23功和功率的计算-2022-2023学年八年级物理下册重难点突破复习

重难点突破：23功和功率的计算 【知识清单】 一、功的计算 力学里规定：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。公式：W = F S。 功的单位：焦耳，简称焦，符号是J。 1J=1N·m 【点拨】①F与S的方向必须一致；②力与物体移动的距离必须对应于同一物体；　③力与物体移动的距离必须对应于同一段时间，即公式中的F始终作用在物体上；　④当有几个力同时作用在同一物体上时，要根据题意明确哪几个力做功和对谁做功；⑤做功多少与物体的运动形式无关，不管物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只由W＝FS决定。 二、功率——表示做功快慢的物理量 1、定义：功与做功所用时间之比叫做功率。它在数值上等于单位时间内所做的功。 2、公式：P＝ [国际单位制] 瓦特（瓦）——W [常用] 千瓦——kW 单位的换算关系：1 kW＝103W 1 W＝1 J/s 【点拨】功率和功是两个不同的概念。功率由物体所做的功和完成这个功所用的时间共同决定，物体做功越多，所用时间越少，其功率越大。所以，做功多，不一定做功快；反之，做功快，不一定做功多。 【拓展】当物体在力F作用下以速度v做匀速直线运动时，则有P＝＝＝F v，利用公式P＝F v也可以直接计算出功率的大小；应用公式P＝F v计算时，速度的单位必须是m/s，这样得出的功率单位才是W。 【典例分析】 例1.如图所示，用大小为10N的水平推力F推着重为80N的物体沿水平方向做匀速直线运动，若在2s内物体前进2m，则在这2s内，推力做功 　 　J，重力做功 　 　J。 【答案】20；0 【解析】推力做功W＝Fs＝10N×2m＝20J 物体沿水平方向运动，重力方向竖直向下，物体没有沿重力的方向移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0J。 例2.如图甲所示，小林用水平推力F推动水平地面上的一木块，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。则3s～5s推力F对木块所做的功为　 　J， 5～6s木块受到的摩擦力大小为　 　N。若已知在1s～3s内，木块水平移动的距离为1m，则在1s～3s内，木块克服摩擦力做的功为　 　J。 【答案】400；200；200 【解析】由图丙可知，3s～5s物体以1m/s的速度做匀速直线运动，木块运动的路程为s=vt=1m/s×2s=2m，由图乙可知，3s～5s推力大小为200N，则3s～5s推力F对木块所做的功为W=Fs=200N×2m=400J 3s～5s时，由于木块做匀速直线运动，木块受到的摩擦力和推力是一对平衡力，大小相等f=F=200N，5～6s木块做减速运动，但与3s～5s时相比，接触面的粗糙程度和木块对水平地面的压力不变，木块受到的滑动摩擦力不变，仍为200N。同理，1s～3s内，物体受到摩擦力也为200N，木块克服摩擦力做的功为W′=fs=200N×1m=200J 例3.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动．两次拉动木块得到的s—t图像分别是图乙中的图线①、②．两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别是P1、P2，则F1　 　F2，P1　 　P2.（均填“＞”、“＝”或“＜”） 【答案】=；＞ 【解析】木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即F1=F2， 从图象中可以判断出，第②次的运动速度v较小，根据公式P=Fv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2． 例4.图甲中，物块A在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙程度均匀的水平面向右运动，拉力F随时间t变化的关系如图乙。图丙是从t=0开始每隔2s记录一次物块A的位置，下列说法正确的是（　　） A．6~12s内物块A所受的摩擦力为9N B．6~12s内拉力F做功的功率保持不变 C．12~18s内拉力F做功的功率为0.36W D．12~18s内物块A克服摩擦力做功216J 【答案】C 【解析】A．由丙图可知，6~12s内物块A的速度不断增加，做加速直线运动，物体受到的是非平衡力，初中知识不能求解，由丙图可知，物体在12~18s内做匀速直线运动，受力平衡，滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，由图乙可知，此时物块A受到的拉力为6N，所以滑动摩擦力也为6N，6~12s内物块A受到的摩擦力为滑动摩擦力，且物体对地面的压力和地面的粗糙程度没有变化，所以滑动摩擦力没有变化，所以摩擦力为 6N，A不符合题意； B．由丙图可知，6~12s内物块A的速度不断增加，做加速直线运动，根据功率的推导公式可知，由图乙可知，F拉力不变，v不断增大，所以6~12s