高一物理題功和功率知識點與練習題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上【知識梳理】一、功  1功的概念 (1)如果一個物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生了位移，物理學中就說這個力對物體做了功。 (2)在物理學中，力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個不可缺少的因素。2功的公式初中物理我們知道，功的計算公式是：W=Fs。如例1所示。這種情況下力F和位移S的方面是在同一個方向上的。而例2這種力F與位移S不在一個方向上，力F對物體所做功將如何計算呢？（引導學生讓學生進行歸納）得到：力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。W=Fscos在國際單位制中，功的單位是焦耳(J) 1J1N

2、3;m3正功、負功（引導學生分析在大小不同時，做功情況）(1)正功、負功的定義當0°90°時，cos為正值， W為正值，稱為力對物體做正功，或稱為力對物體做功。當=90°時，cos=0，W=0，力對物體做零功，即力對物體不做功。當90°180°時，cos為負值， W為負值，稱為力對物體做負功，或說物體克服這個力做功。(2)正功、負功的物理意義。舉如下兩個事例啟發(fā)學生思考：a一輛手推車上裝有很多貨物，搬運工推車要用很大的力。向前推一段距離就要休息一會兒，然后有了力氣再推車走。b如果要你將重物從一樓向六樓上搬，搬運過程中會有什么感覺？指出做功過程是

3、能量轉(zhuǎn)化過程，做功越多，能量轉(zhuǎn)化得越多，因而功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量是標量，相應(yīng)功也是標量。功是描述力在空間位移上累積作用的物理量。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功是標量。討論正功和負功的意義正功的意義是：力對物體做功向物體提供能量，即受力物體獲得了能量。負功的意義是：物體克服外力做功，向外輸出能量(以消耗自身的能量為代價)，即負功表示物體失去了能量?！纠}講解】例1如圖3所示，ABCD為畫在水平地面上的正方形，其邊長為a，P為靜止于A點的物體。用水平力F沿直線 AB拉物體緩慢滑動到B點停下，然后仍用水平力F沿直線BC拉物體滑動到C點停下，接下來仍用水平力F沿直線CD拉物體滑動到D點停下，最后仍用水平力

4、F沿直線DA拉物體滑動到A點停下。若后三段運動中物體也是緩慢的，求全過程中水平力F對物體所做的功是多少？W=0？還是：W=4Fa？ 例2如圖4所示，F(xiàn)1和F2是作用在物體P上的兩個水平恒力，大小分別為：F1=3N，F(xiàn)2=4N，在這兩個力共同作用下，使物體P由靜止開始沿水平面移動5m距離的過程中，它們對物體各做多少功？它們對物體做功的代數(shù)和是多少？F1、F2的合力對P做多少功？【知識梳理】二、功率  1功率根據(jù)很容易分析出哪個力做功快。引出功率：功率：是描述做功快慢的物理量。功和完成這些功所用的時間之比，叫做功率。如果用W表示功，t上式即為功率的定義式，然后說明P的單位，W用J、t用s

5、作單位，P的單位為J/s，稱為瓦特，符號為W。功率是標量。功率的大小與單位時間內(nèi)力所做的功為等值。功率理解為是描述做功過程中能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量。2平均功率與瞬時功率指出即使是同一個力對物體做功，在不同時間內(nèi)做功的功率也可能是有變化的。因而，用PW/t求得的功率只能反映t時間內(nèi)做功的快慢，只具有平均的意義。(1)平均功率(2)瞬時功率為了比較細致地表示出每時每刻的做功快慢，引入了瞬時功率的概念，即瞬時功率是表示某個瞬時做功快慢的物理量。PF·V此為瞬時功率計算公式 比較：PF·和PF·V區(qū)別3、額定功率和實際功率 額定功率就是機械正常條件下長時間工作的最大功率。

6、實際功率就是機械實際運行時的功率。討論：如果作用于物體上的力F為恒力，且物體以速度v勻速運動，則力對物體做功的功率保持不變。此情況下，任意一段時間內(nèi)的平均功率與任一瞬時的瞬時功率都是相同的。很多動力機器通常有一個額定功率，且通常使其在額定功率狀態(tài)工作(如汽車)，根據(jù)PFv可知：當路面阻力較小時，牽引力F也小，v可以大，即汽車可以跑得快些；當路面阻力較大，或爬坡時，需要比較大的牽引力，v必須小。這就是爬坡時汽車換低速擋的道理。如果動力機器原來在遠小于額定功率的條件下工作，例如汽車剛剛起動后的一段時間內(nèi)，速度逐漸增大過程中，牽引力仍可增大，即F和v可以同時增大，但是這一情況應(yīng)以二者乘積等于額定功率

7、為限度，即當Fv=P額。在功率不變時，其速度V與作用力F成反比。應(yīng)用公式PFv計算m1kg的物體做自由落體運動中下落1s末和2s末的瞬時功率。由v110m/s按公式求得P1100w；由v220m/s按公式求得P2200w。此題中是重力對物體做功，使重力勢能逐漸向動能轉(zhuǎn)化。隨著時間的延續(xù)，重力勢能向動能轉(zhuǎn)化加快?！纠}講解】例3如圖1所示，位于水平面上的物體A的質(zhì)量m5kg，在F10N的水平拉力作用下從靜止開始向右運動，位移為s36m時撤去拉力F。求：在下述兩種條件下，力F對物體做功的平均功率各是多大？(取g10m/s2)(1)設(shè)水平面光滑；(2)設(shè)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)0.15。例4如圖2

8、所示，位于水平面上的物體A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以v2m/s的速度向右做勻速直線運動。已知F的大小為100N，方向與速度v的夾角為37°，求：(1)拉力F對物體做功的功率是多大？(2)物體向右運動10s的過程中，拉力F對它做多少功？(sin37°0.6，cos37°0.8)【課堂練習】一 、功 1 做功的兩個必要因素； 和 ；恒力做功的表達式 2 功是標量，但是有正功也有 ； 當力與位移之間夾角小于 900力對物體做 ；當力與位移之間夾角于900時力對物體 ；當力與位移之間夾角大于900時；力對物體做 功，對于這種情況 我們還常說成 。 3、擦力做功問題

9、無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力做切都分分為三種情況正功、負功、不做功請各舉一例 二、功率 1 物理意義 是用來描述 的物理量2 公式；（l） 于計算 功率 （2） 當V為 時P為平均功率。當V為 時P為瞬時功率 3 機車的兩種特殊運動 （1）機車以恒定功率運動；設(shè)運動過程中所受阻力f不變由于功率P= 當速度開始增大時牽引力F 根據(jù)牛頓第 定律a= 機車的加速度 ；當其加速度等 時 機車的速度達到 以后機車將做 運動 機車的最大速度Vm= （2）機車以恒定加速度a起動：機車以恒定加速度a起動后，開始牽引力 機車做 運動 此時機車的功率隨速度的增大而 當其速度增大到某 一值v時功率達到最大值P此時有

10、 =ma。，若以后再使其速度增加，由于機車的功率 ，機車的牽引力將 ，從而加速度 直至加速 度 ，速度達到最大以后將做 運動 機車做勻速直線運動的速度Vm= 。 試畫出上面兩種運動的vt圖象vtvt經(jīng)典題型： 1 、物體在水平恒力F的作用下，在光滑的水平面上由靜止前進了路程S再進入一個粗糙水平面又繼續(xù)前進了路程S設(shè)力F在第一段路程中對物體做功為W1，在第二段路程中對物體做功為W2則（） A、W1W2。 B、W1W2。C、W1=W2。 D、無法判斷2 如圖所示小物塊位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上從地面上看在小物塊沿斜面下滑的過程中 斜面對小物塊的作用力（） A、垂直于接觸面做功為零

11、B、垂直于接觸面做功不為零 C、不垂直于接觸面，做功不為零 D、不垂直于接觸面做功為零3 一輛汽車從靜止開始做加速直線運動,運動中保持牽引功率不變，行駛10s速度達到 10m/s則汽車在這段時間行駛的距離（） A 一定大于50m B、一定小了50mC、一定等于50m D、可能等于50m4 對于水平面內(nèi)做勻速圓錐擺運動的擺球，下面說法中正確的是（） A、重力做功 擺線對球的拉力不做功 B、重力不做功擺線對球的拉力做功 C、重力和拉力都做功D、重力和拉力都不做功5、汽車由靜止開始運動，若要使汽車在開始運動一小段時間保持勻加速直線運動，則 A、不斷增大牽引功率 B、不斷減小牽引功率C、保持牽引功率不

12、變 D、不能判斷牽引功率怎樣變化6、以初速度V0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小球，上升的最大高度是h， 如果空氣阻力f 的大小恒定 從拋出到落回出發(fā)點的整個過程中，空氣阻力對小球做的功為（）A、0 B、-fh C、-2mgh D-2fh7 如右圖所示，質(zhì)量為m的物體P放在光滑的傾角為的直角劈上同時用力F向左推劈使P與劈保持相對靜止當前進的水平位移為s時，劈對P做的功為： A 、Fs B、 FPC D、 8 汽車發(fā)動機的功率為60kw其總質(zhì)量為5t在水平路面上行駛時，所受阻力恒為5.0 ×103N試求 （1）汽車所能達到的最大速度（2）若汽車以0.5ms,的加速度由靜止開始與加速運動 這一

13、過程能維持多長間？參考答案：知識達標：一、1。力、物體在力的的方向上發(fā)生位移、 2、負、正、不做、負、物體克服某力做功 二、功率1。力對物體做功的快慢2、（1）平均（2）平均速度、瞬時速度3、(1)FV、減小、（F-f）/m、減小、零、最大、勻速直線、P/f（2）不變、勻加速、增大、P/V-f、不變、減小、減小、為零、勻速直線、P/f經(jīng)典題型：1、C 2、B 3、A、 4、D 5、A 6、D 7、D 8、12m/s、16s【課后練習】1.用力將重物豎直提起，先是從靜止開始勻加速上升，緊接著勻速上升.如果前后兩過程的運動時間相同，不計空氣阻力，則（ ）A.加速過程中拉力的功一定比勻速過程中拉力的

14、功大B.勻速過程中拉力的功比加速過程中拉力的功大C.兩過程中拉力的功一樣大 D.上述三種情況都有可能2.如圖1151，分別用力F1、F2、F3將質(zhì)量為m的物體由靜止沿同一光滑斜面以相同的加速度從斜面底端拉到斜面的頂端，在此過程中，F(xiàn)1、F2、F3做功的功率大小關(guān)系是（ ）圖1151A.P1=P2=P3B.P1P2=P3 C.P3P2P1 D.P1P2P33.如圖1152，小物塊A位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平面上，從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對小物塊的作用力圖1152A.垂直于接觸面，做功為零B.垂直于接觸面，做功不為零C.不垂直于斜面，做功為零D.不垂直于接觸面，做功不

15、為零4.如圖1153所示，木塊A放在木塊B的左上端，用恒力F拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做的功為W1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動，F(xiàn)做的功為W2，比較兩次做功，可能是 圖1153A.W1W2 B.W1=W2 C.W1W2 D.無法比較5.一根木棒沿水平桌面從A運動到B，如圖1154所示，若棒與桌面間的摩擦力為F，則棒對桌面的摩擦力和桌面對棒的摩擦力做的功各為圖1154A.-Fs,-FsB.Fs,-Fs C.0,-FsD.-Fs,06.如圖1155所示，質(zhì)量為m的物塊，始終固定在傾角為的斜面上，下面說法中正確的是 圖1155若斜面向左勻速移動距離s，斜面對物塊沒有做功若斜面向

16、上勻速移動距離s，斜面對物塊做功mgs若斜面向左以加速度a移動距離s，斜面對物塊做功mas若斜面向下以加速度a移動距離s，斜面對物塊做功m(g+a)sA.B.C.D.7.一木塊前端有一滑輪，繩的一端系在右方固定處，另一端穿過滑輪用恒力F拉住保持兩股繩之間的夾角不變，如圖1156所示.當用力拉繩使木塊前進s時，力F對木塊做的功(不計繩重和摩擦)是圖1156A.FscosB.Fs（1cos）C.2FscosD.2Fs8.一輛汽車沿一略微傾斜的坡路運動，若保持發(fā)動機的功率不變，它能以v1的速度勻速上坡，能以v2的速度勻速下坡，則它在相同粗糙程度的水平路面上勻速運動的最大速度為A. B.（v1v2）/

17、2C.2v1v2/（v1v2）D.v1v2/（v1v2）9.一跳繩運動員質(zhì)量m=50 kg，一分鐘跳N=180次.假設(shè)每次跳躍中，腳與地面的接觸時間占跳躍一次時間的2/5,試估算該運動員跳繩時克服重力做功的平均功率為_(取g=10 m/s2).10.質(zhì)量為2×103 kg的汽車，發(fā)動機輸出功率為30×103 W.在水平公路上能達到的最大速度為15 m/s，當汽車的速度為10 m/s時，其加速度為_m/s2.11.人的心臟每跳一次大約輸送8×10-5 m3的血液，正常人血壓（可看做心臟輸送血液的壓強）的平均值為1.5×104 Pa,心跳約每分鐘70次.據(jù)此

18、估測心臟工作的平均功率約為_W.12.某地強風的風速v=20 m/s，設(shè)空氣密度=1.3 kg/m3.如果把通過橫截面積為S=20 m2的風的動能全部轉(zhuǎn)化為電能，則利用上述已知量計算電功率的公式應(yīng)為P=_，大小約為_ W.（取一位有效數(shù)字）13.汽車發(fā)動機的功率為60 kW，若其總質(zhì)量為5 t，在水平路面上行駛時，所受阻力恒定為5.0×103N，試求：(1)汽車所能達到的最大速度.(2)若汽車以0.5 m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運動，這一過程能維持多長時間.14.(12分）質(zhì)量m=1 t的小汽車，以額定功率行駛在平直公路上的最大速度是vm1=12 m/s，開上每前進20 m升

19、高1 m的山坡時最大速度是vm2=8 m/s.如果這兩種情況中車所受到的摩擦力相等，求：(1)摩擦阻力.(2)汽車發(fā)動機的功率.(3)車沿原山坡下行時的最大速度vm3.（g取10 m/s2）15.（2002年上海高考試題）鐵路提速，要解決許多技術(shù)問題.通常，列車阻力與速度平方成正比，即Ff=kv2.列車要跑得快，必須用大功率的機車來牽引.（1）試計算列車分別以120 km/h和40 km/h的速度勻速行駛時，機車功率大小的比值（2）除上題涉及的問題外，還有許多其他技術(shù)問題需要解決.例如：為了減少列車在高速行駛中的振動，需要把原先的有接縫軌道改為無接縫軌道.請你再舉一例，并簡要說明.參考答案一、

20、1.D 2.A 3.B 4.AB 5.C 6.A7.B 拉繩時，兩股繩中的拉力都是F，它們都對物體做功，因此其對物體做的功為W=W1+W2=Fscos+Fs=Fs(1+cos)8.C 上坡達最大速度時，牽引力F1=mgsin+Ff；下坡達最大速度時，牽引力F2=Ff-mgsin.由題意有：P=(mgsin+Ff)v1=(Ff-mgsin)v2=Ffv3(路面略微傾斜，看成Ff相等）解得：v3=2v1v2/(v1+v2)二、9.75 W 每次空中時間為t=×60/180 s=0.2 s,起跳速度v0=g×m/s= 1 m/s,平均功率為：P=W=75 W10.0.511.1.4 將每次輸送血液等效成一個截面為S，長為L的柱體模型