第10讲 功与功率.docx

1、第10讲 功与功率第十讲 功与功率【知无巨细】 知其一：功的定义：在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功；要点诠释1：力做功的两要素：一是物体必须受到力的作用；二是物体在这个力的方向上所通过的距离。这两个因素缺少任何一个都不能说力对物体做功。要点诠释2：三种不做功的情况：(1) 靠惯性运动的物体没有力对它做功。(2) 物体受到力的作用, 但没有移动距离, 也就不可能在力的方向上通过距离, 力对物体不做功。(3) 物体受到力的作用, 同时也运动了一段距离, 但两者相互垂直, 即在力的方向上没有通过距离, 这个力也没有对物体做功。例一：如图所

2、示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央, 她针对此过程提出了如下的猜想. 你认为合理的是（）A 文具盒所受重力对它做了功B 文具盒所受支持力对它做了功C 文具盒所受的推力F对它做了功D 在此过程中没有力对文具盒做功解析：物体在竖直方向上没有移动距离, 故支持力和重力不做功, 故A、B错误；物体在推力的方向上移动了距离, 所以推力对物体做功. 故C正确、D错误。故选C。1、在下面的哪个情境中人对物体做了功（）A. 小华用力推车，但没有推动B. 小强举着杠铃静止不动C. 小翔把一桶水从井中提起D. 小悦背着书包静立在原地2、如图所示的情景中,关于力对杯子做功的描述正确的是( )A. 用力

3、推杯，杯没动，推力对杯子做功了B. 托着杯子长时间不动，托力对杯子做功了C. 托着杯子水平向右移动，托力对杯子做功了D. 托着杯子竖直向上移动，托力对杯子做功了知其二：功的计算公式：功等于力F跟物体在力的方向上通过的距离s的乘积。如果功用W表示，则可用如下公式表示：W=Fs要点诠释1：力的单位是牛（N）,距离的单位是米（m）,国际单位制中功的单位是焦耳,简称焦符号为J要点诠释2：1焦=1牛米。意义是：1牛的物体在力的方向上通过1米的距离时，所做的功为1焦。要点诠释3：功是用来量度能量转化的多少，即物体做了多少功就有多少能量转化为其他形式的能。例二：如图,小丽和爷爷进行爬楼比赛.他们同时从一楼出

4、发,爬到五楼,结果小丽先到达.已知小丽的体重比爷爷的体重小.下列说法正确的是( )A、爬到五楼时,小丽做的功比爷爷做的功多B、爬到五楼时,爷爷做的功比小丽做的功多C、小丽做功的功率一定比爷爷做功的功率大D、爷爷做功的功率一定比小丽做功的功率大解析：因为小丽的体重比爷爷的体重小,爬到五楼时,高度相同,所以由可知,爷爷做的功比小丽做的功多,故A错误,B正确；因为爷爷做的功比小丽做的功多,但爷爷用的时间比小丽长，所以由可知,爷爷做功的功率与小丽做功的功率无法比较,故C、D错误。故选B.例三：甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲v乙，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙

5、及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是（）A. F甲F乙B. F甲W乙D. W甲v乙，所以在相同的时间内路程关系：s甲s乙，F甲=F乙。因为W=Fs，F甲=F乙，所以W甲W乙，故C正确、D错。故选C。1、一个重为2N的皮球从10m高处下落3m的过程中,重力对它所做的功为( )A. 20JB. 6JC. 14JD. 26J2、如图所示,AB AC AD为三个光滑面,其中AD为曲面,物体由A点分别沿着三个面下滑时,重力所做的功分别为、，则三者的大小关系为_.知其三：功率：单位时间内完成的功的多少。要点诠释1：功率是表示物体做功快慢的物理量。物体做功快，则功率大；功率大，则物体做功快。要

6、点诠释2：要比较物体做功的快慢，通常有两种办法。一是完成同样的功，比较所需要的时间，做工时间越长，则做功越慢；二是在同样多的时间内，比较做功的多少，所做的功越多，则做功越快。例四：两个体重不同的人，都从一楼上到三楼，甲是走上去的，乙是慢跑上去的，那么，下列说法中正确的是（ ）A、体重大的人做的功多，功率也大B、慢跑上去的人做的功多，功率也大C、走上去的人做的功多，但功率较小D、条件不足，无法比较功和功率的大小解析：两人都是从一楼到三楼，所以在重力方向上移动的距离相同，根据W=Fs，体重大的人做功多，但不一定功率也大，根据可知，如果体重大的人花的时间长，那么有可能他的功率小，此题不知道甲乙谁的体

7、重大，所以条件不足，无法比较。故答案应选D。1、以恒力F推物体，使它在粗糙水平面上移动一段距离，力F所做做的功为W1，平均功率为P1；以相同的恒力F推该物体在光滑水平面上移动相同的距离，此时F所做的功为W2，平均功率为P2.则下列判断中正确的是( )A.W1W2，P1P2 B.W1=W2，P1=P2C.W1=W2，P1P2 D.W1W2，P1P2知其四：功率的计算公式：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量；功率的公式，其中P表示功率，W表示功，t表示时间。要点诠释1：功的单位是焦（J）,时间的单位是秒（s）,国际单位制中功率单位是瓦特,简称瓦，符号为W要点诠

8、释2：经推导得P=Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功率可表示为Fv。（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。要点诠释3：是用来计算整个过程中的平均功率，而P=Fv既可以计算整个过程中的平均功率，也可计算某个时刻的瞬时功率。例五：某工人在水平地面上，用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体，使它沿水平方向移动10m，该过程中工人所做的功是_，水平推力的功率是_W解析：工人所做的功：W=Fs=100N10m=1000J；水平推力的功率： 例六：如图是使用汽车打捞水下重

9、物示意图，在重物从水底拉到井门的过程中，汽车以恒定速度向右运动，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了汽车功率(P)随时间(t)变化的图象(如图)，其中正确的是（） A B C D解析：此过程分三个阶段：第一个阶段，物体完全浸没在水中，此时浮力不变，F=G-F浮，所以拉力不变，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率不变；第二个阶段，物体只有一部分浸入水中，而且排开水的体积越来越小，所受浮力也越来越小，F=G-F浮，所以拉力增大，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率增大；第三个阶段，物体离开水面了，此时物体只在拉力和重力的作用下匀速运动，所以F=G，拉力不变，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率

10、不变。此题，汽车匀速运动，重物也匀速运动，在重物露出水面前，浮力不变，F=GF浮，所以拉力不变，根据P=Fv可知：汽车的功率不变；在物体露出水面而没完全露出时，浮力减小，F=GF浮，所以拉力增大，根据P=Fv可知：汽车的功率增大；在物体完全露出液面时，F=G，拉力不变，根据P=Fv可知：汽车的功率不变；综上所述，汽车的功率先不变，再增大，最后又不变，故选C.1、一辆汽车的功率为100kW，上坡时的速度是1m/s，则该汽车的牵引力是（）A100N B10N C105N D103N2、汽车以额定功率从水平路面上坡时，司机换档目的是（）A增大速度，增大牵引力 B减小速度，减小牵引力C增大速度，减小牵

11、引力 D减小速度，增大牵引力【课后练习】1学校旗杆顶端装有一个定滑轮，在升旗仪式中 ()A该滑轮可以省力B该滑轮可以省功C该滑轮可以改变力的方向D升旗时拉力没有对国旗做功2下列情形中，对物体没有做功的是 ()A举着杠铃不动B将弹簧拉力器拉长C将实心球抛向空中D把掉在地上的羽毛球捡起来3如图101所示，在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m、 2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是 ()图101A甲图中F做的功小于乙图中F做的功B甲图中F做的功等于乙图中F做的功C甲图中F做的功大于乙图中F做的功D条件不足，无法确定甲、乙图中F做的

12、功谁大4一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s(如图102所示)，该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是 ()图102AW1W2W3 BW1W2W3CW1W2W3 DW1W2W35在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图103所示。若实心球重20 N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7 m，用时约0.75 s。则球下降过程中重力做功为_J，功率为_W。图1036如图104所示，工人利用定滑轮将重500 N的物体匀速提升4 m，在此过程中做功是_J；使用定滑轮

13、可以改变力的_。图1047如图105所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知ABAC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则W1_W2，P1_P2。图1058如图106所示，用简单机械使重力都为150 N的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知OB2OA。图106(1)F1、F2、F3从大到小的顺序为_；(2)求图乙中F2的大小；_(3)利用图丙的机械，小科把此物体匀速提高2 m，用时10 s，求拉力F3的功率。9如图107所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线

14、和质量相同的钩码若干个。图107(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向_(填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时，保持_并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量_。(2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：_。他这样得出的结论是否合理？_；为什么？_。(3)实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图108所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计

15、竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：_。图10810如图109所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56 kg。身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心。(g10 N/ kg)图109(1)该同学所受重力是多少？(2)在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂l1。(3)若OB1.0 m，BC0.4 m，求地面对双手支持力的大小。11小刚利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力与重力的关系：_。G/N2345678F/N0.91.31.72.12.52.93.312对于杠杆的原理，我国古代也很注意研究

16、，在古书墨经中就对杆秤作了科学的说明。某物理小组探究如图1010所示的一杆秤，通过观察和测量知道：杆秤上标有刻度，提纽在B点，秤钩在A点，O点为刻度的起点(为零刻度点，在B点左侧)。用刻度尺量出OAl1，OBl2。图1010(1)秤钩不挂重物时，秤砣挂在O点时杆秤平衡，则重心C应在B点的_(填“左”“右”或“不确定”)侧。设该杆秤秤砣的质量为m，则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是_。(2)物理小组利用空瓶(空瓶质量比秤砣质量小一些)、细线和原有秤砣测出原秤砣的质量。方法是：用细线系在空瓶上并置于_点，慢慢往瓶中加沙子，如果杆秤恰能平衡，相当于新做了一个秤砣，再把它挂在秤钩上，移动原秤

17、砣位置至杆秤平衡，秤杆上的读数即为原秤砣质量。图1011(3)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力，杠杆的平衡条件是：F动l动F阻l阻F阻l阻，如图1011所示”。则上一问中实际上只要有刻度尺利用科学推理也可测得秤砣质量，方法是：设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙，将甲置于A点，乙置于B点右侧某点，杆秤恰好平衡。由杠杆的平衡条件可知，量出长度l1、l2后，只需从B点起向右量出长度_，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m。13如图1012所示，重为16 N的物体A在拉力F的作用下，5 s内匀速运动了0.5 m。拉力F做的功随时间变化的图像如图1013所示。已知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍。求： 图1012 图1013(1)拉力F的功率。 (2)拉力F大小。(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。