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高中物理必修二功和功率.ppt

力对物体做功的瞬时功率是多少? (g取10m/s2)
W=100J
P平=50W
P舜=100W
三.机动车辆启动的问题
方式 恒定功率启动
过程
恒定加速度启动
过程 分析
设牵引力为 F 阶段一:
阶段一:
a
=F
-F m
阻不变
?
F 不变?
v↑?
P=
v↑ ? F=Pv ↓? a F ·v↑,直到 P=P 额=F ·v m′
力和物体在力的方向上发生的位移,是做功的两个 不可缺少的因素. 3.公式和单位: W=FScosθ(θ为 F与s的夹角),功的单位是焦耳 (J) 4.物理意义:
功是过程量,是能量转化多少的量度,是力在空 间上的累积效应。
5.功是标量,但有正负。
(1) 当0°≤α<90°时, 0<cos α≤1,则力对物体做
以加速度 a 做匀加速直线运
动(对应下图中的 OA 段)?
匀加速运动能维持的时间 t0
=v m′? a
以 v m 匀速直线运
动,对应下图中的 BC 段
v-t 图象
例4,机动车功率的分析与计算
一辆汽车质量为 1×103 kg,最大功率为 2×104 W,
在水平路面由静止开始做直线运动,最大速度为 v2,
至斜面底端时重力的瞬时功率为 ____ ____ ,整个过程
的平均功率为 ________
1 PG=mg 2ghsin θ. P=2mg 2ghsin θ
练习3
质量为m=0.5kg的物体从高处以水平的初速度 v0=5 m/s抛出,在运动 t=2s内重力对物体做的功是多少?
这2s内重力对物体做功的平均功率是多少? 2s末,重
(2)也可以先求出合外力,再由公式 W=F合Scosα求
合外力的功;还可以用动能定理求解.
7.变力做功的计算
(1)用动能定理或功能关系求解.
(2)当变力的功率 P一定时,可用 W=Pt求功,如机车
牵引力做的功 .
(3)作出变力F随位移x变化的图象,图线与 x轴所夹的
“面积”即为变力所做的功 . (4)将变力的功转化为恒力F1 的? F2 功.
(2)WF=FLsinθ
二、功率
1.定义: 功跟完成这些功所用时间的比值。
2.物理意义: 功率表示做功的快慢,功率大则做功快,功率小
则做功慢。
3.矢标量: 功率是标量,只有大小,没有方向。
4.计算式
W
(1)P= ,P为时间的平均功率。
t
V为平均速度,则 P为平均功率。
(2)P=Fvcosα V为瞬时速度,则 P为瞬时功率。
①当力的大小不变,而方2 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,如滑动
摩擦力、空气阻力做功等;
②当力的方向不变,大小随位移做线性变化时,可
先求出力对位移的平均值 F=
, 再由W=FScosα
计算,如弹簧的弹力做功。
例1,恒力功的计算:
如图所示,质量为 m的物体静止在倾角为 θ的斜面上, 物体与斜面的动摩擦因数为 μ,现使斜面水平向左匀 速移动距离 l.求:
正功,即外界给物体输入能量,力是动力;
(2)当α=90°时,cos α=0,W=0,则力对物体不
做功,即外界和物体间无能量交换.
(3)当90°<α≤180°时,-1≤cos α<0,则力对物
体做负功,即物体向外界输出能量,力是阻力. 6.合力的功:
(1)当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时, 这几个力的合力对物体所做的功,等于各个力分别对 物体所做功的代数和.
5.额定功率: α为F与v的夹角。
机械长时间正常工作时的最大输出功率。一般在机
械的铭牌上标明。
6.实际功率:
机械实际工作时输出的功率。要小于等于额定功率。
说明: 某一过程的功率指平均功率,某一时刻的功率
指瞬时功率.
例3,功率的计算:
如图所示,一质量为 m的物体,从倾角为 θ的光滑斜面 顶端由静止下滑,开始下滑时离地高度为 h,当物体滑
例2,变力功的计算
如图所示,某人用大小不变的力 F拉着放在光滑平面上 的物体,开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是
α,当拉力 F作用一段时间后,绳与水平面间的夹角为 β.已知图中的高度是 h,求绳的拉力 F对物体所做的功.
(假定绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计 )
?1 W=Fh??sin
α-sin1
?
β??.
练习2
如图所示,一质量为 m的小球用长为 L的轻绳悬挂于 O点, (1)若小球在水平拉力 F的作用下从平衡位置 P点缓慢地 移动到Q点,此时悬线与竖直方向的夹角为 θ,求拉力 F
所做的功为多大?
(1)WF=mgL(1-cosθ)
(2)若小球在水平恒力 F作用下由 P点移动到Q点,此时悬 线与竖直方向的夹角为 θ,求拉力F所做的功为多大?
=F-F阻↓ m
阶段二: F=F 阻
阶段二:
v↑?
F=
P额 v
↓?
a=F- :
F·v m= F 阻·vm
F =F 阻时?
a= 0?
v
达最大值
v
m=
P F
额 阻
过程
方式
恒定功率启动
恒定加速度启动
运动规律
加速度逐渐减小的变 加速直线运动 (对应 下图的 OA 段)? 以 v m 匀速直线运动 (对 应下图中的 AB 段)
有1吨的货物,准备运到三 楼,分别用二种方式起运
A 搬运工分10批搬,需2小时。 B 搬运工分5批搬,需1小时。
哪种搬运方法更省力?
第五章 机械能守恒定律
第一单元 功和功率
一、功
1.定义: 一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一 段位移,物理学中就说这个力对物体做了功.
2.做功的两个必要因素:
练习1
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 ( BD ) A.有摩擦力时比无摩擦力时 F做的功多 B.有摩擦力时与无摩擦力时 F做功一样多 C.物体加速运动时 F做的功比减速运动时 F做的功多 D.物体无论是加速、减速还是匀速,力 F做的功一样

运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为
3×103 N,其行驶过程中牵引力 F与车速的倒数的
(1)摩擦力对物体做的功为多少?
(物体与斜面相对静止 ) (2)斜面对物体的弹力做的功为多少? (3)重力对物体做的功为多少? (4)斜面对物体做的功又是多少?各
力对物体所做的总功是多少?
(1)Wf=-mglsinθcosθ. (2)WN=mglcosθ·sinθ
(3)WG=0.
(4)W斜=0。W总=0。
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