临界班第四个专题功和功率复习
图1-1 专题三
功能关系复习1．基本概念 (1) 机械能:物质机械运动的量度.包括动能、重力势能和弹性势能.
(2) 动能:物体由于运动而具有的能量.
(3) 势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量.
2．功的概念
（1）定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说这个力做了功.
（2）做功的两个必要条件：a 、力； b 、物体在力的方向上发生位移.
（3）功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号J ，其物理意义是：1J 等于1N 的力使物体在力的方向上发生1m 的位移时所做的功.
（4）功是标量，只有大小，没有方向.
（5）功是过程量，即做功必定对应一个过程（位移）应明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功.
3、功的计算
（1）功的一般计算公式： W=Flcos θ （2）条件：适用于恆力所做的功
（3）字母意义：F ——力
l ——物体对地位移
θ——F 、l 正方向之间的夹角
4、正负功的意义
（1）根据功的计算公式W=Flcos θ可得到以下几种情况：
①当θ＝90o 时，cos θ＝0，则W ＝0即力对物体不做功；
②当00≤θ<90o 时， cos θ>0，则W >0，即力对物体做正功； ③当90o <θ≤180o 时，则cos θ<0，即力对物体做负功，也常说成物体克服这个力做功；
（2）功的正负既不表示方向，也不表示大小，它表示：正功是动力对物体做功，负功是阻力对物体做功.
5、作用力与反作用力的功 作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功也可能做负功；不要以为作用力与反作用力大小相等，方向相反，就一定有作用力、反作用力的功，数值相等，一正一负.
6、总功的求法
（1）先求外力的合力F 合，再应用功的公式求出总功：W=F 合l cosα
（2）先分别求出各外力对物体所做的功W 1、W 2、W 3……，总功即这些功的代数和：W =W 1+W 2+W 3+……
重点难点例析
一、判断力是否做功及其正负的方法：
1.看力F 与l 夹角α——常用于恒力做功的情形.
2.看力F 与v 方向夹角α——常用于曲线运动情形. 若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功.
【例1】如图1-1所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地
面上，从地面上看，在小物体沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力（ ）
A.垂直于接触面，做功为零；
B.垂直于接触面，做功不为零；
C.不垂直于接触面，做功为零；
D.不垂直于接触面，做功不为零.
● 拓展 下面列举的哪几种情况下所做的功是零（ ） A ．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功 B ．平抛运动中，重力对物体做的功
C ．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s ，运动员对杠铃做的功
D ．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功
图1-2
Kd+d
二、求变力的功:
1.化变力为恒力：
(1) 分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功.
(2)用转换研究对象的方法求变力所做的功.
2. 若F 是位移l 的线性函数时，先求平均值122
F F F +=，由αcos l F W =求其功.
3. 作出变力变化的F －l 图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功.
【例2】以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大速度为h ，空气的阻力大小恒为F ，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（ ）
A ．0
B ．－Fh
C ．－2Fh
D ．－4Fh
● 拓展
如图1-3在光滑的水平面上，物块在恒力F ＝100Ｎ的作用下从A 点运动到B 点，
不计滑轮的大小，不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦，Ｈ＝2.4 ｍ，α＝37°，
β＝53°，求绳的拉力对物体所做的功. 三、分析摩擦力做功:
不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功.力做功是要看哪个力对哪个物体在哪个过程中做的功，而不是由力的性质来决定的.力做正功还是做负功要看这个力是动力还是阻力.摩擦力可以是动力也可以是阻力，也可能与位移方向垂直.
☆ 易错门诊
【例3】物块从光滑曲面上的P 点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q 点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运动，如图1-4所示，再把物块放到P 点自由滑下则（ ）
A. 物块将仍落在Q 点
B.物块将会落在Q 点的左边
C.物块将会落在Q 点的右边
D.物块有可能落不到地面上 课堂自主训练 1.如图1-5所示，木块A 放在木块B 的左上端，用恒力F 将A 拉至B 的右端．第一次将B 固定在地面上，F 做的功为 W 1；第二次让B 可以在光滑的地面上自由滑动，F 做的功为W 2．比较两次做功，应有( )
A ．21
W W < B ．21W W = C ．21W
W > D ．无法比较． 2．如图1-6所示，一个质量为m 的木块，放在倾角为α的斜面体上，当斜面与木块保持相对静止沿水平方向向右匀速移动距离s 的过程中，作用在木块上的各个力分别做功多少？合力的功是多少？ 课后创新演练
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．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F 1对物体做功6J ，物体克服力F 2做功8J ，则F 1、F 2的合力对物体做功为（ ）
A ．14J
B ．10J
C ．2J
D ．－2J
3．一个水平方向的恒力F 先后作用于甲、乙两个物体，先使甲物体沿着粗糙的水平面运动距离s ，做功的数值
图1-3
图1-5
图1-4
为W 1；再使乙物体沿光滑的斜面向上滑过距离s ，做功的数值为W 2，则（ ）
A ．W 1=W 2
B ．W 1>W 2
C ．W 1 D ．条件不足，无法比较W 1,W 2 4．质量为m 的物体，在水平力F 作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法正确（ ） A ．如果物体做加速直线运动，F 一定对物体做正功 B ．如果物体做减速直线运动，F 一定对物体做负功 C ．如果物体做减速直线运动，F 也可能对物体做正功 D ．如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功 5．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一定为零 D ．合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态 6．水平力F 作用在质量为m 的物体上沿光滑水 平面移动s ，F 做功W 1；若F 作用在质量为2m 的物体上，同样沿光滑水平面移动s ，F 做功W 2；若F 作用在质量为2m 的物体上，沿粗糙水平面移动s ，做功为W 3.那么W 1、W 2、W 3三者的大小关系是 A. W 1＝W 2＝W 3 B. W 1 C. W 1>W 2>W 3 D. W 1＝W 2 7．如图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. 0 B. π20J C. 10J D. π10J 8．如图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 ／s 2的加速度匀加速上升，求头3s 内力F 做的功.(取g ＝10m ／s 2) 第2课时 功 1.功率的概念 （1）功W 跟完成这些功所用的时间t 的比值叫做功率. （2）物理意义：描述做功的快慢. （3）单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，符号W. 2.功率的计算（1）功率的计算公式t P W = （2）平均功率与瞬时功率 3.机械的额定功率与实际功率 任何机械都有一个标牌，标牌上所注功率为这部机械的额定功率.它是提供人们对机械进行选择、配置的一个重要参数，它反映了机械的做功能力或机械所能承担的“任务”.机械运行过程中的功率是实际功率.机械的实际功率可以小于其额定功率(称机械没吃饱)，可以等于其额定功率(称满负荷运行)，还可以在短时间内略大于其额定功率(称超负荷运行).机械不能长时间处于超负荷运行，这样会损坏机械设备，缩短其使用寿命. 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t W P =,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？ 练习：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/s 2，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). 二、机车的启动问题 发动机的额定功率是指牵引力的功率，而不是合外力的功率.P =Fv 中，F 指的是牵引力.在P 一定时，F 与v 成反比；在F 一定时，P 与v 成正比. 1.在额定功率下启动 对车在水平方向上受力分析如图5-2-2，由公式P =Fv 和F-f=ma 知，由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F =f ，a =0，这时v 达到最大值f P F P v m m m ==． 可见，恒定功率的加速一定不是匀加速．这种加速过程发动机做的功只能用W =Pt 计算，不能用W =Fs 计算（因为F 为变力）．其速度图象如图2-3所示． 2.以恒定加速度a 启动: 由公式P =Fv 和F －f =ma 知，由于a 恒定，所以F 恒定，汽车做匀加速运动，而随着v 的增大，P 也将不断增大，直到P 达到额定功率P m ，功率不能再增大了．这时匀加速运动结束，此时速度为m m m v f P F P v =<='，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了，由于机车的功率不变，速度增大，牵引力减小，从而加速度也减小，直到F =f 时，a =0，这时速度达到最大值f P v m m ==. 可见，恒定牵引力的加速，即匀加速运动时，功率一定不恒定.这种加速过程发动机做的功只能用W=F ?s 计算，不能用W=P ?t 计算（因为P 为变功率）.其速度图象如图2-4所示. 要注意两种加速运动过程的最大速度的区别. 【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/s 2，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/s 2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Pt W =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Pt W =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v m 。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 ．Pt B ．fs C ．Pt －fs D ．fv m t 课堂自主训练 1.下列有关功率的说法，正确的是： A 做功越多，功率越大 B 由P = W/t 知P 与t 成反比 C 功率越大，做功越快 D 完成相同的功，所花时间越短，则功率越大 2.质量是2kg 的物体，受到28N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s ；求： ①5s 内拉力的平均功率 ②5s 末拉力的瞬时功率（g 取10m/s 2） 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 v 图2-4 v 图2-3 v a 图2-2 图2-5 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（ ） 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 ．40W B ．20W C ．10W D ．5W 4．质量为5t 的汽车，在水平路面上以加速度a = 2m/s 2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 ．2kW B ．22kW C ．1.1kW D ．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v 0，抛出B 球的初速为2v 0，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3km B ．可能等于3km C ．一定小于3km D ．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v 1=2m/s 时，加速度 a 1=0.9m/s 2，当速度增大到v 2＝10m/s 时，加速度a 2＝0.1m/s 2．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/s 2，求(g 取10m ／s 2)： (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/s 2，则这一过程能保持多长时间? 第3课时 动能 动能定理 一、单选题（每题3分） 考点一：动能与功一样，是标量，不受速度方向的影响 1、某同学投掷铅球．每次出手时，铅球速度的大小相等，但方向与水平面的夹角不同．关于出手时铅球的动能，下列判断正确的是( ) A ．夹角越大，动能越大 B ．夹角越大，动能越小 C ．夹角为45o 时，动能最大 D ．动能的大小与夹角无关 2、一个质量为0.3kg 的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s 的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小△v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为（ ） ①0=?υ ②s m /12=?υ ③0=W ④8.10=W J A 、①③ B 、①④ C 、②③ D 、②④ 考点二：对动能定理的理解：动力做正功使物体动能增大，阻力做负功使物体动能减少，它们共同作用的结果，导致了物体动能的变化 3、关于做功和物体动能变化的关系，正确的是（ ） A 、只有动力对物体做功时，物体动能可能减少 B 、物体克服阻力做功时，它的动能一定减少 C 、动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化 D 、外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差 考点三：动能定理的简单计算： W 总＝E k2-E k1，即外力对物体所做的总功等于物体动能的变化（末减初） 4．水平地面上，一运动物体在10 N 摩擦力的作用下，前进5 m 后停止，在这一过程中物体的动能改变了（ ） A ．10 J B ．25 J C ．50 J D ．100 J 5、一质量为2kg 的滑块，以4m/s 的速度在光滑的水平面上滑动，从某一时刻起，给滑块施加一个与运动方向相同的水平力，经过一段时间，滑块的速度大小变为5m/s ，则在这段时间里，水平力做的功为（ ） A 、9J B 、16J C 、25J D 、41J 6、一学生用100N 的力将质量为0.5kg 的球以8m/s 的初速度沿水平方向踢出20m 远，则这个学生对球做的功是（ ） A 、200J B 、16J C 、1000J D 、无法确定 7、如图，在高为H 的平台上以初速 抛出一个质量为m 的小球，不计空气阻力，当它到达离抛出点的竖直距离为h 的B 时，小球的动能增量为（ ） A 、2021υm +m gH B 、2021υm +mgh C 、m gH mgh - D 、mgh 8、质量不等但有相同初速度的两物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停 止，则下列判断正确的是（ ） A 、质量大的物体滑行距离大 B 、质量小的物体滑行距离大 C 、它们滑行的距离一样大 D 、质量小的滑行时间短 考点四：动能定理的简单应用：几个常见的模型 9、（子弹打木块）如上图，一颗0.1kg 子弹以500m/s 的速度打穿第一块固定木板后速度变为300m/s ，则这个过程中子弹克服阻力所做的功为（ ） A 、8000J B 、4500J C 、12500J D 、无法确定 10、速度为v 的子弹，恰好能穿透一块固定着的木板，如果子弹速度为2v ，子弹穿透木板时阻力视为不变，则可穿透同样的木板（ ） A 、2块 B 、3块 C 、4块 D 、1块 11、（求解变力功）如图6-2-12所示，原来质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置.用水平拉力F 将小球缓慢地拉到细线成水平状态过程中，拉力F 做功为：（ ） A. FL B. 2 FL π C.mgL D. 0 12、（处理多过程问题）质量为m 的物体从地面上方H 高处无初速释放，落到地面后出现一个深为h 的坑，如图所示，在此过程中（ ） A 、 重力对物体做功mgH B.物体重力势能减少mg （H-h ） C\合力对物体做的总功为零 D.地面对物体的平均阻力为h mgH 考点五：综合题型 13、如图所示，传送带匀速运动，带动货物匀速上升，在这个过程中，对货物的动能和重力势能分析正确的是( ) A ．动能增加 B ．动能不变 C ．重力势能不变 D ．重力势能减少 14、某人用手将1kg 物体由静止向上提起1m ,这时物体的速度为2m/s ，则下列说法正确的是（g=10m/s ） F （） A．手对物体做功10J B．合外力做功2J C．合外力做功12J D．物体克服重力做功12J 考点六：物体系统机械能守恒的条件：只有重力和弹力对物体做功 15、关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是( ) A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B．只要合外力为零，机械能守恒 C．当有重力和弹力外的其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒 D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒 考点七：判断机械能是否守恒的两种方法：（1）从做功角度看，只有重力和弹力做功（2）从能量角度看，只有动能和势能（包括弹性势能）间的转化 16、小球在做自由落体运动的过程中，下列说法正确的是（） A．小球的动能不变B．小球的重力势能增大C．小球的机械能减小D．小球的机械能守恒17、（双选题）下列物体在运动过程中，机械能守恒的有（） A．沿粗糙斜面下滑的物体B．沿光滑斜面自由下滑的物体 C．从树上下落的树叶D．在真空管中自由下落的羽毛 18、在下列几种运动中，机械能一定不守恒的是（） A、质点做匀速圆周运动 B、物体做匀速直线运动 C、物体做匀变速运动 D、子弹打入木块过程中 沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程19、如图所示，距地面h高处以初速度 中，运动轨迹是一条抛物线，下列说法正确的是（） A、物体在c点比a点具有的机械能大 B、物体在a点比c点具有的动能大 C、物体在a、b、c三点具有的动能一样大 D、物体在a、b、c三点具有的机械能相等 20．如图所示，细绳下端拴一个重球，上端固定在支架上，把重球从平衡位置B拉到A，放开手重球就在AC间往复运动，若在B1点固定一根钉子，重球仍从A点放手，球摆动到B点时，绳子被钉子挡住，重球绕B1点继续摆动，此后，重球所能达到的最高点(不计空气阻力) （） A．一定在AC连线上B．一定在AC连线的上方 C．一定在AC连线下方D．可能在AC连线的上方 21、2002年3月25日，我国成功地发射了“神舟5号”载人试验飞船，经过6天多的太空飞行，飞船的回收舱于4月1日顺利返回地面。已知飞船在太空中运行的轨道是一个椭圆，椭圆的一个焦点是地球的球心，如图所示，飞船在运行中是无动力飞行，只受到地球对它的万有引力作用。在飞船从轨道的A点沿箭头方向运行到B点的过程中（） ①飞船的速度逐渐减小②飞船的速度逐渐增大 ③飞船的机械能守恒④飞船的机械能逐渐增大 A、①③ B、①④ C、②③ D、②④ 22、2003年11月份，太阳风暴频发，太阳风暴使“神舟”五号轨道舱运动轨道上 的稀薄大气密度增加，轨道舱飞行阻力加大，如果不进行轨道维持，飞船轨道舱的轨道高度就会逐渐降低，在这种情况下，飞船轨道舱的动能、重力势能和机械能变化的关系应该是( ) A．动能、重力势能和机械能逐渐减小 B．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变 C．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变 D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小 23、如图所示，一辆汽车从凸桥上的A点匀速运动到等高的B点，以下说法中正确的是（） A．由于车速不变，所以汽车从A到B过程中机械能不变 B．牵引力对汽车做的功大于汽车克服阻力做的功 C．汽车在运动过程中所受合外力为零D．汽车所受的合外力做功为零 24、如图所示，两质量相同的小球A 、B 分别用线悬在等高的O 1、O 2点，A 球的悬线比B 球的长.把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，则经最低点时（以悬点为零势能 点）下列说法不正确．．． 的是（ ） A.A 球的速度大于B 球的速度 B.A 球的动能大于B 球的动能 C.A 球的机械能大于B 球的机械能 D. A 球的机械能等于B 球的机械能 考点八：系统机械能守恒，机械能守恒定律所研究的对象往往是一个系统 25、（双选题）自由下落的小球，正好落在下端固定于地板上的竖直放置的 弹簧上，后来又被弹起(不计空气阻力)，下列判断中正确的是 ( ) A ．机械能是否守恒与选取哪一个物体系统为研究对象有关，选取的研究对象不同，得到的 结论往往是不同的 B ．如果选取小球和地球组成的系统为研究对象，则该系统的机械能守恒 C ．如果选取小球，地球和弹簧组成的物体系统，则该系统的机械能守恒 D ．如果选取小球、地球和弹簧组成的物体系统，则该系统的机械能不守恒 26、（双选题）一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L 、系有小球的 水平细绳，小球由静止释放，如图所示，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ） A ．小球的机械能守恒 B ．小球的机械能不守恒 C ．球、车系统的机械能守恒 D ．球、车系统的机械能不守恒 27、木块静挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一高度，如图所示，从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是( ) A ．子弹的机械能守恒 B ．木块的机械能守恒 C ．子弹和木块的总机械能守恒 D ．以上说法都不对 考点九：机械能守恒定律的计算，应先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件，其次 列出初、末状态物体的机械能相等的方程，即E k1+E p1 =E k2+E p2 求解方程 28、在同一高度，把三个完全相同的小球以相同大小的速度同时抛出去，它们分别做竖直上抛，竖直下抛和平抛运动，则下列说法正确的是（ ） A 、 每一时刻三个小球的速度均相等 B 、落地时三个小球的速度相同 C 、落地时三个小球的动能相同 D 、三个小球在空中飞行的时间相同 29、在地面上方某一高度有一小球，其重力势能为10J （以地面为参考平面），现让它由静止开始下落，若不计空气阻力，则它在着地前瞬间的动能为（ ） A 、30J B 、20J C 、10J D 、5J 30、将物体由地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H ，当 物体在上升过程中的某一位置时，它的动能和重力势能相同，则这一位置的高度是 （ ） A 、32H B 、21H C 、31H D 、4 1H （机械能与选取的参考平面有关）31．一物体在距地面h 高处被以初速度v 竖直上抛， 恰好能上升到距地面H 高的天花板处。若以天花板为零势能面，忽略空气阻力。则物体落回地面时的机械能可能是（ ） A 、 mgh+ 22 1mv B 、 mg(h+H) C 、 0 D 、 mg ｈ 功和功率练习题 一、选择题 1．关于功的概念，下列说法中正确的是（）A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大 B．力对物体做功少，说明物体的受力一定小 C．力对物体不做功，说明物体一定无位移 D．功的大小是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的 2．大小相等的水平拉力分别作用于原来静止、质量分别为ｍ１和ｍ２的物体A、B上，使A沿光滑水平面运动了位移s，使B沿粗糙水平面运动了同样的位移，则拉力F对A、B 做的功W１和Ｗ２相比较（）A．Ｗ１＞Ｗ２B．Ｗ１＜Ｗ２C．Ｗ１＝Ｗ２D．无法比较 3．如图1所示，一个物体放在水平面上，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，若物体的质量为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Fssinθ D．重力做的功为mgs 4．关于摩擦力的功，下列说法正确的是（） A．静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功 B．静摩擦力对物体不一定做功，滑动摩擦力对物体一定做功 C．静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功 D．静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功 5．质量为M的物体从高处由静止下落，若不计空气阻力，在第2ｓ内和第 3 ｓ内重力做的功之比为（）A．2∶3 B．1∶1 C．1∶3 D．3∶5 6．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻F的功率是（） 7．关于功率以下说法中正确的是（） A．据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大 B．据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比 C．据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一 时刻机器做功的功率 D．根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。 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？ 学习重点： 1、功的概念 2、功的两个不可缺少的要素 3、机械功的计算公式 4、功率的概念及其物理意义 知识要点： （一）功的概念 1、定义： 如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，物理学中就说力对物体做了功。 2、做功的两个不可缺少的要素： 力和物体在力的方向上发生的位移。（分析一个力是否做功，关键是要看物体在力的方向上是否有位移） （二）功的公式和单位 1、公式： W=F·Scosα 即：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余 弦三者的乘积。 2、功的单位： 在国际单位制中功的单位是“焦耳”，简称“焦”，符号“J” 1J=1N·m（1焦耳=1牛·米） 3、公式的适用条件： F可以是某一个力，也可以是几个力的合力，但F必须为恒力，即大小和方向都不变的力。 4、两种特殊情况：（从A运动到B） （1）力与位移方向相同，即α=0° W=F·S·cos0°=F·S （2）力与位移方向相反，即α=180° W=F·S·cos180°=-F·S 5、公式中各字母的正负取值限制：F和S分别指“力的大小”和“位移的大小”即公式中的F和S恒取正值，α指力和位移之间的夹角，也就是力的方向和位移的方向之间的夹角，α的取值范围是：0°≤α≤180°。 6、参考系的选择： 位移与参考系的选取有关，所以功也与参考系的选取有关。 在中学范围内，计算时一律取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。 （三）正功与负功 1、功的正负完全取决于α的大小： （1）当0°≤α<90°时，cosα>0，W>0，此时力F对物体做正功，该力称为物体的“动力”。 （2）当α=90°时，cosα=0，w=0，此时力F对物体做零功，或称力对物体不做功。 （3）当90°<α≤180°时，cosα<0，W<0，此时力F对物体做负功，或称物体克服力F做功，该力称为物体的“阻力”。 2、功是标量，只有大小、没有方向。功的正负并不表示功有方向。 （四）合力所做的功等于各分力做功的代数和。 即：W合=W1+W2+… （五）功率的概念： 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， 功和功率 一、知识要点 1、功的定义：物体受到____________且在这个力的________上通过了_______，则这个力对物体做了 功。 2、做功的两个必要因素：①______________________②__________________ 3、做功的过程实质上就是____________________的过程，力对物体做了多少功，就有多少 _________________发生了转化。故可用___________来量度能量转化的多少。能量的单位与功的单位相同，都是___________。 4、功的表示符号：______ 计算公式：_________________ 国际主单位：焦耳（J） 5、功率定义：单位时间内完成的功，叫做功率 6、功率的物理意义：表示______________里做功的________。功率是反映物体做功____________ 的物理量。 7、功率的表示符号：______ 计算公式：_________________ 8、国际主单位：瓦特（W）1 W=________ 常用单位：千瓦________、兆瓦（MW）换算关系：1kW=1000W 1MW=106W 二、知识运用典型例题 1．如图1所示为运动员投掷铅球过程的示意图，下列说法中错误的是 A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功 B．在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功 C．在c到d的过程中，没有力对铅球做功 D．在a到c的过程中，铅球的运动状态在不断变化 2：如图所示描述的力，有对物体做功的是（） 熊猫用力举着杠铃不动用力拉绳匀速提升重物用力搬石头没搬动用力提着水桶沿水平方向移动 A B C D 3：下列关于力做功的说法，正确的是（） (A) 汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车做功 (B) 人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功 (C) 过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功 (D) 人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功 4．如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（） (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 S 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： 功和功率的计算 类型1拉力(推力、牵引力、摩擦力等)做功、功率的简单计算 1．平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同的牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙() A．牵引力做功之比为2∶3 B．牵引力做功之比为3∶2 C．牵引力的功率之比为1∶1 D．汽车所受的阻力之比为3∶2 2．用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向 上移动的距离s的关系图像如图所示，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是() A．F甲>F乙B．F甲＜F乙C．F甲＝F乙D．条件不足，无法判断 3．如图是开瓶器，使用时将螺旋钻头旋进木塞，再用双手按压手把就可将塞子拔除．压完则在5 s 内将瓶塞拔出，若瓶塞长5 cm，瓶塞受到的平均阻力为200 N，整个过程中克服瓶塞的阻 力所做的功________J，其做功的功率为________W. 4．某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观察研究．他们记录了小车 在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像 如图所示．根据图像可知，2～5 s内，小车的平均速度是________m/s；若 小车受到的牵引力为200 N，5～7 s内小车牵引力的功率是________． 5．如图甲所示，一块质量为0.2 kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁 性平板上，在竖直方向上拉力F＝3 N的作用下向上运动，铁块运动速度v 与时间t的关系图像如图乙所示．则铁块受到的摩擦力为________N，0～6 s内拉力F做的功是________J．(g取10 N/kg) 类型2重力(或克服重力)做功、功率的简单计算 6．爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从1楼上到6楼．爷爷的体重是小丽体重的 2倍，爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍．若爷爷做功为W1，功率为P1，小丽做 功为W2，功率为P2，则下列判断正确的是() A．W1∶W2＝1∶1 B．W1∶W2＝4∶1 C．P1∶P2＝1∶1 D．P1∶P2＝4∶1 7．某九年级同学家住5楼．一天，他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家 里在此过程中，下列估算不合理的是() A．他提鸡蛋的力做的功约为200 J B．他提鸡蛋的力做功的功率约为3 W C．他爬楼做的功约为6×103 J D．他爬楼做功的功率约为1×103 W 8．如图所示，一个质量为50 kg的人，在10 s内连续向上跳12个台阶，已知每 个台阶的高度为0.2 m，则这个人在这段时间内的功率是(g取10 N/kg)() A．1 200 W B．10 W C．12 W D．120 W 9．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所 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. 10．青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5 W，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50 kg的物体匀速升高________m．(g取10 N/kg) 11．为了迎接体育中考，老师让学生在课间时训练“深蹲跳”．如图所示：体重为50 kg的小明在10 s内做了10个“深蹲跳”，若小明每次“深蹲跳”的高度为10 cm，则小明在10 s内所 做的功为________J，功率为________W．(g取10 N/kg) 《功和功率》 一、选择题 1．下列情况中力对物体做功的是( ) A.举重运动员把1000牛的杠铃举高2米 B.举重运动员举起杠铃在空中停留了5秒 C.重200牛的小车在光滑的水平面上匀速运动5米 D.起重机吊着重物水平移动10米 2．关于功率下列说法正确的是（） A.完成的功越多，功率越大 B.做功用的时间越少，功率越大 C.机械效率越高，功率越大 D.做功越快，功率越大 3．小明体重是500牛，他提着重100牛的水桶在水平地面上前进10米，水桶高度始终不变，小明对水桶做功（） A.100牛焦 B. 0焦 C.5000焦 D.功的大小无法计算 4. 重力为100牛的物体，在水平推力的作用下，沿水平路面前进10米，推力做功200焦，则推力的大小等于（） A.2牛 B.10牛 C. 20牛 D.120牛 5．作用力F1与F2分别对两个物体做功，两个物体通过的距离之比为S1：S2＝1：2，功的大小之比为W1：W2＝4：3，则这两个力的大小之比F1：F2是：（） A 2：3； B 3：8； C 8：3； D 3：2。 6．售货员用120牛的水平力，推着500牛的售货车在水平路上前进30米，用去40秒的时间，则它做的功和功率分别为（） A.3600焦，375瓦 B.3600焦，90瓦 C.18600焦，465瓦 D.15000焦，375瓦 7．功率相同的两辆汽车在水平路面上匀速行驶，在相等的时间内通过的路程之比是4：1，则（） A.两车的牵引力相等 B.两车的牵引力之比是4：1 C.两车做功相同 D.两车做功之比是1：4 二、多选题 8．下列单位中属于功的国际单位的是（） A 瓦特 B 帕斯卡 C 焦耳 D牛·米 9．下列说法属于正确的是：（） A沿着斜面将木箱拉到顶端，推力对物体作了功 B用竖直向上的力提着物体，使它沿水平方向匀速移动一段距离，提物体的力做了功； C物体从空中下落时，重力对物体做了功； D钢球在光滑水平桌面上运动时，桌面对球的支持力做了功。 10.如图，用滑轮组将重600牛的物体匀速提升，如果人用的拉力为250牛，则下列结论中正确的是（） A．如将物体提高2米，拉力做功1000焦 B．物体提高1米，装置所做的有用功为250焦 C．物体以0.5米/秒的速度匀速被提升，拉力的功率为375瓦 D.此装置的机械效率为0.8 三、填空题 11．一台拖拉机耕地时的牵引力是3×104牛顿，若这台拖拉机每小时行驶3600米，则它每小时做功_______焦，拖拉机的功率是_______瓦。 12．一个斜面长4米，高2米。现用沿斜面方向的力把重500牛的物体从底端匀速拉到顶端，若斜面是光滑的，那么拉力是_______牛。 13.重50牛的铅球在水平地面上滚动了10米，重力对球做功焦。 14.一台机器的功率不变，它做了2000J的功用了40s，该机器的功率是W。如果再做6400J的功，还需要s。 15.上海桑塔纳牌轿车的功率是66KW，它表示的意思是。 16.两台机器的功率之比是3:1，他们做同样的功需要时间之比是，若在相同的时间内，它们完成的功之比是。 17．一台水泵在1分钟内把6×103千克的水抽到9米高处，水泵做功_______焦，这台水泵的功率是_______千瓦。（g=10牛/千克） 18．一台起重机在10分钟内把重600吨的物体匀速送到10米高处，又在空中水平匀速运动5米，则起重机做的功是_______焦。（g=10牛/千克） 19．某工人用一个动滑轮将重500牛的物体沿竖直方向匀速提升3米拉力做功的功率是50瓦，若不计摩擦和动滑轮重，则绳子自由端移动速度是______米/秒。 20．一支步枪筒长0.8米，火药爆发时高压气体对子弹的平均推力是2×103牛顿。子弹离开枪口，在空中飞行500米后落在地上。高压气体对子弹所做的功是______焦耳. 2.质量为 2t的汽车，发动机的牵引力功率为30kw，在水平的公路上，能达到的最大速度为 15m/s，当汽车的速度为 10m/s 时的加速度为( ) A.0.5m/s2 B.1 m/s2 C.1.5 m/s2 D.2 m/s2 3．一物体沿直线运动，其v-t图象如图 2所示， 则( ) A．从第 1s末到第 2s末，合外力做功为 2W B．从第 3s末到第 5s末，合外力做功为－W C．从第 5s末到第 7s末，合外力做功为W D．从第 3s末到第 7s末，合外力做功为W 知在第 1s 内合外力对物体做的功为W，v/m·s-1 1．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 ．m αh C ． m （g ＋α）h D ．m （g-α）h 1.以初速度v 0水平抛出一个质量为 m 的物体，当物体的速度为 v 时，重力做功的瞬时功率为 ( ) A ．mg v C ．mg (v －v 0) 3．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为 h ，空气阻力的大小恒为 F f ，则从抛出 B ．mg v 0 D ．mg v 2－v 20 点至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为 A．0 B．－F f h C．－2F f h D．－4F f h 5.关于摩擦力做功的说法中不正确的是( ) A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 B．静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，一定不做功 C．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功 D．系统内两物体间相互作用的一对摩擦力做功的总和恒等于零 10.如图 4 所示，光滑水平地面静止放着质量m＝10 kg 的木箱，与水平方向成θ＝60°的恒力F作用于物 功和功率 一、单项选择题(本题包含39小题) 1．以下事例中，重力做功的是 ( ) A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行 C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动 2．如图所示，四幅图是小新提着包回家的情景，小新提书包的力不做功的是哪幅图 ( ) 3．在图中的几个情形中所提到的力没有做功的是( ) 4．下列各种情况中做功的是( ) Ａ.用竖直向上的力提水桶在水平面行走 Ｂ.用水平力推重物在水平地面上行走 Ｃ.运动员举高1800牛的杠铃坚持10秒钟 Ｄ.水球重50牛，沿光滑水平面运动10米 5．用三种方法来提升同一个重物：a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高h ；b.沿光滑斜面将重物提高h；c.用手直接将重物提高h.其中做功大小是：( ) Ａ.a方式做功最少Ｂ.b方式做功最少 Ｃ.c方式做功最少Ｄ.三种方式做功一样多 6．汽车在平直道路上做匀速直线运动，下列说法中正确的是（）A．汽车的牵引力为零 B．汽车所受的摩擦力为零 C．汽车牵引力所做的功为零D．汽车所受的合力为零 7．以下估测中，基本符合实际情况的是( ) A.人正常步行的速度约5m/s， B.某同学走路时对地面的压强约1.5×103Pa C.中学生的体重约50N D.把一个鸡蛋举高1m做的功约0.5J 8．某学生用40牛的力将重60牛的铅球抛出5米远，则铅球在空中运动过程中，人对铅球所做的功是：( ) Ａ．200焦Ｂ．300焦Ｃ．0焦Ｄ．500焦 9．重50N的重物，在10N水平力的作用下，沿水平方向移动了5m，那么重力对重物做的功是 ( ) A.50J B.250J C.0 D.上述都不对 10．在2000年9月22日悉尼奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子75kg以上级举 (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 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． 功和功率 计算题 1、一辆汽车以20米/秒的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力是8×103牛，发动机在5分钟内做了多少功？ 2、某人用水平推力将重600牛的物体在4分钟内沿水平面推行550米，做了6.6×104焦的功。求：人的推力 3、起重机一0.5米/秒的速度匀速提升某一物体，在2分钟内做了5.88×105焦功，求：被提升物体的质量。 4、如图10所示，是某举重运动员在0.5秒内由支撑到起立将杠铃举起的过程中拍摄的两张照片，由照片和表格中所提供的信息，求：（1）运动员由支撑到起立过程中对杠铃所 做的功；（2 5一辆电力机车的功率是5.5×103千瓦，以20米/秒的速度沿直线匀速行驶1小时。求： （1） 电力机车行驶的距离 （2） 电力机车做的功 （3） 电力机车的牵引力 6、一部塔式起重机的功率为7.5千瓦，在1分钟内能把多少质量的建筑材料匀 图10 速送到50米高处？ 7、一辆匀速行驶的汽车，车重1.0×104牛，速度72千米/小时，受到的阻力是2.5×103牛，求：（1）30分钟内汽车行驶的路程。（2）汽车的功率 8、一台水泵的功率是 10千瓦，他在5秒内可以做多少功？这些功可以把多少千克的水抽到16米高处？ 9、一辆汽车在1分40秒内，在平直公路上匀速行驶了1000米，汽车发动机的功率3×104瓦，求：（1）汽车在这段路程中所做的功；（2）汽车行驶是汽车发动机对汽车的牵引力。 10、木工用49牛的拉力锯木块，每拉一次行程为0.5米，每拉一次行程锯入木块2毫米，如果他在40秒内把一块20厘米厚的木块锯断，求：（1）木工对锯做的功；（2）木工的功率。 11、某建筑工地上的起重机要将1×104牛顿重的钢筋水泥板匀速提升到楼顶，提升的高度为 10米，所用时间为50秒，求： （1）起重机的绳索对钢筋水泥板的拉力； 功和功率训练卷 一、选择题 1.如图所示，某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m，所用时间为20s，在绳的末端所用拉力为2200N，下列说法错误的是（）。 A．M处滑轮的作用是改变力的方向； B．提升货物过程中的有用功是3×104J； C．拉力的功率为660W； D．若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大 【答案】C。 2.你在参加xx年5月的体能测试中涉及到的物理知识，下列说法中正确的是（）。 A．1min跳绳-由跳绳时重心上升高度与时间的图象可知，每次跳绳人做功约为30J； B．立定跳远-人用力蹬地才能起跳，说明力是物体运动的原因； C．掷实心球-在最高点B时实心球处于平衡状态； D．800m测试-到达终点时人不能马上停下来，因为人跑动速度越大，惯性越大 【答案】A。 3.用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦；下列说法中正确的是（）。 A．绳子自由端在4s内移动了8m；B．物体A重力做功的功率为1000W； C．物体A克服摩擦力做的功为480J；D．滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】D。 二、填空题 4.如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F-t和v-t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知，0～3s内，推力对物体做功J；t=5s时，物体受到的摩擦力是N。 【答案】0、6。 5．滑板车是深受小朋友们喜爱的玩具，使用时一只脚站在滑板上，另一只脚蹬地，滑板车就能载着人前进。蹬地时人对车（选填“做功”或“不做功”）；蹬地的脚离地后，人和车由于一起继续向前滑行，滑行时以人为参照物，滑板车是（选填“运动”或“静止”）的。 【答案】做功、惯性、静止。 6.如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1W2，P1P2（选填“＞”、“＜”或“=”）。 【答案】=、＜。 7.如图为四旋翼无人机，质量为1.2千克，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上飞行了30秒，仪表盘上显示离地高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功焦，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为瓦。 【答案】（1）20；（2）0.9W。 8.小华和妈妈去超市购物，她们将17kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度v随时间t化的关系图像如图所示；已知小推车重130N，所受阻力是总重的0.15倍。（g取10N/kg） 第十课时功和功率专题 知识点梳理： 1.物理学中所说的做功包括两个必要因素：；。并且把和物体在的方向上移动的乘积叫做机功，简称功。功的计算公式，功的单位是。 2.功率是表示物体做功的物理量。计算功率大小的公式是。功率的单位是，符号是。根据功率公式及速度公式，可以推出计算功率的另一个公式。 例一：步行不仅是一种简易的健身运动，而且还能方便地对一些长度进行估测． (1)小华测出自己的步距为，他从教学楼的一端走到另一端，共走了84步，则教学楼的长度是多少如果这个过程用时35s，则他的步行速度是多少 (2)小华根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功．如果小华的质量为50kg，请根据图中小华测量的有关数据，计算他每走一步克服重力所做的功(g取10N/kg)． 例二：如图是引体向上的示意图，在体育课中，小明同学在半分钟内做了12个规范的引体向上．已知小明的质量为60kg，每次引体向上他能将自身重心提高，求：（g取10N/kg）（1）小明每做一次引体向上所做的功是多少 （2）小明整个过程中的功率是多少 例三：节能电动车为人类提供了绿色交通服务，某国产品牌电动汽车是一款高速纯电动轿车，其质量为，每个轮子与地面的接触面积为，当它以90km/h的速度在乎直路面上匀速行驶时，受到的摩擦阻力为2500N．（g=10N/kg）求： （1）电动轿车对路面的压强是多大 （2）电动轿车在平直路面上沿直线匀速行驶时，电动机的牵引力是多大 （3）当电动轿车以时速108km/h匀速行驶时，功率多大 巩固练习 最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改 例１.如图所示，小球重2N，从斜面顶端Ａ处滚下，到达底端 Ｂ处后又沿水平面ＢＣ滚动。已知AB = BC=5ｍ，ＢＤ= ４ｍ，求小球在Ａ到Ｂ过程中和Ｂ到Ｃ过程中，重力做的 功各是多少？ 例2.举重运动员在２s内将100 kg的杠铃举高2ｍ，在这段时间内运动员做功的功率是多少？如果他举起杠铃后又在空中停留了３s，则运动员在５s内做功的功率是多少？ 例3.如图所示，一个小孩站在船头，两种情况下小孩用同样大小的力拉绳，经过相同时间（船未碰撞），小孩所做的功W1、W2及时间t内小孩拉绳的功率P1、P2的关系为（） （A）W1＞W2, P1=P2 （B）W1=W2, P1=P2 （C）W1＜W2, P1＜P2 （D）W1＜W2, P1=P 2 例4.两台起重机分别匀速提升Ａ、Ｂ两重物，已知物重G A=2G B，提升高度之比h A:h B=1:3,所用时间之比t A:t B=2:1,，则两台起重机的功率之比是（） （A）1:3 （B）4:3 （C）1:12 （D）3:1 例5.某公寓楼需在1h内将50m3水抽到36m高的楼顶水箱中，则该楼需选择功率至少是多少kW的水泵？（g取l0 N/kg） 例6.一个人用水平推力推着一个重1000N的货箱沿水平面匀速移动，若货箱所受的阻力是其自身重力的0.5倍，当推过30m的距离时，做的功是多少？若所用时间为1min，则该人做功的功率是多少？ 练习题 1．一拖拉机以相同的功率在甲、乙两块地上耕作，在甲地上前进800 m用2 min ,在乙地上前进600 m用1.5 min,则此拖拉机在甲、乙两地耕作时受到的阻力之比为（） 2、质量为2t 得汽车，发动机得牵引力功率为30kw,在水平得公路上，能达到得最大速度为15ｍ／s ，当汽车得速度为１０m ／s 时得加速度为( ） Ａ.0。5m/ｓ２ B 。１ m ／s ２ C 、１。5 ｍ/s ２ D.2 m/s ２ 3.一物体沿直线运动,其v -t 图象如图2所示，已知在第1ｓ内合外力对物体做得功为W ， 则（ ） A.从第1s 末到第2s 末，合外力做功为2W B.从第３s 末到第5s 末,合外力做功为—W C 。从第5s 末到第7s 末,合外力做功为Ｗ D ．从第3s 末到第7s 末,合外力做功为Ｗ 1．起重机竖直吊起质量为m 得重物，上升得加速度就是α,上升得高度就是h,则起重机对货物所做得功就是。[ ] Ａ。mgh B 。ｍαh C 。m(ｇ+α）h D 。m （g-α）h 1、以初速度v 0水平抛出一个质量为m 得物体,当物体得速度为v 时,重力做功得瞬时功率为 ( ) A 。mg ｖ ? ? ? ??B.m ｇv 0 C 。mg (v －v ０） ??? Ｄ。ｍｇ错误! ３.以一定得初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升得最大高度为h ，空气阻力得大小恒为Ｆf ，则从抛出点至落回到原出发点得过程中,空气阻力对小球做得功为 （ ） A ．0 ??Ｂ.－Ｆf h C 。—２F f h ?D ．－４F f ｈ 5、关于摩擦力做功得说法中不正确得就是 （ ） A 。滑动摩擦力阻碍物体得相对运动，一定做负功 B.静摩擦力起着阻碍物体得相对运动趋势得作用，一定不做功 C 。静摩擦力与滑动摩擦力一定都做负功 D.系统内两物体间相互作用得一对摩擦力做功得总与恒等于零 v -v 《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功和功率练习题.doc
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