《高中物理人教版必修2课件：第七章第4讲习题课：功、功率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教版必修2课件：第七章第4讲习题课：功、功率（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 机械能守恒定律守恒定律 第4讲 习题课：功、功率 目标定位 1.熟练掌握恒力做功的计算方法，初步掌握求变力做功的方法. 2.知道作用力、反作用力的功及摩擦力做功特点并能熟练分析有 关问题. 3.理解P 和PFv的区别，并会运用这两式计算功率. 4.进一步掌握机车两种启动的过程分析及有关计算. 1预习导学 梳理识记点拨 2课堂讲义 理解深化探究 3对点练习 巩固应用反馈 4 第4讲 习题课：功、功率 预习导学 梳理识记点拨 一、功 1.公式：W_ (1)该公式只适用于 做功. (2)是力与 的夹角，l为物体对地的位移. 位移方向 Flcos 恒力 5 第4讲 习题课：功、功率 2.功的正
2、负判断 (2)物体做曲线运动时，由力F与速度v之间的夹角判断( 方法同上). 负 不做功 正 6 第4讲 习题课：功、功率 3.多个力的合力做的功 (1)先求F合，再根据WF合lcos 计算，一般适用于整 个过程中 恒定不变的情况. (2)先求各个力做的功W1、W2Wn，再根据W总_ 计算总功，一般适用于在整个过程中某些 力分阶段作用的情况. W2Wn 合力 W1 7 第4讲 习题课：功、功率 二、功率 1.P ，P为时间t内的 . 2.PFvcos (为F与v方向的夹角) (1)v为平均速度，则P为 功率. (2)v为瞬时速度，则P为 功率. 想一想 对机车的功率PFv，式中F为机车的牵引力
3、，还是机车 的合外力？ 答案 F为机车的牵引力. 瞬时 平均功率 平均 8 第4讲 习题课：功、功率 课堂讲义 理解深化探究 一、功的计算 1.公式WFlcos ，其中F为恒力，l是物体相对地面的位移， 功的计算的流程图如下： 9 第4讲 习题课：功、功率 2.变力做功的计算 (1)将变力做功转化为恒力做功. 当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时， 这类力的功等于力和路程的乘积. (2)当变力做功的功率P一定时，如机车恒定功率启动， 可用WPt求功. 10 第4讲 习题课：功、功率 例1 将一质量为m的小球竖直向上抛出，小球上升h后又落回 地面，在整个过程中受到的空气阻力大小始终为
4、Ff，则关于这 个过程中重力与空气阻力所做的功，下列说法正确的是( ) A.重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为2Ffh B.重力做的功为0，空气阻力做的功也为0 C.重力做的功为0，空气阻力做的功为2Ffh D.重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为0 11 第4讲 习题课：功、功率 解析 重力是恒力，可以用公式WFlcos 直接计算， 由于位移为零，所以重力做的功为零；空气阻力在整个 过程中方向发生了变化，不能直接用公式计算，可进行 分段计算，上升过程和下降过程空气阻力做的功均为 Ffh，因此在整个过程中空气阻力做的功为2Ffh.故选 项C正确. 答案 C 12 第4讲 习题课：功、功率
5、 二、作用力、反作用力的功及摩擦力功的特点 1.作用力、 反作用力做功的特点：作用力和反作用力虽然等大反向 ， 但由于它们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，大小也不一定相等. 2.摩擦力的功 (1)不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力都可以是动力也可以是阻力， 也可能与位移方向垂直，所以不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既 可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功. 13 第4讲 习题课：功、功率 (2)一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静 止，即两个物体的对地位移相同，所以两个相互作用的 静摩擦力做功的总和为零. (3)一
6、对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对 滑动，即两个物体的对地位移不相同，所以两个相互作 用的滑动摩擦力做功的总和不为零. 14 第4讲 习题课：功、功率 例2 质量为M的木板放在光滑水平面上，如图1所示.一个质量 为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前 进了l，同时木板前进了x，若滑块与木板间的动摩擦因数为， 求摩擦力对滑块、对木板所做的功各为多少？滑动摩擦力对滑 块、木板做的总功是多少？ 图1 15 第4讲 习题课：功、功率 解析 由题图可知，木板的位移为lMx时，滑块的位移为 lmlx，m与M之间的滑动摩擦力Ffmg.由公式W Flcos 可得，摩擦力对滑块所做的
7、功为Wmmglmcos 180 mg(lx)，负号表示做负功.摩擦力对木板所做的功为 WMmglMmgx.这对滑动摩擦力做的总功：WWm WMmg(lx)mgxmgl. 答案 mg(lx) mgx mgl 16 第4讲 习题课：功、功率 三、功率的两个公式P 和PFv的区别 1.P 只能计算平均功率，而PFv能计算平均功率和 瞬时功率. 2.应用公式PFv时需注意 (1)F与v方向在同一直线上时：PFv. (2)F与v方向有一夹角时：PFvcos . 17 第4讲 习题课：功、功率 例3 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受 到水平力的作用.力的大小F与时间t的关系如图2所示，力
8、的方 向保持不变，则( ) 图2 18 第4讲 习题课：功、功率 解析 3t0时速度 19 第4讲 习题课：功、功率 02t0内，力F0做的功 20 第4讲 习题课：功、功率 2t03t0内水平力3F0做的功 答案 BD 21 第4讲 习题课：功、功率 四、机车启动问题 1.机车的输出功率：PFv，其中F为机车的牵引力，v为机车的瞬 时速度. 4.机车以恒定功率运行时，牵引力的功WPt. 22 第4讲 习题课：功、功率 例4 一列火车总质量m500 t，机车发动机的额定功率P6105 W ，在轨道上行驶时，轨道对火车的阻力Ff是车重的0.01 倍，g取 10 m/s2，求： (1)火车在水平轨
9、道上行驶的最大速度； 解析 火车速度达到最大时，牵引力与阻力平衡，即FFf kmg时火车的加速度为零，速度达最大vm， 答案 12 m/s 23 第4讲 习题课：功、功率 (2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为v1 1 m/s和v210 m/s时，火车的瞬时加速度a1、 a2各是多少； 24 第4讲 习题课：功、功率 答案 1.1 m/s2 0.02 m/s2 (3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时，发动机的实际功率 P； 解析 当v36 km/h匀速运动时，发动机的实际功率为：P kmgv5105 W. 答案 5105 W 25 第4讲 习题课：功、功率 (4)若
10、火车从静止开始，保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运 动，这一过程维持的最长时间. 答案 4 s 26 第4讲 习题课：功、功率 对点练习 巩固应用反馈 对作用力、反作用力的功及摩擦力功的理解 1.如图3所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程 中，A、B之间有相互作用的力，则对力做功的情况，下列说法正 确的是( ) A.A、B都克服摩擦力做功 B.AB间弹力对A、B都不做功 C.摩擦力对B做负功，对A不做功 D.AB间弹力对A不做功，对B做正功 图3 27 第4讲 习题课：功、功率 解析 A、B间的相互作用力Ff1 与Ff2、FAB与FBA如图所示，A没 有发生位移，Ff2、FB
11、A对A不做 功，B发生了位移，Ff1做负功， FAB与位移成90角，不做功，B 、C对，A、D错. 答案 BC 28 第4讲 习题课：功、功率 功的计算 2.解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨” 的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，假设驴拉磨的力F总是 与圆周轨迹的切线共线，运动的半径为R，则驴拉磨转动一周 所做的功为( ) A.0 B.FR C.2FR D.无法判断 解析 力与运动方向的切线共线，故WFl1Fl2Fl3 F2R. C 29 第4讲 习题课：功、功率 P 和PFv的应用 3.质量为2 kg的物体做自由落体运动，经过2 s落地.取g 10 m/s2.关于重力做功的功
12、率，下列说法正确的是( ) A.下落过程中重力的平均功率是400 W B.下落过程中重力的平均功率是100 W C.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 W D.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W 30 第4讲 习题课：功、功率 答案 C 31 第4讲 习题课：功、功率 机车启动问题 4.如图4所示为一正在施工的塔式起重机.在起重机将质量m 5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加 速直线运动，加速度a0.2 m/s2，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vm1.02 m/s的匀速运动.取g 10 m/s2，不计额外功.求： 图4 32 第4讲
13、习题课：功、功率 (1)起重机允许输出的最大功率； 解析 设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到 最大速度时，拉力F0等于重力.P0F0vm F0mg 代入数据，有：P05.1104 W 答案 5.1104 W 33 第4讲 习题课：功、功率 (2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s末的输 出功率. 解析 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F，速度为v1，匀加速运动经 历时间为t1，有：P0Fv1 Fmgma v1at1 由，代入数据，得：t15 s 34 第4讲 习题课：功、功率 t2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2， 输出功率为P，则v2at PFv2 由，代入数据，得： P2.04104 W. 答案 5 s 2.04104 W
