2020-2021学年3.功率教案配套ppt课件

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1.做功的两个要素(1)作用在物体上的____.(2)物体在__________上发生的位移.2.公式：W=________(1)α是力与______方向之间的夹角，x为物体对地的位移.(2)该公式只适用于_____做功.
3.判断正、负功的方法根据力和位移方向之间的夹角判断：此法常用于恒力做功.
力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功
归纳总结：(1)当0≤α<90°时，W>0，力对物体做正功；(2)当90°<α≤180°时，W<0，力对物体做负功，也称为物体克服这个力做了功．(3)α＝90°时，W＝0，力对物体不做功．
（4）功是标量，没有方向但有正负，正功表示动力做功，负功表示阻力做功。
4.功的大小计算(1)恒力做的功：(2)合外力做的功.
直接用W=Fxcsα计算。
方法一：先求合外力F合，再用W合=F合xcsα求功.方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…再应用W合=W1+W2+W3+…求合外力做的功.
(3)变力做的功.①应用动能定理求解.②用W=Pt求解，其中变力的功率P不变.③将变力做功转化为恒力做功，此法适用于力的大小不变，方向与运动方向相同或相反，或力的方向不变，大小随位移均匀变化的情况.
1. (多选)关于功的正负，下列叙述中正确的是(　　)A．正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为相反B．正功表示功大于零，负功表示功小于零C．正功表示力和位移两者之间夹角小于90°，负功表示力和位移两者之间夹角大于90°D．正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力
一、单项选择题2．关于功的概念，以下说法中正确的是(　　)A．位移大的物体，力对物体做功一定多B．受力大的物体，力对物体做功一定多C．受力大，位移也大的物体，该力对物体做功一定多D．力跟位移垂直时，该力不做功
解析：由功的定义可知，W＝Fscs α，W与F、s、α三者均有关系；当α＝90 °时，W＝0，故选D.答案：D
3．如右图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力(　　)A．等于零，对人不做功B．水平向左，对人做负功C．水平向右，对人做正功D．沿斜面向上，对人做正功
解析：根据电动扶梯的运动情况，可以确定人所受的静摩擦力的方向水平向右，而人在随电动扶梯运动时，在水平方向上发生了位移，因此，静摩擦力对人做正功，故选C.答案：C
二、多项选择题4．站在自动扶梯上的人，随扶梯匀速向上运动，则下述说法中正确的是(　　)A．重力对人做负功B．支持力对人做正功C．摩擦力对人做正功D．合力对人做的功等于零
1.物理意义：描述力对物体___________2.公式：(1)P=_____(P为时间t内的平均功率).(2)P=_________(α为F与v的夹角).3.额定功率：机械__________时的最大功率4.实际功率：机械__________时的功率，要求不能大于__________
1.平均功率的计算方法(1)利用公式(2)利用 公式 其中 为物体运动的平均速度.2.瞬时功率的计算方法 利用公式 ，其中v为t时刻的瞬时速度.
其中 为物体运动的平均速度.
1.机车的输出功率P=F·v.其中F为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力_____阻力.2.两种常见的启动方式(1)以恒定功率启动：机车的加速度_________，达到_________时，加速度为零.(2)以恒定加速度启动：机车的功率_________，达到额定功率后，加速度_________，当加速度减小到零时，速度_____.
加速度减小的加速直线运动
以vm做匀速直线运动
加速度减小的加速运动
汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是( )
A.汽车的加速度—时间图像可用图乙描述B.汽车的速度—时间图像可用图甲描述C.汽车的加速度—时间图像可用图丁描述D.汽车的速度—时间图像可用图丙描述【解析】选A、B.由牛顿第二定律得F-f=ma， 即=ma，随着v的增大，物体做加速度减小的加速运动，在v-t图像上斜率应越来越小，故甲为汽车的速度—时间图像，B对D错；因速度增加得越来越慢，由 知，加速度减小得越来越慢，最后趋于零，故图乙为汽车加速度—时间图像，A对C错.
功率的计算【例证2】(2011·海南高考)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2 N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N的外力作用.下列判断正确的是( )A.0～2秒内外力的平均功率是B.第2秒内外力所做的功是C.第2秒末外力的瞬时功率最大D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是
【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)前2 s内外力和速度均变化，求平均功率时注意所选的公式.(2)瞬时速度最大时，外力的功率不一定最大.
【自主解答】选A、D.第1 s内质点运动的位移为1 m，第2 s内质点运动的位移为2.5 m.第1 s内外力所做的功W1=2×1 J=2 J,第2 s内外力所做的功为W2=1×2.5 J=2.5 J,则0～2 s内外力的平均功率为 选项A正确，B错误.根据动能定理可知，第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值等于 选项D正确.由功率公式P=Fv可知，在第1 s末外力的瞬时功率为4 W，第2 s末外力的瞬时功率为3 W,选项C错误.
【变式训练】如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)( )A.mgv0tanθ B.C. D.mgv0csθ
【解析】选B.小球落在斜面上时重力的瞬时功率为P=mgvy,而vytanθ=v0,所以P= B正确.
【例证】如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面相对静止.则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( )A.支持力一定做正功　　　B.摩擦力一定做正功C.摩擦力可能不做功　　　D.摩擦力可能做负功
【规范解答】选B.因物体和斜面一起水平向左做匀加速运动，对物体进行受力分析可知，支持力方向垂直斜面向上，由功的公式可知支持力一定做正功.而摩擦力是否存在需要讨论.当mgtanθ=ma即a=gtanθ时，摩擦力不存在，摩擦力不做功；当mgtanθgtanθ时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正功；当mgtanθ>ma即a4.如图所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x，在此过程中，恒力F对物块所做的功为( )A. B. C.Fxsinα D.Fxcsα【解析】选D.由于力F与位移x的夹角为α，所以力F做的功为W=Fxcsα,故D正确.
5.(2012·焦作模拟)放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间图像和拉力的功率与时间图像分别如图甲、乙所示，则物体的质量为(取g=10 m/s2)( )
【解析】选B.设加速过程拉力为F，物体受的阻力为f，由P=F·v可知，30=F·6，10=f·6，可求得：F=5 N， 由甲图可知，0～2 s内物体的加速度 由牛顿第二定律得：F-f=ma,可求得： 故B正确.
6.如图所示，一质量m=4.0 kg的物体，由高h=2.0 m,倾角θ=53°的固定斜面顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2.求物体所受各力所做的功及合外力做的功.(g取10 m/s2).
【解析】以物体为研究对象,物体受重力mg、摩擦力f、支持力N作用，其受力情况如图所示.先求出各个力所做的功，再求总功.N=mgcsθ f=μN=μmgcsθ物体的位移为：根据功的公式可求出重力做的功为：WG=mgh=4.0×10×2.0 J=80 J摩擦力做的功为：Wf=-f·l=-μmgcsθ·=-0.2×4.0×10×2.0× J=-12 J
支持力做的功为：WN=0故物体所受合外力做的功为：W总=WG+WN+Wf=(80-12) J=68 J答案：见解析