内容正文:
专题14 功与功率计算问题
知识点1:对不做功的几种情况的理解
(1)有力作用在物体上,但物体不动,也就是没有通过距离。
(2)有距离通过,但在沿距离方向没有力的作用,这时对物体也没有做功。
(3)力与距离垂直时,这个力对物体也不做功。
知识点2:功的公式
利用W=Fs进行计算时,一定要注意力F和距离S的一 一对应的关系,即距离S是在力F作用下且沿力的方向上移动的距离。其次,一定要注意F和S的同时性,即在计算做功多少时,一定要搞清S是否是F始终作用下运动的距离。比如用60N的力将一重为8N的物体踢出20m远,这20m不是在脚的力的始终作用下运动的,在求脚对物体做功时,不能表示为W=Fs=60N×20m=1200J。
知识点3:比较功率大小方法
(1)做功时间相同,比较做功的多少,在时间相同时,做功越多功率越大。
(2)做功相同时,比较做功时间长短,在做相同多的功,用时越短,功率越大.
知识点4:对公式 P=F·v 讨论
①如果作用于物体上的力F为恒力,且物体以速度v匀速运动,则力对物体做功的功率保持不变。
②若P恒定,则F越大,V越小;F越小,V越大。
如:很多动力机器通常有一个额定功率,且通常使其在额定功率状态工作(如汽车),根据P=Fv可知:当路面阻力较小时,牵引力F也小,v可以大,即汽车可以跑得快些。当路面阻力较大,或爬坡时,需要比较大的牵引力,v必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。
③若F恒定,V越大,P越大:
在动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作,例如汽车刚刚起动后的一段时间内,若保持牵引力恒定不变,速度逐渐增大过程中,功率也逐渐增大。但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度,即当Fv=P额。以后,这种情况不可能实现。
【例题1】(2019呼和浩特)下列四幅图反映的物理情景中,其中有一幅图和其它三幅图不同,这幅图是( )
INCLUDEPICTURE "Application%20Data/Tencent/Users/2015591458/QQ/WinTemp/RichOle/2()Q9(1%25G%25CZPN%5dYMO%5dD831.png" \* MERGEFORMAT
A.用力推车但没推动 B.把杠铃举起来 C.冰壶在平滑冰面上滑行 D.提滑板在水平面前行
【对点练习】如图实例中,力对物体没有做功的是 ( )
【例题2】(2020天津)小明在超市购物时,用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m,用时10s,则推力做的功等于______J,推力的功率等于______W。
【对点练习】如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1.若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2,则W1 W2,P1 P2(选填“>”、“<”或“=”)
【例题3】(2020齐齐哈尔)防疫期间,小慧的爸爸驾驶一辆东风牌的厢式货车,为社区运送物资,如图所示,小慧通过查阅资料了解到:当该车满载货物时,总质量为4×103kg,发动机的牵引力为3×103N.若该车在平直公路上以20m/s的速度匀速直线行驶3600m。在此过程中,求:
(1)货车行驶所用的时间是多少?
(2)该车满载货物时,所受到的重力是多少?
(3)牵引力所做的功是多少?
【对点练习】如图是一款新研发的机器人。若机器人重为15N,与地面的接触面积是1×10﹣3m2,牵引力大小是I0N、机器人在水平地面上沿直线行走l0m,用时100s。求:
INCLUDEPICTURE "My%20Documents/Tencent%20Files/2015591458/Image/C2C/~%7bFO1SLQJ_IFJI%252%60YU94A3.jpg" \* MERGEFORMAT \d
(1)机器人行走的平均速度;
(2)机器人牵引力做的功;
(3)机器人静止时对水平面的压强。
一、选择题
1.(2020牡丹江模拟)在物理学发展过程中,为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献,用他的名字来命名功和能单位的物理学家是 ( )
A.牛顿
B.焦耳
C.安培
D.欧姆
2.(2020大庆模拟)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=2:1 P1:P2=6:1
B.W1:W2=2:3 P1:P2=2:1
C.W1:W2=