高中物理必修二功和功率課件

有1噸的貨物，準(zhǔn)備運(yùn)到三樓，分別用二種方式起運(yùn)A搬運(yùn)工分10批搬，需2小時(shí)。哪種搬運(yùn)方法更省力？B搬運(yùn)工分5批搬，需1小時(shí)。有1噸的貨物，準(zhǔn)備運(yùn)到三樓，分別用二種方式起運(yùn)A搬運(yùn)工第五章機(jī)械能守恒定律第一單元功和功率第五章機(jī)械能守恒定律第一單元功和功率一、功1．定義：一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，物理學(xué)中就說這個(gè)力對(duì)物體做了功．2．做功的兩個(gè)必要因素：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個(gè)不可缺少的因素．4．物理意義：功是過程量，是能量轉(zhuǎn)化多少的量度，是力在空間上的累積效應(yīng)。3．公式和單位：W=FScosθ(θ為F與s的夾角)，功的單位是焦耳(J)一、功1．定義：一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一

(3)當(dāng)90°<α≤180°時(shí)，－1≤cosα<0，則力對(duì)物體做負(fù)功，即物體向外界輸出能量，力是阻力．5．功是標(biāo)量，但有正負(fù)。(1)當(dāng)0°≤α<90°時(shí)，0<cosα≤1，則力對(duì)物體做正功，即外界給物體輸入能量，力是動(dòng)力；(2)當(dāng)α＝90°時(shí)，cosα＝0，W＝0，則力對(duì)物體不做功，即外界和物體間無能量交換．6．合力的功：(1)當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功，等于各個(gè)力分別對(duì)物體所做功的代數(shù)和．(2)也可以先求出合外力，再由公式W＝F合Scosα求合外力的功；還可以用動(dòng)能定理求解．(3)當(dāng)90°<α≤180°時(shí)，－1≤cosα<0，則7．變力做功的計(jì)算(1)用動(dòng)能定理或功能關(guān)系求解．(4)將變力的功轉(zhuǎn)化為恒力的功．①當(dāng)力的大小不變，而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同(或相反)時(shí)，這類力的功等于力和路程的乘積，如滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力做功等；(2)當(dāng)變力的功率P一定時(shí)，可用W＝Pt求功，如機(jī)車牽引力做的功.②當(dāng)力的方向不變，大小隨位移做線性變化時(shí)，可先求出力對(duì)位移的平均值F=,再由W=FScosα計(jì)算，如彈簧的彈力做功。(3)作出變力F隨位移x變化的圖象，圖線與x軸所夾的“面積”即為變力所做的功.7．變力做功的計(jì)算(1)用動(dòng)能定理或功能關(guān)系求解．(4)將變例1，恒力功的計(jì)算：如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動(dòng)距離l.求：(1)摩擦力對(duì)物體做的功為多少？

(物體與斜面相對(duì)靜止)(2)斜面對(duì)物體的彈力做的功為多少？(3)重力對(duì)物體做的功為多少？(4)斜面對(duì)物體做的功又是多少？各力對(duì)物體所做的總功是多少？(1)Wf＝－mglsinθcosθ.(2)WN＝mglcosθ·sinθ(3)WG＝0.(4)W斜＝0。W總＝0。例1，恒力功的計(jì)算：如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的如圖所示，用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移到B的過程中，下列說法正確的是(

)A．有摩擦力時(shí)比無摩擦力時(shí)F做的功多B．有摩擦力時(shí)與無摩擦力時(shí)F做功一樣多C．物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功比減速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功多D．物體無論是加速、減速還是勻速，力F做的功一樣多練習(xí)1BD如圖所示，用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移練習(xí)1BD例2，變力功的計(jì)算如圖所示，某人用大小不變的力F拉著放在光滑平面上的物體，開始時(shí)與物體相連的繩和水平面間的夾角是α，當(dāng)拉力F作用一段時(shí)間后，繩與水平面間的夾角為β.已知圖中的高度是h，求繩的拉力F對(duì)物體所做的功．(假定繩的質(zhì)量、滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦不計(jì))例2，變力功的計(jì)算如圖所示，某人用大小不變的力F拉著放在光滑練習(xí)2如圖所示，一質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，(1)若小球在水平拉力F的作用下從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為θ，求拉力F所做的功為多大？(1)WF=mgL(1－cosθ)(2)WF=FLsinθ(2)若小球在水平恒力F作用下由P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為θ，求拉力F所做的功為多大？練習(xí)2如圖所示，一質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，(二、功率1．定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值。2．物理意義：功率表示做功的快慢，功率大則做功快，功率小則做功慢。3．矢標(biāo)量：功率是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。4．計(jì)算式（1）P=，P為時(shí)間的平均功率。（2）P=FvcosαV為平均速度，則P為平均功率。V為瞬時(shí)速度，則P為瞬時(shí)功率。α為F與v的夾角。5．額定功率：機(jī)械長時(shí)間正常工作時(shí)的最大輸出功率。一般在機(jī)械的銘牌上標(biāo)明。6．實(shí)際功率：機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率。要小于等于額定功率。二、功率1．定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值。2．物理意義說明：某一過程的功率指平均功率，某一時(shí)刻的功率指瞬時(shí)功率．例3，功率的計(jì)算：如圖所示，一質(zhì)量為m的物體，從傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止下滑，開始下滑時(shí)離地高度為h，當(dāng)物體滑至斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為________，整個(gè)過程的平均功率為________練習(xí)3質(zhì)量為m＝0.5kg的物體從高處以水平的初速度v0＝5m/s拋出，在運(yùn)動(dòng)t＝2s內(nèi)重力對(duì)物體做的功是多少？這2s內(nèi)重力對(duì)物體做功的平均功率是多少？2s末，重力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率是多少？(g取10m/s2)W=100JP平=50WP舜=100W說明：某一過程的功率指平均功率，某一時(shí)刻的功率例3，功率的計(jì)三.機(jī)動(dòng)車輛啟動(dòng)的問題三.機(jī)動(dòng)車輛啟動(dòng)的問題高中物理必修二功和功率課件例4，機(jī)動(dòng)車功率的分析與計(jì)算一輛汽車質(zhì)量為1×103kg，最大功率為2×104W，在水平路面由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，最大速度為v2，運(yùn)動(dòng)中汽車所受阻力恒定．發(fā)動(dòng)機(jī)的最大牽引力為3×103N，其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示．試求(1)根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運(yùn)動(dòng)？(2)v2的大小；(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度；(4)當(dāng)汽車的速度為10m/s時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為多大？(1)圖線AB段汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖線BC段汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到最大速度v2，此后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．（2）V2=20m/s

（3）a=2m/s2(4)Pm＝2×104W.

例4，機(jī)動(dòng)車功率的分析與計(jì)算一輛汽車質(zhì)量為1×103kg，練習(xí)4汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5×103

kg，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的0.1倍(g取10m/s2)，試求：(1)若汽車保持額定功率不變從靜止啟動(dòng)，汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時(shí)速度是多大？(2)若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長時(shí)間？(1)Vm=12m/s，v=4m/s。（2）t=16s。練習(xí)4汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5×10課后訓(xùn)練1．把細(xì)繩上端固定，下端拴一個(gè)小球，并使它在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，那么在小球運(yùn)動(dòng)的過程中。（）A．重力對(duì)物體做功，繩子的拉力對(duì)物體不做功B．重力對(duì)物體不做功，繩子的拉力對(duì)物體做功C．重力和繩子的拉力對(duì)物體都不做功D．重力和繩子的拉力的合力對(duì)物體做功C課后訓(xùn)練1．把細(xì)繩上端固定，下端拴一個(gè)小球，并使它在水平C2.(2010·湛江模擬)如圖所示，一物體分別沿AO、BO軌道由靜止滑到底端，物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物體克服摩擦力做功分別為W1和W2，則(

)A．W1>W2

B．W1＝W2C．W1<W2 D．無法比較B3．2010年1月23日下午，30輛純電動(dòng)客車投入到合肥市18路公交線運(yùn)營，這標(biāo)志著國內(nèi)首條純電動(dòng)公交線路正式開通．公交車在平直的公路上行駛，某一段時(shí)間內(nèi)公交車的功率隨時(shí)間的變化如圖所示，設(shè)公交車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變，則在這一段時(shí)間內(nèi)公交車的運(yùn)動(dòng)情況可能是(

)A．勻速直線運(yùn)動(dòng)B．勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．加速度增加的加速直線運(yùn)動(dòng)D．加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)AD2.(2010·湛江模擬)如圖所示，一物體分別沿AO、BO軌4．將一質(zhì)量為m的小球以初速度v0從傾角為θ的斜坡頂向外水平拋出，并落在斜坡上，那么當(dāng)它擊中斜坡時(shí)重力做功的功率是(

)A．mgv0cotθ B．mgv0tanθC．2mgv0cotθ D．2mgv0tanθD5．如圖所示，物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入足夠長的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則傳送帶對(duì)物體做功情況可能是(

)A．始終不做功B．先做負(fù)功后做正功C．先做正功后不做功D．先做負(fù)功后不做功ACD4．將一質(zhì)量為m的小球以初速度v0從傾角為θ的斜坡頂D5．如ΔP＝1×103W.6．(2010·鎮(zhèn)江模擬)為了響應(yīng)國家的“節(jié)能減排”號(hào)召，某同學(xué)采用了一個(gè)家用汽車的節(jié)能方法．在符合安全行駛要求的情況下，通過減少汽車后備箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施，使汽車負(fù)載減少．假設(shè)汽車以72km/h的速度勻速行駛時(shí)，負(fù)載改變前、后汽車受到的阻力分別為2000N和1950N，請計(jì)算該方法使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率減少了多少？ΔP＝1×103W.6．(2010·鎮(zhèn)江模擬)為了響應(yīng)國家

例1.質(zhì)量為1kg用長為0.8m，不可伸長的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O,將小球沿圓周拉直右上方距離最低點(diǎn)1.2m處放手,求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的張力vC=

小球垂直于繩方向的速度為v1=vCsin60°

此后小球做圓周運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下擺，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有

由以上各式解得

gl

又由牛頓第二定律可得

F-mg=

代入數(shù)據(jù)可得最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力

F=35N

例1.質(zhì)量為1kg用長為0.8m，不可伸長的細(xì)線懸掛于有1噸的貨物，準(zhǔn)備運(yùn)到三樓，分別用二種方式起運(yùn)A搬運(yùn)工分10批搬，需2小時(shí)。哪種搬運(yùn)方法更省力？B搬運(yùn)工分5批搬，需1小時(shí)。有1噸的貨物，準(zhǔn)備運(yùn)到三樓，分別用二種方式起運(yùn)A搬運(yùn)工第五章機(jī)械能守恒定律第一單元功和功率第五章機(jī)械能守恒定律第一單元功和功率一、功1．定義：一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，物理學(xué)中就說這個(gè)力對(duì)物體做了功．2．做功的兩個(gè)必要因素：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個(gè)不可缺少的因素．4．物理意義：功是過程量，是能量轉(zhuǎn)化多少的量度，是力在空間上的累積效應(yīng)。3．公式和單位：W=FScosθ(θ為F與s的夾角)，功的單位是焦耳(J)一、功1．定義：一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一

(3)當(dāng)90°<α≤180°時(shí)，－1≤cosα<0，則力對(duì)物體做負(fù)功，即物體向外界輸出能量，力是阻力．5．功是標(biāo)量，但有正負(fù)。(1)當(dāng)0°≤α<90°時(shí)，0<cosα≤1，則力對(duì)物體做正功，即外界給物體輸入能量，力是動(dòng)力；(2)當(dāng)α＝90°時(shí)，cosα＝0，W＝0，則力對(duì)物體不做功，即外界和物體間無能量交換．6．合力的功：(1)當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功，等于各個(gè)力分別對(duì)物體所做功的代數(shù)和．(2)也可以先求出合外力，再由公式W＝F合Scosα求合外力的功；還可以用動(dòng)能定理求解．(3)當(dāng)90°<α≤180°時(shí)，－1≤cosα<0，則7．變力做功的計(jì)算(1)用動(dòng)能定理或功能關(guān)系求解．(4)將變力的功轉(zhuǎn)化為恒力的功．①當(dāng)力的大小不變，而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同(或相反)時(shí)，這類力的功等于力和路程的乘積，如滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力做功等；(2)當(dāng)變力的功率P一定時(shí)，可用W＝Pt求功，如機(jī)車牽引力做的功.②當(dāng)力的方向不變，大小隨位移做線性變化時(shí)，可先求出力對(duì)位移的平均值F=,再由W=FScosα計(jì)算，如彈簧的彈力做功。(3)作出變力F隨位移x變化的圖象，圖線與x軸所夾的“面積”即為變力所做的功.7．變力做功的計(jì)算(1)用動(dòng)能定理或功能關(guān)系求解．(4)將變例1，恒力功的計(jì)算：如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動(dòng)距離l.求：(1)摩擦力對(duì)物體做的功為多少？

(物體與斜面相對(duì)靜止)(2)斜面對(duì)物體的彈力做的功為多少？(3)重力對(duì)物體做的功為多少？(4)斜面對(duì)物體做的功又是多少？各力對(duì)物體所做的總功是多少？(1)Wf＝－mglsinθcosθ.(2)WN＝mglcosθ·sinθ(3)WG＝0.(4)W斜＝0。W總＝0。例1，恒力功的計(jì)算：如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的如圖所示，用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移到B的過程中，下列說法正確的是(

)A．有摩擦力時(shí)比無摩擦力時(shí)F做的功多B．有摩擦力時(shí)與無摩擦力時(shí)F做功一樣多C．物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功比減速運(yùn)動(dòng)時(shí)F做的功多D．物體無論是加速、減速還是勻速，力F做的功一樣多練習(xí)1BD如圖所示，用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面從A移練習(xí)1BD例2，變力功的計(jì)算如圖所示，某人用大小不變的力F拉著放在光滑平面上的物體，開始時(shí)與物體相連的繩和水平面間的夾角是α，當(dāng)拉力F作用一段時(shí)間后，繩與水平面間的夾角為β.已知圖中的高度是h，求繩的拉力F對(duì)物體所做的功．(假定繩的質(zhì)量、滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦不計(jì))例2，變力功的計(jì)算如圖所示，某人用大小不變的力F拉著放在光滑練習(xí)2如圖所示，一質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，(1)若小球在水平拉力F的作用下從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為θ，求拉力F所做的功為多大？(1)WF=mgL(1－cosθ)(2)WF=FLsinθ(2)若小球在水平恒力F作用下由P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為θ，求拉力F所做的功為多大？練習(xí)2如圖所示，一質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，(二、功率1．定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值。2．物理意義：功率表示做功的快慢，功率大則做功快，功率小則做功慢。3．矢標(biāo)量：功率是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。4．計(jì)算式（1）P=，P為時(shí)間的平均功率。（2）P=FvcosαV為平均速度，則P為平均功率。V為瞬時(shí)速度，則P為瞬時(shí)功率。α為F與v的夾角。5．額定功率：機(jī)械長時(shí)間正常工作時(shí)的最大輸出功率。一般在機(jī)械的銘牌上標(biāo)明。6．實(shí)際功率：機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率。要小于等于額定功率。二、功率1．定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值。2．物理意義說明：某一過程的功率指平均功率，某一時(shí)刻的功率指瞬時(shí)功率．例3，功率的計(jì)算：如圖所示，一質(zhì)量為m的物體，從傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止下滑，開始下滑時(shí)離地高度為h，當(dāng)物體滑至斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為________，整個(gè)過程的平均功率為________練習(xí)3質(zhì)量為m＝0.5kg的物體從高處以水平的初速度v0＝5m/s拋出，在運(yùn)動(dòng)t＝2s內(nèi)重力對(duì)物體做的功是多少？這2s內(nèi)重力對(duì)物體做功的平均功率是多少？2s末，重力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率是多少？(g取10m/s2)W=100JP平=50WP舜=100W說明：某一過程的功率指平均功率，某一時(shí)刻的功率例3，功率的計(jì)三.機(jī)動(dòng)車輛啟動(dòng)的問題三.機(jī)動(dòng)車輛啟動(dòng)的問題高中物理必修二功和功率課件例4，機(jī)動(dòng)車功率的分析與計(jì)算一輛汽車質(zhì)量為1×103kg，最大功率為2×104W，在水平路面由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，最大速度為v2，運(yùn)動(dòng)中汽車所受阻力恒定．發(fā)動(dòng)機(jī)的最大牽引力為3×103N，其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示．試求(1)根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運(yùn)動(dòng)？(2)v2的大?。?3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度；(4)當(dāng)汽車的速度為10m/s時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為多大？(1)圖線AB段汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖線BC段汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到最大速度v2，此后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．（2）V2=20m/s

（3）a=2m/s2(4)Pm＝2×104W.

例4，機(jī)動(dòng)車功率的分析與計(jì)算一輛汽車質(zhì)量為1×103kg，練習(xí)4汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5×103

kg，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的0.1倍(g取10m/s2)，試求：(1)若汽車保持額定功率不變從靜止啟動(dòng)，汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時(shí)速度是多大？(2)若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長時(shí)間？(1)Vm=12m/s，v=4m/s。（2）t=16s。練習(xí)4汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5×10課后訓(xùn)練1．把細(xì)繩上端固定，下端拴一個(gè)小球，并使它在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，那么在小球運(yùn)動(dòng)的過程中。（）A．重力對(duì)物體做功，繩子的拉力對(duì)物體不做功B．重力對(duì)物體不做功，繩子的拉力對(duì)物體做功C．重力和繩子的拉力對(duì)物體都不做功D．重力和繩子的拉力的合力對(duì)物體做功C課后訓(xùn)練1．把細(xì)繩上端固定，下端拴一個(gè)小球，并使它在水平C2.(2010·湛江模擬)如圖所示，一物體分別沿AO、BO軌道由靜止滑到底端，物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物體克服摩擦力做功分別為W1和W2，則(

)A．W1>W2

B．W1＝W2C．W1<W2 D．無法比較B3．2010年1月23日下午，30輛純電動(dòng)客車投入到合肥市18路公交線運(yùn)營，這標(biāo)志著國內(nèi)首條純電動(dòng)公交線路正式開通．公交車在平直的公路上行駛，某一段時(shí)間內(nèi)公交車的功率隨時(shí)間的變化如圖所示，設(shè)公交車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變，則在這一段時(shí)