物理：学业水平测试《功》课件专题.ppt

一 功 1 功的定义式 W Fscos F 物体所受的力S 对于物体来讲 物体的位移 表示力和位移的夹角 3 矢标性 标量 但有正负 做负功可以说成克服某力做功 2 单位 4 正负功的确定 所确定 1 0 90 力做正功 对物体输入能量 2 90 180 力做负功 从物体中输出能量 3 90 力不做功 5 适用条件 恒力做功 6 功是能量转化的量度 焦耳 J 另 重力做功特点 1 重点做功与路径无关 只与物体的始末位置高度差有关 2 重力做功的大小 W mg h 1 某人以10牛頓的力 拖一置于无摩擦力的水平面上的行李箱 使行李箱沿著平面直线移动4m 若此力与水平方向 1 同方向 2 成60 角 3 互为垂直时 此力做多少功 解 由功的公式W FScos 1 W1 10 4cos0 40 焦耳 2 W2 10 4cos60 20 焦耳 3 W3 10 4cos90 0 焦耳 练习 2 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 3 判正误 A 有力有位移 该力一定做功B 作竖直上抛运动的物体 重力先做负功后物体克服重力做功C 功是一个状态量D 摩擦力一定做负功E 作用力做正功 反作用力一定做负功 4 质量为1kg的物体在竖直向上的拉力作用下由静止向上运动1m 加速度是2m s2 若g 10m s2 则下列叙述正确的是 A 合外力对物体做功2JB 拉力对物体做功2JC 重力对物体10JD 物体的机械能守恒 5 用力将重60N的物体竖直向上匀速高举1 5m 再向水平方向匀速移动0 5m 则该力对物体做功为 A 120JB 30JC 90JD 100J A C 1 定义 二 功率 注意 功的符号W 功率单位瓦的符号W 1千瓦 1000瓦1兆瓦 106瓦 1瓦特 1焦耳 秒 3 单位 国际单位 瓦特 符号W 常用单位 千瓦 kW 兆瓦 MW 单位时间内所做的功 平均功率与瞬时功率 2 瞬时功率 1 平均功率 P W t v取瞬时速度 P为瞬时功率v取平均速度 P为平均功率 2 表达式 P Fv 6 下面说法错误的是 A功率是说明做功快慢的物理量B功是能量转化的量度C功率小的机器一定比功率大的机器做功少 D只有物体在力的方向上发生了位移 力才对物体做功 C 7 关于功率公式p w t和p Fv的说法正确的是 A由p w t知 只要知道w和t就可以求出任意时刻的功率B由p Fv只能求某一时刻的瞬时功率Cp Fv知 汽车的功率与它的速度成正比D从p Fv知 当汽车发动机功率一定时 牵引力与速度成反比 D 演示文稿123后等 8 质量m 2kg的物体从20m高处自由落下 初速为零 1 整个过程重力的平均功率 2 物体落地时的功率 解 1 由得 h 1 2gt2 2s P mgh t 200w 2 v gt 20m s P mgv 400w 9 一台功率是10kw的吊机竖直匀速向上提升重25000N的物体 则物体上升的最大速度将可达到 忽略摩擦力 A 0 1m sB 2 5m sC 0 4m sD 1m s C 10 建筑工地上 水泥板质量为0 7t 起重机在15s内把它提升到4m的高度 起重机提升重物的功率是多少 解 起重机的拉力与物体所受的重力相等 F G mg 0 7 1000kg 10N kg 7000N物体在拉力的方向上移动的距离S 4m所以起重机所做的功是W FS 7000N 4m 28000J起重机提升水泥板的功率是P w t 2 8 104J 15s 1900W 解 1 设平均阻力为f 因行李箱等速度拖动 合力为0 所以所施力的大小F f由P F f f F P 200 5得f 40 N 2 由W Pt W 200 5 1000 J 11 將一行李箱放在水平路上 以5m s的速度拖动 所需功率若为200w 則路面平均阻力为多少牛頓 拖动5秒所做的功为多少焦耳 机械能 物体动能 重力势能和弹性势能的总和叫做物体的机械能 1 动能和重力势能可以相互转化2 动能和弹性势能可以相互转化通过重力或弹力做功 机械能可以从一种形式转化成另一种形式 2 动能定理 1 动能和动能定理 W合 EK W合 EK末 EK初 例 一个质量为m的木块 放在倾角 的斜面体上 当斜面体与木块保持相对静止沿水平方向匀速向右移动距离s的过程中 作用在木块上的合外力做多少功 恒力和变力做功 1 动能定义 物体由于运动而具有的能 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化 3 适用范围 13 一质量为2kg的滑块 以4m s的速度在光滑水平面上向左滑行 从某一时刻起 在滑块上作用一向右的水平力 经过一段时间 滑块的速度方向变为向右 大小为4m s 在这段时间里水平力做的功为 A 0B 8JC 16JD 32J 14 假设汽车紧急刹车后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多 当汽车以20m s的速度行驶时 突然制动 它还能继续滑行的距离约为 A40mB20mC10mD5m A B 12 一人用力踢质量为1kg的足球 使球由静止以10m s的速度沿水平方向飞出 假设人踢球时对球的平均作用力为200N 球在水平方向运动了20m 那么人对球所做的功为 A 50JB 200JC 4000JD 2000J A 解 1 设加速度为a 5秒末速度大小为 因初速度为零 2 施力作功 物體獲得之動能 100 焦耳 15 一力作用在质量为2kg的静止物体 使其在光滑水平面上运动 5秒內共移动了25米的距离 求 1 5秒末物体的动能 2 该力共做多少功 物体势能隨起算点而不同 3 重力所做的功和物体重力势能之间的变化关系为 1 定义 物体由于被举高而具有的能量 叫重力势能 2 重力势能 1 要确定重力势能 必须先选择参考平面 选择不同参考平面 物体重力势能不同 默认选择地面为参考平面 2 公式 注意 2 势能的变化仅与重力做功有关 WG EP1 EP2 mgh1 mgh2 h是相对参考平面的高度 16 选择不同的水平面作参考平面 物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量 A都有不同的数值B都有相同的数值C前者具有相同的数值 后者具有不同的数值D前者具有不同的数值 后者具有相同的数值 17 物体克服重力做功时 物体的 A重力势能一定减少 动能可能不变B重力势能一定增加 动能一定减少C重力势能一定增加 动能可能不变D重力势能可能减少 动能可能不变 D C 18 质量为m的小球 从离桌面H高处由静止下落 桌面离地面的高度为h 如图所示 若以桌面为参考面 那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是 Amgh 减少mgh H h Bmgh 增加mgh H h C mgh 增加mgh H h D mgh 减少mgh H h D 3 机械能守恒定律 1 内容 3 适用条件 只有重力做功 2 表达式 推广1 物体只受重力 即只有重力做功推广2 物体除受重力外还受其他的力 但其他力不做功 或其他力做功的代数和为零 在只有重力做功的情况下 物体的动能和重力势能发生相互转化 而总的机械能保持不变 物体在初状态的机械能E1等于其末状态的机械能E2 见后面图 Ek2 Ep2 Ek1 Ep1 减少 或增加 的势能 Ep等于增加 或减少 的总动能 Ek 即 EP Ek 1 E2 质量m的物体 受地球引力 于高度h1时 速度 1 高度h2时 速度 2 則 mgh2 mgh1 1 确定研究对象 2 对研究对象进行受力分析 周围物体施予研究对象的所有的力 3 分析各力做功情况 看是否满足机械能守恒条件 即是否只有重力 弹力 做功 如果研究过程中物体受力情况有变化 要分别分析该力在各个阶段做功情况 4 写出物体的初 末态机械能 5 列式求解 4 应用机械能守恒定律解题步骤 19 下列说法中正确的是 1 做平抛运动的物体机械能守恒2 被匀速吊起的集装箱机械能守恒3 光滑曲面上自由运动的物体机械能守恒4 圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动5 雨滴在空中匀速下落6 做匀速直线运动的物体机械能可能守恒7 做变速运动的物体机械能可能守恒8 外力对物体做功为零时 机械能一定守恒 对 错 对 对 错 对 对 对 解 相对地面的势能为EP mgh 2 10 20 400 J 落至地面时 重力势能完全变为动能 所以1 2m 2 mgh得落到地面的速度大小 20 m s 20 有一塔高20m 一石子质量为2kg 由塔頂自由落下 设空氣阻力可忽略 求石子在塔頂时相对于地面的重力势能 又掉落到地面时的速度多大 重力加速度是g 10m s2 21 将一个质量为2 0kg的小球从离地面15m高的地方斜向上抛出 抛出时小球的速度为10m s 忽略空气阻力 取g 10m s2 求 小球落地时速度的大小 V0 10m s h 15m 解 设地面为重力势能零面 对于物体从起点到终点的过程中 只受重力作用 根据机械能守恒定律 Ep2 EK2 Ep1 Ek1 22 在离地面 8m高处以8m s的初速度水平抛出一个石块 石块质量为0 5kg 以地面为参考平面 g 10m s2 求 1 抛出点的机械能是多少 2 石块落回地面时的速度是多大 3 石块在离地面高0 6m的地方时的机械能是多少 练习 m 2kg v0 10m s vt 23 一质量为2kg金属球在离地面10m处以10m s的速度水平抛出 忽略空气阻力 g 10N kg 求离地面5m处的速度大小 24 如图 在光滑的曲面上 一物体自离地面15m高的曲面A點下滑至离地面10m高的B點 求到达B点的速率 设重力加速度為10m s2 解 设物体的质量为m 則由机械能守恆定律 在A点的机械能应等于在B点的机械能 即0 m 10 15 m 2 m 10 10得 10 m s 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 或从一个物体转移到另一个物体 在转化或转移过程中总能量守恒 其中功是能量转化的量度 说明 1 某种形式的能减少 一定存在其他形式的能增加 且减少量一定和增加量相等 2 某个物体的能量减少 一定存在其他物体的能量增加 且减少量和增加量一定相等 3 滑动摩擦力与相对路程的乘积在数值上等于产生的内能 即Q Fs 4 能量守恒定律 2 定律表达式 E初 E终 E增 E减 1 内容 1 功 W Fscos 2 瞬时功率 1 平均功