12年用摩擦力做功及功率
高考物理热点题型归纳与变式演练专题卷12之5:做功、功率问题汇总

专题05:做功、功率问题汇总考点1 功的分析与计算 (1)考点2 功率的分析与计算 (3)考点3 机车启动问题 (5)考点1 功的分析与计算1.功的正负的判断方法(1)恒力做功正负的判断:依据力与位移的夹角来判断。
(2)曲线运动中做功正负的判断:依据F与v的方向的夹角α来判断。
0°≤α<90°,力对物体做正功;90°<α≤180°,力对物体做负功;α=90°,力对物体不做功。
2.恒力做功的计算方法3.合力做功的计算方法方法一:先求合外力F合,再用W合=F合l cos α求功。
适用于F合为恒力的过程。
方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3…,再应用W合=W1+W2+W3…求合外力做的功。
【典例1】如图所示,水平路面上有一辆质量为M的汽车,车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢,在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中,下列说法正确的是()A.人对车的推力F做的功为FLB.人对车做的功为maLC.车对人的作用力大小为maD.车对人的摩擦力做的功为(F-ma)L【答案】A【解析】根据功的公式可知,人对车的推力做功W=FL,故A正确;在水平方向上,由牛顿第二定律可知车对人的作用力为F′=ma,由牛顿第三定律可知人对车的作用力为-ma,人对车做功为W=-maL,故B错误;人水平方向受到的合力为ma,竖直方向上车对人还有支持力,故车对人的作用力为N=(ma )2+(mg )2 =m a 2+g 2 ,故C 错误;对人由牛顿第二定律可得f -F =ma ,则f =ma +F ,车对人的摩擦力做功为W =fL =(F +ma )L ,故D 错误。
【变式1-1】在水平面上,有一弯曲的槽道弧AB ,槽道由半径分别为R2 和R 的两个半圆构成(如图所示),现用大小恒为F 的拉力将一光滑小球从A 点沿滑槽道拉至B 点,若拉力F 的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为( )A .0B .FRC .32 πFRD .2πFR【答案】 C【解析】 虽然拉力方向时刻改变,但力与运动方向始终一致,用微元法,在很小的一段位移内可以看成恒力,小球的路程为πR +πR 2 ,则拉力做的功为32 πFR ,故C 正确。
第05讲 功 功率 动能定理(解析版)

2020年高考物理二轮精准备考复习讲义第二部分功能与动量第5讲功功率动能定理目录一、理清单,记住干 (2)二、研高考,探考情 (2)三、考情揭秘 (4)四、定考点,定题型 (5)超重点突破1功和功率的分析与计算 (5)命题角度1功的分析与计算 (5)命题角度2功率的分析及应用 (6)命题角度3 变力做功 (7)超重点突破2机车启动中的功率问题 (8)超重点突破3动能定理的基本应用 (10)命题角度1动能定理在直线运动中的应用 (10)命题角度2动能定理在曲线运动中的应用 (12)命题角度3 动能定理在图象问题中的应用 (13)五、固成果,提能力 (14)一、理清单,记住干1.功(1)恒力做功:W =Fl cos α(α为F 与l 之间的夹角).(2)变力做功:①用动能定理求解;②用F -x 图线与x 轴所围“面积”求解. 2.功率(1)平均功率:P =Wt =F v cos α(α为F 与v 的夹角).(2)瞬时功率:P =Fv cos α(α为F 与v 的夹角).(3)机车启动两类模型中的关键方程:P =F ·v ,F -F 阻=ma ,v m =PF 阻,Pt -F 阻x =ΔE k . 3.动能定理:W 合=12mv 2-12mv 20.4.应用动能定理的两点注意(1)应用动能定理的关键是写出各力做功的代数和,不要漏掉某个力做的功,同时要注意各力做功的正、负. (2)动能定理是标量式,不能在某一方向上应用.二、研高考,探考情【2019·高考全国卷Ⅲ,T17】从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h 在3 m 以内时,物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示.重力加速度取10 m/s 2.该物体的质量为( )A .2 kgB .1.5 kgC .1 kgD .0.5 kg 【答案】:C【解析】:画出运动示意图,设阻力为f ,据动能定理知A →B (上升过程):E k B -E k A =-(mg +f )hC →D (下落过程):E k D -E k C =(mg -f )h整理以上两式得mgh =30 J ,解得物体的质量m =1 kg ,选项C 正确.【2019·高考江苏卷】如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态.小物块的质量为m ,从A 点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A 点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s ,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,弹簧未超出弹性限度.在上述过程中( )A .弹簧的最大弹力为μmgB .物块克服摩擦力做的功为2μmgsC .弹簧的最大弹性势能为μmgsD .物块在A 点的初速度为2μgs 【答案】:BC【解析】:小物块处于最左端时,弹簧的压缩量最大,然后小物块先向右做加速运动再做减速运动,可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg ,选项A 错误;物块从开始运动至最后回到A 点过程,由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2μmgs ,选项B 正确;自物块从最左侧运动至A 点过程由能量守恒定律可知E p =μmgs ,选项C 正确;设物块在A 点的初速度为v 0,整个过程应用动能定理有-2μmgs =0-12mv 20,解得v 0=2μgs ,选项D 错误.【2018·高考全国卷Ⅲ,T19】地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面.某竖井中矿车提升的速度大小v 随时间t 的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第①次和第②次提升过程( )A .矿车上升所用的时间之比为4∶5B .电机的最大牵引力之比为2∶1C .电机输出的最大功率之比为2∶1D .电机所做的功之比为4∶5 【答案】:AC【解析】:由图线①知,矿车上升总高度h =v 02·2t 0=v 0t 0由图线②知,加速阶段和减速阶段上升高度和 h 1=v 022·(t 02+t 02)=14v 0t 0匀速阶段:h -h 1=12v 0·t ′,解得t ′=32t 0故第②次提升过程所用时间为t 02+32t 0+t 02=52t 0,两次上升所用时间之比为2t 0∶52t 0=4∶5,A 对;对矿车受力分析,当矿车向上做加速直线运动时,电机的牵引力最大,由于加速阶段加速度相同,故加速时牵引力相同,B 错;在加速上升阶段,由牛顿第二定律知, F -mg =ma ,F =m (g +a ) 第①次在t 0时刻,功率P 1=F ·v 0, 第②次在t 02时刻,功率P 2=F ·v 02,第②次在匀速阶段P 2′=F ′·v 02=mg ·v 02<P 2,可知,电机输出的最大功率之比P 1∶P 2=2∶1,C 对;由动能定理知,两个过程动能变化量相同,克服重力做功相同,故两次电机做功也相同,D 错.三、考情揭秘近几年高考命题点主要集中在正、负功的判断,功率的分析与计算,机车启动模型,题目具有一定的综合性,难度适中.高考单独命题以选择题为主,综合命题以计算题为主,常将动能定理与机械能守恒定律、能量守恒定律相结合.应考策略:备考中要理解功和功率的定义,掌握正、负功的判断方法,机车启动两类模型的分析,动能定理及动能定理在变力做功中的灵活应用.动能定理仍是2020年高考的考查重点,要重点关注本讲知识与实际问题、图象问题相结合的情景题目.四、定考点,定题型超重点突破 1 功和功率的分析与计算1.功和功率的计算 (1)功的计算①恒力做功一般用功的公式或动能定理求解。
高中物理必修二 第四章 专题强化11 摩擦力做功问题 变力做功的计算

根据速度的合成与分解,可得 A 位置船速大小为 vA=cosv30°=233 m/s,故 A 错误; 同理可得 B 位置船速大小为 vB=cosv60°=2 m/s,故 B 正确; 船从 A 运动到 B 的过程中,人的拉力做的功 W=F(2 AB sin 60°- AB ) =10×(2×4× 23-4) J=40( 3-1) J,故 C 错误,D 正确.
小球受到的拉力F在整个过程中大小不变,方向时刻 变化,是变力.但是,如果把圆周分成无数微小的弧 段,每一小段可近似看成直线,拉力F在每一小段上 方向不变,每一小段上可用恒力做功的公式计算,然后将各段做功累 加起来.设每一小段的长度分别为l1、l2、…、ln,拉力在每一段上做的 功W1=Fl1、W2=Fl2、…、Wn=Fln,拉力在整个过程中所做的功W= W1+W2+…+Wn=F(l1+l2+…+ln)=F(π·R2+πR)=32πFR.故选 C.
知识深化
3.一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动,即两 个物体的对地位移不相同,由W=Fscos α可判断两个相互作用的滑 动摩擦力做功的总和不为零.
[深度思考] 一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和是正值还是负值? 答案 相互作用的一对滑动摩擦力中至少有一个做负功,且两力做功的 总和一定为负值.
√D.从 A 到 C 过程,摩擦力做功为-πRf
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
滑块从A到B过程,重力做功不为零,选项A错误; 弹力始终与位移方向垂直,弹力做功为零,选项 B正确; 滑块从 A 到 B 过程,摩擦力方向始终与速度方向相反,摩擦力做功 为 W1=-fsAB=-f(14×2πR)=-12πRf,选项 C 错误; 同理,滑块从 A 到 C 过程,摩擦力做功 W2=-f(12×2πR)=-πRf, 选项 D 正确.
2023届浙江高三物理高考复习专题模型精讲精练第31讲 与摩擦力做功及摩擦热相关的6种题型(含详解)

第31讲与摩擦力做功及摩擦热相关的6种题型1.(2021·浙江)如图所示,质量m=2kg的滑块以v0=16m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑,经t=2s滑行到最高点。
然后,滑块返回到出发点。
已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求滑块(1)最大位移值x;(2)与斜面间的动摩擦因数;(3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。
一.知识回顾1.摩擦力做功正负情况运动的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时,若摩擦力的方向与运动方向相反,则摩擦力做负功,该摩擦力就是阻力;若摩擦力的方向与运动方向相同,则摩擦力做正功,该摩擦力就是动力。
总之,摩擦力既可能做负功,也可能做正功,还可能不做功。
举例如下:2.两种摩擦力做功与能量转化的情况比较类别5.摩擦力做功计算要注意过程中位移的方向是否改变。
(1)物体在粗糙水平面上做单方向的直线运动时,路程与位移大小相等,此时摩擦力做功W=-Fl(l指位移,F指摩擦力)。
(2)物体在粗糙水平面上做往复运动或曲线运动时,路程与位移大小不同,此时摩擦力做功W=-Fs(s指路程,F指摩擦力)。
6.易错点:(1)计算摩擦力做功时,物体的位移是指对地的位移。
而计算摩擦热时,是该摩擦力的施力物体与受力物体之间相对运动运动的路程。
2一对静摩擦力的总功为零是因为物体间的静摩擦力总是大小相等、方向相反,而它们运动时相对地面的位移是相同的,所以物体之间的静摩擦力若做功,则必定对一个物体做正功,对另一个物体做等量负功。
但是滑动摩擦存在相对运动,对地面的位移不同,其正负功不相等。
3摩擦力做功问题,常涉及两个物体的相对运动,要注意两物体的位移关系。
二.摩擦力做功与摩擦热公式推导质量为M的木板放在光滑的水平面上,一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点,在木板上前进了L,而木板前进了l,如图所示。
若滑块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少?这一对摩擦力做功的代数和为多大?[答案] -μmg(l+L) μmgl-μmgL 思维引导:(1)滑块的位移多大?所受摩擦力的方向是什么?提示:滑块的位移是木板前进的距离l再加上它相对木板前进的距离L,表达式为(l+L)。
摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法(学生版)-高考物理热点模型

摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法学校:_________班级:___________姓名:_____________模型概述1.摩擦力做功问题1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力都可以对物体可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
2)静摩擦力做功的能量问题①静摩擦做功只有机械能从一个物体转移到另一个物体,而没有机械能转化为其他形式的能。
②一对静摩擦力所做功的代数和总等于零,而总的机械能保持不变。
3)滑动摩擦力做功的能量问题①滑动摩擦力做功时,一部分机械能从一个物体转移到另一个物体,另一部分机械能转化为内容,因此滑动摩擦力做功有机械能损失。
②一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值,总功W =-F f ⋅x 相对,即发生相对滑动时产生的热量。
2.求变力做功的几种方法1.用W =Pt 求功当牵引力为变力,且发动机的功率一定时,由功率的定义式P =W t,可得W =Pt .1)“微元法”求变力做功:情形一:当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,力F 做的功与路程有关,W =Fs 或W =-Fs ,其中s 为物体通过的路程.情形二:当力的大小不变,运动为曲线时,将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和,此法适用于求解大小不变、方向改变的变力做功.【举例】质量为m 的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功W f =F f ⋅Δx 1+F f ⋅Δx 2+F f ⋅Δx 3+...=F f ⋅(Δx 1+Δx 2+Δx 3+...)=F f ⋅2πR2)“图像法”求变力做功:在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移内所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正功,位于x 轴下方的“面积”为负功,但此方法只适用于便于求图线与x 轴所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形).【举例】一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0,图线与横轴所围面积表示拉力所做的功,W =F 0+F 12x3)“平均力”求变力做功:当力的方向不变而大小随位移线性变化时,可先求出力对位移的平均值F =F 0+F 12,再由W =F l cos θ计算,如弹簧弹力做功.【举例】弹力做功,弹力大小随位移线性变化,取初状态弹力为0,则W =F x =0+F k 2x =0+kx 2x =12kx 24.应用动能定理求解变力做功:在一个有变力做功的过程中,当变力做功无法直接通过功的公式求解时,可用动能定理W 变+W 恒=12mv 22-12mv 21,物体初、末速度已知,恒力做功W 恒可根据功的公式求出,这样就可以得到W 变=12mv 22-12mv 21-W 恒,就可以求出变力做的功了.【举例】用力F 把小球从A 处缓慢拉到B 处,F 做功为W F ,则有:W F +W G =0⇒W F -mgl (1-cos θ)=0⇒W F =mgl (1-cos θ)5)等效转换法求解变力做功:将变力转化为另一个恒力所做的功。
专题11 功和功率及动能定理的理解与应用-2023届高考物理一轮复习热点题型专练(解析版)

专题11功和功率及动能定理的理解与应用目录题型一恒力做功的分析和计算..................................................................................................................................1题型二变力做功的分析和计算. (4)类型1微元法计算变力做功...............................................................................................................................5类型2图像法计算变力做功...............................................................................................................................5类型3等效转换法求变力做功...........................................................................................................................7类型4平均力法求变力做功...............................................................................................................................7类型5应用动能定理求变力做功.......................................................................................................................8题型三功率的分析和计算 (9)类型1功率的分析和计算...................................................................................................................................9类型2功率和功综合问题的分析和计算.........................................................................................................11题型四机车启动问题 (13)类型1恒定功率启动.......................................................................................................................................14类型2恒加速度启动问题...............................................................................................................................15题型五动能定理的理解............................................................................................................................................17题型六动能定理的基本应用....................................................................................................................................19题型七动能定理与图像的“数形结合”. (21)类型1E k -x (W -x )图像问题.............................................................................................................................22类型2F -x 图像与动能定理的结合.................................................................................................................23类型3其他图像与动能定理的结合.................................................................................................................25题型八动能定理在多过程、往复运动问题中的应用.. (27)类型1运用动能定理解决多过程问题...........................................................................................................27类型2动能定理在往复运动问题中的应用.. (30)题型一恒力做功的分析和计算【解题指导】1.判断力是否做功及做正、负功的方法(1)恒力做的功直接用W =Fl cos α计算或用动能定理计算。
高中物理必修二81功率(第二课时)(解析版)

8.1功率(第二课时)【学习目标】1.理解功率的概念,能运用功率的定义式P =Wt 进行有关的计算.2.理解额定功率和实际功率,了解平均功率和瞬时功率的含义.3.根据功率的定义导出P =Fv ,会分析P 、F 、v 三者的关系. 【知识要点】 一、恒力做功的计算 恒力做功的流程图:二 、功率(P )1.物理意义:反映物体做功的快慢。
2.定义:功跟完成这些功所用时间的比值,叫做功率。
3.公式: P =Wt或P =F v .4.单位:瓦特(国际单位制中),简称瓦,符号是W ,1W =1J/s 。
常用单位:千瓦(kW ),1kW =1000W 。
5.功率是标量。
6.额定功率:是指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。
7.实际功率:是指机器在工作中实际输出的功率。
注:机器不一定在额定功率下工作,机器正常工作时,实际功率总是小于或等于额定功率,机器只能在短时间内使实际功率略大于额定功率,不允许长时间超过额定功率工作。
三、摩擦力做功的特点与计算1.不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力都可以是动力也可以是阻力,也可能与位移方向垂直,所以不论是静摩擦力,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. (1)静摩擦力做功:若物体在倾斜的传送带上随传送带一起向上运动,静摩擦力做正功,若随传送带一起向下运动,静摩擦力做负功;在粗糙的水平圆盘上的物体随圆盘做圆周运动时,静摩擦力提供向心力,不做功.(2)滑动摩擦力做功:如图所示,当将物体轻轻放在运动的传送带上时,滑动摩擦力对物体做正功;当传送带不动,物体冲上传送带时,滑动摩擦力对物体做负功;当物体在地面上滑动时,地面受到的滑动摩擦力不做功.2.一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止,即两个物体的对地位移相同,由w =Fx cos α可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零.3.一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动,即两个物体的对地位移不相同,由W =Fxcos α可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零. 四、机车的两种启动方式1.第一种情况:汽车以恒定功率启动:注:机车以恒定功率启动的v-t 图像如下所示:先做加速度逐渐减小的变加速直线运动,最终以最大速度阻额F P vmax 做匀速直线运动。
2020中考物理重点知识专题十一:功、功率、机械效率的综合计算(解析版)

2020中考物理重点知识专题十一:功、功率、机械效率的综合计算考点一:功、功率综合计算1.(2019惠阳)如图所示,某品牌太阳能汽车在景区接送游客。
(1)车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2 m2,该汽车对水平地面的压强为2.5×105 Pa,求该汽车对地面的压力多大?(2)某次运送游客时,该车以18 km/h的速度在水平路面上匀速行驶3.6 km,此时该车的输出功率为800 W。
求:此过程中该车受到的阻力多大?牵引力所做的功多大?2.(2019厦门)“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备,又名“塔式起重机”。
某“塔吊”以恒定功率24 kW将质量2 t的重物从静止开始竖直向上提升45 s,全程v-t关系如图。
g取10 N/kg。
(1)求t=30 s时重物所受的拉力。
(2)求整个过程重物的最大速度。
(3)若重物上升的总高度为60 m,则最后12 s拉力的平均功率为多大?3.(2019宁波江北)外卖小哥的忙碌也体现了现代生活的节奏。
若摩托车自身质量为150 kg,静止时总着地面积约为240 cm2,摩托车牵引力的功率为21 kW,某次订单他要把外卖从万达广场送到 6 km远的西南大学附属小学,若始终以18 km/h的速度匀速行驶,求:(1)在这个过程中摩托车牵引力的大小;(2)在这个过程中摩托车的牵引力做的功。
考点二:功、机械效率综合计算1.(2019德州)小强用如图所示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m,此过程中拉力F的功率为120 W。
求:(1)提升装置所做的有用功;(2)拉力F做的功;(3)该滑轮组的机械效率。
2.(2019襄阳)工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m,做了1500J的功。
求:(1)滑轮组的机械效率;(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重。
3.(2019日照)在建设工地上,工人把重1 000 N的物体沿着长s=5 m、高h=1 m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为250 N(不计空气阻力)。
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不做功 箱子整体向左右移动或静止
判断下列摩擦力做什么功
车往北走,往东推车上的箱子,未推动 车往北走,往北推车上的箱子,未推动
车往北走,往南推车上的箱子,未推动
用力F向右推动小箱子,缆绳拉着大箱子 1、向右移动 2、向左移动 3、向上或向下移动 4、斜向右上移动
结论2:摩擦力可以 与位移成任意夹角!
A.汽车以额定功率启动后做变加速运动,速度、加速度均 逐渐增大 B.汽车以额定功率启动后做变加速运动,速度逐渐增大; 加速度逐渐减小,加速度为0时,速度最大 C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制, 要提高最大允许速度,必须增大发动机的额定功率 D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶,则当牵引力F与阻 力f平衡时,汽车的最大速度vm=P/f
W 3.定义式: P t
,所求出的功率是时间t内的平均功率。
4.推导式:P Fv cos ,其中θ是力与速度间的夹角。
(1)当v为即时速度时,对应的P为即时功率; (2)当v为平均速度时,对应的P为平均功率。 (4)若力和速度在一条直线上,上式可简化为 P=F·v
5.单位:瓦特 (w) 常用单位kw
分析:汽车能否保持牵引力为8000 N上坡要考虑两点:第一,牵引力是否大于阻力? 第二,汽车若一直加速,其功率是否将超过额定功率,依P=Fv解。本题考查了汽车 牵引力恒定时功率的计算。不少同学在得到F > f + mgsinθ后,立即做出结论:汽车 可以保持牵引力8000 N不变上坡;而没有考虑到汽车由于加速,速度不断增大,其 功率不断增大,如果坡路足够长,这种运动方式是不允许的。
学习目标
1、掌握摩擦力做功的特点及例子 2、了解一对相互作用力做功的特点 、掌握功率的两种表达式及适用条件
四、摩擦力做功
正功 水平传送带 擦黑板的黑板擦
1、滑动摩擦力
负功
不做功 被擦的黑板
结论1:摩擦力,不论是静摩擦还是滑动摩擦, 都可以做正功、做负功或者不做功。
2、静摩擦力
正功 负功 箱子整体向上移动 箱子整体向下移动
(2)汽车匀加速运动过程可持续的时间t′; (3)汽车启动后,发电机在第三秒末的即时功率P3; (4)汽车在做匀加速直线运动过程中,发动机所做的功W′.
练习7.质量4t的机车,发动机的最大输出功率为 100kW,运动阻力恒为2×103N,试求; (1)当机车由静止开始以0.5m/s2的加速度沿水平 轨道做匀加速直线运动的过程中,能达到的最大速 度和达到该最大速度所需的时间。
6.标量,无正负
思考:汽车上坡时要 加速还是减速行驶?
二、平均功率与瞬时功率
1、平均功率
F必须为恒力
2、瞬时功率
当物体匀速运动时,平均功率等于瞬时功率。
【练习1】从空中以40m/s的初速度平抛一重为 10N的物体,物体在空中运动3s落地,不计空气阻 力,取g=10m/s2,则物体落地时,重力的瞬时功 率为 ( ) B
作用力做正功,反作用力可能做正功,也可能做负功或
者不做功!
2、特例:一对相互作用的摩擦力
(1)一对相互作用的静摩擦力做的功总和必为零! (2)一对相互作用的滑动摩擦力做的功总和必为负值!
一、功率的概念
1.物理意义:表示力做功快慢的物理量 2.定义:功与完成这些功所用时间的比值叫功率
①若P不变,F与v成反比 ②若F不变,P与v成正比 ③若v不变,P与F成正比
四.汽车的两种启动问题
1.恒定功率P额的加速
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)。
练习5.下列关于汽车运动的论述,不正确的是(
) A
5、斜向左上移动
1、质量为m的物体,在摩擦因数为μ的水平桌面上向
右运动L1米,又向左运动L2米,求摩擦力做的功 2、质量为m的小物块,在摩擦因数为μ的水平桌面上 绕半径为R的圆轨道运动一周,求摩擦力做的功
结论3:滑动摩擦做功大小=fμ×路程
五、作用力与反作用力做功特点
1、没有必然联系!
总结规律:
只要是求最大速率,肯定f=F,vm=p额/F=p额/f
求加速度
F f a m
例八.额定功率为80kW的汽车,在水平长直公路上行 驶时最大速度可达20m/s,汽车质量为2×103kg 。如果 汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度可达2m/s2 。 设运动过程中阻力大小不变,试求: (1)汽车运动时所受阻力f;
(2)若机车保持额定功率不变行驶,能达到的最 大速度以及速度为10m/s时机车的加速度。
例九.质量为m = 4000kg的卡车,额定输出功率为P=60 kW。当它从静 止出发沿坡路前进时,每行驶100 m,升高5m,所受阻力大小为车重的 0.1倍,取g=10 m/s2 . 试求:(1)卡车能否保持牵引力为8000 N不变在坡路上行驶? (2)卡车在坡路上行驶时能达到的最大速度为多大?这时牵引力为多大? (3)如果卡车用4000 N牵引力以12m/s的初速度上坡,到达坡顶时,速 度为4 m/s,那么卡车在这一段路程中的最大功率为多少?平均功率是多 少?
A.400W C.500W B.300W D.700W
结论:重力的瞬时功率可表示为 PG mgv ,仅由重力及物体 的竖直分速度大小决定。
求上题中重力的平均功率
三、额定功率和实际功率
1、额定功率:指动力机械在长时间正常工作时最大
输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值。 2、实际功率:机器实际运行时的功率。实际功率不 能大于额定功率,否则容易将机械损坏。P实≤P额 3、功率P与动力F和速率v的关系:
练习6.按额定功率行驶的汽车,所受地面的阻力保
D 持不变,则( C )
A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大
B.汽车可以做匀加速运动
C.汽车加速行驶时,加速度逐渐减小,速度逐渐增 大
D.汽车达到最大速度时,所受合力为零
2.恒定牵引力F的加速
(1)可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种 加速过程发动机做的功只能用W=Fs计算,不能用 W=Pt计算(因为P为变功率)。 (2)注意:匀加速结束时机车的速度并不是最后的最 大速度。因此时F>f,之后还要在功率不变的情况下 变加速一段时间才达到最后的最大速度Vm。