机的功率始终保持不变,则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是图18-4中的()教材梳理夯实基础重难探究逐个突破探究三用生活中的实例说明机械功和功率的含义(了解)图18-4[答案]D[解析]由功率的计算公式P=Wt=Fv和速度的计算公式v=st可知,功率P保持不变,牵引力与速度成反比;经过泥泞路面时,牵引力增大,速度减小;路程s与时间t成正比,即路程s随时间t的增大而增大,但经过泥泞路面时,速度减小,分析图像可知,正确答案是D。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【变式】[2019·宁波]2018年6月29日,一则题为《20秒60级台阶他抱着晕倒的女士冲向医院》的新闻报道让救人兵哥哥、东部战区海军战士朱墨岩刷屏全国。如图18-5所示。在这20s内,朱墨岩登台阶的平均功率接近()A.5.5WB.55WC.550WD.5500WC图18-5当堂检测及时反馈1.[2019·黑龙江龙东地区]如图18-6所示,力对物体做功的是()C图18-6当堂检测及时反馈图18-72.[2019·海南]用大小相同的力F,作用在质量不同的物体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图18-7所示),F所做的功分别为W1和W2,则()A.W1=12W2B.W1=W2C.W1=2W2D.W1=4W2[答案]B[解析]根据功的计算公式W=Fs,得W1=Fs,W2=Fs。可见W1=W2,故应选B。当堂检测及时反馈3.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面运动,物体运动的路程(s)-时间(t)图像如图18-8所示,根据图像,下列判断正确的是()A.物体10s时的速度大于4s时的速度B.0~6s拉力对物体所做的功大于6~12s拉力对物体所做的功C.0~6s拉力对物体做功的功率小于6~12s拉力对物体做功的功率D.0~6s物体所受的拉力大于6~12s物体所受的拉力B图18-84.[2015·徐州]用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动,10s内移动了1m,则木块移动的速度为m/s。弹簧测力计的示数如图18-9所示,大小为N,拉力所做的功为J。5.[2019·连云港节选]小明同学用20N的水平推力,将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功_______J,购物车的重力做功J。当堂检测及时反馈图18-90.12.62.620006.[2019·苏州模拟]如图18-10所示,一物块从光滑斜面上A点由静止滑下,B为斜面AC的中点,设物块在AB段重力做功的平均功率为P1;在BC段重力做功的平均功率为P2,则P1P2。物块在下滑的过程中,它受到的支持力做功为J。当堂检测及时反馈图18-100当堂检测及时反馈7.[2019·应城二模]某型号汽车发动机的额定功率为4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N。在额定功率下,当汽车匀速直线行驶时,求:(1)发动机所提供的牵引力大小。(2)汽车行驶10min牵引力所做的功。(3)汽车行驶10min行驶的路程。解:(1)因为汽车在水平路面上匀速行驶,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,发动机所提供的牵引力F=f=1600N。当堂检测及时反馈7.[2019·应城二模]某型号汽车发动机的额定功率为4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N。在额定功率下,当汽车匀速直线行驶时,求:(2)汽车行驶10min牵引力所做的功。解：(2)行驶时间t=10min=600s,汽车牵引力所做的功W=Pt=4×104W×600s=2.4×107J。当堂检测及时反馈7.[2019·应城二模]某型号汽车发动机的额定功率为4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N。在额定功率下,当汽车匀速直线行驶时,求:解：(3)由W=Fs得,汽车行驶的路程s=𝐖𝐅=𝟐.𝟒×𝟏𝟎𝟕𝐉𝟏𝟔𝟎𝟎𝐍=1.5×104m。(3)汽车行驶10min行驶的路程。当堂检测及时反馈8.如图18-11所示,一位质量为48kg的同学乘电梯上楼,每只脚与电梯接触的面积均为0.015m2。电梯向上匀速运动时,2s内上升的高度为4m。g取10N/kg。求:(1)电梯静止时,该同学对电梯的压强。(2)在2s内,电梯对该同学做功的功率。图18-11解:(1)该同学对电梯的压力F=G=mg=48kg×10N/kg=480N,对电梯的压强p=𝐅𝐒=𝟒𝟖𝟎𝐍𝟎.𝟎𝟏𝟓𝐦𝟐×𝟐=1.6×104Pa。当堂检测及时反馈8.如图18-11所示,一位质量为48kg的同学乘电梯上楼,每只脚与电梯接触的面积均为0.015m2。电梯向上匀速运动时,2s内上升的高度为4m。g取10N/kg。求:(2)在2s内,电梯对该同学做功的功率。图18-11解:(2)2s内电梯对该同学做的功W=Gh=480N×4m=1920J,则2s内电梯对该同学做功的功率P=𝐖𝐭=𝟏𝟗𝟐𝟎𝐉𝟐𝐬=960W。(其他解法正确也可)