功率 功和
知识互联网
模块一 功的初步认识
知识导航
一个力作用在物体上, 使这个物体在力的方向上移动了一段距离, 就说这个力对物体做了功. 做功 功的 定义 做功 没有做功 在物理学里中, 把力(F或G)与物体在力的方向上通过的距离(s或h)的乘积称为机械功, 简称功. 1. 做功的两个必要因素: ① 作用在物体上的力 ② 物体在这个力的方向上通过的距离. ☆ 做功的两个因素必须都有, 缺一不可, 否则就没有做功. 2. 力对物体不做功的情况, 可分为以下三种情况: ① 物体受到力的作用但没有通过距离. (无距无功) ② 物体不受外力, 由于惯性而运动的物体. (无力无功) ③ 物体通过的距离跟它受力的方向垂直. (垂直无功) 做功的两个必要因素 功的 计算 公式: W＝Fs 用W表示功, F表示力, s表示物体在力的方向上通过的距离. 功的单位: 牛·米(N·m) 它有个专门的单位是焦(J) 即: 1J＝1 N·m 1. 机械可以省力, 却不能省功. 功的 原理 2. 使用机械时, 人们所做的功, 都不少于不用机械时所做的功, 也就是使用任何机械都不省功. 这个结论叫做功的原理.
夯实基础
【例1】 关于功的概念, 下列说法正确的是 ( )
A. 只要有力作用在物体上, 力就对物体做功 B. 物体只要移动了距离, 就有力对它做了功
C. 只要有力作用在物体上, 物体在力的方向上又移动了距离, 则这个力对物体做了功 D. 有力作用在物体上, 物体又移动了距离, 这个力就一定对物体做了功
【例2】 如图所示的四种情景中, 物体所受重力对物体做功的是 ( )
人用力推车没有推动 赛车在水平路面上做直线运动
汽车在水平路面上缓慢拐弯
苹果加速下落
A B
C D
【例3】 已知甲物体在光滑的水平面上运动, 乙物体在粗糙的水平面上运动, 现用相同的水平推
力, 分别使甲、乙两个物体沿力的方向移动相同的距离, 两推力所做的功分别是W甲和W乙, 则 ( )
A. W甲＞W乙
B. W甲＜W乙 C. W甲＝W乙 D. 无法确定
【例4】 如图所示, 两个滑梯高度相等, 如果小玲分别从①号直梯和
②号旋转滑梯上端滑到地面, 小玲所受重力做功分别为W1和W2, 则下列说法正确的是 ( )
A. W1＞W2 C. W1=W2
B. W1＜W2 D. 无法比较
【例5】 某商场扶梯的高度是5m, 扶梯长7m, 小明体重为600N. 扶梯把小明从三楼送上四楼
的过程中对小明做功 J.
能力提升
【例6】 用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体, 两力所做的功W与在这两
个力的方向上移动的距离s的关系图像如图所示, 由图可知, 甲、乙两个力的大小关系是 ( )
A. F甲＞F乙 C. F甲=F乙
B. F甲＜F乙
D. 条件不足, 无法判断
【例7】 一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m, 拉力撤销后, 物体由于惯性又
前进了10m. 若拉力做的功为500J, 则拉力的大小为 N.
【例8】 重为1000N的小车, 在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m, 小车所受阻力为车重
的0.3倍, 则拉力对小车做的功为_________J; 小车的重力做的功为______J.
【例9】 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车, 行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍, 货车
(含驾驶员)空载时重为2.5×104 N.
(1) 求货车空载行驶时所受的阻力大小;
(2) 求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时, 10s内货车牵引力做的功.
【例10】 如图所示, 长为a=40cm, 高为h=20cm, 重为G=80N的长方体放在水平桌面上, 开始时
长方体的右端与桌面的边缘相齐. 现从侧面中心加水平力推长方体, 使之匀速运动, 若长方体与桌面间的滑动摩擦力是物重的0.2倍, 那么从开始至长方体下翻, 水平力做功为 ( )
A. 2.56J B. 2.88J C. 3.20J D. 6.40J
模块三 功率的初步认识
知识导航
比较做功快慢的两种方法 做相同的功, 所用的时间不同 用相同的时间, 所做的功不同 物理意义: 表示物体做功快慢的物理量 定义: 功跟完成这些功所用时间的比值 功率 定义式: PW t功率的单位: 功率的国际单位是瓦特, 1W＝1J/s. 其他单位还有千瓦和兆瓦. 换算关系: 1kW103W, 1MV＝106W
夯实基础
【例11】 (多选) 关于功和功率的说法正确的是 ( )
A. 做功快的机器, 它的功率一定大
B. 做功多的机器, 它的功率一定大
C. 做功多并且用的时间长的机器, 它的功率一定大 D. 做功相同, 所用时间短的机器功率一定大
【例12】 建筑工地常用来搬动砖块的机械有滑轮组和起重机两种. 观察图可以得出: 在相等的
内, 滑轮组比起重机做的 少.
【例13】 小明和爸爸一起登山, 登到山顶时, 小明用了20min, 爸爸用了25min, 爸爸体重是小
明的1.5倍, 则小明和爸爸登山的功率之比为 ( )
A. 5:6 B. 6:5 C. 15:8 D. 8:15
【例14】 杨飞同学骑着一辆普通自行车, 在平直公路上以某一速度匀速行驶. 若他和车所受的阻
力为20N, 则通常情况下, 杨飞骑车时消耗的功率最接近 ( )
A. 1W B. 10W C. 100W D. 1000W
【例15】 建筑工地上, 水泥板质量为0.6t, 起重机在15s内把它匀速提升到4m的高度, 起重机提
升重物的功率是多少?
能力提升
【例16】 平直公路上的甲、乙两辆汽车, 在相同牵引力作用下匀速行驶, 如果在相同时间内通过
的路程之比为3:2, 则甲与乙 ( )
A. 牵引力做功之比为2:3 B. 牵引力做功之比为3:2 C. 牵引力的功率之比为1:1 D. 汽车所受的阻力之比为3:2
【例17】 甲、乙两功率相同的汽车匀速行驶在平直的公路上, 在相等的时间内通过的路程之比为
s甲:s乙3:1. 则 ( )
A. 两车所受的牵引力之比为F甲: F乙=1: 3
B. 两车所受的牵引力之比为F甲: F乙=3: 1 C. 两车做功之比为W甲: W乙=3: 1 D. 两车做功之比为W甲: W乙=1: 3
【例18】 电动自行车轻便、安全、无污染, 很受人们喜爱. 某同学在双休
日骑电动自行车到连岛海滨观光, 途经全长7000m, 被人们称之为“神州第一堤”的连云港拦海大坝. 若电动自行车以18km/h的速度匀速行驶, 其牵引力的功率为150W. 求: (1) 该同学通过大堤全程所需的时间;
(2) 电动自行车通过大堤全程牵引力所做的功; (3) 电动自行车的牵引力.
模块三 滑轮组做功问题
夯实基础
【例19】 如图所示, 用一动滑轮用把100N的砂子匀速提高到3m高处, 作用在绳子
末端的拉力为60N, 用时0.5min, 则绳子移动距离为 m, 拉力做功为 J, 拉力做功的功率为 .
【例20】 如图所示, 体重为550N的人站在水平地面上拉绳子, 使重物以0.5m/s的速度匀速上升5m. 已知动滑轮重力为50N, 被提升重物的重力为750N. (不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦) 则:
(1) 此时自由端人的拉力大小为 N, 人对地的压力大小为 N,
人拉绳子的速度为 m/s.
(2) 此人做的功为 J, 功率为 W.
【例21】 如图所示, 建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶, 动滑轮重为
20N, 不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m.
求: (1) 泥桶上升的高度; (2) 拉力做的功.
能力提升
【例22】 如图所示, 在水平拉力F的作用下, 使物体沿水平面作匀速直线运动, 若滑轮和绳子的
质量及其摩擦均不计, 已知物体与地面间的摩擦力为5N, 物体运动的速度为2m/s, 则拉力做功的功率大小为 ( )
A. 5W B. 10W C. 15W D. 20W
【例23】 如图所示, 重为80N的物体A, 在大小为10N方向向左的水平拉力F的作用下做匀速直
线运动, 经过2秒, 物体A在水平面上向左移动了60cm的距离, 滑轮与绳子质量不计, 滑轮与绳子之间摩擦不计. 则下列结论正确的是 ( )
A. 物体运动的速度为30m/s
B. 物体与地面之间的摩擦力为20N F C. 拉力F的功率为3W D. 拉力F做的功是300J
【例24】 小淏站在地面上, 用如图所示的滑轮组提升重力为500N的重物A. 已知
每个滑轮重力为50N, A匀速上升的速度为1m/s. 则人对自由端拉力F的功率大小为多少? 2s内拉力F做功为多少? 此时, 天花板对定滑轮向上的拉力大小为多少? (不计绳重及轮与轴之间的摩擦)
A
实战演练
【练1】 下列情景中, 关于做功的叙述正确的是 ( )
A. 人没有推动汽车, 人的推力对汽车做了功 B. 马拉车前进, 马的拉力对车做了功
C. 起重机吊着重物静止在空中, 起重机对重物做了功
D. 踢出去的足球在地面上滚动, 滚动过程中脚对足球做了功
【练2】 小刚在家搞卫生时, 用20N的水平推力把重100N的沙发匀速推动了2m, 则在此过程中
重力所做的功是 ( )
A. 40J B. 200J C. 0J D. 240J`
【练3】 在甲、乙两图中, 甲图地面粗糙、乙图地面光滑. 质量分别为m, 2m的两个物体在大小
为F的恒力作用下, 在力的方向上前进了相同的距离, 则下列结论正确的是 ( )
A. 甲图中F做的功小于乙图中F做的功 B. 甲图中F做的功等于乙图中F做的功 C. 甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D. 条件不足, 无法确定甲、乙图中F做的功谁大
【练4】 下列说法正确的是 ( )
A. 机械效率越高的机械做功越快 B. 机械效率越高的机械做功越多
C. 功率越大的机械做功越快 D. 功率越大的机械做功越多
【练5】 某工人在水平地面上, 用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体, 使
它沿水平方向移动10m, 该过程中工人所做的功是 J, 水平推力的功率是 W.