第一章 功和功率
一、知识点复习
1.
正功 负功 条件 2π<α≤π
2π≤α<0 物理 意义
表明力是动力,做功的效果
会促进物体的运动 表明力是阻力,做功的效果 会阻碍物体的运动 说明 ①功的正、负既不表示大小也不表示方向，只表示是动力做
功还是阻力做功
②一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做了功
(取绝对值)，即力F 做负功Fs 等效于物体克服力F 做功Fs
例题1.运动员在110米栏比赛中,主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段,运动员的脚与地面间不会发生相对滑动,以下说法正确的是( )
A.加速阶段地面对运动员的摩擦力做正功
B.匀速阶段地面对运动员的摩擦力做负功
C.由于运动员的脚与地面间不发生相对滑动,所以不论加速还是匀速,地面对运动员的摩擦力始终不对运动员做功
D.无论加速还是匀速阶段,地面对运动员的摩擦力始终做负功
例题2.如图所示,质量分别为m1和m2的两个物体,m1<m2,在大小相等的两个力F1和F2的作用下沿水平方向移动了相同的距离。
若F1做的功为W1,F2做
的功为W2,则( )
A.W1>W2
B.W1<W2
C.W1=W2
D.条件不足,无法确定
【加固训练】如图所示,用恒力F 拉着质量为m 的物体沿水平面从A 移到B 的过程中,下列说法正确的是( )
A.有摩擦力时比无摩擦力时F 做的功多
B.物体加速运动时比减速运动时,F 做的功多
C.物体无论是加速运动、减速运动还是匀速运动,力F 做的功一样多
D.有摩擦力时与无摩擦力时F 的平均功率相等
2.P=Fv 中三个量的制约关系
定值
各量间的关系 应用 P 一定
F 与v 成反比 汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡减小速度 v 一定
F 与P 成正比 汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力 F 一定 P 与v 成正比 汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度
例题3.(2015·广州模拟)一辆汽车在平直的公路上，从静止开始以恒定加速度启动，达到额定功率后保持功率不变，最后达到最大速率。
设汽车所受阻力保持不变，在此过程中( )
A.汽车达到最大速率时所受到的合外力为零
B.汽车发动机的功率一直在增大
C.汽车一直做匀加速直线运动
D.汽车发动机的功率一直保持恒定
例题 4.(多选)低碳环保是未来汽车的发展方向。
某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。
某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Ek 与位移s 的关系图像如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。
已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,
空气阻力不计,根据图像所给的信息可求出( )
A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1 000 N
B.汽车的额定功率为80 kW
C.汽车加速运动的时间为22.5 s
D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J 功率 机械效率
定义 物体所做的功跟完成这些功所用时间的比值
有用功跟总功的比值或有
用功率和总功率的比值 公式 W P P Fv t ==或 W P 1W P η=η=有用有用总总或，总小于
意义 表示做功的快慢 表示机械对总能量利用率的高低
关系 两者没有必然的联系，功率大的机械效率不一定高，机械效率高的功率不一定大
例题 5.(2014·黄冈模拟)将一只苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过
三个完全相同的窗户1、2、3。
图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。
若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( )
A.苹果通过第1个窗户所用的时间最长
B.苹果通过第3个窗户的平均速度最大
C.苹果通过第1个窗户克服重力做的功最大
D.苹果通过第3个窗户克服重力做功的平均功率最小
例题6.(多选)用起重机提升货物,货物上升过程中的v-t 图像如图所
示,在t=3s 到t=5s 内,重力对货物做的功为W1、绳索拉力对货物做
的功为W2、货物所受合力做的功为W3,则( )
A.W1>0
B.W2<0
C.W2>0
D.W3<0
例题7.如图所示,水平传送带正以2m/s 的速度运行,两端水平距离
l=8m,把一质量m=2kg 的物块轻轻放到传送带的A 端,物块在传
送带的带动下向右运动,若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,
则把这个物块从A 端传送到B 端的过程中,不计物块的大小,g
取10m/s2,求：
(1)摩擦力对物块做的功是多少?
(2)摩擦力对物块做功的平均功率。
8.(2014·常州模拟)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像。
现利用这架照相机对MD-2000家用汽车的加速性能进行研究,如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片,图中汽车的实际长度为4m,照相机每两次曝光的时间间隔为2.0s。
已知该汽车的质量为1000kg,额定功率为90kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1500N。
(1)试利用图示,求该汽车的加速度。
(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间。
(3)汽车所能达到的最大速度是多大。
(4)若该汽车从静止开始运动,牵引力不超过3000N,求汽车运动2400m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)。