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1、例析功和功率知识点一、功一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离;这两个条件必须同时具备,缺一不可。不做功的三种情况:物体移动了一段距离,但是没有受到力的作用,物体受到力的作用,但没有移动距离,物体受到力的作用,也移动了距离,但物体移动的距离跟物体受到的力的方向垂直。例1如图1所示的各个过程中,人对物体做功的是()图1A踢出去的足球在草地上滚动一段距离B学生背着书包在水平路面上匀速前进C运动员在举起杆铃的过程中D用力推汽车,汽车纹丝不动解析:A选项中踢出去的足球在草地上滚动一段距离,是
2、因为足球具有惯性的原因,水平方向上没有受到向前力的作用,人对足球没有做功,不符合题意;B选项中学生背着书包在水平路面上匀速前进,学生给书包的力是向上的,向上没有移动距离,学生对书包没有做功,不符合题意;C选项中运动员在举起杠铃的过程中,给杠铃一个向上的力,向上移动了距离,运动员对杠铃做了功,符合题意;D选项中用力推汽车,汽车没有移动,力对汽车没有做功,不符合题意。答案:C知识点二、功的计算在力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。公式表达为:W Fs,其中,W表示功,单位是焦耳(J),F表示作用在物体上的力,单位是牛(N),s表示这个物体在力的方向上移动的距离,单位是米(m),1J
3、1Nm 。物体受重力下落,实际上是重力做功,当提起或举起物体时,实际上是克服重力做功,计算公式通常写成WGh 。例2小宇用150N的水平推力推一重200N的物体,在光滑的水平面上移动了3m,则推力所做的功是 J,重力做的功是J;若把此物体匀速举高2m,则举力做功 J。解析:根据做功的两个必要因素,图甲中物体在水平推力F1作用下沿推力方向前进了距离s,则推力做功W1F1s150N3m450J;重力G与物体移动距离s的方向垂直,所以重力对物体没有做功。当用力将物体匀速举高时,物体受力如图乙所示,此时举力F2与重力二力平衡,故F2G 200N,物体在举力的方向上移动的距离为h2m,所以举力做功W2F
4、2hGh200N2m400J 。答案:450;0;400知识点三、功率功与做功所用时间之比叫做功率,用字母P表示,它表示做功的快慢,不能表示做功的多少。公式为:PW/t ,其中,P功率瓦特(W),W功焦耳(J),t时间秒(s)。1W1J/s ,1KW1000W 。正体的W代表瓦特,是功率的单位,斜体的W代表功,是一个物理量。物体在力F的作用下,沿着力F的方向做匀速直线运动,速度为v,则力做的功为WFs ,力F的功率为:PW/tFs/tFv ,即功率等于物体受到的力与物体在力的方向上运动速度的乘积。例3建筑工地上,一架起重机将质量为2t的货物以0.1m/s的速度匀速提升10m后又水平匀速移动5m,求:在货物上升的过程中,起重机对货物做功的功率。(g=10N/kg)解析:因为匀速运动,所以起重机对货物的拉力F=G=mg=2103kg10N/kg=2104N,在整个过程中,起重机只在匀速提升货物的过程中对货物做了功,故W=Fs=2104N10m=2105J,再求出重物上升的时间t=s/v=10m/0.1m/s=100s,故可求出功率P=W/t=2105J/100s =2103W。或者在货物上升的过程中,起重机对货物的拉力F=2103kg10N/kg=2104N,拉力移动的速度大小v =0.1m/s,故起重机对货物做功的功率PFv2104N0.1m/s2103W。答案:2103W。2