单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/7/11,#,习题课,:,功和功率,习题课:功和功率,第七章-习题课功和功率ppt课件,探究一,探究二,探究三,情景导引,装卸工人若将重物搬运到车上,通常采用下列方法,:,用绳沿竖直方向匀速提拉重物放到车上。,沿竖直方向匀速搬起,举高放到车上。,利用光滑斜面将重物推上车。,比较上述方法中,工人所用的动力是否一样,?,动力做的功是否一样,?,重物的重力所做的功是否一样,?,要点提示,两种方法中的动力一样,大于第,种方法中的动力,由功的公式可知,三种方法中动力做的功相等,;,重物的重力及在重力方向的位移相等,所以三种方法重物的重力所做的功一样多。,功的计算,随堂检测,探究一探究二探究三情景导引装卸工人若将重物搬运到车上,通常采,探究一,探究二,探究三,知识归纳,1,.,恒力的功,功的公式,W=Fl,cos,只适用于恒力做功。即,F,为恒力,l,是物体相对地面的位移,流程图如下,:,随堂检测,探究一探究二探究三知识归纳随堂检测,探究一,探究二,探究三,2,.,变力做功的计算,(1),将变力做功转化为恒力做功。,当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程的乘积。,(2),当变力做功的功率,P,一定时,如机车恒定功率启动,可用,W=Pt,求功。,(3),用平均力求功,:,若力,F,随位移,x,线性变化,则可以用一段位移内的平均力求功,如将劲度系数为,k,的弹簧拉长,x,时,克服弹力做的功,随堂检测,探究一探究二探究三2.变力做功的计算随堂检测,探究一,探究二,探究三,典例剖析,例,1,一个劲度系数为,k,的轻弹簧,它的弹力大小与其伸长量的关系如图所示。弹簧一端固定在墙壁上,在另一端沿弹簧的轴线施一水平力将弹簧拉长,求在弹簧由原长开始到伸长量为,x,1,过程中拉力所做的功。如果继续拉弹簧,在弹簧的伸长量由,x,1,增大到,x,2,的过程中,拉力又做了多少功,?,随堂检测,探究一探究二探究三典例剖析随堂检测,探究一,探究二,探究三,解析,:,在拉弹簧的过程中,拉力的大小始终等于弹簧弹力的大小,根据胡克定律可知,拉力与拉力的作用点的位移,x,(,等于弹簧的伸长量,),成正比,即,F=kx,。,F,-,x,关系图象如图所示,:,由图可知,AOx,1,的面积在数值上等于把弹簧拉伸,x,1,的过程中拉力所做的功,随堂检测,探究一探究二探究三解析:在拉弹簧的过程中,拉力的大小始终等于,探究一,探究二,探究三,规律方法,图象法求解变力做功的方法,(1),图象类型,:,力,位移图象,(,F,-,x,图象,),即所给图象是作用力随位移的变化关系,如图甲、乙所示,:,(2),求解方法,:,对于方向在一条直线上,大小随位移变化的力,作出,F,-,x,图象,(,或根据已给图象,),求出图线与,x,坐标轴所围成的,“,面积,”,就求出了变力所做的功。,随堂检测,探究一探究二探究三规律方法 图象法求解变力做功的方法随堂检测,探究一,探究二,探究三,变式训练,1,在水平面上,有一弯曲的槽道,AB,由半径分别为,和,R,的两个半圆构成。如图所示,现用大小恒为,F,的拉力将一光滑小球从,A,点拉至,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.0,B.,FR,D.2,FR,随堂检测,探究一探究二探究三变式训练1随堂检测,探究一,探究二,探究三,解析,:,小球受的拉力,F,在整个过程中大小不变,方向时刻变化,是变力。但是,如果把圆周分成无数微小的弧段,每一小段可近似看成直线,拉力,F,在每一小段上方向不变,每一小段上可用恒力做功的公式计算,然后将各段做功累加起来。设每一小段的长度分别为,l,1,l,2,l,3,l,n,拉力在每一段上做的功,W,1,=Fl,1,W,2,=Fl,2,W,n,=Fl,n,拉力在,答案,:,C,随堂检测,探究一探究二探究三解析:小球受的拉力F在整个过程中大小不变,探究一,探究二,探究三,情景导引,如图所示,物体,A,放在长为,L,的木板,B,的右端,B,放于光滑水平面上,现用力,F,向右拉木板。,(1),若物体,A,相对木板,B,滑动,当,B,前进,x,时,物体,A,从木板,B,左端滑下,滑动摩擦力为,F,f,求摩擦力分别对,A,、,B,做了多少功,?,这一对滑动摩擦力做功的总和为多少,?(2),若物体,A,相对木板,B,没有滑动,当,B,前进,x,时,物体,A,受的静摩擦力为,F,f,求摩擦力分别对,A,、,B,做了多少功,?,这一对静摩擦力做功的总和为多少,?,要点提示,(1),滑动摩擦力对,A,做的功为,F,f,(,x-L,),对,B,做的功为,-F,f,x,这两个摩擦力做功的总和为,-F,f,L,。,(2),静摩擦力对,A,做的功为,F,f,x,对,B,做的功为,-F,f,x,这两个摩擦力做功的总和为,0,。,摩擦力做功的特点与计算,随堂检测,探究一探究二探究三情景导引摩擦力做功的特点与计算 随堂检测,探究一,探究二,探究三,知识归纳,摩擦力做功,1,.,不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力都可以是动力也可以是阻力,也可能与位移方向垂直,所以不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力既可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可能不对物体做功。,(1),静摩擦力做功,:,若物体在倾斜的传送带上随传送带一起向上运动,静摩擦力做正功,若随传送带一起匀速向下运动,静摩擦力做负功,;,在粗糙的水平圆盘上的物体随圆盘做匀速圆周运动时,静摩擦力提供向心力,不做功。,随堂检测,探究一探究二探究三知识归纳随堂检测,探究一,探究二,探究三,(2),滑动摩擦力做功,:,如图所示,当将物体轻轻放在运动的传送带上时,滑动摩擦力对物体做正功,;,当传送带不动,物体冲上传送带时,滑动摩擦力对物体做负功,;,当物体在地面上滑动时,地面受到的滑动摩擦力不做功。,2,.,一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止,即两个物体的对地位移相同,由,W=Fl,cos,可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零。,3,.,一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动,即两个物体的对地位移不相同,由,W=Fl,cos,可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零。,随堂检测,探究一探究二探究三(2)滑动摩擦力做功:如图所示,当将物体轻,探究一,探究二,探究三,画龙点睛,相互作用的一对滑动摩擦力中至少有一个做负功,两力所做的功的总和一定为负值。而相互作用的一对静摩擦力所做的总功一定等于零。,随堂检测,探究一探究二探究三画龙点睛 相互作用的一对滑动摩擦力中至少有,探究一,探究二,探究三,典例剖析,例,2,质量为,M,的木板放在光滑水平面上,如图所示。一个质量为,m,的滑块以某一速度沿木板表面从,A,点滑至,B,点,在木板上前进了,l,同时,木板前进了,x,若滑块与木板间的动摩擦因数为,求摩擦力对滑块、对木板所做的功各为多少,?,滑动摩擦力对滑块、木板做的总功是多少,?,随堂检测,探究一探究二探究三典例剖析随堂检测,探究一,探究二,探究三,解析,:,由题图可知,木板的位移为,l,M,=x,时,滑块的位移为,l,m,=l+x,m,与,M,之间的滑动摩擦力,F,f,=,mg,。由公式,W=Fl,cos,可得,摩擦力对滑块所做的功为,W,m,=,mgl,m,cos,180,=-,mg,(,l+x,),负号表示做负功。摩擦力对木板所做的功为,W,M,=,mgl,M,=,mgx,。这对滑动摩擦力做的总功,:,W=W,m,+W,M,=-,mg,(,l+x,),+,mgx=-,mgl,。,答案,:,-,mg,(,l+x,),mgx,-,mgl,随堂检测,探究一探究二探究三解析:由题图可知,木板的位移为lM=x时,探究一,探究二,探究三,变式训练,2,如图所示,通过一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,将一重物匀速提高,2 m,已知重物的质量为,100 kg,动滑轮自身的质量为,1 kg,绳的质量和摩擦均不计,(,g,取,10 m/s,2,),求,:,(1),人的拉力及拉力做的功,;,(2),该机械的有用功和额外功。,随堂检测,探究一探究二探究三变式训练2如图所示,通过一个定滑轮和一个动,探究一,探究二,探究三,解析,:,(1),由题意知,动滑轮和重物的整体受力平衡,而整体向上的方向有三根绳子承担,即,3,F=G,1,+G,2,=,1,010,N,要使重物升高,2,m,绳的作用点的位移,s=,3,h=,6,m,。,拉力做的功,W,F,=Fs=,2,020,J,。,(2),利用该机械是为了将重物提升,2,m,。,所以有用功为,W,有用,=G,1,h=,1,000,2,J,=,2,000,J,而提升过程中,克服动滑轮的重力做功是不可避免的,这是额外功,所以额外功,W,额外,=G,2,h=,10,2,J,=,20,J,。,答案,:,(1)336,.,7 N,2 020 J,(2)2 000 J,20 J,随堂检测,探究一探究二探究三解析:(1)由题意知,动滑轮和重物的整体受,探究一,探究二,探究三,情景导引,如图所示,小明同学在一个,90 m,长,高,5 m,的斜坡底端,骑自行车由静止开始加速向上爬,假定他的运动是匀加速运动,用,30 s,的时间爬到坡顶,且已知小明和车的总质量为,54 kg,所受摩擦阻力为,19,.,2 N,g,取,10 m/s,2,。,(1),小明同学在爬坡过程中的功率是多大,?,该功率是指哪个力的功率,?,是平均功率还是瞬时功率,?,(2),小明同学在爬到坡顶时的功率是多大,?,该功率是平均功率还是瞬时功率,?,随堂检测,探究一探究二探究三情景导引随堂检测,探究一,探究二,探究三,随堂检测,探究一探究二探究三随堂检测,探究一,探究二,探究三,知识归纳,1,.,两个公式的不同,一般用来计算平均功率,而,P=Fv,一般计算瞬时功率,此时,v,为瞬时速度,;,但当,v,为平均速度时,也可计算平均功率。,2,.,应用公式,P=Fv,时需注意,(1),F,与,v,方向在同一直线上时,P=Fv,。,(2),F,与,v,方向有一夹角,时,P=Fv,cos,。,随堂检测,探究一探究二探究三知识归纳随堂检测,探究一,探究二,探究三,典例剖析,例,3,(,多选,),我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为,3,.,0,10,4,kg,设起飞过程中发动机的推力恒为,1,.,0,10,5,N;,弹射器有效作用长度为,100 m,推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到,80 m/s,。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的,20%,则,(,),A.,弹射器的推力大小为,1,.,1,10,6,N,B.,弹射器对舰载机所做的功为,1,.,1,10,8,J,C.,弹射器对舰载机做功的平均功率为,8,.,8,10,7,W,D.,弹射器对舰载机做功的平均功率为,4,.,4,10,7,W,随堂检测,探究一探究二探究三典例剖析随堂检测,探究一,探究二,探究三,解析,:,对舰载机应用运动学公式,v,2,-,0,2,=,2,ax,即,80,2,=,2,a,100,得加速度,a=,32,m/s,2,;,设总推力为,F,对舰载机应用牛顿第二定律可知,:,F-,20%,F=ma,得,F=,1,.,2,10,6,N,而发动机的推力为,1,.,0,10,5,N,则弹射器的推力为,F,推,=,(1,.,2,10,6,-,1,.,0,10,5,),N,=,1,.,1,10,6,N,选项,A,正确,;,弹射器对舰载机所做的功为,W=F,推,l=,1,.,1,10,8,J,选项,B,正确,;,弹射过程所用的时间为,=,4,.,4,10,7,W,选项,C,错误,D,正确。,答案,:,ABD,随堂检测,探究一探究二探究三解析:对舰载机应用运动学公式v2-02=2,1,.,以一定的速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大