高一第二学期物理竞赛辅导 第五讲 功 功率

高一第二学期物理竞赛辅导第五讲功功率高一第二学期物理竞赛辅导第五讲功功率/高一第二学期物理竞赛辅导第五讲功功率第五讲功功率一：知识要点：1．对公式W=Flcosθ的理解：（1）适用于恒力做功的计算；（2）功是过程物理量；（3）功是相对物理量；（4）功是标量；（5）正功、负功的物理意义：表示输入能量或耗散能量。2．了解几个常见力做功的特点：重力做功与路径无关；支持面固定时，支持力不做功；支持面不固定时，支持力可能做功；摩擦力可做负功也可做正功也可能不做功；一对滑动摩擦力的总功一定为负，在数值上等于系统增加的内能；一对静摩擦力的总功一定为零。3．功率：（1）定义式：（2）计算式：P=Fvcosθ二：例题：例1．用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升．如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则（）A．加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B．匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C．两过程中拉力的功一样大D．上述三种情况都有可能例2．如图小物块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，在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．不垂直于斜面，做功为零 D．不垂直于接触面，做功不为零例3．如图所示，质量为m的物块，始终固定在倾角为α的斜面上，下面说法：①若斜面向左匀速移动距离s，斜面对物块没有做功；②若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs；③若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功mas；④若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功m（g+a）s，正确的是（）A．①②③ B．②④C．②③④ D．①③④例4．一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角θ不变，如图所示．当用力拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功（不计绳重和摩擦）是（）A．Fscosθ B．Fs（1＋cosθ） C．2Fscosθ D．2Fs例5．一辆汽车沿一略微倾斜的坡路运动，若保持发动机的功率不变，它能以v1的速度匀速上坡，能以v2的速度匀速下坡，则它在相同粗糙程度的水平路面上匀速运动的最大速度为（）A． B．（v1＋v2）/2 C．2v1v2/（v1＋v2） D．v1v2/（v1－v2）例6．质量为2×103kg的汽车，发动机输出功率为3.0×104W．在水平公路上能达到的最大速度为15m/s，当汽车的速度为10m/s时，其加速度为m/s2例7．人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液，正常人血压（可看做心脏输送血液的压强）的平均值为1.5×104Pa，心跳约每分钟70次．据此估测心脏工作的平均功率约为W例8．如图4-1-3所示，长l质量可忽略的水平细绳，一端用手握着围绕某一水平桌面（即图中的纸面）的中心O作半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动，运动过程中绳始终与半径为r的圆相切.绳的另一端连着质量为m的小球，现在它恰好也能沿某一个以O点为圆心的大圆在桌面上运动.设小球与桌面之间有摩擦，试求：（1）手为细绳提供的功率P；（2）小球与桌面之间的摩擦系数μ.例9．如图所示，光滑水平面上的O处有一质量为m=2Kg物体。物体受到两个水平力的作用，F1=4N，F2=(2+2x)N，x为物体相对O的位移。物体从静止开始运动，问：（1）当位移为x=0.5m时物体的加速度多大？（2）在何位置物体的加速度最大？最大值为多少？（3）在何位置物体的速度最大？从静止开始到第一次速度最大过程中外力做多少功？OOF2xF1三：能力训练：1．关于摩擦力的功，下列说法中正确的是（）A．静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B．静摩擦力对物体不一定做功，滑动摩擦力对物体一定做功C．静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功D．静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功2．关于一对作用力和反作用力的功，下列说法中哪些正确？（）①如果其中一个力做正功，则另一个力必做负功；②一对作用力与反作用力做功的代数和必为零；③这两个力可能同时都能做正功或同时都做负功；④一对作用力与反作用力做功的代数和不一定为零A．①②B．③④C．①④D．都不正确3．如右图所示，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止。关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功的情况是（）A、摩擦力对重物不做功 B、摩擦力对重物做负功C、支持力对重物不做功 D、支持力对重物做正功4．飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中如图所示。飞行员受重力的瞬时功率变化情况是（）A、一直增大 B、一直减小C、先增大后减小 D、先减小后增大5．如图所示，站在汽车上的人用手推车的力为F，脚对车向后的静摩擦力为F’，下列说法正确的是（）A．当车匀速运动时，F和F’所做的总功为零B．当车加速运动时，F和F’的总功为负功C．当车减速运动时，F和F’的总功为正功D．不管车做何种运动时，F和F’的总功为零6．汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度达到v0的过程中的平均速度为v1；若汽车由静止开始满功率行驶，速度达到v0的过程中的平均速度为v2，则（）A、v1＝v2B、v1>v2C、v1<v2D、条件不足，无法判断7．一个小孩站在船头，按图两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间（船未碰撞），小孩所做的功和及在时间内小孩拉绳的功率和的关系为（）A、>，= B、=，=C、<，< D、<，=8．在电视节目中，我们常常能看到一种精彩的水上运动——滑水板。如图所示，运动员在快艇的水平牵引下，脚踏倾斜滑板在水上匀速滑行。设滑板是光滑的，滑板质量不计，滑板的触水面积为S，滑板与水平方向的夹角为θ（滑板前端抬起的角度），水的密度为D，理论研究表明：水对滑板的作用力大小为N=DSv2sin2θ，方向垂直于板面，式中的v为快艇的牵引速度，若人的质量为m，则快艇的水平牵引速度v=_____________，在上述条件下，快艇对运动员的牵引功率为_____________。9．如图所示，一水平电动传送带以恒定速度v=2m/s运动，现将一个质量m=10kg的物体，轻轻地无初速地放到A处。已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，其它损耗不计，A、B两端间距离足够长，求物体在传送过程中，滑动摩擦力对物体做的功是多少？10．每年10月1—7日是人们走亲访友、旅游度假的黄金季节，有一辆豪华卧铺大客车由南京开往北京。已知该车发动机额定牵引功率为900kW，汽车及客人的总质量为25t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，试问：（1）汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少？（2）汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？11．如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F提升原来静止的质量为m=10kg的物体，以大小为a=2m/s2的加速度匀加速上升，求头3s内力F做的功（取g=10m/s2）FF12．如图4-1-8所示，绳一端固定于O点，另一端穿过物体A上的小动滑轮后，用竖直向上的恒力F拉着，在物体沿倾角为α的斜面上运动l位移的过程中，恒力F做了多少功？13．用锤将钉打入木板，若板对钉的阻力与钉进入板的深度成正比，第一次打击时，能将钉打入1cm，以相同速率打击，求：（1）第二次打击时，打入板的深度为多少？（2）3cm的钉子，需几下才能全部打入木板？14．一架质量M=810kg的直升飞机，靠螺旋浆的转动使S=30m2面积的空气以速度v0向下运动，从而使飞机停在空中.已知空气的密度ρ=1.20kg/m3，求v0的大小和发动机的功率P.15．如图4-1-10所示