2016-2017學(xué)年人教版必修二-7.3-習(xí)題課：功、功率-學(xué)案

1、第4講習(xí)題課：功、功率目標(biāo)定位1.熟練掌握恒力做功的計算方法，初步掌握求變力做功的方法.2.知道作用力、反作用力的功及摩擦力做功特點并能熟練分析有關(guān)問題.3.理解P和PFv的區(qū)別，并會運用這兩式計算功率.4.進一步掌握機車兩種啟動的過程分析及有關(guān)計算一、功1公式：W_(1)該公式只適用于_做功(2)是力與_的夾角，l為物體對地的位移2功的正負判斷(1)物體做直線運動時，由力F與位移l之間的夾角判斷：當(dāng)時，力對物體_；當(dāng)0<時，力對物體做_功；當(dāng)<時，力對物體做_功(2)物體做曲線運動時，由力F與速度v之間的夾角判斷(方法同上)3多個力的合力做的功(1)先求F合，再根據(jù)WF合

2、3;lcos 計算，一般適用于整個過程中_恒定不變的情況(2)先求各個力做的功W1、W2Wn，再根據(jù)W總_計算總功，一般適用于在整個過程中某些力分階段作用的情況二、功率1P，P為時間t內(nèi)的_2PFvcos (為F與v方向的夾角)(1)v為平均速度，則P為_功率(2)v為瞬時速度，則P為_功率想一想對機車的功率PFv，式中F為機車的牽引力，還是機車的合外力？一、功的計算1公式WFlcos ，其中F為恒力，l是物體相對地面的位移，功的計算的流程圖如下：2變力做功的計算(1)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功當(dāng)力的大小不變，而方向始終與運動方向相同或相反時，這類力的功等于力和路程的乘積(2)當(dāng)變力做功的功率P

3、一定時，如機車恒定功率啟動，可用WPt求功例1將一質(zhì)量為m的小球豎直向上拋出，小球上升h后又落回地面，在整個過程中受到的空氣阻力大小始終為Ff，則關(guān)于這個過程中重力與空氣阻力所做的功，下列說法正確的是()A重力做的功為2mgh，空氣阻力做的功為2FfhB重力做的功為0，空氣阻力做的功也為0C重力做的功為0，空氣阻力做的功為2FfhD重力做的功為2mgh，空氣阻力做的功為0二、作用力、反作用力的功及摩擦力功的特點1作用力、反作用力做功的特點：作用力和反作用力雖然等大反向，但由于它們分別作用在兩個物體上，產(chǎn)生的位移效果無必然聯(lián)系，故作用力和反作用力的功不一定一正一負，大小也不一定相等2摩擦力的功(

4、1)不論是靜摩擦力，還是滑動摩擦力都可以是動力也可以是阻力，也可能與位移方向垂直，所以不論是靜摩擦力，還是滑動摩擦力既可以對物體做正功，也可以對物體做負功，還可能不對物體做功(2)一對相互作用的靜摩擦力等大反向且物體之間相對靜止，即兩個物體的對地位移相同，所以兩個相互作用的靜摩擦力做功的總和為零(3)一對相互作用的滑動摩擦力等大反向但物體之間相對滑動，即兩個物體的對地位移不相同，所以兩個相互作用的滑動摩擦力做功的總和不為零例2質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面上，如圖1所示一個質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點滑至B點，在木板上前進了l，同時木板前進了x，若滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，求摩擦力

5、對滑塊、對木板所做的功各為多少？滑動摩擦力對滑塊、木板做的總功是多少？圖1三、功率的兩個公式P和PFv的區(qū)別1P只能計算平均功率，而PFv能計算平均功率和瞬時功率2應(yīng)用公式PFv時需注意(1)F與v方向在同一直線上時：PFv.(2)F與v方向有一夾角時：PFvcos .例3質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時刻開始受到水平力的作用力的大小F與時間t的關(guān)系如圖2所示，力的方向保持不變，則()圖2A3t0時刻的瞬時功率為B3t0時刻的瞬時功率為C在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為D在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為四、機車啟動問題1機車的輸出功率：PFv，其中F為機車的牽

6、引力，v為機車的瞬時速度2無論哪種啟動過程，機車的最大速度都等于其勻速運動時的速度，即vm.3機車以恒定加速度啟動，勻加速過程結(jié)束時，功率最大，速度不最大，v<vm.4機車以恒定功率運行時，牽引力的功WPt.例4一列火車總質(zhì)量m500 t，機車發(fā)動機的額定功率P6×105 W，在軌道上行駛時，軌道對火車的阻力Ff是車重的0.01 倍，g取10 m/s2，求：(1)火車在水平軌道上行駛的最大速度；(2)在水平軌道上，發(fā)動機以額定功率P工作，當(dāng)行駛速度為v11 m/s和v210 m/s時，火車的瞬時加速度a1、a2各是多少；(3)在水平軌道上以36 km/h速度勻速行駛時，發(fā)動機的

7、實際功率P；(4)若火車從靜止開始，保持0.5 m/s2的加速度做勻加速運動，這一過程維持的最長時間對作用力、反作用力的功及摩擦力功的理解1.如圖3所示，B物體在拉力F的作用下向左運動，在運動的過程中，A、B之間有相互作用的力，則對力做功的情況，下列說法正確的是()圖3AA、B都克服摩擦力做功BAB間彈力對A、B都不做功C摩擦力對B做負功，對A不做功DAB間彈力對A不做功，對B做正功功的計算2解放前后，機械化生產(chǎn)水平較低，人們經(jīng)常通過“驢拉磨”的方式把糧食顆粒加工成粗面來食用，假設(shè)驢拉磨的力F總是與圓周軌跡的切線共線，運動的半徑為R，則驢拉磨轉(zhuǎn)動一周所做的功為()A0 BFRC2FR D無法判

8、斷P和PFv的應(yīng)用3質(zhì)量為2 kg的物體做自由落體運動，經(jīng)過2 s落地取g10 m/s2.關(guān)于重力做功的功率，下列說法正確的是()A下落過程中重力的平均功率是400 WB下落過程中重力的平均功率是100 WC落地前的瞬間重力的瞬時功率是400 WD落地前的瞬間重力的瞬時功率是200 W機車啟動問題4.如圖4所示為一正在施工的塔式起重機在起重機將質(zhì)量m5×103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a0.2 m/s2，當(dāng)起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm1.02 m/s的勻速運動取g10 m/s2，不計額外功求：圖4(1)起重

9、機允許輸出的最大功率；(2)重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2 s末的輸出功率答案精析第4講習(xí)題課：功、功率預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.Flcos (1)恒力(2)位移方向2(1)不做功正負3(1)合力(2)W1W2Wn二、1.平均功率2(1)平均(2)瞬時想一想F為機車的牽引力課堂講義例1C重力是恒力，可以用公式WFlcos 直接計算，由于位移為零，所以重力做的功為零；空氣阻力在整個過程中方向發(fā)生了變化，不能直接用公式計算，可進行分段計算，上升過程和下降過程空氣阻力做的功均為Ffh，因此在整個過程中空氣阻力做的功為2Ffh.故選項C正確例2mg(lx)mgxmgl解析由題圖可知，木板的位移為lM

10、x時，滑塊的位移為lmlx，m與M之間的滑動摩擦力Ffmg.由公式WFlcos 可得，摩擦力對滑塊所做的功為Wmmglmcos 180°mg(lx)，負號表示做負功摩擦力對木板所做的功為WMmglMmgx.這對滑動摩擦力做的總功：WWmWMmg(lx)mgxmgl.例3BD3t0時速度va1·2t0a2t0·2t0·t03t0時刻瞬時功率P3F0·v，故A錯，B對；02t0內(nèi)，力F0做的功W1F0···(2t0)22t03t0內(nèi)位移x2a1·2t0·t0··t2t03t0內(nèi)水

11、平力3F0做的功W23F0x203t0內(nèi)平均功率，故C錯，D對例4(1)12 m/s(2)1.1 m/s20.02 m/s2(3)5×105 W(4)4 s解析(1)火車速度達到最大時，牽引力與阻力平衡，即FFfkmg時火車的加速度為零，速度達最大vm，則：vm12 m/s.(2)火車恒定功率啟動過程中，火車牽引力的功率保持不變，當(dāng)v<vm時火車加速運動，當(dāng)vv11 m/s時，F(xiàn)16×105 N，根據(jù)牛頓第二定律得：a11.1 m/s2當(dāng)vv210 m/s時，F(xiàn)26×104 N，據(jù)牛頓第二定律得：a20.02 m/s2.(3)當(dāng)v36 km/h勻速運動時，發(fā)

12、動機的實際功率為：Pkmgv5×105 W.(4)火車勻加速啟動過程，加速度保持不變；勻加速過程結(jié)束時，功率最大，速度不最大，即v<vm，此時FFfma，vat，兩式聯(lián)立可解得t4 s.對點練習(xí)1BCA、B間的相互作用力Ff1與Ff2、FAB與FBA如圖所示，A沒有發(fā)生位移，F(xiàn)f2、FBA對A不做功，B發(fā)生了位移，F(xiàn)f1做負功，F(xiàn)AB與位移成90°角，不做功，B、C對，A、D錯2C力與運動方向的切線共線，故WFl1Fl2Fl3F·2R.3C物體2 s下落的高度為hgt220 m，落地的速度為vgt20 m/s，所以下落過程中重力的平均功率是200 W，落到地面前的瞬間重力的瞬時功率是Pmgv400 W，選項C正確4(1)5.1×104 W(2)5 s2.04×104 W解析(1)設(shè)起重機允許輸出的最大功率為P0，重物達到最大速度時，拉力F0等于