《功和功率》-江苏版必修二课件

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1、第第1节节 功和功率功和功率 2020年年10月月2日日1一、功一、功1做功的两个必要条件：做功的两个必要条件：和物体在力的方向上和物体在力的方向上发生的生的 2公式：公式：W .适用于适用于 做功，其中做功，其中为F、l方向方向间夹角，角，l为物体物体对地的位移地的位移3功的正负判断功的正负判断力力位移位移Flcos恒力恒力2020年年10月月2日日2 若若v为平均速度，平均速度，则P为 若若v为瞬瞬时速度，速度，则P为 3额定功率与实际功率额定功率与实际功率(1)额定功率：机械定功率：机械长时间 ，而不，而不损坏机械的坏机械的 输出功率出功率(2)实际功率：机械功率：机械 时的的输出功率，

2、出功率，实际功率可以小于或等功率可以小于或等于于 快慢快慢 平均功率平均功率 平均功率平均功率瞬瞬时功率功率正常工作正常工作最大最大工作工作额定功率定功率2020年年10月月2日日3发动机的功率是指发动机的牵引力的功率，而不是机车所受合力的发动机的功率是指发动机的牵引力的功率，而不是机车所受合力的功率功率2020年年10月月2日日41.如如图所示水平地面上有三个底面相同、所示水平地面上有三个底面相同、倾角分角分别为30、45、60的固定斜面，三个斜面与物体的固定斜面，三个斜面与物体间的的动摩擦因数相同，同一物体沿三个斜摩擦因数相同，同一物体沿三个斜面从面从顶端开始由静止下滑到底部的端开始由静止

3、下滑到底部的过程中，程中，克克服摩擦力做功最多的斜面是服摩擦力做功最多的斜面是()A倾角角为30的斜面的斜面 B倾角角为45的斜面的斜面C倾角角为60的斜面的斜面 D一一样多多答案：答案：D2020年年10月月2日日52(2012年重庆南岸区模拟年重庆南岸区模拟)如如图所示的四幅所示的四幅图是小明提包回家的情是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是景，小明提包的力不做功的是()解析：解析：做功的两个因素是力和物体在力的方向上发生的位移由于做功的两个因素是力和物体在力的方向上发生的位移由于B选项中力与位移方向垂直，故不做功，因此选选项中力与位移方向垂直，故不做功，因此选B.答案：答案：B20

4、20年年10月月2日日63(2012年北京朝阳区模拟年北京朝阳区模拟)如如图所示，一个物所示，一个物块在与水平方向成在与水平方向成角的角的恒力恒力F作用下，沿水平面向右运作用下，沿水平面向右运动一段距离一段距离x，在此，在此过程中，恒力程中，恒力F对物物块所做的功所做的功为()解析：解析：由于力由于力F与位移与位移x的夹角为的夹角为，所以力，所以力F做的功为做的功为WFxcos，故，故D正确正确答案：答案：D2020年年10月月2日日74据据报导：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池池电能耗尽能耗尽时，摇晃手机，即可晃手机，即可产生生电能能维持通持通话

5、，摇晃手机的晃手机的过程是将机械能程是将机械能转化化为电能如果将能如果将该手机手机摇晃一次，相当于将晃一次，相当于将100 g的重物的重物举高高20 cm，若每秒若每秒摇两次两次(取取g10 m/s2)，则摇晃手机的平均功率晃手机的平均功率为多少？多少？答案：答案：0.4 W2020年年10月月2日日82020年年10月月2日日9功的正功的正负的判断的判断1根据力和位移方向之根据力和位移方向之间的的夹角判断：此法常用于恒力做功的判断角判断：此法常用于恒力做功的判断2根据力和瞬根据力和瞬时速度方向的速度方向的夹角判断：此法常用于判断角判断：此法常用于判断质点做曲点做曲线运运动时变力的功，力的功，

6、夹角角为锐角角时做正功，做正功，夹角角为钝角角时做做负功，功，夹角角为直角直角时不做功不做功3依据能量依据能量变化来判断：根据功是能量化来判断：根据功是能量转化的量度，若有能量化的量度，若有能量转化，化，则必有力必有力对物体做功比如系物体做功比如系统的机械能增加，的机械能增加，说明力明力对系系统做正功，做正功，如果系如果系统的机械能减少，的机械能减少，则说明力明力对系系统做做负功，此法常用于相关功，此法常用于相关联的两个物体之的两个物体之间的相互作用力做功的判断的相互作用力做功的判断2020年年10月月2日日10作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用在两个物体上，产作用力和反作用力虽然

7、等大反向，但由于其分别作用在两个物体上，产生的位移效果无必然联系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负、生的位移效果无必然联系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负、大小相等大小相等2020年年10月月2日日11例例1如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进如图所示，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速运转，则传送带对物体做功情况可能是()A始终不做功始终不做功B先做负功后做正功先做负功后做正功C先做正功后不做功先做正功后不做功 D先做负功后不做功先做负功后不做功思路点拨思路点拨解答该题应注意以

8、下两点：解答该题应注意以下两点：(1)根据物体和传送带的速度关系确定物体所受摩擦力的方向根据物体和传送带的速度关系确定物体所受摩擦力的方向(2)根据摩擦力和速度方向间的关系判断做功的情况根据摩擦力和速度方向间的关系判断做功的情况2020年年10月月2日日12自主解答自主解答设传送带运转的速度大小为设传送带运转的速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的，物体刚滑上传送带时的速度大小为速度大小为v2.(1)当当v1v2时，物体随传送带一起匀速运动，故传送带与物体之间不时，物体随传送带一起匀速运动，故传送带与物体之间不存在摩擦力，即传送带对物体始终不做功，存在摩擦力，即传送带对物体始终不做功，A正确正确

9、(2)当当v1v2时，物体相对传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力方时，物体相对传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力方向向左，则物体先做匀减速运动直到速度减为向向左，则物体先做匀减速运动直到速度减为v1，再做匀速运动，故传，再做匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功，送带对物体先做负功后不做功，D正确正确(3)当当v1v2时，物体相对传送带向左运动，物体受到的滑动摩擦力方时，物体相对传送带向左运动，物体受到的滑动摩擦力方向向右，则物体先做匀加速运动直到速度达到向向右，则物体先做匀加速运动直到速度达到v1，再做匀速运动，故传，再做匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功、送带对物体先做正功后不

10、做功、B错误、错误、C正确正确答案答案ACD2020年年10月月2日日131如如图所示，物体在水平拉力所示，物体在水平拉力F的作用下，的作用下，沿粗糙的水平地面向右运沿粗糙的水平地面向右运动()A如果物体做加速直如果物体做加速直线运运动，F一定一定对物体做正功物体做正功B如果物体做加速直如果物体做加速直线运运动，F有可能有可能对物体做物体做负功功C如果物体做减速直如果物体做减速直线运运动，F一定一定对物体做物体做负功功D如果物体做匀速直如果物体做匀速直线运运动，F一定不一定不对物体做功物体做功解析：解析：如果物体做加速直线运动，如果物体做加速直线运动，F的方向一定与运动方向一致，做的方向一定与

11、运动方向一致，做正功，正功，A正确、正确、B不正确如果物体做减速直线运动，当不正确如果物体做减速直线运动，当F的方向与运动的方向与运动方向一致时，方向一致时，F做正功，当做正功，当F的方向与运动方向相反时，的方向与运动方向相反时，F做负功，做负功，C不不正确当物体做匀速直线运动时，正确当物体做匀速直线运动时，F的方向与运动方向相同做正功，的方向与运动方向相同做正功，D不正确不正确答案：答案：A2020年年10月月2日日14功的功的计算算1求解恒力做功的流程图求解恒力做功的流程图2020年年10月月2日日15对恒力作用下物体的运动，力对物体做的功用对恒力作用下物体的运动，力对物体做的功用WFlc

12、os 求解该公求解该公式也可写成式也可写成WF(lcos)(Fcos)l.即功等于力与力方向上位移的即功等于力与力方向上位移的乘积或功等于位移与位移方向上力的乘积乘积或功等于位移与位移方向上力的乘积2020年年10月月2日日16例例2如图所示，一质量为如图所示，一质量为m2.0 kg的物体从半径为的物体从半径为R5.0 m的圆的圆弧轨道的弧轨道的A端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端端(圆弧圆弧AB在竖直平在竖直平面内面内)拉力拉力F大小不变始终为大小不变始终为15 N，方向始终与物体所在点的切线成，方向始终与物体所在点的切线成37角圆弧所对应的圆心角为角圆弧所

13、对应的圆心角为45，BO边为竖直方向求这一过程中：边为竖直方向求这一过程中：(g取取10m/s2)(1)拉力拉力F做的功做的功(2)重力重力G做的功做的功(3)圆弧面对物体的支持力圆弧面对物体的支持力FN做的功做的功(4)圆弧面对物体的摩擦力圆弧面对物体的摩擦力Ff做的功做的功思路点拨思路点拨根据各个力的特点根据各个力的特点(是恒力还是变力是恒力还是变力)，选择相应的计算，选择相应的计算功的方法，如功的定义式功的方法，如功的定义式WFlcos 或动能定理或动能定理2020年年10月月2日日17答案答案(1)47.1 J(2)29.3 J(3)0(4)17.8 J2020年年10月月2日日182

14、020年年10月月2日日192如如图所示，建筑工人通所示，建筑工人通过滑滑轮装置将一装置将一质量是量是100 kg的料的料车沿沿30角的斜面由底端匀速地拉到角的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面端，斜面长L是是4 m，若不，若不计滑滑轮的的质量和各量和各处的摩擦力，的摩擦力，g取取10 N/kg，求，求这一一过程中：程中：(1)人拉人拉绳子的力做的功；子的力做的功；(2)物体的重力做的功；物体的重力做的功；(3)物体受到的各力物体受到的各力对物体做的物体做的总功功2020年年10月月2日日20答案：答案：(1)2 000 J(2)2 000 J(3)0 2020年年10月月2日日21机机动车两种启

15、两种启动方式方式 机机动车等交通工具，在启等交通工具，在启动的的时候，通常有两种启候，通常有两种启动方式，即以恒定方式，即以恒定功率启功率启动和以恒定加速度启和以恒定加速度启动现比比较如下：如下：2020年年10月月2日日222020年年10月月2日日23(1)不管哪种启动方式，机动车的功率都是指牵引力的功率，对启不管哪种启动方式，机动车的功率都是指牵引力的功率，对启动过程的分析也都采用分段分析法，并且将牛顿第二定律和运动学动过程的分析也都采用分段分析法，并且将牛顿第二定律和运动学知识相结合进行综合分析，有时也应用动能定理求解知识相结合进行综合分析，有时也应用动能定理求解(2)应注意车辆匀加速

16、运动的最大速度和车辆行驶的最大速度的区应注意车辆匀加速运动的最大速度和车辆行驶的最大速度的区别别2020年年10月月2日日24例例3如图所示为修建高层建筑常用的塔式起如图所示为修建高层建筑常用的塔式起 重机在起重机将质量重机在起重机将质量m5103 kg的重物竖直的重物竖直 吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直 线运动，加速度线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率，当起重机输出功率 达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做 vm1.02 m/s的匀速运动取的匀速运动取g10 m/s2，不计额

17、外功求：，不计额外功求：(1)起重机允许输出的最大功率起重机允许输出的最大功率(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率秒末的输出功率思路点拨思路点拨解答此题应把握以下两点：解答此题应把握以下两点：(1)计算起重机的最大功率时，可以根据重物达到最大速度时拉力和计算起重机的最大功率时，可以根据重物达到最大速度时拉力和重力平衡来求；重力平衡来求；(2)起重机在起重机在2 s末的功率为瞬时功率，可由末的功率为瞬时功率，可由PFv来求来求2020年年10月月2日日25自主解答自主解答(1)设起重机允许输出的最大功率为设起重机允许输出的最大功率

18、为P0，重物达到最大，重物达到最大速度时，拉力速度时，拉力F0等于重力等于重力P0F0vm，P0mgvm代入数据，有：代入数据，有：P05.1104 W(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为物受到的拉力为F，速度大小为，速度大小为v1，匀加速运动经历时间为，匀加速运动经历时间为t1，有：，有：P0Fv1，Fmgma，v1at1代入数据，得：代入数据，得：t15 st2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度大小为时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度大小为v2，输出功，输出功率为率为P，则：，则：v

19、2at，PFv2代入数据，得：代入数据，得：P2.04104 W.答案答案(1)5.1104 W(2)5 s2.04104 W2020年年10月月2日日262020年年10月月2日日273质量量为m的汽的汽车以恒定功率以恒定功率P沿沿倾角角为的的倾斜路面向上行斜路面向上行驶，最，最终以速度以速度v匀速运匀速运动若保持汽若保持汽车的功率的功率P不不变，使汽，使汽车沿沿这个个倾斜路斜路面向下运面向下运动，最，最终匀速行匀速行驶由此可知由此可知(汽汽车所受阻力大小不所受阻力大小不变)()A汽汽车的最的最终速度可能等于速度可能等于vB汽汽车的最的最终速度可能小于速度可能小于vC汽汽车所受的阻力一定大于

20、所受的阻力一定大于mgsin D汽汽车所受的阻力可能小于所受的阻力可能小于mgsin 解析：解析：由由PFv可知，汽车上坡时的牵引力大于下坡时的牵引力，故可知，汽车上坡时的牵引力大于下坡时的牵引力，故下坡的速度一定大于下坡的速度一定大于v，A、B错误；阻力一定大于重力沿斜面的分力，错误；阻力一定大于重力沿斜面的分力，否则不可能达到匀速运动故选否则不可能达到匀速运动故选C.答案：答案：C2020年年10月月2日日281如如图所示，演所示，演员正在正在进行行杂技表演由技表演由图可估算出他将一只可估算出他将一只鸡蛋蛋抛出的抛出的过程中程中对鸡蛋所做的功最接近于蛋所做的功最接近于()A0.3 JB3

21、JC30 J D300 J解析：解析：由生活常识及题图知，一只鸡蛋的质量接近由生活常识及题图知，一只鸡蛋的质量接近0.05 kg，上抛高，上抛高度在度在0.6 m左右，则人对鸡蛋做的功左右，则人对鸡蛋做的功Wmgh0.3 J，故，故A对，对，B、C、D错错答案：答案：A2020年年10月月2日日292020年年10月月2日日30答案：答案：AD2020年年10月月2日日31答案：答案：C2020年年10月月2日日324如如图所示，水平所示，水平传送送带正以正以 2 m/s的的 速度运行，两端水平距离速度运行，两端水平距离l8 m，把一，把一质 量量m2 kg的物的物块轻轻放到放到传送送带的的A

22、端，端，物物块在在传送送带的的带动下向右运下向右运动，若物，若物块与与传送送带间的的动摩擦因数摩擦因数0.1，则把把这个物个物块从从A端端传送到送到B端的端的过程中，不程中，不计物物块的大小，的大小，g取取10 m/s2，求摩擦力，求摩擦力对物物块做功的平均功率做功的平均功率解析：解析：物块刚放到传送带上时，由于与传送带有相对运动，物块受物块刚放到传送带上时，由于与传送带有相对运动，物块受向右的滑动摩擦力，物块做加速运动，摩擦力对物块做功，物块受向右向右的滑动摩擦力，物块做加速运动，摩擦力对物块做功，物块受向右的摩擦力为：的摩擦力为：Ffmg0.1210 N2 N，加速度大小为加速度大小为ag0.110 m/s21 m/s22020年年10月月2日日33演讲完毕，谢谢观看！Thank you for reading!In order to facilitate learning and use,the content of this document can be modified,adjusted and printed at will after downloading.Welcome to download!汇报人：XXX汇报日期：20XX年10月10日2020年年10月月2日日34