高一物理功率练习题ppt

精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 1 / 20 高一物理功率练习题 、功 1功的概念 如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物 体做了功。 在物理学中，力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。 2功的公式 初中物理我们知道，功的计算公式是： W=例 1所示。这种情况下力 F 和位移 S 的方面 是在同一个方向上的。而例 2 这种力 F 与位移 S 不在一个方向上，力 F 对物体所做功将如何 计算呢？ 得到：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。 W=在国际单位制中，功的单位是焦耳 1J 1Nm 3正功、负功 正功、负功的定义 当 0 90 时， 正值， W 为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 2 / 20 功。 当 =90 时， ， W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。 当 90 180 时， 负值， W 为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这 个力做功。 正功、负功的物理意义。 举如下两个事例启发学生思考： a一辆手推车上装有很多货物，搬运工推车要用很大的力。向前推一段距离就要休息一会 儿，然后有了力气再推车走。 b如果要你将重物从一楼向六楼上搬，搬运过程中会有什么感觉？ 指出做功过程是能量转化过程，做功越多，能量转化得越多，因而功是能量转化的量度。能 量是标量，相应功也是标量。 功是描述力 在空间位移上累积作用的物理量。功是能量转化的量度，功是标量。 讨论正功和负功的意义 正功的意义是：力对物体做功向物体提供能量，即受力物体获得了能量。 负功的意义是：物体克服外力做功，向外输出能量，精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 3 / 20 即负功表示 物体失去了能量。 例 1 如图 3 所示， 边长为 a， P 为静止于 A 点的物体。 用水平力 F 沿直线 物体缓慢滑动到 B 点停下，然后仍用水平力 F 沿直线 物体滑 动到 C 点停下，接下来仍用水平力 F 沿直线 物体滑动到 D 点停下，最后仍用水平力 F 沿直线 点停下。若后三段运动中物体也是缓慢的，求全过程中水平力 F 对物体所做的功是多少？ W=0？还是： W=4 例 2 如图 4 所示， 2 是作用在物体 P 上的两个水平恒力，大小分别为： N， N， 在这两个力共同作用下，使物体 P 由静止开始沿水平面移动 5们对物 体各做多少功？它们对物体做功的代数和是多少 ？ 做多少功？ 二、功率 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 4 / 20 1功率 根据 w 很容易分析出哪个力做功快。引出功率： t 功率：是描述做功快慢的物理量。 功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率。如果用W 表示功， t 上式即为功率的定义式，然后说明 P 的单位， W 用 J、t 用 s 作单位， P 的单位为 J/s，称为 瓦特，符号为 W。功率是标量。 功率的大小与单位时间内力所做的功为等值。 功率理解为是描述做功过程中能量转化 快慢的物理量。 2平均功率与瞬时功率 指出即使是同一个力对物体做功，在不同时间内做功的功率也可能是有变化的。因而，用 P W/t 求得的功率只能反映 t 时间内做功的快慢，只具有平均的意义。 平均功率 瞬时功率 为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢，引入了瞬时功率的概念，即瞬时功率是表示某 个瞬时做功快慢的物理量。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 5 / 20 P FV 此为瞬时功率计算公式比较： P F 和 PFV 区别 3、额定功率和实际功率 额定功率就是机械正常条件下长时间工作的最大功率。 实际功率就是机械实际运行时的功率。 讨论： 如果作用于物体上的力 F 为恒力，且物体以速度 力对物体做功的功率保持 不变。此情况下，任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的。 很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作，根据 P 当路面阻力较小时，牵引力 F 也小， v 可以大，即汽车可以跑得快些； 当路 面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力， 就是爬坡时汽车换低速挡 的道理。 如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内， 速度逐渐增大过程中，牵引力仍可增大，即 F 和 v 可精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 6 / 20 以同时增大，但是这一情况应以二者乘 积等于额定功率为限度，即当 额。 在功率不变时，其速度 V 与作用力 F 成反比。 应用公式 P m 1 由 10m/s 按公式求得 100w；由 20m/2 200w。 此题中是重力对物体做功，使重力势能逐渐向动能转化。随着时间的延续，重力势能向动能 转化加快。 例 3如图 1 所示 ，位于水平面上的物体 A 的质量 m 5 F 10N 的水平拉力作用下从 静止开始向右运动，位移为 s 36。求：在下述两种条件下，力 F 对物体做 2 功的平均功率各是多大？ 设水平面光滑； 设物体 与水平面间的动摩擦因数 例 4如图 2 所示，位于水平面上的物体 A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以 v 2m/s 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 7 / 20 的速度向右做匀速直线运动。已知 F 的大小为 100N，方向与速度 v 的夹角为 37 ， 求： 拉力 F 对物体做功的功率是多大？ 物体向右运动 10力 F 对它做多少功？ 一 、功 1 做功的两个必要因素；和；恒力做功的表达 式 0 功是标量，但是有正功也有； 当力与 位移之间夹角小于 0力对物体 0 做；当力与位移之间夹角于 90时力对物体；当力与位移之间 0 夹角大于 90时；力对物体做 功，对于这种情况 我们还常说成。 3、擦力做功问题 无论是静摩擦力还是滑动摩擦力做切都分分为三种情况正功、负功、 不做功请各举一例 二、功率 1 物理意义 是用来描述 的 物理量 公式； 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 8 / 20 P?W 于计算功率 t p? V 为时 P 为平均功率。当 V 为 时 率 机车的两种特殊运动 机车以恒定功率运动；设运动过程中所受阻力 f 不变由于功率 P= 当速度开始增大时牵引力 F根据牛顿第 定律 a=机车的加 速度 ；当其加速度等时 机车的速度达到以后机 车将做运动 机车的最大速度 机车以恒定加速度 a 起动：机车以恒定加速度 a 起动后，开始牵引力机 车做运动 此时机车的功率随速度的增大而当其速度增大到某一值 v 时功率达到最大值 P此时有 =若以后再使其 速度增加，由于机 车的功率，机车的牵引力将，从而加速度直至加速度，速度达到最大以后将做运动 机车做匀速直线运动的速度 。 试画出上面两种运动的 v t 图象 v v t t 经典题型： 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 9 / 20 1 、物体在水平恒力 F 的作用下，在光滑的水平面上由静止前进了路程 S再进入一个粗 糙水平面又继续前进了路程 S设力 F 在第一段路程中对物体做功为 第二段路程中 对 物 体 做 功 为 A、 B、 C、 2。 D、无法判断 如图所示小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上从地面上看在小物块 沿斜面下滑的过程中 斜面对小物块的作用力 A、垂直于接触面做功为零 B、垂直于接触面做功不为零 C、不垂直于接触面，做功不为零 D、不垂直于接触面做功为零 一辆汽车从静止开始做加速直线运动 ,运动中保持牵引功率不变，行驶 10s速度达到 10m/s则汽车在这段时间行驶的距离 A 一定大于 50m B、一定小了 50m C、一定等于 50能等于 50m 对于水平面内做匀速圆锥摆运动的摆球，下面说法中精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 10 / 20 正确的是 A、重力做功 摆线对球的拉力不做功 B、重力不做功摆线对球的拉力做功 C、重力和拉力都做功 D、重力和拉力都不做功 5、汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持 匀加速直线运动，则 A、不断增大牵引功率 B、不断减小牵引功率 C、保持牵引功率不变 D、不能判断牵引功率怎样变化 6、以初速度 m 的小球，上升的最大高度是 h， 如果空气阻力 f 的大小恒定 从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为 A、 0 B、 右图所示，质量为 放在光滑的倾角为 的直角劈上同时用力 F 向左推劈使 P 与劈保持相对静止当前进的水平位移为 s 时，劈对 P 做的 功为： A 、 B、 D、 汽车发动机的功率为 60t在水平路面上行驶时，所受阻力恒为 310N 试求 汽车所能达到的最大速度 若汽车以 s,的加速度由静止开始与加速运动 这一过程能维持多长间？ 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 11 / 20 参考答案： 知识达标：一、 1。力、物体在力的的方向上发生位移、W?负、正、 不做、负、物体克服某力做功 二、功率 1。力对物体做 功的快慢 2、平均平均速度、瞬时速度 第七章 机械能 功和功率 一、选择题 1、如图 1 所示，用力拉一质量为 m 的物体，使它沿水平匀速移动距离 s，若物体和地面间的摩擦因数为 ，则此力对物体做的功为 A B C 图 1、如图 2 所示，质量为 m 的物块始终固定在倾角为 的斜面上，下列说法中正确的是 A若斜面向右匀速移动距离 s，斜面对物块没有做功 B若斜面向上匀速移动距离 s，斜面对物块做功 若斜面向左以加速度 a 移动距离 s，斜面对物块做功 若斜面向下以加速度 a 移动距离 s，斜面对物块做功 、从空中以 40 m/s 的初速平抛一个重力为 10 N 的物精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 12 / 20 体，物体在空中运动 s 落地， 2 不计空气阻力，取 g 10 m/s，则物体落地时重力的即时功率为 A 400 300 500 700 W 4、如图 3 所示，质量为 m 的物体 P 放在光滑的倾角为 的直角劈上，同时用力 F 向右推劈，使 P 与劈保持 相对静止，在前进的水平位移为 s 的过程中，劈对 P 做的功为 图D 图 3 A F s/2 C s D s 5、质量为 m 的汽车发动机的功率恒为 P，摩擦阻力恒为 f，牵引力为 F汽车由静止开始，经过时间 t 行驶了位移 s 时，速度达到最大值 发动机所做的功为 E 22、填空题 6、如图 4 所示 ，木板质量为 M，长为 L，放在光滑水平面上，一细绳通过定滑轮将木板与质量为 与 m 之间的动摩擦因数为，现用水平向右的力 F 将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是 _ 图 4 7、如图 5 所示，人拉着细绳的一端由 A 走到 B，使质精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 13 / 20 量为 m 的物体匀 速上升。已知 A、 B 两点间的水平距离为 s，细线与水平方向的夹角已 在图中标出，不计滑轮的摩擦，人的拉力所做的功_ 8、用水平拉力拉着滑块沿半径为 r 的水平圆轨道匀速运动一周 ，已知 滑块的质量为 m，滑块与轨道间的动摩擦因数为 。此过程中拉力所 做的功 _ =2 三、计算题 图 9、在一段平直公路上，一辆质量 m=10m/s 均匀增加到 5m/s，经过的时间t=50s，如果车在运动时受到的阻力为车重力的 k=： 发动机的平均功率。 在这段路程的时间中点和位移中点发动机的瞬时功率。 10、如图 6 所示，在倾角为 的斜面上有一质量为 m 2 的物体，一直与斜面保持相对静止求： 若物体随斜面水平匀速移动了位 s，则斜 面对物体做了多少功？ 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 14 / 20 若物体随斜面以加速度 a 移动了位移 s，则斜面对物体做了多少功？ 11、将一质量为 m 10 物体，自水平地面由静止开始用一竖直向上的拉力 F 将其以 a 0.m/s 的加速度向上拉起求： 在向上拉动的 10力 F 做功的功率； 上拉至 10 力的功率 和小车 B,如图 7 所示 ,小车长 L=2m,M=4 的质量 m=1加在小车上的力 F=5N,F=12N,求在这两种情况下 ,在 2s 时间内 F 对车做功是多少 ?摩擦力对 A 做功多少 ? 图 7 2 参考答案 1分析：设水平面对物体的支持力的大小为 N，则由物体匀速运动得 ?N?N?0， F= 力 F 对物体做的功为 W= 所以选择 D 2 分析 斜面对物块有没有做功，应是指斜面对物块精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 15 / 20 的总作用力是否做功。当斜面匀速运动时，斜面对物块的总作用力大小等于 向是竖直向上。若斜面向右匀速运动，斜面对物块的总作用力的方向与物块位移的方向垂直，因此斜面对物块没有做功， A 对。若斜面向上匀速运动，斜面对物体的总作用力方向与物块位移 s 方向相同， 斜面对物块做的功为 B 对。若斜面向左以加速度 a 移动距离 面对物块的总作用力在水平方向上的分力必为 此斜面对物块做功为 C 也对。当斜面向下以加速度 s 时，斜面对物块的总作用力可由 牛顿第二定律求得 F=m 于是斜面对物块做功应为 D 错。 所以选择 A、 B、 C 3分析：根据平抛运动的规律可以算出物体落地时的即时速度为 50 m/s，因而很容易错选 C，这是由于疏忽了物体落地时，其速度方向与重力方向之间有夹角而造成的，由于重力的功率只与物体在竖直方向的速度有关，而 30 m/s，因此落地时重力的即时功率为 P 300 W，正确答案应选 B 答案： B 4分析：物体 P 只 受重力和支持力作用，它们的合力沿水平方向，如图所示，且 劈对 P 做功 W 品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 16 / 20 s 5分析：因为汽车发动机的功率恒定，所以汽车在启动过程中所受的牵引力为变力，且在汽车启动的初级阶段有 F f，汽车做变加速运动随着汽车速度的增大，据 P车的牵引力将逐渐减小，加速度也随之减小，但仍做加速运动当牵引力 F f 时，汽车的加速度为 0，此时汽车达到最大速度，之后汽车将做匀速运动 本题中因汽车的功率不变，故发动机所做的功可用其与功率的关 系来求解：即 W 以选项 A 正确 同理，由于当汽车达到最大速度时 F f，又因 f 为恒力，所以 W 选项也正确 尽管汽车的牵引力为变力，但汽车在行驶过程中所受的阻力 所做的功可用功的定义式 W 求出根据功能关系可知，发动机所做的功一部分用来克服摩擦阻力做功，一部分用来增加汽车的动能，所以据动能定理有： W 得： W 120，由此可解 212以选项 由 P 知， P/f， f P/此 f 同时代入选项 C 中，可得 选项也正确 W?2于选项 E，由前面的分析可知其是将汽车的牵引力精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 17 / 20 做为恒力代入功的定义式进行计算的，所以是不正确的 说明：由上述两个例题中对功的计算可看出，计算功的思路通常有三条思路，即： 功 的定义式 W 此方法只适用于求恒力所做的功； 利用功能关系，根据动能定理求功，此法对于恒力和变力均适用； 利用功和功率的关系 W P/t，这种方法一般只适用于求发动机所做的 功 6分析：匀速运动时拉力做功最小 F 2把木块拉至木板最右端过程中， F 前进的位 11L，故拉力至少要做的功为 W Fs 2 2 答案： 是 7分析 人的拉力的功等于细绳对物体拉力的功。在物体匀速上升的过程中，细线对物体的拉力 物体上升的高度 h=s?s， 从而细线对物体拉力的功 Th? 所以，人的拉力所做的功为 8分析 滑块沿水平圆轨道匀速运 动，故拉力的大小 F= 把圆轨道分成 多个小段，每一段小到可以看成直线段，从而拉力在每一小段上的方向可认为不变，则拉力在每一小段上所做的功分别为 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 18 / 20 mg mg mg mg 所以，在滑块沿水平圆轨道匀速运动一周的过程中，拉力所做的功为 W= + = a? 9解：卡车的加速度 v2?车牵引力为 F 3F?10N v? 平均速度 v1?0m/平均功率 P?F?v?7?10W 间中点和位移中点的瞬时速度分别为 22 功率 测试 达标练习 中正确的是 A. 功率大说明力对物体做的功越多 B. 功率小说明力对物体做功慢 C. 根据 P=W/