高一暑假物理补习课件：功、功率、重力做功.ppt

功、功率、重力做功功、功率、重力做功 核心知识核心知识 方法方法 核心概念核心概念 做功、正功、负功 重力做功、重力势能 平均功率、瞬时功率 功的公式 1. 功的公式：W=Fscos 说明： F S F2 F S S1 S2 F1 2正负功 0 90力F对物体做正功。动力做功 = 90力F对物体不做功, 90 180力F对物体做负功。阻力做功 【例1】如图所示，质量为m的物体，静止在倾角为 的粗糙的斜面体上，当两者一起向右匀速直线运动， 位移为S时，斜面对物体m的弹力做的功是多少？物体 m所受重力做的功是多少？摩擦力做功多少？ 功的公式 几种典型力做功求解的情况 【例2】AB两物体叠放在水平面上，保持相对静止一 起向右做匀加速运动移动S， 则摩擦力f1对A做 功，f2对B做功。 W1=f S W2= - f S W1 + W2= 0 A a B f1 f2 几种典型力做功求解的情况 【练1】AB两物体叠放在水平面上，A物体在力 F作 用下在B物体上相对滑动，则f1对A做功，f2对 B做功。 A B F f1 f2 S S2 S1 W1= - fS1W2= fS2 W1 + W2= f(S2 - S1 )= - f S=Q 功率 1.定义式： ，所求出的功率是时间t 内的平均功率。 2.计算式： ，其中是力与速度 间的夹角。用该公式时，要求F为恒力。 （1）当v为即时速度时，对应的P为即时功率； （2）当v为平均速度时，对应的P为平均功率。 （3）重力的功率可表示为 ，仅由重 力及物体的竖直分运动的速度大小决定。 【例3】跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是 50kg，他一分钟跳绳180次, 假定在每次跳跃中, 脚与 地面的接触时间占跳跃一次所需时间的 2/5 ,则该运动 员跳绳过程中克服重力做功的平均功率是 W。 （g取10m/s2 ) 实际问题中的功率 【练2】人的心脏每跳一次大约输送810-5m3的血液 ，正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值 约为1.5104Pa,心跳约每分70次，据此估测心脏工作 的平均功率为 W。 实际问题中的功率 【例4】一个重为10N的物体自由下落，不计空气阻力， 取g=10m/s2，求(1)在抛出后3s内重力的功率。(2)下落后 3s时重力的功率(设3s时末落地)。 重力的功率 【练3】一个重为10N的物体以v=10m/s的速度水平抛出 ，不计空气阻力，取g=10m/s2，求(1)在抛出后3s内重力 的功率。(2)下落后3s时重力的功率(设3s时末落地)。 重力的功率 情境3情境2情境1 BB h1 h2 h3h h h h1 1 h h2 2 A mg 情境1: 情境2: 情境3: A1 A2 A3 WGmgh WGmgl cosmgh WGmgh1mgh2mgh3 mgh l B mg AA mg 物体竖直下落物体沿斜线运动物体沿曲线运动 重力做功重力做功只跟起点和终点的位置即高只跟起点和终点的位置即高 度差有关度差有关，与物体运动的路径无关与物体运动的路径无关。 WWG G mg mg hh mghmgh 1 1 mghmgh 2 2 例5：质量为m的物块自1/4圆周的顶 端下滑，受到的摩擦力大小恒为Ff ，在下滑到最低点的过程中，摩擦 力和重力对物块做的功各多少？ 【练4】一物体以10m/s的速度竖直上抛， 1s内 、2s内、3s内、重力所做的功分别为多少？重 力势能变化了多少？ 机械能守恒定理的应用 【练5】钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空 气阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的n 倍， 求：钢珠在空中下落的高度H与陷入泥中的深度h 的比 值 Hh =? 动能定理的应用 h H mg mg f m 2m 【例6】边长为L的等腰三角形可绕A自由转动，BC 分别固定两个质量分别为m,2m的小球，求当小球C运 动到最低点时两小球所做的功分别为多少，小球的速 度为多大？ A 重力做的功 核心公式核心公式 做功W=FLcos 重力做功WG=mgh 变为做功W=W1+W2+W3 平均功率、P=w总/t总 瞬时功率p=fvcos 汽车起动p=fv F-f=ma 求变力做功 求重力做功 汽车起动 核心技术核心技术 【例7】一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O 点，如图所示，则下面两种情况力做的功为： 1、小球在水平恒力F的作用下，从平衡位置P点移 动到Q点， 2、缓慢拉到Q点 变力做的功 P Q O F F W=FLcos只适用恒力 做功；变力做功不能用 公式，从以下角度求 1、分无数小段 2、动能定理 【练6】一辆马车在力F=100N的作用下绕半径为50m 的圆形轨道做匀速圆周运动，当车运动一周回到原位 置时，车子克服阻力所做的功为多少？ 变力做的功 采用微元法解之，将圆分成很多很多小段，在这些小 段中，力可以看作恒力，于是 Wf = fs1 fs2 fs3 fs4 fs5 = fs= Fs = 1002R= 3.14 104 J W克= Wf= 3.14 104 J 变加速运动匀速运动 ff fFF2F1 A B C vA= 0 vC= vm 1、汽车以恒定功率启动 汽车启动问题的分析 变加速运动匀加速运动匀速运动 ff fFF2F1 A B C vB= P额/F1 vA= 0 vC= vm 2、汽车一恒定的加速度启动 汽车启动问题的分析 【例8】质量为1kg的机车与水平地面间摩擦力f=2N， 其以额定功率12 W工作，当a1ms2时，速度为多 大？ 汽车启动问题的分析 【练7】列车在恒定功率机车的牵引下，从车站出发 行驶5分钟，速度达到20m/s，那么在这段时间内， 列车行驶的路程（ ） A.一定小于3km B.一定等于3km C.一定大于3km D.不能确定 20m/s 5min t v 0 汽车启动问