资源简介

(共20张PPT)
第八章机械能守恒定律
8.1功和功率
1.功的定义：如果一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。
一、功
2.两个必要条件：（1）作用在物体上的力；（2）物体在这个力的方向上发生了位移。（缺一不可）
知识运用：判断左图中人对物体是否做功。
一、功
3.功的表达式
力F所做的功：
F
F
l
一、功
3.功的表达式
实际情况：力的方向和物体运动方向成一定角度。
F

F

l
F

F

l
方法一：
分解力
F

F

l
l
方法二：
分解位移
结论：力对物体做的功，等于力的大小、位移的大小、力于位移夹角的余弦这三者的乘积。
一、功
W = Flcosα
a.国际单位:焦耳（简称：焦 ——符号：J）
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
b.功是标量：没有方向，但有正负。
c.物理意义：功是能量转化的量度(过程量)。
d.功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。
e.只适用于大小方向都不变的恒力做功
4. 正功和负功
力不做功 W = 0
拉力做正功 W＞0
拉力做负功 W＜0
功是标量，没有方向，但有正负。
a.正功表示该力是动力，帮助物体运动；负功表示该力是阻力，阻碍物体运动。
b.某力做多少负功，也可说成“物体克服该力做多少功”（比较做功大小或多少时取绝对值）。
【练1】判断以下力做功正负
450
F
L
丙
450
F
L
丁
450
F
L
乙
450
F
L
甲
【练2】质量为m=3kg的物体放在水平面上，在与水平方向成370角的拉力F=20N作用下匀加速运动，通过位移 S=2m的过程中，物体所受摩擦力大小为6N。（cos370=0.8）求：
（1）重力对物体做的功
（2）支持力对物体做的功
（3）摩擦力对物体做的功
（4）拉力对物体做的功
（5）合力对物体做的总功
370
F
5.外力的总功
方法一：分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。
方法二：先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功。
W总=F合Lcosα
【练3】一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力f＝100N，cos 37°＝ 0.8。求
（1）各个力对物体所做的功；
（2）各个力对物体做功的代数和；
（3）物体所受的合力；
（4）合力对物体做的功。
【练4】一个物体放在水平面上，在与竖直方向成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Ff，则在此过程中(　　)
A. 摩擦力做的功为Ff s cos θ
B. 力F做的功为Fscos θ
C. 力F做的功为Fssin θ
D. 重力做的功为mgs
【练5】(多选)如图，一个质量为m=2.0 kg的物体放在倾角为α=37°的固定斜面上，现用F=30 N、平行于斜面的力拉物体使其由静止开始沿斜面向上运动。已知物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.50，斜面足够长，g取10 m/s2，sin 37°=0.60，cos 37°=0.80。物体运动2 s后，关于各力做功情况，下列说法正确的是(　 )
A.重力做功为-120 J
B.摩擦力做功为-80 J
C.拉力做功为100 J
D.物体所受的合力做功为100 J
【练6】如图，人站在台阶式自动扶梯上，随扶梯匀速向下运动，下列说法正确的是(　　)
A.人所受的重力做正功
B.人所受的重力不做功
C.人对梯面的压力不做功
D.梯面对人的支持力不做功
【测】如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，现使斜面水平向左匀速移动距离l（过程中物体与斜面相对静止），求：（1）物体受到的摩擦力的大小；（2）摩擦力对物体做的功；（3）重力对物体做的功。
二、功率的定义及意义
定义：力对物体做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫功率.
1.单位：瓦特，简称瓦，符号是W，1W＝1J/s， 1kW＝1000W。
2.物理意义：反映力对物体做功快慢。
3.功率是标量
（一）平均功率和瞬时功率
平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
推导过程：
（二）额定功率和实际功率
1.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。
2.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。
注意：a.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
在短暂时间内实际功率略大于额定功率。
b.某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做
功的功率，不是合力的功率。如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率。
【练7】 如图，质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10 m/s2，求:
(1)前2 s内重力的平均功率;
(2)2 s末重力的瞬时功率。
【练8】发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率是60kW，在水平路面上的行驶时所受的阻力为1800N，求：
（1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。
（2）假定汽车匀速行驶速度为54Km/h，时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？
【练9】如图所示，在光滑水平面上竖直固定一半径为R的光滑半圆槽轨道，其底端恰与水平面相切。质量为m的小球以大小为的初速度经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽，小球恰好刚能通过最高点C后落回到水平面上的A点。不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小球通过B点时对半圆槽的压力大小。
（2）AB两点间的距离。
（3）求物块落到A点时重力的瞬时功率。

展开更多......

收起↑