高三物理上學(xué)期功和功率_749

1、1.1.靜摩擦力做功的特點靜摩擦力做功的特點（1 1）靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做）靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。功。（2 2）在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的相互轉(zhuǎn)移）在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的相互轉(zhuǎn)移（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有機械能轉(zhuǎn)（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能化為其他形式的能（3 3）相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力所做功的代數(shù)）相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總為零。和總為零。1.AB1.AB兩物體疊放在水平面上，保持相對靜止一兩物體疊放在水平面上，保持相對靜止一起向右做勻加速運

2、動移動起向右做勻加速運動移動S S， 則摩擦力則摩擦力f f1 1對對A A做做功，功，f f2 2對對B B做做功。功。AaBf1f2W1=f S W2= - f S W1 + W2= 0正正負負舉例說明舉例說明: :2.小木塊置于旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，隨轉(zhuǎn)臺小木塊置于旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，隨轉(zhuǎn)臺一起勻速轉(zhuǎn)動，小木塊受到的摩擦力對木一起勻速轉(zhuǎn)動，小木塊受到的摩擦力對木塊做塊做功。功。f0若小木塊隨轉(zhuǎn)臺一起加速轉(zhuǎn)動而沒有相對滑動若小木塊隨轉(zhuǎn)臺一起加速轉(zhuǎn)動而沒有相對滑動，則小木塊受到的摩擦力對木塊做，則小木塊受到的摩擦力對木塊做功。功。正正3.AB3.AB兩物體疊放在水平面上，兩物體疊放在水平面上，A

3、A物體物體用線系在墻上，用線系在墻上，B B 物體在力物體在力 F F作用下向作用下向右運動，則右運動，則f f1 1對對A A做做功，功，f f2 2對對B B做做功。功。 FBAf1f20負負4.AB4.AB兩物體疊放在水平面上，兩物體疊放在水平面上，A A物體在物體在力力 F F作用下在作用下在B B物體上相對滑動，物體上相對滑動，則則f f1 1對對A A做做功，功，f f2 2對對B B做做功。功。ABFf1f2SS2S1W1= - fS1W2= fS2W1 + W2= f(S2 - S1 )= - f S負負正正2.2.滑動摩擦力做功的特點：滑動摩擦力做功的特點：(1(1）滑動摩擦

4、力可以對物體做正功，也可以對物體做）滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以對物體做負功，當(dāng)然也可以不做功。負功，當(dāng)然也可以不做功。(2(2）一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉(zhuǎn)化有兩）一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉(zhuǎn)化有兩個方面：一是相互摩擦的物體之間機械能的轉(zhuǎn)移；二個方面：一是相互摩擦的物體之間機械能的轉(zhuǎn)移；二是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(3)(3)一對滑動摩擦力的總功等于一對滑動摩擦力的總功等于 - fS- fS式中式中SS指物體間的相對位移指物體間的相對位移(4)(4)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積, , 即即W=

5、QW=Q（即摩擦生熱）（即摩擦生熱）. .(5(5）滑動摩擦力、空氣摩擦阻力等，在曲線運動或往）滑動摩擦力、空氣摩擦阻力等，在曲線運動或往返運動時等于力和路程（不是位移）的乘積返運動時等于力和路程（不是位移）的乘積一對作用力和反作用力做功的特點一對作用力和反作用力做功的特點: 1.可以同時對物體做正功或負功可以同時對物體做正功或負功; 2.一個做功一個做功,另一個可以不做功另一個可以不做功; 3.作用力和反作用力做功數(shù)值可以相等也可作用力和反作用力做功數(shù)值可以相等也可以不相等以不相等. 4.一對平衡力做功的總和為零一對平衡力做功的總和為零.例：如下圖例：如下圖A A、B B 兩輛小車上各放一個

6、強磁鐵，各以速度兩輛小車上各放一個強磁鐵，各以速度V V相相向運動，兩磁體間的相互作用力對向運動，兩磁體間的相互作用力對A A車做車做 - - 功功, , 兩磁體間的相互作用力對兩磁體間的相互作用力對B B車做車做 - - 功功NNSSABVV正正正正若用手按住若用手按住B B車，則相互作用力對車，則相互作用力對A A 車做正功，對車做正功，對B B車不做車不做 功功 若如下圖若如下圖A A、B B 兩輛小車上各放一個強磁鐵，各以速度兩輛小車上各放一個強磁鐵，各以速度V V相向相向運動，兩磁體間的相互作用力對運動，兩磁體間的相互作用力對A A車做車做 - - 功功, , 兩磁體間的相互作用力對

7、兩磁體間的相互作用力對B B車做車做 - - 功功NNSSABVV負負負負若用手按住若用手按住B B車，則相互作用力對車，則相互作用力對A A 車做負功，對車做負功，對B B車不做車不做 功功 汽車的兩種加速問題汽車的兩種加速問題1.1.恒定功率的加速恒定功率的加速 由公式由公式P=FvP=Fv和和F-f=maF-f=ma知，由于知，由于P P恒定，隨著恒定，隨著v v的增大，的增大，F(xiàn) F必將減小，必將減小，a a也必將減小，也必將減小，汽車做加速度不斷減小的汽車做加速度不斷減小的加速運動加速運動，直到，直到F=fF=f，a=0a=0，這時，這時v v達到最大值達到最大值. . 可見可見恒定

8、功率的加速一定不是勻加速恒定功率的加速一定不是勻加速。這種加速。這種加速過程發(fā)動機過程發(fā)動機做的功只能用做的功只能用W=PtW=Pt計算計算，不能用，不能用W=FsW=Fs計計算（因為算（因為F F為變力）。為變力）。P=P額額不變不變vF = P額額/v a=(F-f )/mP=P額額不變不變F2 = P額額/vm =f a=0 v= vm變加速運動變加速運動勻速運動勻速運動fffFF2F1A B C vA= 0vC= vmP=P額額不變不變F1 = P額額/va1=(F1-f )/m v汽車以恒定功率運動汽車以恒定功率運動2.2.恒定牽引力的加速恒定牽引力的加速 (1)(1)由公式由公式P

9、=FvP=Fv和和F-f=maF-f=ma知，由于知，由于F F恒定，所以恒定，所以a a恒恒定，定，汽車做勻加速運動汽車做勻加速運動，而隨著，而隨著v v的增大，的增大，P P也將不斷也將不斷增大，直到增大，直到P P達到額定功率達到額定功率PmPm，功率不能再增大了。，功率不能再增大了。這時勻加速運動結(jié)束，此后汽車要想繼續(xù)加速就只這時勻加速運動結(jié)束，此后汽車要想繼續(xù)加速就只能能做恒定功率的變加速運動了。做恒定功率的變加速運動了。 (2)(2)可見可見恒定牽引力的加速時功率一定不恒定恒定牽引力的加速時功率一定不恒定。這種加速過程發(fā)動機這種加速過程發(fā)動機做的功只能用做的功只能用W=FW=F s

10、 s計算計算，不，不能用能用W=PW=P t t計算（因為計算（因為P P為變功率）。為變功率）。 (4)(4)注意：勻加速結(jié)束時機車的速度并不是最后的注意：勻加速結(jié)束時機車的速度并不是最后的最大速度。因此時最大速度。因此時F F，之后還要在功率不變的情，之后還要在功率不變的情況下變加速一段時間才達到最后的最大速度況下變加速一段時間才達到最后的最大速度。(4)(4)發(fā)動機銘牌上的額定功率，指的是該機正常工作發(fā)動機銘牌上的額定功率，指的是該機正常工作的最大輸出功率，而實際功率是指非正常工作時消的最大輸出功率，而實際功率是指非正常工作時消耗的功率。耗的功率。變加速運動變加速運動勻加速運動勻加速運動

11、勻速運動勻速運動fffFF2F1A B C vB= P額額/F1vA= 0vC= vm汽車先做勻加速運動，再做變加速運動。汽車先做勻加速運動，再做變加速運動。a=(F1-f )/m 不變不變v=at P= F1 v P=P額額 不變不變v F = P額額 / v a=(F-f )/mP=P額額 不變不變F2 = P額額/vm =f a=0 v= vm作業(yè)一作業(yè)一: :額定功率為額定功率為80kW80kW的汽車，在水平長直公路上的汽車，在水平長直公路上行駛時最大速度可達行駛時最大速度可達20m/s,20m/s,汽車質(zhì)量為汽車質(zhì)量為2 210103 3kg kg 。如果汽車從靜止開始做勻加速直線運

12、動，加速度可如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動，加速度可達達2m/s2m/s2 2 。設(shè)運動過程中阻力大小不變，試求：。設(shè)運動過程中阻力大小不變，試求：（1 1）汽車運動時所受阻力）汽車運動時所受阻力f f；（2 2）汽車勻加速運動過程可持續(xù)的時間）汽車勻加速運動過程可持續(xù)的時間tt；（3 3）汽車啟動后，發(fā)電機在第三秒末的即時功率）汽車啟動后，發(fā)電機在第三秒末的即時功率P P3 3；（4 4）汽車在做勻加速直線運動過程中，發(fā)動機所做）汽車在做勻加速直線運動過程中，發(fā)動機所做的功的功WW作業(yè)二作業(yè)二: :質(zhì)量為質(zhì)量為m = 4000kgm = 4000kg的卡車，額定輸出功率為的卡車，額定輸出功率為 P=60 kWP=60 kW。當(dāng)它從靜止出發(fā)沿坡路前進時，每行駛。當(dāng)它從靜止出發(fā)沿坡路前進時，每行駛100 m100 m，升高，升高5m5m，所受阻力大小為車重的，所受阻力大小為車重的0.10.1倍，取倍，取g=10 m/sg=10 m/s2 2 . .試求：試求：(1)(1)卡車能否保持牽引力為卡車能否保持牽引力為8000 N8000 N不變在坡路上行駛？不變在坡路上行駛？(2)(2)卡車在坡路上