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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 功和功率导 入 神奇的机械功第1节 机械功第2节 功和能第3节 功率第4节 人和机械第1节 机械功1、机械功：用于某物体的恒力大小为，该物体该力的方向运动，经过位移则与的乘积叫做机械功，简称功。用表示。（1）功的计算公式：（单位：焦耳，用字母J表示） （2）做功的两个必要条件： 物体受到力的作用； 在力的方向上发生位移。注意：不能把功理解为力与位移的无条件的简单结合；不能认为只要物体受力的作用，物体又运动了一段位移，力就一定对物体做功例如一个物体在光滑平面上做匀速直线运动，虽然物体受到重力和支持力，并且物体运动了一段位，但这段位移并不是在力的方向上的位移，重力
2、和支持力都不对物体做功2、的物理意义：（1）式中可理解为物体在力的方向上的位移，功的大小等于力与力的方上的位移的乘积；也可将式中理解为是在位移方向上的力，功的大小等于位移和位移方向上的力的乘积（2）虽然力（F）和位移（s）都是矢量，功（W）也有正负，但功是标量： 当90，cos 0 W0，力对物体做正功，表明力对物体的运动有推动作用。 当90180时，cos0，W0，力对物体做负功，表明力对物体的运动有阻碍作用，也可说是物体克服个力做功；当90时，cos= 0，W0，力对物体不做功。（3）当F，s，a确定后，力F对物体做的功w有确定值，跟物体做什么性质的运动（匀速运动或变速运动）无关，也跟物体
3、同时受到的其他力无关（4）同一个力做功的数值大小与参照系的选取有关，这叫做功的相对性例如汽车刹车后向前滑行的过程中，静止在汽车地板上的货物受到向后的摩擦力f；若选地面为参照物，f对货物做负功；若选汽车车厢为参照系，f对货物不做功通常末说明参考系时，应认为是选地面为参考系。（5）的运用条件是：F的大小和方向都是不变的恒力。3、对几种不同力做功的分析（1）重力做功：如图所示，质量为m的物体在竖直面内沿曲线从A运动到B，在重力方向上的位移为hAB，重力做正功WAB = mghAB，从A到C，在重力方向上的位移为hAC，重力做负功 WAC mghAC，由此可见，重力做功的大小等于重力乘以两个位置的高度
4、差，下降时重力做正功，上升时重力做负功做功的多少与运动的轨迹是直线还是曲线无关，只与重力大小和两位置的高度差有关不仅仅是重力，往后学习的电均力做功也是如此，它们做功的多少都与具体的路径无关，只与物体的初末位置有关。（2）摩擦力做功：如图所示，物体在水平地面上从A向右滑行到B，位移为sAB，所受摩擦力f向左，则摩擦力做功W fsAB，说明滑动摩擦力做负功。如图所示，物体被轻放到向右运动的水平传送带上，物体将受传送带所给的向右的摩擦力f作用，从A向右做匀加速运动到B，发生位移为sAB，则摩擦力对物体做的功为W fsAB，说明滑动摩擦力做正功。如图所示，物体 A 在 B 施予的静摩擦力作用下与 B
5、一起向右加速一段位移 sab ，A 受静摩接力的大小为f ，方向向左，则此摩擦力做的功为W fsab，说明静摩擦力做正功如图所示，如果由物体 A 与 B 一起以初速度v0 由 a 向右减速滑行到 b，位移为sab，A 受静摩擦力的大小为f，方向向右，则此摩擦力做的功为W fsab，说明静摩擦力可做负功。由上述四种情况可知，滑动摩擦力与静摩擦力都既可做正功，又可做负功（3）作用力与反作用力做功：如图所示，在光滑水平面上，两磁铁N极相对，相向滑行，各自受到磁场斥力作用，因为场斥力的方向与物体运动的方向（即位移方向）相反，所以这一对作用力与反作用力同时分别在做负功如图所示，在光滑水平面上，两磁铁因相
6、互吸引而相向运动，各自受力方向与其运动方向相同，可见这一对作用力与反作用力同时分别在做正功如果上两例中都固定一块磁铁，则磁场力对该磁铁不做功，在上图中，磁场力将对另一块磁铁做负功，在上图中，磁场力将对另一块磁铁做正功可见，一对作用力与反作用力，可能有一力不做功，另一反作用力仍然可做正功或做负功，我们再分析上图中，B 对A 的静摩擦力对P做正功的同时，A 对 B 的静摩擦力对 B 做负功。由以上分析看，一对作用力与反作用力做功的可能情况是，同时做正功；或同时做负功；或一力不做功而其反作用力做正功或负功；一力做正功而其反作用力做负功；或都不做功。4、功的原理：合用任何机械时，动力对机械所做的功，总
7、是等于机械克服阻力所做的功。（1）任何机械都不能省功。（2）如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量。第3节 功率1、功率：物理学上用物体所做的功与完成这些功所用时间的比值，作为在该时间内物体平均做功快慢的量度。求做功快慢的物理量叫做功率。，。2、平均功率：物理学中把物体在一段时间内所做的功的功率的平均值称为平均功率，通常用表示，而把某一时刻的功率叫做瞬时功率。当做功的力与物体的位移同方向时，瞬时功率用表述。当物体做匀速运动时，平均功率与瞬时功率相同。3、功率的概念及其理解：（1）力对物体做的功W跟完成这些功的所历时间T的比值，叫这个力做功的功率功率的定义式P W/t在数值上等
8、于单位时间内所做的功，是表示力对物体做功快慢的物理量（2）功率的国际单位为瓦特，用字母W表示。1kW=1000W1马力=735W kWh 是功的单位而不是功率的单位， （3）力对物体做功多，其功率不一定大；功率大，力对物体做的功并不一定多如果力对物体做的功与时间成正比，则功率为恒量；如果力对物体做的功与时间不成正比，则功率的大小与所研究的时间有关4、额定功率和实际功率：（1）做功机械能长时间正常工作的最大输出功率叫做机械的额定功率它是动力机械的性能指标之一，与机械是否做功无关，与机械实际做功的快慢也无关系（2）机械工作时的实际输出功率叫做实际功率实际功率不应（不可能）大于额定功率，否则会缩短机
9、械的使用寿命，甚至损坏机械5、平均功率和瞬时功率：（1）从功率的定义式P W/t来看，只要在t时间内完成了W的功，不论是恒力做功还是变力做功，也不论物体做匀速运动还是变速运动，应用定义式P W/t计算出的P只能是t时间内的平均功率（2）将恒力功的计算公式W Fscos代入P = W/t可得 上式中表示力F与速度v的夹角当0时，cos = 1，P Fv；可见P = Fv只适用于F与v方向相同的情况，当F与v成在一定夹角时，要将F（或v）投影（分解）到速度v（或F）方向上计算功率，故上式却是具有普遍意义的功率计算公式。 在利用P Fv cos计算功率时，若F为恒力，v为一段时间内的平均速度，则计算
10、出的是这段时间内的平均功率；若v为某一时刻的瞬时速度，F为该时刻力的大小，则计算出的是该时刻力的瞬时功率。第4节 人和机械1、机械效率：2、机械功率和机械效率：（1）使用机械工作时，必须有动力对机械做功，动力对机械所做的功叫做输入功（又叫总功），机械克服有用阻力所做的功叫做输出功（又叫有用功），输出功与输入功的百分比叫做机械效率，机械效率用表示，即： =（W出/W总）100%（2）动力对机械做功的功率叫做输入功率(又叫总功率)，机械克服有用阻力做功的功率叫做输出功率(又叫有用功率)由于W出 = Pt，W入 = P入t，所以机械效率表达式也可以写作 = （P出/P入）100%（3）机械效率与机械
11、功率不同机械功率描述机械做功的快慢，机械效率描述功的利用率的高低；机械功率的单位是瓦特，机械效率是没有单位的纯数值；由于使用机械时额外功是不可避免的，所以机械效率的数值总是小于1的，而机械功率的数值却无此限制。习题1关于功是否为矢量，下列说法正确的是()A因为功有正功和负功，所以功是矢量B因为功没有方向性，所以功是标量C力和位移都是矢量，功也一定是矢量D力是矢量，功也是矢量2质量分别为m1和m2的两个物体，m1W2BW1P2 CW1W2，P1P2 DW1W2，P1=P27关于力对物体做功如下说法正确的是()A滑动摩擦力对物体一定做负功B静摩擦力对物体可能做正功C作用力的功与反作用力的功其代数和
12、一定为零D合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态8用轻绳拴一个质量为m的小球以加速度a向上提升一段距离s，则拉力对小球做的功为( )AmgsBm(g+a)s Cmas Dm(g-a)s9如图1-3所示，质量为m的物块始终静止在倾角为的斜面上，下列说法正确的是( )A若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功B若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgsC若斜面向左以加速度a匀加速移动距离s，斜面对物块做功masD若斜面向下以加速度匀加速移动距离s，斜面对物块做功m(g+a)s图1-310如图1-4所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成角的静止皮带上，运动员用力后蹬
13、皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒定为f，使皮带以速度v匀速运动，则在运动过程中下列说法正确的是( )图1-4A人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力B人对皮带不做功C人对皮带做功的功率为mgvD人对皮带做功的功率为fv11下列说法正确的是()A摩擦力对物体做功，其机械能必减少B外力对物体做功，其机械能必不守恒C做变速运动的物体可能没有力对它做功D物体速度增加时，其机械能可能减少12下列说法正确的是 ()A作用力做正功时，反作用力一定做负功B作用力不做功时，反作用力也一定不做功C作用力和反作用力的功一定大小相等，正负相反D作用力做正功时，反作用力也可以做正功13沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同
14、的斜面向上拉同一物体到顶端，以下说法中正确的是()A沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多B滑长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D上述几种情况重力做功同样多14当重力对物体做正功时，物体的重力势能和动能可能的变化情况，下面哪些说法正确( )A重力势能一定增加，动能一定减小B重力势能一定减小，动能一定增加C重力势能一定减小；动能不一定增加D重力势能不一定减小，动能一定增加15质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v4时汽车的瞬时
15、加速度的大小为()APmv B2Pmv C3Pmv D4Pmv16物体在地面上20m高的地方以7ms2的加速度竖直下落，则在下落的过程中，物体的机械能的变化是()A不变B减小C增大D无法确定二、本题共5小题，每空2分，共16分把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答图1-517质量为100g的物体，做下列几种运动(g取10ms2)(1)若物体匀速上升了5.0m(空气阻力可忽略不计)，动力对物体所做的功为_J；(2)若物体以1.2ms2的加速度上升了6.0m(空气阻力可忽略不计)，动力对物体所做的功为_J.18如图1-5，M2kg的均匀木板长为L40cm,放在水平面上，右端与桌面齐，板与桌面
16、间的动摩擦因数为0.2，现用水平力将其推落，水平力至少做功为_19一个质量为m的小球，从高h处自由下落，则下落过程中重力对小球做功的平均功率是_；落地时重力的瞬时功率是_20如图1-6所示质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，现在使斜面体向右水平匀速移动距离l则摩擦力对物体做的功Wf=_；斜面对物体的弹力做的功WN=_(物体与斜面体保持相对静止)图1-621在光滑的水平面上，用一水平恒力F将物体由静止开始水平移动s，作用力的平均功率是P，如果力变为4F，则此力使同一物体同样移动s，在后一过程中，力做功的平均功率为_.三、本题共5小题，第2225每题7分，第26题8分，
17、共36分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位22如图所示，质量为m的小球从高为h的斜面的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达h3高度的D点时的速度为零，此过程中物体重力做的功是多少?图1-723如图所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上竖直固定一长度为l、劲度系数为h的轻质弹簧现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离在这一过程中，若P端上移的距离为H，求物体重力势能的增加量.图1-824在一段平直公路上，一辆质量m=10t的卡车速度从v1=5m/s均匀增加到v2=15m/s，经过的时
18、间t=50s，如果车在运动时受到的阻力为车重力的k倍，k=0.05，求：（1）发动机的平均功率。（2）在这段路程的时间中点和位移中点发动机的瞬时功率。（g=10m/s2）25汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为P0=80kW，汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5103N，汽车的质量M=2.0103kg.求：(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度；(2)当汽车的速度为5m/s时的加速度；(3)当汽车的加速度为0.75m/s2时的速度26某同学在跳绳比赛中，每分钟跳120次，若每次起跳中有4/5时间腾空.该同学体重50kg，则他在跳绳中克服重力做功的平均功率为多少?若他在跳绳的1min内，心脏跳动了60次，每次心跳输送110-4m3的血液，其血压(可看作心脏血液压强的平均值)为2104Pa，则心脏工作的平均功率为多少?(g取10m/s2)答案：1B 2C 3ACD 4D 5A 6B 7B 8B 9ABC 10AD11CD 12D 13D 14C 15C 16B 175，6.72 180.8J 19， 20mglsincos，一mglsincos 218P 222mgh/3 2324（1）7104W，（2）7104W，7.8104W 24(1)32m/s ，(2)6.75m/s2，(3)20m/s 25200W，2W专心-专注-专业