怎样比较做功的快慢

11.2 怎样比较做功的快慢 练习题精选附答案

11．2 《怎样比较做功的快慢》练习题精选 知识点回顾： 1．功率的意义：功率是表示物体做功 的物理量。 2．功率的概念：在物理学中，把 与 的比叫做功率。 3．功率的公式：P = 。 4．功率的单位：在国际单位制中，功的单位是焦（J ），时间的单位是秒（s ），功率的单位就是焦/秒（J/s ）称为 ，简称 ，符号为 。1 =1J/s 。在工程技术上，常用千瓦（kW ）作为功率的单位，1kW = W 。 知识点回顾： 1．要测量一个同学上楼的功率，需要的器材除皮卷尺、体重测量仪外，还需要 。根据测量的物理量计算功率的表达式是 。 2．正常人的心脏推动血液流动的功率约为1.5W ，那么在一天时间内心脏做功约 J 。这些功可把一个质量为60kg 的人匀速提高 m 。（g 取10N/kg ） 3．在水平地面上，用50N 的水平推力推重为100N 的 箱子，在10s 内前进了10m 。如图所示，推箱子的小 朋友做功的功率为 W 。 5．关于“功”和“功率”的说法中，正确的是（ ） A ．机器的功率越大，做的功越多 B ．功率不同的机器，做的功可能相等 C ．机器做功的时间越少，功率就越大 D ．甲做功比乙做功慢，则甲做的功比乙做的功少 6．体重相同的甲、乙两同学，同时开始登山，甲同学先到山顶，乙同学后到山顶，则（ ） A ．甲同学比乙同学做的功多，甲同学比乙同学的功率大 B ．甲同学比乙同学做的功少，甲同学比乙同学的功率大 C ．甲同学与乙同学做的功相等，他们的功率也相等 D ．甲同学与乙同学做的功相等，甲同学比乙同学的功率大 7．小华骑着一辆普通自行车，在平直公路上匀速行驶。若小华和车所受的阻力为20N ，则通常情况下，小华骑车所消耗的功率最接近（ ） A ．1W B ．10W C ．100W D ．1000W 8．李刚同学用水平拉力使重为100N 的物体以0.5米/秒的速度沿直线匀速前进，已知物体与地面间的摩擦力是20N ，求：(1)在1分钟内拉力对物体做了多少功？ (2)拉力的功率多大？ 9．一辆上海桑塔纳牌轿车在我省新建成的清——镇高速公路上 行驶， (1)它在经过如图所示的标志牌下时，速度已达40m/s ，并仍以 此速度在向前开行，这辆车是否违反了交通法规，为什么？ (2)如果这辆轿车以108km/h 的速度匀速行驶， ①从标志牌处开到镇宁需要多少时间？（结果保留两位小数） ②设这段路程为平直公路，在这段路程中，该车受到的阻力 为2×103N ，它的功率是多大？

中考专题：功和功率

功和功率 【重点难点提示】 1．重点是功和功率以及机械效率的概念。 2．难点是做功的两个必要因素以及对有用功和额外功的理解和运用。 3．考点是功的两个必要因素；功的公式和单位；功率的公式和单位；功的原理；机械效率的概念和公式；测定滑轮组的机械效率。本节知识是中考命题大综合题的重要内容，是考查学生计算能力，分析解决问题能力的落脚点，分值在10分以上。 【经典范例引路】 例1 起重机用钢绳起吊重为l ×103N 的重物，先沿竖直方向将重物匀速提高10m ，再沿水平方向将重物匀速移动9m ，然后又将重物提高lm ，起重机对重物共做了多少功？ 分析：起重机用钢绳提取重物，绳对重物所做的功就是起重机对重物所做的功。绳对重物做功有三个过程，第一、三过程绳沿竖直方向提升重物，重物在绳拉力的方向移动了距离做了功，第二过程重物在水平方向移动了距离但不是在拉力方向上移动的距离，故没做功 解：根据W=FS 知钢绳提取重物做功W=Gh=1×103N ×（10m ＋lm ）＝1.l ×104J 例2 关于功、功率、机械效率的说法错误的是（ ） A ．做功越多的机械功率越大 B ．机械效率越高的机械做功越快 C ．相同时间内做功越多的机械做功越快 D ．机械效率越高的机械它的额外功占总功的比越小 分析：功率是描述做功快慢的物理量。描述的方法是取单位时间内所完成的功，因此做功越多的机械在单位时间内完成的功不一定多，故A 选项不正确，C 选项正确。机械效率是衡量机械优劣、性能的一种技术数据。衡量方法是取W 有与W 总的比，比值越大（或W 与W 总的比值越小）其机械性能越好，做功的有效程度越高，与做功的快慢无关。故选项B 错，D 正确。 解：选 AB 。 例3 一台抽水机在 10分钟内把3.6m 3的水抽到10m 高处，若抽水机的效率是0.6，那么动力机供给抽水机的功率多大？（g 取10N ／kg ） 分析与解答：抽水机 10分钟抽水做功W 有用＝Gh=ρvgh = l ×103kg/m 3×3.6m 3×10N ／kg ×10m=3.6×105J 动力机对抽水机做功W 总=J J W 551066 .0106.3?=?=η有用 动力机输给抽水机功率P 总=W S J t W 35101600106?=?=总 例4 利用图4－15的滑轮组提取重物把800N 的货物匀速提取时需用250N 的力拉绳子，不计绳与滑轮的摩擦，求： ①若把1×103N 的重物匀速提取，作用在绳自由端的拉力至少多大？ ②若人重500N ，利用这个滑轮组向下拉绳提取货物的最大机械效率多大？

功率谱和功率谱密度的区别

谱让人联想到的Fourier变换，是一个时间平均（time average）概念，对能量就是能量谱，对功率就是功率谱。 功率谱的概念是针对功率有限信号的，所表现的是单位频带内信号功率随频率的变化情况。保留了频谱的幅度信息，但是丢掉了相位信息，所以频谱不同的信号其功率谱是可能相同的。 有两点需要注意： 1. 功率谱是随机过程的统计平均概念，平稳随机过程的功率谱是一个确定函数；而频谱是随机过程样本的Fourier变换，对于一个随机过程而言，频谱也是一个“随机过程”。（随机的频域序列） 2. 功率概念和幅度概念的差别。此外，只能对宽平稳的各态历经的二阶矩过程谈功率谱，其存在性取决于二阶矩是否存在并且二阶矩的Fourier变换收敛；而频谱的存在性仅仅取决于该随机过程的该样本的Fourier变换是否收敛。 频谱分析： 对动态信号在频率域内进行分析，分析的结果是以频率为坐标的各种物理量的谱线和曲线，可得到各种幅值以频率为变量的频谱函数F(ω)。频谱分析中可求得幅值谱、相位谱、功率谱和各种谱密度等等。频谱分析过程较为复杂，它是以傅里叶级数和傅里叶积分为基础的。 功率谱密度： 功率谱密度（PSD），它定义了信号或者时间序列的功率如何随频率分布。这里功率可能是实际物理上的功率，或者更经常便于表示抽象的信号被定义为信号数值的平方，也就是当信号的负载为1欧姆(ohm)时的实际功率。

由于平均值不为零的信号不是平方可积的，所以在这种情况下就没有傅里叶变换。维纳-辛钦定理（Wiener-Khinchin theorem）提供了一个简单的替换方法，如果信号可以看作是平稳随机过程，那么功率谱密度就是信号自相关函数的傅里叶变换。 信号的功率谱密度当且仅当信号是广义的平稳过程的时候才存在。如果信号不是平稳过程，那么自相关函数一定是两个变量的函数，这样就不存在功率谱密度，但是可以使用类似的技术估计时变谱密度。 随机信号是时域无限信号，不具备可积分条件，因此不能直接进行傅氏变换。一般用具有统计特性的功率谱来作为谱分析的依据。 功率谱与自相关函数是一个傅氏变换对。 功率谱具有单位频率的平均功率量纲。所以标准叫法是功率谱密度。从名字分解来看就是说，观察对象是功率，观察域是谱域。 通过功率谱密度函数，可以看出随机信号的能量随着频率的分布情况。像白噪声就是平行于一条直线。 一般我们讲的功率谱密度都是针对平稳随机过程的，由于平稳随机过程的样本函数一般不是绝对可积的，因此不能直接对它进行傅立叶分析。可以有三种办法来重新定义谱密度，来克服上述困难。 1. 用相关函数的傅立叶变换来定义谱密度； 2. 用随机过程的有限时间傅立叶变换来定义谱密度； 3. 用平稳随机过程的谱分解来定义谱密度。 三种定义方式对应于不同的用处，首先第一种方式前提是平稳随机过程不包含周

高考物理复习专题功和功率

专题18 功和功率（测） 【满分：110分 时间：90分钟】 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中．1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。) 1．两个相互垂直的力F 1和F 2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F 1对物体做功4J ，力F 2对物体做功3J ，则力F 1与F 2的合力对物体做的功为： （ ） A ．7J B ．5J C ．3．5J D ． 1J 【答案】A 【解析】功是标量，标量相加减遵循算术加减法，故总功为7J ，A 正确。 【名师点睛】因为功是标量，求标量的和，几个量直接相加即可． 2．人用手托着质量为m 的小苹果，从静止开始沿水平方向运动，前进距离L 后，速度为v （物体与手始终相对静止），物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是： （ ） A ．手对苹果的作用力方向竖直向上 B ．苹果所受摩擦力大小为mg μ C ．手对苹果做的功为212 mv D ．苹果对手不做功 【答案】C 选项D 错 误；故选C ． 【名师点睛】考查动能定理、牛顿第二定律及其功的的应用，注意物体在手的作用下运动，是静摩擦力，但不一定是最大静摩擦力，而只有是最大静摩擦力时，才能是μmg ，此处是易错点；讨论某一个力是否做功要看这个力与位移方向的夹角． 3．水平路面上的汽车以恒定功率P 做加速运动，所受阻力恒定，经过时间t ，汽车的速度刚好达到最大，在t 时间内： （ ）

A ．汽车做匀加速直线运动 B ．汽车加速度越来越大 C ．汽车克服阻力做的功等于Pt D ．汽车克服阻力做的功小于Pt 【答案】D 【名师点 睛】此题是牛顿第二定律的应用以及功率、动能定理的应用问题；解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动规律，汽车以恒定功率启动，先做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零后，做匀速直线运动。 4．假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率平方。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的8倍，则摩托艇的最大速率变为原来的： （ ） A ．4倍 B ．2倍 C ．3倍 D ．2倍 【答案】B 【解析】设阻力为f ，由题知：2 f k v =；速度最大时，牵引力等于阻力，则有2P Fv fv v v k ===?． 所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的8倍，则摩托艇的最大速率变为原来的2倍。故选项B 正确，选项ACD 错误。 【名师点睛】解决本题的关键：首先摩托艇的阻力大小与速度平方成正比，即：2 f k v =；当物体做匀速运动时，速度最大，此时牵引力F 与阻力f 相等：即2F f k v ==；而发动机的输出功率P Fv =，据此分析判断。 5．如图所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a 沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m 与斜面体相对静止．则关于斜面对m 的支持力和摩擦力的做功情况，下列说法中错误的是： （ ） A ．支持力一定做正功 B ．摩擦力一定做正功 C ．摩擦力可能不做功 D ．摩擦力可能做负功 【答案】B 【解析】由功的计算公式W Fxcos α=可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于90?，支持力一定做正功；故选项A 正确；而摩擦力是否存在需要讨论：

怎样比较做功的快慢教案

第2节怎样比较做功的快慢 【教学目标】 知识与技能 理解功率的概念及计算公式,知道功率的单位。 过程与方法 通过观察和联系生活实际了解功率的物理意义。 3）情感、态度与价值观 培养学生对生活中的物理知识的学习兴趣,形成对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。 【教学重难点】 学习重点：理解功率的概念、会用功率的公式进行简单的计算。 学习难点：会用功率的公式进行简单的计算。 【导学过程】 【创设情景，引入新课】 一、播放多媒体素材(视频)或画面)如用挖掘机挖土和一个工人单独挖土比较哪一种方法更快？图中的情景说明了什么问题? 类似的事例还有吗？（启发思考） 教师通过所设计的情景，将学生引入学习怎样比较做功快慢的学习主题，让学生发表自己的看法，初步知道物体做功是有快慢之分的。 【自主预习案】 一、功率 1．物理意义：描述物体做功的物理量。 2．定义：叫功率。 3．公式：， 4．单位： （1）国际单位：瓦特（W）。1W的物理意 义：。 （2）常用单位：1KW= W; 二、功率的计算 马用150N的水平拉力拉着重2×103N的车子，在水平公路上10分钟内匀速前进3×103m，求：⑴车子受到的阻力。⑵马做了多少功？⑶马的功率多大？

【课堂探究案】 探究点1：功率的概念 （1）做功“快”与做功“多”有什么不同？——做功快慢和做功多少是两个不同的概念．例如，甲在1s内做了50J的功，而乙在5s内做了100J的功时，乙做的功虽然比甲多，但它比甲用的时间长，平均1s内只做了20J的功，所以乙比甲做功要．可见，做功快慢是跟做功的多少和做功所用的时间多少有关的，在物理学中用来描述，而做功“多”在物理学中用来描述． （2）怎样比较功率的大小？——可采用下列三种方法比较功率的大小：（a）在相同的时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，功率，这是物理学中常采用的方法． （b）在完成相同功的条件下，比较所用时间的长短，所用时间越短，功 率． （c）在做功的多少和所用时间都不相同的情况下，通过计算后进行比较． 探究点2：功和功率的有关练习 1．推导计算功率的另一公式： 说明：用这一公式也可以计算功率，若v是某一时刻的速度,，还可以用它计算某一时刻的功率。 例题：一辆小轿车以10m／s的速度匀速通过该隧道，若该小轿车发动机的牵引力为6000N，则（1）小轿车发动机的功率为多少， （2）则5秒内发动机所做的功为多少 练习2: 一辆功率为45kW的汽车，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km，求汽车受到的阻力。 思路与技巧：学会用功率的另一公式来计算功率， 并注意单位，即功率的单位用，速度的单位用 探究点3：怎样估测人上楼时的功率呢？ （1）需要测量哪些物理量呢？____________________________； （2）需要用到哪些测量工具？____________________________； 其中你认为楼的高度怎样测量呢？请你写出具体的方法。 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________。 （3）请写出人上楼时的功率的实验步骤： _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________。 （4）写出人上楼时的功率的表达式_______________。

做功的快慢

《做功的快慢》教学设计 教学目标: 知识和技能: 1．能用类比的方法得出功率的概念，理解功率的概念和功率的物理意义。 2．知道功率的计算公式、会计算简单的功率问题。能通过实例、作图等多种方式来描述功率、会设计实验,估测功率。 3.知道功率的单位和功率单位的含义并能形成具体的观念。 过程与方法: 1.从生产和生活实际中认识做功有多少之分，也有快慢之别,学会 把速度的知识迁移到比较做功快慢上来。 2.通过功率的概念的教学,使学生体验概念类比的研究方法。 情感态度与价值观: 通过实验探究培养学生的发散思维能力、实事求是的科学态度,体 会研究物理问题的方法。 学情分析： 本节课是在学习功的基础知识之后的一节提升课,学生在上一节课的学习已经有了一定的计算功的基础,但是在这个基础要理解功率还是有一定的难度,所以我们应该从以前学习过的速度进行类比,让学生从已知的方面来来学习功率,这样可以减少学生在理解过程中的困难。这一节课的知识比较抽象,但是又和生活紧密相连,所以在教学过程多提示、多启发,结合学生的生活经验,一步一步的引导,让学生分析,讨论,类比,归纳,总结出概念,从而体验到学习的快乐。 教学重点：知道功率的概念,理解功率。 教学难点：用功率的公式解决较综合的题目。 教学方法：讲授法设计实验估测人的功率。 课时：1课时 教学过程 一、复习导入 1．做功的两个必要因素是什么? 2．功的计算公式是什么? 3．功的国际单位是什么? 请同学们观察图片,比较图片1和2，3和4中做功的多少与所用的时间，让学生明白做功有快慢，做功的快慢与做功的多少和做功的时间有关。 二、新课教学 （一）比较做功的快慢 学生思考：如何比较做功的快慢的? 老师引导:如何比较物体运动快慢？方法有几种? 学生回答:比较运动的两种快慢方法。老师提问如果时间和路程都不相同呢? 学生回答；计算单位时间内通过的路程 老师提问：类比比较运动的快慢方法，如何比较做功的快慢？教师引导学生能自己推出比较做功的快慢的方法。 学生回答：比较做功快慢的两种方法:相同时间比做功的多少，做功多的做功快;做功相同时比做功所用时间, 用时少的做功快。

功率谱密度

功率谱密度 不同形式的数字基带信号具有不同的频谱结构，分析数字基带信号的频谱特性，以便合理地设计数字基带信号，使得消息代码变换为适合于给定信道传输特性的结构，是数字基带传输必须考虑的问题。 在通信中，除特殊情况（如测试信号）外，数字基带信号通常都是随机脉冲序列。因为，如果在数字通信系统中所传输的数字序列是确知的，则消息就不携带任何信息，通信也就失去了意义。故我们面临的是一个随机序列的谱分析问题。 考察一个二进制随机脉冲序列。设脉冲、分别表示二进制码“0”和“1”, 为 码元的间隔，在任一码元时间内，和出现的概率分别为p和1-p。 则随机脉冲序列x(t)可表示成: 其中 研究由上面二式所确定的随机脉冲序列的功率谱密度，要用到概率论与随机过程的有关知识。可以证明，随机脉冲序列x(t)的双边功率谱公式（1）： 其中、分别为、的傅氏变换，。 可以得出如下结论： （1）随机脉冲序列功率谱包括两部分：连续谱（第一项）和离散谱（第二项）。对于连续谱而言，由于代表数字信息的及不能完全相同，故，因此，连 续谱总是存在；而对于离散谱而言，则在一些情况下不存在，如及是双极性的脉冲，且出现概率相同时。 （2）当、、p及给定后，随机脉冲序列功率谱就确定了。 上式的结果是非常有意义的，它一方面能使我们了解随机脉冲序列频谱的特点，以及如何去具体地计算它的功率谱密度；另一方面根据它的离散谱是否存在这一特点，将使我们明确能否从脉冲序列中直接提取离散分量，以及采取怎样的方法可以从基带脉冲序列中获得所需的离散分量。这一点，在研究位同步、载波同步等问题时，将是十分重要的；再一方面，根据它的连续谱可以确定序列的带宽（通常以谱的第一个零点作为序列的带宽）。 下面，以矩形脉冲构成的基带信号为例，通过几个有代表性的特例对功率谱密度公式的应用及意义做进一步的说明，其结果对后续问题的研究具有实用意义。

中考物理总复习专题功和功率

中考物理总复习专题：功、功率 1．用油罐车运输煤油．油罐的容积为6m3，空油罐车的质量为7200kg，装满煤油后车轮与地面的总接触面积为O.2m2．油罐车在水平路面上匀速行驶9000m，发动机牵引力所做的功为1.8×107J．煤油的密度为O．8×103kg/m3．g取10N/kg．试求： （1）油罐中最多能装多少千克的煤油？ （2）装满煤油的油罐车对地面的压强是多少？ （3）油罐车在水平路面上匀速行驶时，发动机的牵引力是多少？ 2．户外探险、攀岩是当今许多青年朋友喜欢的运动方式，所谓攀岩也就是人们借助于岩壁上的某些支撑点通过手脚并用的方式攀上岩壁的运动，在某次室内攀岩比赛中，质量为60kg的小王同学在20s内攀上高为15m的竖直岩壁，取得了很好的成绩．求： （1）小王同学攀岩的速度是多少？ （2）小王攀岩过程中至少做了多少功？功率多大？ 3．如图所示，小刚沿着斜坡进行晨跑．已知小刚体重为500N，他用50s的时间跑完长为200m、高为10m 的斜坡．这过程中，求： （1）小刚的平均速度为多少？ （2）小刚克服重力做的功为多少？ （3）小刚克服重力做功的功率为多少？ 4．如图．质量为800kg的小轿车．每个轮胎与地而的接触面为200cm2 （1）小轿车对水平地面的压强是多大？（g取1ON/kg） （2）该车在水平公路上匀速直线行驶18km．用了1Omin．如果小轿车的功率为60kw，求它的速度和牵引力各是多大？ （3）行驶的车辆对环境产生哪些污染？（至少写出一条） （4）为了减小污染．请你提出一条合理的建议．

5．为迎接2008年北京奥运会，我国体育健儿均在紧张地备战．一举重运动员在某次训练中，用3s的时间将质量为150kg的杠铃举高1.8m．（g=10N/kg）问： （1）杠铃在空中静止时（如图）对该运动员的压力是多大？ （2）本次举起杠铃的过程中，该运动员对杠铃做了多少焦耳的功？功率为多少？ 6．为办好2009年江苏省运动会，我市正在兴建大型体育场．施工人员用挖掘机开挖地基．挖掘机每次可将0.8m3体积的泥土举高3m再水平移动5m倒人卡车货箱，此过程中挖掘机对泥土做了多少功？（泥土密度为1.5×103kg/m3，g取l0N/kg） 7．厦门快速公交系统（BRT）建成后，运行速度约为42km/h．从第一码头到大学城只需40min．如图，假如质量为50kg的小鹭要乘坐BRT公交车时，先用30s走上高5m的人行天桥，再用15s从天桥乘坐自动扶梯到达BRT站台，站台比天桥高4m．试求： （1）第一码头到大学城的大约路程； （2）小鹭走上人行天桥的过程中克服重力所做的功； （3）小鹭从地面到BRT站台过程中克服重力做功的平均功率． 8．如图所示，小明在跑步机上锻炼身体．设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N．求： （1）他在这段时间内相当于跑了多少路程？ （2）他在这段时间内做了多少功？ （3）他做功的功率是多少？ 9．小明所在的研究性学习小组利用自行车进行探究活动． （1）小组成员分别用不同的方法测量出了自行车后轮的周长为180cm．请你说出其中的一种测量方法．

功率谱密度

t=0:0.0001:0.1; %时间间隔为0.0001，说明采样频率为10000Hz x=square(2*pi*1000*t); %产生基频为1000Hz的方波信号 n=randn(size(t)); %白噪声 f=x+n; %在信号中加入白噪声 figure(1); subplot(2,1,1); plot(f); %画出原始信号的波形图 ylabel('幅值(V)'); xlabel('时间(s)'); title('原始信号'); y=fft(f,1000); %对原始信号进行离散傅里叶变换，参加DFT采样点的个数为1000 subplot(2,1,2); m=abs(y); f1=(0:length(y)/2-1)'*10000/length(y);%计算变换后不同点对应的幅值plot(f1,m(1:length(y)/2)); ylabel('幅值的模'); xlabel('时间(s)'); title('原始信号傅里叶变换'); %用周期图法估计功率谱密度 p=y.*conj(y)/1000; %计算功率谱密度 ff=10000*(0:499)/1000; %计算变换后不同点对应的频率值 figure(2); plot(ff,p(1:500)); ylabel('幅值'); xlabel('频率(Hz)'); title('功率谱密度（周期图法）'); 功率谱估计在现代信号处理中是一个很重要的课题，涉及的问题很多。在这里，结合matlab，我做一个粗略介绍。功率谱估计可以分为经典谱估计方法与现代谱估计方法。经典谱估计中最简单的就是周期图法，又分为直接法与间接法。直接法先取N点数据的傅里叶变换（即频谱），然后取频谱与其共轭的乘积，就得到功率谱的估计；间接法先计

(完整版)初中物理功和功率知识点及练习题

(一)功 1)概念：如果物体受到力的作用，并沿着力的方向移动一 段距离，这个力就对物体做了功 2)做功的两个必要因素，缺一不可： a)一是要有力的作用 b)二是物体沿着力的方向通过一段距离。（注意力作用 的阶段性） 3)三种情况对物体没有做功（适当加点分解原理） a)有力作用在物体上，但物体没动 b)有力作用在物体上，物体也通过了距离，但物体移 动距离的方向跟这个力的方向垂直。如手提水桶在 水平面上运动一段距离 c)物体通过了距离，但在物体通过距离的方向上没有 力的作用 4)功的计算和单位： a)计算：在物理学中，把力与物体沿力的方向移动距 离的乘积叫做功。功用W表示 W=FS（其中力的单位是N，距离的单位是m） b)单位：焦耳符号：J 5)功的原理 a)使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械 时直接对物体做的功，即使用任何机械都不能省功

b)在使用机械做功时，由于机械有重力，机械之间存 在摩擦，所以人们要克服重力和摩擦做功。 c)在理想的情况下，即不考虑机械自身的重力和摩擦 的情况下，人们使用机械时所做的功等于不用机械 时直接用手做的功。 d)既然使用机械不省功，为什么还要使用机械？ ①这是由于使用的机械有的可以改变力的方向、有 的可以省力、有的既能省力又能改变力的方向、 有的可以省距离、有的还可以改变做功的快慢 ②运用功的原理可以推导出使用斜面的省力公式 为：F=hG/s 直接用手做功：W1=Gh 使用斜面做功：W2=Fs 根据功的原理：W2=W1，则F= hG/s (二)机械效率 1)相关概念： a)有用功：利用机械做功时，对人们有用的功叫做有用功。 b)额外功：利用机械做功时，人们不需要但又不得不做的功叫做额 外功。它是由于摩擦、机械自重等原因而不得不做的功。 c)总功：人在利用机械达到目的过程中实际做的功叫做总功。 W总=W有用+W额外 2)怎样区分总功和有用功

matlab实现功率谱密度分析psd

matlab实现功率谱密度分析psd及详细解说 功率谱密度幅值的具体含义？？ 求信号功率谱时候用下面的不同方法，功率谱密度的幅值大小相差很大！ 我的问题是，计算具体信号时，到底应该以什么准则决定该选用什么方法啊？ 功率谱密度的幅植的具体意义是什么？？下面是一些不同方法计算同一信号的matlab 程序！欢迎大家给点建议！ 直接法： 直接法又称周期图法，它是把随机序列x(n)的N个观测数据视为一能量有限的序列，直接计算x(n)的离散傅立叶变换，得X(k)，然后再取其幅值的平方，并除以N，作为序列x(n)真实功率谱的估计。 Matlab代码示例： clear; Fs=1000; %采样频率 n=0:1/Fs:1; %产生含有噪声的序列 xn=cos(2*pi*40*n)+3*cos(2*pi*100*n)+randn(size(n)); window=boxcar(length(xn)); %矩形窗 nfft=1024; [Pxx,f]=periodogram(xn,window,nfft,Fs); %直接法 plot(f,10*log10(Pxx)); 间接法： 间接法先由序列x(n)估计出自相关函数R(n)，然后对R(n)进行傅立叶变换，便得到x(n)的功率谱估计。 Matlab代码示例： clear; Fs=1000; %采样频率 n=0:1/Fs:1; %产生含有噪声的序列 xn=cos(2*pi*40*n)+3*cos(2*pi*100*n)+randn(size(n)); nfft=1024; cxn=xcorr(xn,'unbiased'); %计算序列的自相关函数 CXk=fft(cxn,nfft); Pxx=abs(CXk);

怎样比较做功的快慢练习题

§13．2 怎样比较做功的快慢（一） 基础回顾： 1．功率的意义：功率是表示物体 的物理量。 2．功率的概念：在物理学中，把 叫做功率。 3．功率的公式： 。 4．功率的单位：在国际单位制中，功的单位是焦（J ），时间的单位是秒（s ），功率的 单位就是焦/秒（J/s ）称为瓦特，简称瓦，符号为W 。1W = 1 J/s 在工程技术上，常用千瓦（kW ）作为功率的单位，1kW = W 检测试题： 1． 叫做功率，功率的计算公式是 ，单位 是 。 2．要测量一个同学上楼的功率，需要的器材除刻度尺、体重测量仪外，还需 要 。根据测量的物理量计算功率的表达式是 。 3．正常人的心脏推动血液流动的功率约为 1.5W ，那么在一天时间内心脏做功约 J 。这些功可把一个质量为60kg 的人匀速提高 m 。（g 取10N/kg ） 4．在水平地面上，用50N 的水平推力推重为100N 的箱子，在10s 内前进了10m 。如 图12—2—3所示，推箱子的小朋友做功的功率为 W 。 5．下列关于“功”和“功率”的说法中，正确的是 （ ） A ．机器的功率越大，做的功越多 B ．功率不同的机器，做的功可能相等 C ．机器做功的时间越少，功率就越大 D ．甲做功比乙做功慢，则甲做的功比乙做的功少 6．4月23日，南宁市某商场举行首届跑楼梯比赛，共有500多名选手参加。若要比较 参赛者的功率大小，需测出的物理量是 （ ） A ．登楼所用的时间 B ．参赛者的体重，所登楼层的高度 C ．参赛者的体重，所登楼层的高度以及登楼所用的时间 D ．参赛者的体重，所登楼层的高度，登楼所用的时间以及参赛者通过的路程 7．体重相同的甲、乙两同学，同时开始登山，甲同学先到山顶，乙同学后到山顶，则 A ．甲同学比乙同学做的功多，甲同学比乙同学的功率大 B ．甲同学比乙同学做的功少，甲同学比乙同学的功率大 图12—2—3

功率谱密度 的估计

功率谱密度的估计 原始波=余弦波+白噪声 这个实验采用了两个输入，一个是白噪声，一个是有用信号和噪声信号作为输入时，他们的功率谱密度的仿真图像，并将他们进行对比。 平稳随机信号的功率谱密度（PSD ）是相关序列的离散傅里叶变换： ()()jw m XX x P w r m e ∞ --∞=∑ 采用间接法计算噪声信号的功率谱。 间接法，又称自相关法或者BT 法，在1985年由布莱克曼与图基首先开拓。间接法的理论基础是维纳-辛钦定理。他是由N 个观察值x(0),x(1),……,x(N-1),估计出自相关函数R （m ）,然后再求R （m ）的傅里叶变换作为功率谱密度的估计。 ()(),||1M jw jw m N m M S e R m e M N -=-=<=-∑ clear all; randn('state',0) NFFT=1024; %采样点数 Fs=1000; %取样频率（单位为Hz ） t=0:1/Fs:.2;

y1=cos(t*20*pi); %余弦序列 figure(1) plot(t,y1); ylabel('余弦序列'); grid on; %余弦序列的图像： %白噪声 m=(0:NFFT-1)/Fs; y=0.1*randn(size(m)); %产生高斯白噪声。 figure(2); plot(m,y); title('白噪声波形'); grid on;

%白噪声的自相关函数 [cory,lags]=xcorr(y,200,'unbiased'); %计算白噪声的自相关函数 figure(3) plot(lags,cory); %自相关函数(无偏差的)，其中，cory为要求的自相关函数，lag为自相关函数的长度。 title('白噪声相关函数'); grid on;

2021年中考物理专题训练功和功率

功和功率 ★填空题★ 1.如图所示，甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼，甲对木箱做的功 ________乙对木箱做的功(填“大于”、“等于”或“小于”)． 2.(09山东临沂).如图所示，用动滑轮将重为900N的物体匀速提升2m，不计摩 擦和滑轮重，所施加的拉力F=_______N，这一过程中拉力F做功______J。 3.(09江苏)．小强推着小车，30s内在水平地面上匀速前进了15m，则小车的速度为m/s．如果水平推力为10N，在此过程中小强对小车做的功为J，功率为W． 4.(09丽水). 青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的2小时内，心脏做功约为 J，用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高m。(g取10N/kg) 5.甲乙两同学进行爬杆比赛，爬到杆顶(杆长相同)时，甲用10s，乙用9S，若甲乙两人的体重之比为5:6，则甲乙两人爬到杆顶做功之比是，甲乙两人平均功率之比是。 6.在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200 N的建筑材料从地 面运到高20 m的楼上，手竖直向上的拉力是500 N，在这个过程中，工人做 了J的额外功，滑轮组的机械效率是____。

7.滑轮组即能省力又能改变力的方向，建筑工人用自制的滑轮组把600N的重物缓 慢提升2m，如右图所示，绳自由端的拉力F=250N。拉力做的功是 J，该滑轮 组的机械效率等于，若不计一切摩擦和绳重，该滑轮组的动滑轮重 N 8.如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为50N。利用这个装置将重为100N 的物体在5s 内匀速从斜面的底端拉到顶端。则拉力做功的功率为________W，该装置的机械效率为_________。 ★选择题★ 1.如图所示，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 2. 下列实例中，力对物体没有做功的是 A.起重机吊起重物 B.马拉车，车未动 C.跳水运动员从跳台跳下 D.举重运动员，将杠铃举起 3.如图所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要 测量的是( ) A.小明的质量 B.单杠的高度 C.每次身体上升的高度 D.做引体向上的时间 4.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图5所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦

随机信号的功率谱密度

随机信号的功率谱密度估计和相关函数

随机信号的功率谱密度估计和相关函数 1．实验目的 了解估计功率谱密度的几种方法，掌握功率谱密度估计在随机信号处理中的作用。 ⒉实验原理 随机信号的功率谱密度用来描述信号的能量特征随频率的变化关系。功率谱密度简称为功率谱，是自相关函数的傅里叶变换。对功率谱密度的估计又称功率谱估计。 1.线性估计法（有偏估计）：线性估计方法是有偏的谱估计方法，谱分辨率随数据长度的增加而提高。包括自相关估计、自协方差法、周期图法。 2.非线性估计（无偏估计）：非线性估计方法大多是无偏的谱估计方法，可以获得高的谱分辨率。包括最大似然法、最大熵法 ⒊实验任务与要求 1. 所有功能均用matlab仿真。 2. 输入信号为：方波信号+n(t)，方波信号信号基频1KHz，幅值为1v，n(t)为白噪声。 3. 编写自相关估计法、自协方差法、周期图法、最大似然法、最大熵法的matlab 程序。正确的运行程序。 4. 必须用图示法来表示仿真的结果。对几种功率谱估计的方法进行比较分析，发现它们各自有什么特点？。 5. 按要求写实验报告。 4.Matlab程序如下： 生成输入信号： clear; fs=1024;%设采样频率为1024 n=0:1/fs:1; N=length(n); W=2000*pi;%因方波频率F=1000HZ所以角频率W=2000pi X1n=square(W*n);%方波信号 X2n=randn(1,N);%白噪声信号 xn=X1n+X2n; %产生含有噪声的信号序列XN subplot(3,1,1) plot(n,xn); xlabel('n') ylabel(…输入信号?) %绘输入信号图

中考物理《功和功率》专题练习题

《功和功率》 一、选择题 1、讨论力F在下列几种情况下做功的多少[ ] （1）用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s． （2）用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s． （3）斜面倾角为θ，与斜面平行的推力F，推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s．[ ] A．（3）做功最多 B．（2）做功最多 C．做功相等D．不能确定 2．关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是[ ] A．滑动摩擦力总是做负功 B．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功 C．静摩擦力对物体一定做负功 D．静摩擦力对物体总是做正功 3．如图1所示，一个物体放在物体水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，若的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中[ ] A．摩擦力做的功为fs B．力F做的功为Fscosθ C．力F做的功为FssinθD．重力做的功为mgs 4．质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，如图2所示，物体m相对斜面静止，则下列说法中不正确的是[ ] A．摩擦力对物体m做功为零 B．合力对物体m做功为零 C．摩擦力对物体m做负功

D．弹力对物体m做正功 5．起重机竖直吊起质量为m的重物，上升的加速度是α，上升的高度是h，则起重机对货物所做的功是。[ ] A．mgh B．mαh C．m（g＋α）h D．m（g-α）h 6．将横截面积为S的玻璃管弯成如图3所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K，往左、右管中分别注 在上述过程中，重力对液体做的功为。[ ] 上作用一个3N的水平拉力后，AB一起前进了4m，如图4 所示．在这个过程中B对A做的功[ ] A．4 J B．12 J C．0 D．-4J 8．质量为m的物块A始终附着在楔形物块B的倾角为θ的斜面上，如图5所示，下列说法中正确的是[ ] A．若B向右匀速移动距离s，则B对A做的功为零 B．若B向上匀速移动距离s，则B对A做的功为mgs

频谱分析与功率谱分析

频谱分析（也称频率分析），是对动态信号在频率域内进行分析，分析的结果是以频率为坐标的各种物理量的谱线和曲线，可得到各种幅值以频率为变量的频谱函数F(ω)。频谱分析中可求得幅值谱、相位谱、功率谱和各种谱密度等等。频谱分析过程较为复杂，它是以傅里叶级数和傅里叶积分为基础的。 功率谱 频谱和功率谱有什么区别与联系？ 谱是个很不严格的东西，常常指信号的Fourier变换， 是一个时间平均（time average）概念 功率谱的概念是针对功率有限信号的(能量有限信号可用能量谱分析)，所表现的是单位频带内信号功率随频率的变换情况。保留频谱的幅度信息，但是丢掉了相位信息，所以频谱不同的信号其功率谱是可能相同的。有两个重要区别： 1。功率谱是随机过程的统计平均概念，平稳随机过程的功率谱是一个确定函数；而频谱是随机过程样本的Fourier变换，对于一个随机过程而言，频谱也是一个“随机过程”。（随机的频域序列） 2。功率概念和幅度概念的差别。此外，只能对宽平稳的各态历经的二阶矩过程谈功率谱，其存在性取决于二阶局是否存在并且二阶矩的Fourier变换收敛；而频谱的存在性仅仅取决于该随机过程的该样本的Fourier变换是否收敛。 功率谱是个什么概念？它有单位吗? 随机信号是时域无限信号，不具备可积分条件，因此不能直接进行傅氏变换。一般用具有统计特性的功率谱来作为谱分析的依据。功率谱与自相关函数是一个傅氏变换对。功率谱具有单位频率的平均功率量纲。所以标准叫法是功率谱密度。通过功率谱密度函数，可以看出随机信号的能量随着频率的分布情况。像白噪声就是平行于w轴，在w轴上方的一条直线。 功率谱密度，从名字分解来看就是说，观察对象是功率，观察域是谱域，通常指频域，密度，就是指观察对象在观察域上的分布情况。一般我们讲的功率谱密度都是针对平稳随机过程的，由于平稳随机过程的样本函数一般不是绝对可积的，因此不能直接对它进行傅立叶分析。可以有三种办法来重新定义谱密度，来克服上述困难。 一是用相关函数的傅立叶变换来定义谱密度；二是用随机过程的有限时间傅立叶变换来定义谱密度；三是用平稳随机过程的谱分解来定义谱密度。三种定义方式对应于不同的用处，首先第一种方式前提是平稳随机过程不包含周期分量并且均值为零，这样才能保证相关函数在时差趋向于无穷时衰减，所以lonelystar说的不全对，光靠相关函数解决不了许多问题，要求太严格了；对于第二种方式，虽然一个平稳随机过程在无限时间上不能进行傅立叶变换，但是对于有限区间，傅立叶变换总是存在的，可以先架构有限时间区间上的变换，在对时间区间取极限，这个定义方式就是当前快速傅立叶变换（FFT）估计谱密度的依据；第三种方式是根据维纳的广义谐和分析理论：Generalized harmonic analysis, Acta Math, 55(1930),117-258,利用傅立叶-斯蒂吉斯积分，对均方连续的零均值平稳随机过程进行重构，在依靠正交性来建立的。

初中物理专题9：功和功率

专题九：功和功率 一、考纲要求（分值范围1～4分） 1、结合实例认识机械功的概念。理解做功的两个必要因素。能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。理解功的计算公式W=Fs，并能进行有关计算。（11年考了2次） 2、结合实例理解功率的概念。了解功率在实际中的应用。学会用公式P=W/t进行简单计算。（11年考了4次） 3、结合实例认识效率的概念，并能进行简单的计算。了解提高机械效率的途径和意义。（11年考了2次） 4、在能量的转化和转移过程中认识效率，在生产中有提高效率的意识。（11年考了3次） 二、中考考点 1、做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离 2、功的计算：力与力的方向上移动的距离的乘积。W=FS。 3、单位：焦耳(J) 1J=1Nm 4、功的原理：使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。即：使用任何机械都不省功。 5、功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。 6、计算公式：。单位：P→瓦特（w） 7、推导公式：P=Fv。（速度的单位要用m） 8、有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。 9、额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。 10、总功：有用功和额外功的总和。 11、计算公式：η=W有用/W总. 12、机械效率小于1；因为有用功总小于总功。 二、中考真题 （一）填空题： 1、（★★1分2009年）在中招体育测试中，李强的跳绳成绩是lmin跳180次。他的质量为50kg，每次跳起的高度约为6cm，他跳绳时克服重力做功的平均功率约为 W。(g取10N／kg) 2、（★★2分2008年）为了省力，工人师傅常用图15所示的斜面把物体搬运到汽车上。设斜面长为s，高为h，把重为G的物体沿斜面匀速推到车上所用力的大小为F，则搬运物体所做的有用功为，该斜面的机械效率为×100%（用题中代表各物理量的字母表示） 3、（★★2分2007年）如图16所示，建筑工人用250N的拉力沿竖直方向匀速拉起400N的重物，重物上升4m所用时间为25s，此过程中拉力的功率为___________w，滑轮的机械效率是___________ 4、（★★2分2006年）体能竞赛中，小强在20s内就完成了10个引体向上动作，已知小强的体重为500N，每个动作身体向上移动的距离约为50cm，则小强在整个过程中做功的功率约为 W. 图15 图16 （二）选择题： 1、（★★2分2013年）-个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（） A.有用功减少，总功减少 B.有用功增加，总功增加