第33課時(shí) 功和功率

第33課時(shí)功和功率1．功(理解) (1)做功的兩個(gè)必要條件：作用在物體上的力和物體在力的方向上通過一段________。 (2)公式：__________。 (3)單位：________，1J＝1N·m。 【注意】

(1)必須注意作用在物體上的力和物體通過距離的方向是否一致。 (2)做功的多少與物體是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)無關(guān)。距離W＝Fs焦(J)2．功率(掌握) (1)含義：物體在____________內(nèi)所做的功。 (2)公式：__________。 (3)單位：_________，1W＝1J/s。 【注意】

(1)功率是表示物體做功快慢的物理量，不表示做功的多少，功率越大，做功越快，并不表示做功越多。 (2)在進(jìn)行有關(guān)功率的計(jì)算時(shí)要注意單位的統(tǒng)一。單位時(shí)間P＝W/t瓦(W)3．簡單機(jī)械(了解) (1)杠桿

①五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力(F1)、動(dòng)力臂(l1)、阻力(F2)、阻力臂(l2)；

②平衡條件：____________；

③分類：省力杠桿：________；費(fèi)力杠桿：________；等臂杠桿：________。 (2)滑輪

①定滑輪：能改變____________，不能________。實(shí)質(zhì)是________杠桿；F1l1＝F2l2l1>l2l1<l2l1＝l2力的方向省力等臂②動(dòng)滑輪：能________，不能________________。實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂二倍的________杠桿；③滑輪組：既能省力又可以改變力的方向。拉力的大小由承擔(dān)總重的繩子________決定。(3)斜面【注意】使用機(jī)械有的可以省力，有的可以省距離，但使用任何機(jī)械都不能省功。省力改變力的方向省力段數(shù)類型之一理解滑輪與滑輪組的作用

[2015·河南]如圖所示為小聰為拉船靠岸而設(shè)計(jì)的甲、乙兩種方案，若拉船的力需要很大，則應(yīng)選用______方案(選填“甲”或“乙”)，因?yàn)椴捎眠@種方案可以________。(不計(jì)機(jī)械的自重及摩擦)圖33－1甲省力【解析】甲的拉力是作用在船上的拉力的一半，而乙的拉力是作用在船上的拉力的二倍。[2016·寧波]如圖，用5N的力F向下拉繩子，使物體在6s內(nèi)勻速上升0.3m。這一過程中 (

)A．物體上升速度為0.1m/sB．拉力所做的功為1.5JC．拉力做功的功率為0.5WD．物體的機(jī)械能守恒C圖33－2【預(yù)測變形】如圖所示，用三種方法拉動(dòng)同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，使物體以相等速度移動(dòng)相同的距離。所用拉力分別是F1、F2、F3，這三個(gè)力的作用點(diǎn)移動(dòng)距離分別是s1、s2、s3，移動(dòng)速度分別為v1、v

2、v3，不計(jì)滑輪摩擦，則 (

)

圖33－3BA．F1∶F2∶F3＝2∶1∶4

s1∶s2∶s3＝2∶1∶4B．F1∶F2∶F3＝2∶1∶4

s1∶s2∶s3＝2∶4∶1C．F1∶F2∶F3＝2∶4∶1

v1∶v2∶v3＝2∶1∶4D．F1∶F2∶F3＝2∶4∶1

v1∶v2∶v3＝2∶4∶1【解析】甲是定滑輪，繩子的拉力等于作用在物體上的摩擦力；乙是動(dòng)滑輪，繩子的拉力等于1/2的作用在物體上的摩擦力；丙是動(dòng)滑輪，但繩子的拉力等于2倍的作用在物體上的摩擦力。同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的摩擦力大小相等?！军c(diǎn)悟】定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，支點(diǎn)在圓心；動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是省力杠桿，支點(diǎn)在繩子與滑輪的切點(diǎn)。類型之二理解杠桿平衡條件

[2016·欽州]某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)。

圖33－4 (1)實(shí)驗(yàn)前，發(fā)現(xiàn)杠桿左高右低，這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向______(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。 (2)調(diào)節(jié)杠桿平衡后，在不同的位置掛不同數(shù)量的鉤碼，使杠桿重新平衡，得到如表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：左分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到兩種結(jié)論：①F1＋l1＝F2＋l2；②F1l1＝F2l2。你認(rèn)為正確的是第______(選填“①”或“②”)種結(jié)論，實(shí)驗(yàn)4中的阻力臂是______cm。次數(shù)動(dòng)力F1(N)動(dòng)力臂l1(cm)阻力F2(N)阻力臂l2(cm)165562510105341561042208②5(3)如圖甲所示，在杠桿的左端20cm處掛2個(gè)50g的鉤碼，而在杠桿的右端10cm處用彈簧測力計(jì)豎直往下拉，使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)測力計(jì)的讀數(shù)F＝______N；如果測力計(jì)沿圖中虛線方向向下拉，使杠桿在水平位置平衡，則測力計(jì)讀數(shù)F′______F(選填“＞”“＜”或“＝”)，g取10N/kg。(4)杠桿在圖乙的水平位置平衡后，用手使杠桿緩慢地轉(zhuǎn)過一個(gè)角度(如圖丙)后松手，杠桿______(選填“能”或“不能”)保持靜止。2＞能[2016·宿遷]小明在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，所用的器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。圖33－5(1)實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡；實(shí)驗(yàn)中，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于在杠桿上直接測量________。(2)實(shí)驗(yàn)過程中，將鉤碼懸掛于圖中A點(diǎn)，保持阻力、阻力臂不變，在支點(diǎn)O右側(cè)不同位置，用彈簧測力計(jì)施加豎直向下的拉力(動(dòng)力)，使杠桿水平平衡，測出每一組動(dòng)力臂l1和對應(yīng)的動(dòng)力F1，并記錄在表中。請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中繪制出l1與F1的圖像，根據(jù)圖像中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)l1為0.6m時(shí)，F(xiàn)1為_______N。力臂0.5次數(shù)動(dòng)力F1(N)動(dòng)力臂l1(m)10.750.4021.000.3031.500.2042.000.1553.000.10【答案】（2）如答圖所示。

變式跟進(jìn)(2)答圖(3)實(shí)驗(yàn)中小明發(fā)現(xiàn)，保持杠桿處于水平平衡，當(dāng)彈簧測力計(jì)的拉力方向偏離豎直方向時(shí)，彈簧測力計(jì)的拉力會變大，原因是_________________?！军c(diǎn)悟】杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，動(dòng)力臂、阻力臂分別是支點(diǎn)到動(dòng)力作用線、阻力作用線的垂線距離。拉力的力臂變小類型之三掌握功和功率的分析與計(jì)算

[2016·紹興]重15000N的小汽車受到發(fā)動(dòng)機(jī)800N的牽引力作用，在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其路程隨時(shí)間變化如圖所示。求：圖33－6(1)小汽車速度。(2)10s內(nèi)重力對小汽車做的功。(3)10s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)對小汽車做的功和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。如圖甲所示，用彈簧測力計(jì)測量水平桌面上的鉤碼所受的重力。彈簧測力計(jì)從圖示位置開始向上緩慢提升，其示數(shù)F與上升的高度h之間的關(guān)系如圖乙所示。試解答下列問題。圖33－7(1)鉤碼所受的重力為______N。(2)當(dāng)h＝4cm時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)是______N，桌面對鉤碼的支持力是______N。(3)從開始提升到h＝16cm，彈簧測力計(jì)對鉤碼所做的功是多少？【答案】(3)0.45J【解析】(2)鉤碼離開桌面后彈簧測力計(jì)示數(shù)不再變化，鉤碼的重力是4.5N；彈簧伸長長度與受到拉力成正比，根據(jù)圖像可知每增大1N彈簧伸長0.75cm。當(dāng)h＝4cm時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)是3.0N。支持力等于4.5N－3.0N＝1.5N。(3)W＝Gh＝4.5N×(0.16－0.06)m＝0.45J。4.53.01.5【點(diǎn)悟】三種情況不做功：一是有力無距離(如推而未動(dòng))，二是有距離無力(靠慣性運(yùn)動(dòng))，三是力的方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直。

力臂變化與動(dòng)力變化分析不合理致錯(cuò)如圖所示，一輕質(zhì)杠桿支在支架上，OA＝20cm，G1為邊長是5cm的正方體，G2重為20N。當(dāng)OC＝10cm時(shí)，繩子的拉力為________N，此時(shí)G1對地面的壓強(qiáng)為2×104Pa?，F(xiàn)用一水平拉力，使G2以________cm/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過12.5s后，可使G1對地面的壓力恰好為0N?！惧e(cuò)解】50

4.8圖33－8【錯(cuò)因分析】分析G2在C點(diǎn)時(shí)的力臂與G2移動(dòng)后的力臂時(shí)沒有結(jié)合杠桿平衡條件致錯(cuò)。G2在C點(diǎn)時(shí)，由杠桿平衡條件得：FA×OA＝G2×OC，即FA×20cm＝20N×10cm，解得：FA＝10N；物體與地面的接觸面積：S＝5cm×5cm＝25cm2＝0.0025m2，由壓強(qiáng)公式：p＝F/S可知：物體G1對地面的壓力：F＝pS＝2×104Pa×0.0025m2＝50N，地面對物體的支持力：F′＝F＝50N，G1受豎直向下的重力G1、地面的支持力F′、繩子的拉力FA作用，物體靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：G1＝FA＋F′＝10N＋50N＝60N；當(dāng)G1對地面的壓力為0N時(shí)，杠桿在A點(diǎn)受到的拉力：FA′＝G1＝60N，設(shè)G2位于D點(diǎn)，F(xiàn)A′×OA＝G2×OD，即60N×20cm＝20N×OD，解得：OD＝60cm，物體G2向右運(yùn)動(dòng)的路程：s＝OD－OC＝60cm－10cm＝50cm，物體G2的速度：v＝s/t＝50cm/12.5s＝4cm/s?！菊狻?0

41．[2015·安徽]如圖所示，AB為能繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿，中點(diǎn)C處用細(xì)線懸掛一重物，在A端施加一個(gè)豎直向上大小為10N的拉力F，使杠桿在水平位置保持平衡，則物重G＝______N。若保持拉力方向不變，

將A端緩慢向上提升一小段距離，

在提升的過程中，拉力F將________