高三物理一轮复习 第5章第1讲 功和功率课件 鲁科.ppt

一、功1.物理意义：功是描述力对的物理量是过程量.2.定义：力和物体在力的方向上位移的乘积称为力对物体做的功.3.计算式：W=F·s·cosαF表示s表示α为的夹角.4.特点：功是α取值不同功会出现正负正功表示动力做功负功表示阻力做功合力的功等于的代数和.5.总功的求法：(1)W总=F合·s·cosα(2)W总=W1+W2+W3+…+Wn二、功率1.公式(1)P=WtP为时间t内的平均功率.(2)P=Fvcosαα为F与v的夹角.①若v为平均速度则P为.②若v为瞬时速度则P为.2.物理意义：功率大则做功快功率小则做功慢.3.额定功率：.一般在机器的铭牌上标明.4.实际功率：.通常大小小于或等于额定功率.5.机械效率：η总小于1机械省力不省功.功的分析与计算如图5-1-1所示一个质量为m的木块放在倾角为α的斜面体上斜面与木块保持相对静止一起沿水平方向向右匀速移动距离x作用在木块上的各个力分别做功多少？合力做功是多少？5-1-1根据力的平衡条件可得：斜面对木块的支持力F1为：F1=mgcosα斜面对木块的静摩擦力F2为：F2=mgsinα支持力F1与位移x间的夹角为90°+α则支持力做的功W1=F1xcos(90°+α)=-mgxcosαsinα;摩擦力F2与位移的夹角为α则摩擦力F2做的功W2=F2xcosα=mgxsinαcosα;重力与位移的夹角为90°则重力做的功WG=mgxcos90°=0;合力做的功等于各个力做功的代数和即W合=W1+W2+WG=-mgxcosαsinα+mgxsinαcosα+0=0公式W=Fscosα中F必须是恒力s是对地位移α为F方向和s方向的夹角.如图5-1-2所示站在汽车上的人用手推车的力为F脚对车向后的摩擦力为f下列说法正确的是()A.当车匀速运动时F和f对车做功的代数和为零B.当车水平向右加速运动时F和f对车做功的代数和为正功C.当车水平向右减速运动时F和f对车做功的代数和为负功D.不管车做何种运动F和f的总功以及总功率都为零本题选项的问题均指人对车做功的代数和但若以车为研究对象受力情况较复杂无法比较F和f的大小而以人为研究对象因人水平方向仅受F′和f′作用则问题就明朗了．当车匀速运动时人所受F和f的反作用力分别为F′、f′.F′=f′故A对．当人随车向右加速时f′＞F′故B错同理C、D均错．变力做功的计算如图5-1-3所示一质量为m=2.0kg的物体从半径为R=5.0m的圆弧面的A端在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内).拉力F大小不变始终为15N方向始终与物体在该点的切线成37°角.圆弧对应的圆心角为60°BO边为竖直方向（g取10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8).求这一过程中：(1)拉力F做的功.(2)重力mg做的功.(3)圆弧面对物体的支持力N做的功.(4)圆弧面对物体的摩擦力f做的功.(1)将圆弧AB分成很多小段s1s2…sn拉力在每小段上做的功为W1W2…Wn因拉力F大小不变方向始终与物体在该点的切线成37°角所以：W1=Fs1cos37°W2=Fs2cos37°…Wn=Fsncos37°所以WF=W1+W2+…+Wn=Fcos37°(s1+s2+…+sn)=Fcos37°·=20πJ=62.8J(2)重力mg做的功WG=-mgR(1-cos60°)=-50J(3)物体受的支持力N始终与物体的运动方向垂直所以WN=0.(4)因物体在拉力F作用下缓慢移动动能不变由动能定理知：WF+WG+Wf=0.所以Wf=-WF-WG=(-62.8+50)J=-12.8J.当变力的大小不变仅改变方向时可用微元的观点分析F在某过程做的总功.克服摩擦力做功可用力和路程的乘积求解.在水平面上有一弯曲的槽道AB(槽道大小影响可忽略不计)槽道由半径分别为R2和R的两个半圆构成.如图5-1-4所示现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致则此过程中拉力所做的功为()A.0B.FRC.πFRD.2πFR用图象法求功放在地面上的木块与一劲度系数k=200N/m的轻弹簧相连.现用手水平拉弹簧拉力的作用点缓慢移动了s1=0.2m时木块开始运动继续拉弹簧木块缓慢移动了s2=0.4m的位移求在上述过程中拉力所做的功.由题意作出F-s图象如右图所示在木块运动之前弹簧弹力随弹簧伸长量的变化是线性关系.木块缓慢移动时弹簧弹力不变.图线与横轴所围