7.如图5-1-7所示,某个力F=10N作用于半径为R=lm的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致,则转动一周这个力F做的总功为
A.0B.
J
C.10JD.
J
8.如图5-1-8所示,滑轮和绳的质量及摩擦不计,用力F开始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)
第2课时功率
重点难点例析
一、功率的计算
1.平均功率即某一过程的功率,其计算既可用
也可用P=F·v
2.瞬时功率即某一时刻的功率,其计算只能用P=F·v
【例1】一个质量为m的物体,从高度为h,长度为L的光滑斜面顶端由静止开始下滑,求物体到达斜面底端时重力做功的功率?
●拓展
从空中以40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体,不计空气阻力,取g=10m/s2,求
(1)在抛出后3s内重力的功率.
(2)在抛出后3s时重力的功率(设3s时未落地).
=300W
二、机车的启动问题
【例2】质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,运动中的阻力不变.求:
①汽车所受阻力的大小.②3s末汽车的瞬时功率.③汽车做匀加速运动的时间。
④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功.
●拓展
汽车质量5t,额定功率为60kW,当汽车在水平路面上行驶时,受到的阻力是车重的0.1倍,问
(1)汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少?
(2)若汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?
三、利用
求变力做功问题
如果汽车是以恒定功率起动,则牵引力是变力,发动机做功为变力做功,但抓住汽车的功率不变,由
可求汽车牵引力做的功.
☆易错门诊
【例3】卡车在平直公路上从静止开始加速行驶,经时间t前进距离s,速度达到最大值vm。
设此过程中发动机功率恒为P,卡车所受阻力为f,则这段时间内,发动机所做的功为()
A.PtB.fsC.Pt-fsD.fvmt
课后创新演练
1.汽车以恒定功率P由静止出发,沿平直路面行驶,最大速度为v,则下列判断正确的是()
A.汽车先做匀加速运动,最后做匀速运动
B.汽车先做加速度越来越大的加速运动,最后做匀速运动
C.汽车先做加速度越来越小的加速运动,最后做匀速运动
D.汽车先做加速运动,再做减速运动,最后做匀速运动
2.物体所受到的合外力为一恒力,由静止开始运动,该力的作用时间越长,则下列不正确的是()
A.物体的瞬时速度越大
B.物体的瞬时加速度越大
C.在单位时间内对物体所做的功越多
D.该力的瞬时功率越大
3.质量为5kg的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动.若它在2s内从静止开始速度增加到4m/s,则在这一段时间里外力对小车做功的平均功率是()
A.40WB.20W
C.10WD.5W
4.质量为5t的汽车,在水平路面上以加速度a=2m/s2起动,所受阻力为1.0×103N,汽车起动后第1秒末的即时功率是()
A.2kWB.22kW
C.1.1kWD.20kW
5.从距地面相同高度处,水平抛出两个质量相同的球A和B,抛出A球的初速为v0,抛出B球的初速为2v0,则两球运动到落地的过程中()
A.重力的平均功率相同,落地时重力的即时功率相同
B.重力的平均功率相同,落地时重力的即时功率不同
C.重力的平均功率不同,落地时重力的即时功率相同
D.重力的平均功率不同,落地时重力的即时功率不同
6.一列火车在功率恒定的牵引力牵引下由静止从车站出发,沿直线轨道运动,行驶5min后速度达到20m/s,设列车所受阻力恒定,则可以判定列车在这段时间内行驶的距离()
A.一定大于3kmB.可能等于3km
C.一定小于3kmD.条件不足,无法确定
7.质量m为5.0×106kg的列车以恒定不变的功率由静止沿平直轨道加速行驶,当速度增大到v1=2m/s时,加速度a1=0.9m/s2,当速度增大到v2=10m/s时,加速度a2=0.1m/s2.如果列车所受阻力大小不变,求:
(1)列车所受阻力是多少?
(2)在该功率下列车的最大速度是多少?
8.一辆质量为2.0×103kg的汽车以额定功率为6.0×104W在水平公路上行驶,汽车受到的阻力为一定值,在某时刻汽车的速度为20m/s,加速度为0.50m/s2,求(g取10m/s2):
(1)汽车所能达到的最大速度是多大?
(2)当汽车的速度为10m/s时的加速度是多大?
(3)若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行驶),加速度的大小为a=1.0m/s2,则这一过程能保持多长时间?
第3课时动能及动能定理
重点难点例析
一、动能定理的理解
1.动能定理的公式是标量式,v为物体相对于同一参照系的瞬时速度.
2.动能定理的研究对象是单一物体,或可看成单一物体的物体系.
3.动能定理适用于物体做直线运动,也适用于物体做曲线运动;适用于恒力做功,也适用于变力做功;力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分段作用.只要求出在作用的过程中各力所做功的总和即可.这些正是动能定理的优越性所在.
4.若物体运动过程中包含几个不同的过程,应用动能定理时可以分段考虑,也可以将全过程视为一个整体来考虑.
【例1】一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,测得停止处对开始运动处的水平距离为S,如图5-3-1,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同.求动摩擦因数μ.
●拓展
从离地面H高处落下一只小球,小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k(k<1)倍,而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,求:
(1)小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是多少?
(2)小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是多少?
二、动能定理的应用技巧
【例2】如图5-3-2所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止.求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功.
●拓展
电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的物体.绳的拉力不能超过120N,电动机的功率不能超过1 200W,要将此物体由静止起,用最快的方式将物体吊高90m(已知物体在被吊高90m以前已开始以最大速度匀速上升),所需时间为多少?
(g取10m/s2)
三、多物体多过程动能定理的应用技巧
如果一个系统有两个或两个以上的物体,我们称为多物体系统.一个物体同时参与两个或两个以上的运动过程,我们称为多过程问题.对于多物体多过程问题,我们可以有动能定理解决.解题时要注意:
多过程能整体考虑最好对全过程列动能定理方程,不能整体考虑,则要分