高三复习课件--功 功率PPT.ppt

功 功率,一.功的概念,1.定义：,物体受到力的作用，并在力方向上发生 一段位移，就说力对物体做了功.,2、做功的两个必要条件：,力和物体在力的方向上通过的位移。,3、功的物理意义（功能关系）：,功是能量的转化的量度。,二、功的计算：,1. 功的基本公式：W=Fscos 0 90力F对物体做正功, = 90力F对物体不做功, 90 180力F对物体做负功。,说明：,（1）,F2,W1=F1Scos900,W2=F2Scos00,W=W1+W2=FScos ,（2） 公式只适用于恒力做功,（3） F和S是对应同一个物体的,（4） 某力做的功仅由F、S和决定, 与其它力是否存在以及物体的 运动情况都无关。,2、对“负功”的理解:,物体克服阻力做功。,练习1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功( ) A.在光滑的水平面上较多 B.在粗糙的水平面上较多 C.一样多 D.由小车运动所需的时间决定,C,例1.放在粗糙水平地面上的物体，在10N的水平拉力作用下，以6m/s的速度匀速移动4s，则拉力共做了 的 功，摩擦阻力对物体做了 的功.,三、功的计算方法：,1、公式法：,2、功率的 概念：,3、动能定理：,4、根据功的意义（功是能量的转化量度）,W=F S cos 恒力做功,W=Pt 如汽车以恒定功率启动时，通过时间t，牵引力做功的求法.(这种方法用得较少，容易忘却，要注意),W外=Ek，一般求变力做功较为方便。,一般用能量守恒来求,变力做功,动能定理、功能关系、转化为恒力、等效的方法,例2、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？,解：,阻力的方向时刻在变，是变力做功的问题，不能直接由功的公式计算。,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,练习. 挂在竖直墙上的画长1.8m，画面质量为100g，下面画轴质量为200g，今将它沿墙缓慢卷起，需做 J的功.(g取10m/s2),解：W= mg 1/2 h+Mgh=0.9+3.6 = 4.5 J,4. 5,例3：质量为m的物体A置于粗糙的斜面上, 斜面位于水平面上， 用力推斜面向左匀速移动位移S时，斜面对物体A的弹力做功 ， 斜面对物体A的摩擦力做功 。,mgS sin cos,- mgS sin cos,四.功率描述做功快慢的物理量,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。,（4）若力和速度在一条直线上，上式可简化为 Pt=Fvt,例4：自由落体运动的物体下落t 秒时的即时功率为,P=mgvt=mggt=mg2t，,t 秒内的平均功率为：,（5）由公式P=Fvt可知，当功率一定时，即时速度越大，则作用力越小；反之，作用力越大，速度越小。汽车上坡时要慢速行驶就是这个原因。,(6)发动机铭牌上的额定功率，指的是该机正常工作的最大 输出功率，而实际功率是指非正常工作时消耗的功率.,例5.关于功率，下列说法正确的是( ) A.只要知道W和t就可由P=W/t计算t时刻的功率 B.由P=Fv可知汽车发动机的功率一定与F和v的乘积成正比 C.当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 D.要提高汽车行驶的最大速度，一定要提高发动机的额定功率,例6、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为( ) A.400W B.300W C.500W D.700W,BCD,B,例7、 质量为m=80kg 的人站在质量为MA=240kg 的船上，用80N 的力拉一根足够长的水平绳子，不计水的阻力，从静止起经过t=10 秒钟，下列两种情况下，人做功的平均功率和瞬时功率各多少？ （1）绳的另一端系在岸边的树上， （2）绳的另一端系在质量为MB=400kg 的船上,解：（1）a=F/（m+MA）= 0.25 m/s2,SA=1/2at2=12.5 m,vAt=at=2.5m/s,P1=F vAt =200W,（2） aB=F/ MB= 0.2 m/s2,SB=1/2aBt2=10 m vBt= aBt = 2m/s,W2=F（SA+ SB ）=1800J,P2=F（vt + vBt ）= 360W,P=P额不变 F2 = P额/vm =f a=0 v= vm,汽车以恒定功率运动,汽车先做匀加速运动，再做变加速运动。,a=(F1-f )/m 不变 v=at P= F1 v ,P=P额 不变 v F = P额 / v a=(F-f )/m ,P=P额 不变 F2 = P额/vm =f a=0 v= vm,汽车一恒定的加速度启动的过程分析:,例8、质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。求：（1）汽车所受阻力的大小。（2）汽车做匀加速运动的时间。（3）汽车匀加速时的末速度。（4） 3s末汽车的瞬时功率。（5）汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。,例9按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，则 A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大 B汽车可以做匀加速运动 C汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大 D汽车达到最大速度时，所受合力为零,CD,练习. 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,解：画出运动的v-t图象如图示，,若为匀变速运动，则图象如图示， 位移为3km，故选C,C,2.下列关于汽车运动的论述，不正确的是( ) A.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均逐渐增大 B.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度逐渐增大；加速度逐渐减小，加速度为0时，速度最大 C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制，要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率 D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶，则当牵引力F与阻力f平衡时，汽车的最大速度vm=P/f,A,3.质量为m=4000kg的卡车，额定输出功率为P=60kW,当它从静止出发沿坡路前进时每行驶100m，升高5m，所受阻力大小为车重的0.