第一讲 功和功率精品教育.ppt
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1、功,功率动能和动能定理 重力做功与重力势能 功能关系,机械能守恒定律及其应用 实验:探究动能定理实验:验证机械能守恒定律,第一讲功和功率,一、功1做功的两个不可缺少的因素:力和物体在上发生的位移2功的公式:W,其中F为恒力,为F的方向与位移l的方向夹角;功的单位:(J);功是(矢、标)量3正功和负功(1)功的正负的意义功是量,但有正负之分,正功表示动力对物体做功,负功表示一个力对物体做负功,往往说成是物体,力的方向,Flcos,焦耳,标,标,阻力对物体做功,克服这个力做功,(2)功的正负的确定若0,表示力对物体做若90,则W0,表示力对物体若90180,则W0,表示力对物体做功的公式可有两种理
2、解:一是力“F”乘以物体在力的方向上发生的位移“lcos”;二是在位移l方向上的力“Fcos”乘以位移l.,正功,不做功,负功,二、功率1定义:功与完成功所用时间的2物理意义:描述力对物体3公式(1)P,P为时间t内的(2)PFvcos(为F与v的夹角)v为平均速度,则P为;v为瞬时速度,则P为4额定功率:机械 时输出的 功率5实际功率:机械时输出的功率要求额定功率,比值,做功的快慢,平均功率,平均功率,瞬时功率,正常工作,最大,实际工作,小于或等于,一、判断正负功的方法,二、机动车两种启动方式对机动车等交通工具,在启动的时候,通常有两种启动方式,即以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下:
3、,1.起重机以1 m/s2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,若g取10 m/s2,则在1 s内起重机对货物所做的功是()A500 JB4 500 JC5 000 JD5 500 J答案:D,AW10,W20BW10CW10,W20 DW10,W20.答案:B,3.如右图所示,汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B,以下说法正确的是()A牵引力与克服摩擦力做的功相等B牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功C合外力对汽车不做功D重力做功的瞬时功率会变化解析:牵引力和重力做的总功与摩擦力做的功的代数和为零,A、B错误;因汽车做匀速率运动,动能增量为零,故合外力对汽车不做功,
4、C正确;重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向的分速度的积,故瞬时功率会变化,D正确答案:CD,4将一质量为m的小球以初速度v0从倾角为的斜坡顶向外水平抛出,并落在斜坡上,那么当它击中斜坡时重力做功的功率是()Amgv0cot Bmgv0tan C2mgv0cot D2mgv0tan 答案:D,5.(2010新课标全国卷)如右图所示,在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断()A在0t1时间内,外力做正功B在0t1时间内,外力的功率逐渐增大C在t2时刻,外力的功率最大D在t1t3时间内,外力做的总功为零解析:由动能定理可知,在0t1时间内质点速度越来越大,动能越来越大,外力一定做
5、正功,故A项正确;在t1t3时间内,动能变化量为零,可以判定外力做的总功为零,故D项正确;由PFv知0、t1、t2、t3四个时刻功率为零,故B、C都错答案:AD,6汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡,设受到的阻力恒定不变,则汽车上坡过程中的vt图象不可能的是(),答案:A,如右图所示,以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为h1,空气阻力的大小恒为F,则小球从抛出至回到出发点下方h2处,合外力对小球做的功为多少?解析:空气阻力做的功为WFWF上WF下Fh1F(h1h2)2Fh1Fh2重力做功为WGmgh2W合WFWGmgh2F(2h1h2)答案:mgh2F(
6、2h1h2),(1)对运动全过程分析可知,空气阻力是变力(方向改变),故变力做功应转变为两个过程的恒力做功;(2)空气阻力做功与路径有关,11:如右图所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离l,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为Ff,则在此过程中()A摩擦力做的功为FflB力F做的功为Flcos C力F做的功为Flsin D重力做的功为mgl答案:C,质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t0时刻开始受到水平力的作用力的大小F与时间t的关系如右图所示,力的方向保持不变,则(),答案:BD,21:(2011辽宁沈阳)如下图甲所示,质量为m的物
7、体置于水平地面上,所受水平拉力F在2 s时间内的变化图象如图乙所示,其运动的速度图象如图丙所示,g10 m/s2.下列说法正确的是(),A物体和地面之间的动摩擦因数为0.1B水平拉力F的最大功率为5 WC2 s末物体回到出发点D2 s内物体的加速度不变解析:本题考查通过图象处理匀变速运动问题在减速阶段,Ffma,mgma,0.1,A正确;拉力F的最大功率PFv101 W10 W,B不正确;物体在第一秒内受到的合力的方向与第二秒内受到的合力的方向相反,加速度方向相反,D不正确;由vt图象可知,物体在2 s内位移是速度图线与t轴所围面积,即1 m,没有回到出发点,C不正确答案:A,(15分)额定功
8、率是80 kW的无轨电车,其最大速度是72 km/h,质量是2 t,如果它从静止先以2 m/s2的加速度匀加速开出,阻力大小一定,则()(1)电车匀加速运动行驶能维持多少时间?(2)又知电车从静止驶出到增至最大速度共经历了21 s,在此过程中,电车通过的位移是多少?,答案:(1)5 s(2)270 m,不管对哪种启动方式,机动车的功率均是指牵引力的功率,对启动过程的分析也都是用分段分析法,并且将牛顿第二定律和运动学公式相结合进行综合分析有时也应用动能定理求解,(1)电动车的额定功率;(2)电动车由静止开始运动,经过多长时间速度达到2 m/s?解析:(1)分析图线可知:电动车由静止开始做匀加速直
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