2022年2022年功和功率经典 .pdf

课题功和功率教学目标1. 理解功和功率的概念、公式、单位、做功的必要条件，功和功率的相关计算2. 对功的原理能有深刻的认识，知道做功的过程就是能量的转化和转移的过程3. 通过基础题和提升题练习，为功和功率的学习打好基础教学内容一、功1. 概念和公式：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积为机械功，简称功，公式W=FS 2. 做功的两个要素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离示例：哪些情况不做功？为什么？（1）小明举着杠铃原地不动（2）小球在光滑的桌面上滚动一段距离（3）一人提着重物在水平地面上前进（4）用力将图钉压进墙里总结：不做功的情况: （1）物体只受到力但没有运动（2）物体由于惯性通过一段距离但没有受力（3) 物体移动的距离与物体所受力的方向垂直3. 单位： Nm ，专门单位J， 1J=1Nm （两个鸡蛋举高1m ，做的功大约是1J）4. 功的原理（1）实验证明：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功人们使用机械的目的，一是为了省力，二是为了省距离，三是为了操作方便( 改变力的方向 ) ，但使用任何机械都不省功这个结论叫做功的原理（2）功的原理是能量守恒定律的一种表现形式，是一个普遍的结论，对任何机械都适用，但必须满足物体是匀速运动的这个原理平时可通俗地解释为：利用机械使物体匀速运动时，动力做的功等于克服阻力做的功（3）利用功的原理推导杠杆平衡条件如图，设动力为F1，动力臂为L1；阻力为F2，阻力臂为L2在力作用下，杠杆由AB位置匀速转到CD位置，则杠杆的A端在F1作用下下降了h1，动力做功111WFL ；B端克服阻力F2的作用升高了h2，克服阻力做功222WFL ，由于功的原理12WW 即1122FhFh名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 注意到 OCMODN ，有1122hLhL由此可得122211FhLFhL5. 功的原理理解（图形分析）在不计滑轮重及摩擦的情况下注意：（1）功的原理：使用任何机械都不省功（2）理想机械不计自重和摩擦的机械（3）使用理想机械做功 = 用手直接对物体做功基础题练习【例 1】 在国际单位制中，功的单位是（）A焦耳 B瓦特 C牛顿 D帕斯卡【例 2】 以下几种情况中，力对物体做功的有（）A人用力提杠铃，没有提起来B沿着斜面把汽油桶推上车厢C用力提着水桶水平移动2 米，水桶离地面高度不变D物体在光滑水平面上匀速前进两米【例 3】 下列关于物体是否做功的说法中正确的是（）A起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功B被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功C小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功D小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功【例 4】 如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 【例 5】 关于图所示的各种情景，下面说法错误的是（）A甲图中：系安全带可预防汽车突然减速时人由于惯性前冲而撞伤B乙图中：人用力向上搬大石块没有搬动，则重力对大石块做了功C丙图中：在拉力作用下拉力器弹簧变长，说明力可使物体发生形变D丁图中：抛出的石块在重力作用下改变原来的运动方向和运动快慢【例 6】 物体A在水平拉力F=20N的作用下， 第一次加速运动了10m ， 第二次匀速运动了10m ， 第三次减速运动了10m ，在三次不同的运动情况中比较拉力F对物体做的功（）A第一次最多 B第二次最多 C三次一样多 D第三次最多【例 7】 一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（）A在粗糙地面上做功较多B在光滑地面上做功较多C两次做功一样多D条件不够，无法比较两次做功的多少【例 8】 如图所示，已知ABCMMM 在同样大小的力F作用下，三个物体都沿着力的方向移动了距离s，则力F所做的功（）AA情况下F做功最多 BB情况下F做功最多CC情况下F做功最多 D三种情况下F做功相同【例 9】 一名排球运动员，体重60kg，跳离地面0.9m，则他克服重力做功（取g=10N/kg） （）A54J B540J C9J D600J 【例 10】 今年 6 月美国将在科罗拉多大峡谷建成观景台观景台搭建在大峡谷的西侧谷壁上，呈U字型，离谷底 1200m 高，取名为“人行天桥”，如图所示 如果在建造过程中有一块质量为0.1kg 的石子从观景台掉落谷底，则下落过程中，石子的重力做功为（g 取 10N/kg ） （）A12JB 1200J名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - C51.210 JD61.210 J【例 11】 某商场扶梯的高度是5m ，扶梯长 7m ，小明体重为600N 扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功 _ J 中难题提升练习【例 1】 足球运动员用500N 的力踢球，足球离开运动员的脚后向前运动了50m，在此运动过程中，运动员对足球做的功是J【例 2】 某人用 20N 的力将重为 15N 的球推出去后， 球在地面上滚动了10m 后停下来， 这个人对球所做的功为（）A 0B 200JC 150JD条件不足，无法计算【例 3】 重为 1000N 的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m ，小车所受阻力为车重的0.3倍，则拉力对小车做的功为 _J；小车的重力做的功为_J 【例 4】 如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶，动滑轮重为20N ，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m 求：（1）泥桶上升的高度；（2）拉力做的功【例 5】 如图所示，水平地面上的物体在水平恒定拉力F 的作用下，沿ABC方向做直线运动，已知AB=BC设 AB 段是光滑的，拉力F 做功为1W ；BC 段是粗糙的，拉力做功为2W ，则1W 和2W 的关系是（）A12WWB12WWC12WWD不能确定【例 6】 一个滑块质量2 千克，在光滑斜面上由A 滑到 B，如图所示已知AB=40 厘米，斜面对物体支持力是17 牛，在从 A 到 B 的过程中，重力做功_焦，支持力做功 _【例 7】 如图所示， 在水平拉力F 作用下， 使重 40N 的物体 A匀速移动 5m ，物体 A受到地面的摩擦力为5N ，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F 做的功为（）A50JB 25JC 100JD 200J【例 8】 A、B 两物体在相等水平外力作用之下做匀速直线运动，如果B 的质量是 A 的 2 倍， A 所受的外力是B 的 3 倍， A 运动速度是B 的 4 倍，那么在相同的时间内，外力对A、B 两物体做功之比应是（）A6：1 B8：1 C 12：1 D24：1 【例 9】 如图所示，用大小不变的力F 把重 1000N 的物体由图中A处沿水平面AB 和长 10m 、 高 3m 的光滑斜面BC 匀速推至斜面顶端C ，推力共做功4500J ，那么物体从B 被推到斜面顶端C 时，推力做多少功?物体在水平面上所受摩擦力为多大?水平面 AB 长多少 ? 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 【例10】如图所示，一个重8N 的物体 A 斜放在长 2m 、高 1m 的斜面上，用细绳跨过定滑轮与重5N的物体B连起来在B的作用下，A由斜面底端被匀速拉上顶端求：（1）绳对A 的拉力大小（ 2） A所受的摩擦力大小 （3）拉力对 A 做了多少功【例 11】如图所示，在半径为R，重为 G 的油桶外绕了几圈绳子，在绳子的一端用一水平拉力 F，使油桶沿水平地面滚过距离s在这一过程中，拉力F 所做的功为（）AGs B （G+F ）s CFs D2Fs 【例 12】绳子通过光滑环悬挂一个重50 牛的物体，一个小孩拉着绳端从环正下方出发，沿水平地面向右走过3 米，已知开始时，绳端与圆环的距离为4 米在这一过程中，小孩的拉力所做的功为（）A50 焦B100 焦C150 焦D200 焦【例13】如图所示，将同一物体分别施以平行于斜面的力，从两个倾角不同的光滑斜面的底端拉至顶端，斜面倾角为 和 （ ） ，所需的力分别为1F 、2F ，所作的功对应为1W 、2W ，则（）A1F 2F1W 2WB1F 2F1W 2WC1F 2F1W 2WD1F 2F1W 2W二、功率1概念：单位时间里完成的功叫功率功率是描述做功快慢的物理量2功率的公式：WPt3功率的单位：瓦特，简称“瓦”，用“ W ”表示，常用的单位还有“kW ” 其中 1W=1J/s，1kW=1000W 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 4 当物体在F的作用下， 以速度 v 匀速运动时， 有WPF vt，由此可知， 当功率一定时， 力和速度成反比 例如，拖拉机的功率是一定的，当它耕地时，需要很大的动力，故其速度慢一些，当它在平地上行驶时，需要的动力小一些，故其运动的速度较大另外如汽车以恒定功率行驶，平路上和爬坡时的速度会有很大差别5功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少6功和功率是两个不同的物理量7比较功率大小的三种方法：在相同时间内，比较做功的大小，做功越多的物体，功率越大；在完成相同功的条件下，比较所用时间长短，所用时间越短的物体，功率越大；做功的多少和所用时间都不相同的情况下，通过计算WPt，进行比较基础题练习【例 1】 关于功率下列说法中正确的是（）A有用功越多，机械的功率越大 B机械做功越快，机械的功率越大C机械的功率越大，它能做的功越多 D机械效率越高，机械的功率越大【例 2】 关于功率以下说法中正确的是（）A据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比【例 3】 自行建造的某集装箱吊车，在2min 内把 66t 的集装箱匀速竖直向上吊起36m ，这吊车对集装箱做功的功率为W （ g 取 10N/kg ）【例 4】 粗糙水平面上有一个重为50N 的物体，用10N 的水平推力使其在10s内匀速前进了20m ，则在此过程中（）A推力做了 1000J 做功 B推力的功率为20WC重力做了 100J的功 D摩擦阻力为50N【例 5】 在平直公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为人和车重的0.02 倍，则人骑车的功率最接近（）A1W B100W C1kW D10kW 【例 6】 甲、乙两个同学质量相等，他们都从一楼到二楼，甲快速跑上去，乙慢慢走上去，设甲做功为W甲，功率为P甲，乙做功为 W乙，功率为 P乙，则（）AW甲 W乙P甲 P乙 B W甲 W乙P甲 P乙CW甲 W乙P甲 P乙 D W甲 W乙P甲 P乙【例 7】 星期天，小明和爸爸一块去登山小明用了20min 登上山顶，爸爸用了25min 登上山顶，爸爸的体重是小明的 1.5 倍，则小明与爸爸登山时所做的功的功率之比是（）A5：6 B6：5 C15：8 D2：3 【例 8】 杨飞同学骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶若他和车所受的阻力为20N ，则通常情况下，杨飞骑车时消耗的功率最接近（）A1WB 10WC100WD 1000W名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 【例 9】 平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程之比为3: 2，则甲与乙（）A牵引力做功之比为2 :3B牵引力做功之比为3:2C牵引力的功率之比为1:1D汽车所受的阻力之比为3: 2中难题提升【例 10】 小丽用 40N 的水平推力将一个重90N 的箱子水平推动了1m ，所用时间为2s；小宇又将这个箱子匀速提上高为 0.4m 的台阶，所用时间为1.5s小丽、小宇所做的功12WW、和做功的功率12PP、之间的关系是（）A1212,WWPPB1212,WWPPC1212,WW PPD1212,WWPP【例 11】 小婷跳绳时所穿鞋的总质量为0.4kg ，她 1min 跳绳 120 次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5cm ，则每上升一次， 她对鞋做的功为_ J 跳跃时若每次上升所用的时间占每次跳跃时间的310，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为_ W . （ g 取10N/kg ）【例 12】 飞机、 轮船运动时受到的阻力大小与运动速度有关，当运动速度很大时， 阻力的大小与速度的平方成正比如果这时要将飞机、轮船做匀速运动的速度增大到原来的2 倍，则发动机的输出功率要增大到原来的（）A2 倍B4 倍C8 倍D16 倍【例 13】 甲、乙两辆在同一路面行驶的载重汽车，甲车满载货物，乙车空着当它们发动机的功率相等时，有（）A两车速度一样大 B甲车速度大于乙车速度C甲车速度小于乙车速度 D甲、乙两车速度无法比较大小【例 14】 把一个重物以相同的速度沿AD、BD、CD三个光滑斜面匀速推向顶端，如图所示，则推力的功率是（）A沿AD最大 B沿BD最大C沿CD最大 D一样大课后作业1以下事例中，重力做功的是 ( ) A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行 C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动2如图所示，四幅图是小新提着包回家的情景，小新提书包的力不做功的是哪幅图 ( ) 3在图中的几个情形中所提到的力没有做功的是( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 4下列各种情况中做功的是( ) .用竖直向上的力提水桶在水平面行走.用水平力推重物在水平地面上行走.运动员举高1800 牛的杠铃坚持10 秒钟.水球重 50 牛，沿光滑水平面运动10 米5用三种方法来提升同一个重物：a. 用不计摩擦的定滑轮将重物提高h ；b. 沿光滑斜面将重物提高h；c. 用手直接将重物提高h. 其中做功大小是：( ) .a 方式做功最少.b 方式做功最少.c 方式做功最少. 三种方式做功一样多6汽车在平直道路上做匀速直线运动，下列说法中正确的是（） A 汽车的牵引力为零 B汽车所受的摩擦力为零 C 汽车牵引力所做的功为零D汽车所受的合力为零7以下估测中，基本符合实际情况的是( ) A.人正常步行的速度约5m/s， B.某同学走路时对地面的压强约1.5 103Pa C.中学生的体重约50N D.把一个鸡蛋举高1m做的功约0.5J 8某学生用40 牛的力将重60 牛的铅球抛出5 米远，则铅球在空中运动过程中，人对铅球所做的功是：( ) 200 焦 300 焦 0 焦 500 焦9重 50N的重物，在10N水平力的作用下，沿水平方向移动了5m ，那么重力对重物做的功是 ( ) A.50J B.250J C.0 D.上述都不对10在 2000 年 9 月 22 日悉尼奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子75kg 以上级举重金牌，她的挺举成绩是165kg。估算她在挺举全过程中对杠铃做的功为( ) A.3102J B.1 103J C.3103J D.5 103J 11教学大楼每层楼高为m ，小明提着一重为50的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了m进入课室，从一楼到课室过程中小明对箱做的总功为( ) 0 J 300 J 450 J 500 J 12如图所示，用水平力F 拉着重为 100N的物体，在水平地面上向左匀速移动了5m ，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - A.重力做的功是500J B.拉力大小为100N C.拉力大小为120N D.拉力做的功为100J 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -