功和功率经典.doc

课 题功和功率教学目标1. 理解功和功率的概念、公式、单位、做功的必要条件，功和功率的相关计算2. 对功的原理能有深刻的认识，知道做功的过程就是能量的转化和转移的过程3.通过基础题和提升题练习，为功和功率的学习打好基础教学内容一、功1.概念和公式： 力与物体在力的方向上通过的距离的乘积为机械功，简称功，公式W=FS 2.做功的两个要素： 作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离 示例：哪些情况不做功？为什么？ （1）小明举着杠铃原地不动 （2）小球在光滑的桌面上滚动一段距离 （3）一人提着重物在水平地面上前进 （4）用力将图钉压进墙里 总结：不做功的情况: （1）物体只受到力但没有运动 （2）物体由于惯性通过一段距离但没有受力 （3)物体移动的距离与物体所受力的方向垂直3. 单位：Nm，专门单位J，1J=1Nm（两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J）4.功的原理 （1）实验证明：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功人们使用机械的目的，一是为了省力，二是为了省距离，三是为了操作方便(改变力的方向)，但使用任何机械都不省功这个结论叫做功的原理 （2）功的原理是能量守恒定律的一种表现形式，是一个普遍的结论，对任何机械都适用，但必须满足物体是匀速运动的这个原理平时可通俗地解释为：利用机械使物体匀速运动时，动力做的功等于克服阻力做的功 （3） 利用功的原理推导杠杆平衡条件如图，设动力为F1，动力臂为L1；阻力为F2，阻力臂为L2在力作用下，杠杆由AB位置匀速转到CD位置，则杠杆的A端在F1作用下下降了h1，动力做功；B端克服阻力F2的作用升高了h2，克服阻力做功，由于功的原理 即 注意到，有由此可得5.功的原理理解（图形分析） 在不计滑轮重及摩擦的情况下注意：（1）功的原理：使用任何机械都不省功（2）理想机械不计自重和摩擦的机械（3）使用理想机械做功 = 用手直接对物体做功基础题练习【例1】 在国际单位制中，功的单位是（ ）A 焦耳 B瓦特 C牛顿 D帕斯卡【例2】 以下几种情况中，力对物体做功的有（ ）A人用力提杠铃，没有提起来B沿着斜面把汽油桶推上车厢C用力提着水桶水平移动2米，水桶离地面高度不变D物体在光滑水平面上匀速前进两米【例3】 下列关于物体是否做功的说法中正确的是（ ）A起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功B被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功C小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功D小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功【例4】 如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ）【例5】 关于图所示的各种情景，下面说法错误的是（ ）A甲图中：系安全带可预防汽车突然减速时人由于惯性前冲而撞伤B乙图中：人用力向上搬大石块没有搬动，则重力对大石块做了功C丙图中：在拉力作用下拉力器弹簧变长，说明力可使物体发生形变D丁图中：抛出的石块在重力作用下改变原来的运动方向和运动快慢【例6】 物体A在水平拉力F=20N的作用下，第一次加速运动了10m，第二次匀速运动了10m，第三次减速运动了10m，在三次不同的运动情况中比较拉力F对物体做的功（ ）A 第一次最多 B第二次最多 C三次一样多 D第三次最多【例7】 一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（ ）A在粗糙地面上做功较多B在光滑地面上做功较多C两次做功一样多D条件不够，无法比较两次做功的多少【例8】 如图所示，已知在同样大小的力F作用下，三个物体都沿着力的方向移动了距离s，则力F所做的功（ ）AA情况下F做功最多 BB情况下F做功最多CC情况下F做功最多 D三种情况下F做功相同【例9】 一名排球运动员，体重60kg，跳离地面0.9m，则他克服重力做功（取g=10N/kg）（ ）A54J B540J C9J D600J【例10】 今年6月美国将在科罗拉多大峡谷建成观景台观景台搭建在大峡谷的西侧谷壁上，呈U字型，离谷底高，取名为“人行天桥”，如图所示如果在建造过程中有一块质量为的石子从观景台掉落谷底，则下落过程中，石子的重力做功为（取）（ ）ABCD【例11】 某商场扶梯的高度是，扶梯长，小明体重为扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功中难题提升练习【例1】 足球运动员用500N的力踢球，足球离开运动员的脚后向前运动了50m，在此运动过程中，运动员对足球做的功是 J【例2】 某人用的力将重为的球推出去后，球在地面上滚动了后停下来，这个人对球所做的功为（ ）ABCD条件不足，无法计算【例3】 重为的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进，小车所受阻力为车重的倍，则拉力对小车做的功为_J；小车的重力做的功为【例4】 如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为的泥桶，动滑轮重为，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重若工人在内将绳子匀速向上拉求：（1）泥桶上升的高度；（2）拉力做的功【例5】 如图所示，水平地面上的物体在水平恒定拉力F的作用下，沿ABC方向做直线运动，已知AB=BC设AB段是光滑的，拉力F做功为；BC段是粗糙的，拉力做功为，则和的关系是（ ）A B C D不能确定【例6】 一个滑块质量2千克，在光滑斜面上由A滑到B，如图所示已知AB=40厘米，斜面对物体支持力是17牛，在从A到B的过程中，重力做功_焦，支持力做功_【例7】 如图所示，在水平拉力作用下，使重的物体匀速移动，物体受到地面的摩擦力为，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力做的功为（ ）ABCD【例8】 A、B两物体在相等水平外力作用之下做匀速直线运动，如果B的质量是A的2倍，A所受的外力是B的3倍，A运动速度是B的4倍，那么在相同的时间内，外力对A、B两物体做功之比应是（ ）A6：1 B8：1 C12：1 D24：1【例9】 如图所示，用大小不变的力把重的物体由图中处沿水平面和长、高的光滑斜面匀速推至斜面顶端，推力共做功，那么物体从被推到斜面顶端时，推力做多少功?物体在水平面上所受摩擦力为多大?水平面长多少?【例10】如图所示，一个重的物体斜放在长、高的斜面上，用细绳跨过定滑轮与重的物体连起来在的作用下，由斜面底端被匀速拉上顶端求：（1）绳对的拉力大小（2）所受的摩擦力大小（3）拉力对做了多少功【例11】如图所示，在半径为R，重为G的油桶外绕了几圈绳子，在绳子的一端用一水平拉力F，使油桶沿水平地面滚过距离s在这一过程中，拉力F所做的功为（ ）AGs B（G+F）s CFs D2Fs【例12】绳子通过光滑环悬挂一个重50牛的物体，一个小孩拉着绳端从环正下方出发，沿水平地面向右走过3米，已知开始时，绳端与圆环的距离为4米在这一过程中，小孩的拉力所做的功为（ ）A50焦 B100焦 C150焦 D200焦【例13】如图所示，将同一物体分别施以平行于斜面的力，从两个倾角不同的光滑斜面的底端拉至顶端，斜面倾角为和（），所需的力分别为、，所作的功对应为、，则（ ）A B C D 二、功率1概念：单位时间里完成的功叫功率功率是描述做功快慢的物理量2功率的公式：3功率的单位：瓦特，简称“瓦”，用“W”表示，常用的单位还有“kW”其中1W=1J/s，1kW=1000W4当物体在F的作用下，以速度匀速运动时，有，由此可知，当功率一定时，力和速度成反比例如，拖拉机的功率是一定的，当它耕地时，需要很大的动力，故其速度慢一些，当它在平地上行驶时，需要的动力小一些，故其运动的速度较大另外如汽车以恒定功率行驶，平路上和爬坡时的速度会有很大差别5功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少6 功和功率是两个不同的物理量7比较功率大小的三种方法：在相同时间内，比较做功的大小，做功越多的物体，功率越大；在完成相同功的条件下，比较所用时间长短，所用时间越短的物体，功率越大；做功的多少和所用时间都不相同的情况下，通过计算，进行比较基础题练习【例1】 关于功率下列说法中正确的是（ ）A有用功越多，机械的功率越大 B机械做功越快，机械的功率越大C机械的功率越大，它能做的功越多 D机械效率越高，机械的功率越大【例2】 关于功率以下说法中正确的是（ ）A据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比【例3】 自行建造的某集装箱吊车，在内把的集装箱匀速竖直向上吊起，这吊车对集装箱做功的功率为 （取）【例4】 粗糙水平面上有一个重为的物体，用的水平推力使其在内匀速前进了，则在此过程中（ ）A推力做了做功 B推力的功率为C重力做了的功 D摩擦阻力为【例5】 在平直公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为人和车重的0.02倍，则人骑车的功率最接近（ ）A1W B100W C1kW D10kW【例6】 甲、乙两个同学质量相等，他们都从一楼到二楼，甲快速跑上去，乙慢慢走上去，设甲做功为，功率为，乙做功为，功率为，则（ ）A B C D 【例7】 星期天，小明和爸爸一块去登山小明用了20min登上山顶，爸爸用了25min登上山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山时所做的功的功率之比是（ ）A5：6 B6：5 C15：8 D2：3【例8】 杨飞同学骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶若他和车所受的阻力为，则通常情况下，杨飞骑车时消耗的功率最接近（ ）ABCD【例9】 平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程之比为，则甲与乙（ ）A牵引力做功之比为B牵引力做功之比为C牵引力的功率之比为D汽车所受的阻力之比为中难题提升【例10】 小丽用的水平推力将一个重的箱子水平推动了，所用时间为；小宇又将这个箱子匀速提上高为的台阶，所用时间为小丽、小宇所做的功和做功的功率之间的关系是（ ）ABCD【例11】 小婷跳绳时所穿鞋的总质量为，她跳绳120次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为，则每上升一次，她对鞋做的功为跳跃时若每次上升所用的时间占每次跳跃时间的，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为.（取）【例12】 飞机、轮船运动时受到的阻力大小与运动速度有关，当运动速度很大时，阻力的大小与速度的平方成正比如果这时要将飞机、轮船做匀速运动的速度增大到原来的2倍，则发动机的输出功率要增大到原来的（ ）A2倍B4倍C8倍D16倍【例13】 甲、乙两辆在同一路面行驶的载重汽车，甲车满载货物，乙车空着当它们发动机的功率相等时，有（ ）A两车速度一样大 B甲车速度大于乙车速度C甲车速度小于乙车速度 D甲、乙两车速度无法比较大小【例14】 把一个重物以相同的速度沿AD、BD、CD三个光滑斜面匀速推向顶端，如图所示，则推力的功率是（ ）A沿AD最大 B沿BD最大C沿CD最大 D一样大课后作业1以下事例中，重力做功的是 ( ) A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行 C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动2如图所示，四幅图是小新提着包回家的情景，小新提书包的力不做功的是哪幅图 ( )3在图中的几个情形中所提到的力没有做功的是( )4下列各种情况中做功的是( ) .用竖直向上的力提水桶在水平面行走 .用水平力推重物在水平地面上行走 .运动员举高1800牛的杠铃坚持10秒钟 .水球重50牛，沿光滑水平面运动10米5用三种方法来提升同一个重物：a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高h ；b.沿光滑斜面将重物提高h；c.用手直接将重物提高h.其中做功大小是：( ) .a方式做功最少.b方式做功最少 .c方式做功最少.三种方式做功一样多6汽车在平直道路上做匀速直线运动，下列说法中正确的是（ ） A汽车的牵引力为零 B汽车所受的摩擦力为零 C汽车牵引力所做的功为零D汽车所受的合力为零7以下估测中，基本符合实际情况的是( ) A.人正常步行的速度约5m/s， B.某同学走路时对地面的压强约1.5103Pa C.中学生的体重约50N D.把一个鸡蛋举高1m做的功约0.5J8某学生用40牛的力将重60牛的铅球抛出5米远，则铅球在空中运动过程中，人对铅球所做的功是：( ) 200焦300焦0焦 500焦9重50N的重物，在10N水平力的作用下，沿水平方向移动了5m，那么重力对重物做的功是 ( ) A.50J B.250J C.0 D.上述都不对10在2000年9月22日悉尼奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子75kg以上级举重