高中物理 3.3《研究功与功率》学案沪科版必修2

1 3 33 3 研究功与功率研究功与功率 知识与能力要求 1 理解功的两个必要因素 2 理解功的计算公式 3 知道功的原理 4 理解什么是有用功 额外功和总功 5 理解什么是机械效率 6 理解功率概念和计算公式 知识结构 功的概念 功 功的两个必要因素 功的公式 w F S 功的单位 焦耳 内容 使用任何机械都不省功 理想机械 W总 W有 Fs Gh 功的原理 实际机械 W总 W有 功率的概念 物理意义 功率 功率的公式 P t W P F v 功率的单位 瓦特 基本概念复习 1 在国际单位制中 功的单位是 50N m J 2 对物体做功有两个必要条件 一是 二是 3 某同学用 100N 的水平拉力把重为 500N 的物体沿水平地面拉动了 4m 拉力所做的功 J 重力做的功是 4 功的原理的基本内容是使用任何机械都不省 5 在使用机械做功时 对人们有用的功叫 对人们没用的但又不得不做的 功叫 和 的总和叫总功 6 机械效率是 和 的比值 它可以用公式 表示 使用 任何机械都不可避免地要做 功 因此 有用功总 总功 机械效率总 功 和 功 率 2 7 用桶从井里打水 提水做的功是 提桶做的功是 木桶掉进井 里打捞时桶里带上些水 把桶提上来做的功是 把桶中的水提上来做的功是 8 功率是表示 的物理量 叫功率 功率的公式是 9 在国际单位制中 功率的主单位是 简称 1W J s 10 一台拖拉机在 lmin 内做了 3 6 106J 的功 它的功率是 W 合 kw 典型例题 一 估算题 例 1 某同学把一本初中物理课本从课桌旁的地面上拿到桌面上 则该同学对物理课本 所做的功最接近于 A 0 2J B 2J C 20J D 200J 例 2 一同学从一楼跑上三楼 用了 10s 则他的功率可能是 A 几瓦 B 几十瓦 C 几百瓦 D 几千瓦 二 设计题 例 3 班级里组织登楼比赛 比一比谁登楼的功率最大 为此 在活动中必须测量的物 理量有 假如你是这一比赛的组织者 你需要准备的测 量工具有 分析 P t mgh t Gh t W 质量 m 磅秤 楼高 h 刻度尺 登楼时间 t 秒表 例 4 引体向上是体能测试项目之一 引体向上时双臂的拉力使身体上升 并对身体做 功 请根据你自身的体验或观察他人做引体向上的过程 找出所需的物理量并给出合理的数 值 写出引体向上时人做功的功率的表达式 并计算出具体数据 g 取 10N kg 三 功 功率 机械效率的计算 例 5 正常人的心脏推动血液流动的功率约 1 5w 那么一天时间内心脏做的功是多少 这些功可把一个质量为 60kg 的人匀速举高多少米 g 取 10N kg 例 6 如图所示的滑轮组 已知物重 400N 动滑轮重 50N 绳重及摩擦不计 若将重物匀速提升 2m 则拉力 F 为多大 滑轮组的机械效率为多大 若提升的 3 重物增加 100N 则该滑轮组的机械效率是否发生变化 为什么 四 简单机械 功综合题 例 7 如图所示 一根轻质杠杆的 B 端挂一质量为 10kg 的物体 A 端用一细绳将杠杆系 于地上 细绳与杠杆间的夹角为 30 度 OA 1m OB 0 4m 此时杠杆在水平位置平衡 现在 O 点放置一质量为 5kg 的物体 用 F 10N 的水平拉力使物体以 0 1m s 的速度做匀速向左滑动 问 1 物体运动到距 O 点多远的地方 细绳 AC 的拉力恰好为零 2 在移动物体的过程中 F 做的功及功率各是多少 巩固练习 1 一个质量为 0 25kg 的苹果 从离地面 3m 高的树枝上落到地面 在这个过程中 力对它做了 J 的功 g 取 10N kg 2 某人用动滑轮将重 100N 的物体提高了 5m 其中动滑轮重 20N 不计绳重及摩擦 此 人所做的有用功是 J 总功是 J 机械效率是 3 两台机器功率之比为 3 2 它们做同样多的功所用的时间之比是 4 用动力臂是阻力臂 2 倍的杠杆将重 400N 的货物抬高 20cm 手向下压杠杆的力是 220N 手下降的高度是 cm 人做的总功是 J 有用功是 J 这根杠杆 的机械效率是 5 下列情况中 人对物体做功的是 A 举重运动员单着杠铃不动接受记者照相 B 人提着重物沿水平路面匀速前进 C 人用力推车同时车沿力的方向在水平地面上运动 4 D 小孩用力搬石头 未能搬动 6 机械效率越高 表示 A 做的功越多 B 做功的本领越大 C 越省力 D 有用功与总功的比值越大 7 一同学用 50N 的水平方向的力 将一只重 5N 的足球沿水平方向蹋了出去 足球在地 上滚动了 30m 停下 在球滚动的过程中 脚对球所做的功是 A 5J B 1 500J C 150J D 0J 8 一个人用同样大小的力拉着木箱在光滑地面和粗糙地面上前进相同的距离 下列说 法中正确的是 A 在粗糙地面上做功多 B 在光滑地面上做功多 C 两次做功一样事 D 无法比较两次做功的大小 9 甲乙两个体重相同的人 都从一楼上到三楼 甲是慢慢走上去的 乙是很快跑上去 的 则下列说法正确的是 A 甲做的功多 甲的功率大 B 乙做的功多 乙的功率大 C 甲 乙做的功一样多 甲的功率大 D 甲 乙做的功一样多 乙的功率大 10 在测定动滑轮机械效率的实验中 用同一动滑轮提升不同质量的钩码时 则 A 钩码质量越小 机械效率越高 B 钩码质量越大 机械效率越高 C 钩码质量不同 但机械效率相等 D 以上说法都不对 11 某人用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能 重物的质量为 3kg 若小腿拉绳使 重物在 3s 内匀速上升 0 5m 求 1