江苏省常熟市梅李中学高中物理 《5.1功 功率》教案 新人教版必修1.doc

江苏省常熟市梅李中学物理必修一【预习内容】 1、功：一个物体受到 的作用，如果在的力的方向上发生一段 ，这个力就对物体做了功。做功的两个不可缺少的因素： 和在力的方向上发生的 。功的公式： 功的单位： ，符号是 。 功是 （矢、标）量。2、正功和负功根据w=fscos可知（1） 当= 时，w=0。即当力f和位移s 时，力对物体不做功。这种情况，物体在力f的方向上没有发生位移。（2） 当 时，w0。即当力f跟位移s的夹角为 （锐、钝）角时，力f对物体做正功，这时力f是 （动、阻）力，所以， （动、阻）力对物体做正功。（3） 当 时，w0。即当力f跟位移s的夹角为 （锐、钝）角时，力f对物体做负功，这时力f是 （动、阻）力，所以， （动、阻）力对物体做负功。一个力对物体做负功，又常说成物体 这个力做功（取绝对值）。3、总功的计算：总功的计算有如下方法：（1）w总=f合s cos 为f合与位移s的夹角（2）w总=wf1+ wf2 + +wfn 即总功为各个分力功的代数和（3）根据动能定理已知物体动能变化量则 w总=ek4、功率：功w跟完成这些功所用时间t的 叫做功率。功率是表示 的物理量。定义式：p= 。 单位： ，符号：w。 5、平均功率和瞬时功率 平均功率：表示力在 做功的平均快慢。计算平均功率的方法有两种：（1）=；（2）=f，这种方法要求力f为恒力， 且力f与平均速度方向相同。瞬时功率：表示力在 做功的快慢。计算瞬时功率的方法：p=fv，其中力f和速度v均为所求时刻的力和瞬时速度，该式要求力f与速度v 。若力f与速度v方向不同，根据p=fvcos，求瞬时功率，为力 和瞬时速度 方向间的 。【典型例题】题型1 功的正负判断【例1】如图所示,小物块a位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,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,做功为零d.不垂直于接触面,做功不为零题型2 恒力功的计算【例2】如图所示,质量为m的物体静止在倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,现使斜面水平向左匀速移动距离l.(1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止) （ ）a.0 b.mglcos c.-mglcos sin d.mglsin cos (2)斜面对物体的弹力做的功为( ) a.0 b.mglsin cos2 c.-mglcos2 d.mglsin cos (3)重力对物体做的功 ( ) a.0 b.mgl c.mgltan d.mglcos (4)斜面对物体做的总功是多少?各力对物体所做的总功是多少?题型3 变力功的计算【例3】用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比.在铁锤击打第一次后,能把铁钉击入木块内1 cm.则击第二次后,能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等)题型4 功率的计算【例4】如图所示,重物的质量为1 kg,动滑轮质量不计,竖直向上拉动细绳,使重物从静止开始以 5 m/s2的加速度上升,则拉力f在1 s内对物体做的功为多大?拉力f在1 s末的瞬时功率是多大?(g取10 m/s2)题型5 构建模型解功率问题【例5】风力发电是一种环保的电能获取方式.图为某风力发电站外观图.设计每台风力发电机的功率为40 kw,实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%,空气的密度是1.29 kg/m3,当地水平风速约为10 m/s,问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求?题型6 机车的两种启动方式【例6】一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其vt图象如图所示.已知汽车的质量为m=2103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,则以下说法不正确的是 ( )a.汽车在前5 s内的牵引力为4103 nb.汽车在前5 s内的牵引力为6103 nc.汽车的额定功率为60 kwd.汽车的最大速度为30 m/s【例7】某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为vt图象,如图所示(除210 s时间段内的图象为曲线外,其余时间段图象均为直线).已知小车运动的过程中,214 s时间段内小车的功率保持不变,在14 s末停止遥控而让小车自由滑行.小车的质量为1 kg,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变.求: (1)小车所受到的阻力大小及02 s时间内电动机提供的牵引力大小.(2)小车匀速行驶阶段的功率.(3)小车在010 s运动过程中位移的大小.【巩固与提高】1.如图所示,木板oa水平放置,长为l,在a处放置一个质量为m的物体,现绕o点缓缓抬高a端,直到当木板转动到与水平面成角时停止转动.这时物体受到一微小的干扰便开始缓慢地匀速下滑,物体运动到o点,在整个过程中（） a.支持力对物体做的总功为mglsin b.摩擦力对物体做的总功为零c.木板对物体做的总功为零 d.木板对物体做的总功为正2.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是 ( )a.始终不做功 b.先做负功后做正功c.先做正功后不做功 d.先做负功后不做功3.机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受的阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是( )a.机车输出功率逐渐增大 b.机车输出功率不变c.在任意两相等的时间内,机车动能变化相等 d.在任意两相等的时间内,机车动量变化的大小相等4.如图所示,质量为m的物体a静止于倾角为的斜面体b上,斜面体b的质量为m,现对该斜面体施加一个水平向左的推力f,使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为l,则在此运动过程中斜面体b对物体a所做的功为 ( )a. b.mglcot c.0 d.mglsin 25.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下图中的哪一个 ( )6.如图所示,一辆小车静止在光滑的水平导轨上,一小球用细绳悬挂在车上,由图中位置无初速释放,则小球在下摆到最低点的过程中,下列说法正确的是 ( )a.绳对小球的拉力不做功 b.绳对小球的拉力做正功c.绳对小球的拉力做负功 d.小球的合力不做功7.以恒力推物体使它在粗糙水平面上移动一段距离,恒力所做的功为w1,平均功率为p1,在末位置的瞬时功率为pt1,以相同的恒力推该物体使它在光滑的水平面上移动相同距离,力所做功为w2,平均功率为p2,在末位置的瞬时功率为pt2,则下面结论中正确的是 ( )a.w1w2 b.w1=w2 c.p1=p2 d.pt2pt18.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从a点自由滑下,然后在水平面上前进至b点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,a、b两点间的水平距离为l.在滑雪者经过ab段运动的过程中,克服摩擦力做的功 ( )a.大于mgl b.小于mglc.等于mgl d.以上三种情况都有可能9.某汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v1,装满货物后的最大速度为v2,已知汽车空车的质量为m0,汽车所受的阻力跟车重成正比,则汽车后来所装的货物的质量是 ( )a. b. c.m0 d. 10.物体在恒力作用下做匀变速直线运动,关于这个恒力做功的情况,下列说法正确的是 ( ) a.在相等的时间内做的功相等b.通过相同的路程做的功相等c.通过相同的位移做的功相等d.做功情况与物体运动速度大小有关11.解放前后,机械化生产水平较低,人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用,如图所示,假设驴拉磨的平均用力大小为500 n,运动的半径为1 m,则驴拉磨转动一周所做的功为 ( )a.0 b.500 j c.500 j d.1 000 j12.如图所示,在倾角为的光滑斜面上,木板与滑块质量相等,均为m,木板长为l.一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连,滑块与木板间的动摩擦因数为,开始时,滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的未知力f,将滑块缓慢拉至木板的下端,拉力做功为 ( ) a.mglcos b.2mgl c.2mglcos d.mgl13.汽车发动机的功率为60 kw,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为sin=0.02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求:(1)汽车所能达到的最大速度vm.(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间？(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少？14.（2009南京模拟）下表是一辆电动自行车的部分技术指标,其中额定车速是指自行车满载的情况下在平直道路上以额定功率匀速