内容正文:
功与功率
一、功
1. 物理学中把 和物体在力的方向上移动 的乘积叫做功。
2. 做功包括两个必要因素:一是 ,二是 。
注意:三种不做功的情况:
①有距离没有力,例如踢出去的足球;
②有力没有距离,例如搬石头没有搬动;
③力与距离垂直,例如手托餐盘水平运动,手没有做功。
力
距离
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动了距离
3. 功的计算公式是 ,在国际单位制中,功的单位是 。
公式的推导式有: 。
4. 1 J=1 N·m,1 J的物理意义:用1 N的力使物体沿力的方向移动1 m所做的功。
5. 常见功的估测:①手握两个鸡蛋举高1 m,做功大约为1 J;
②中学生从一楼走到三楼,做功大约为3 000 J。
W=Fs
焦耳(J)
6. 克服重力做功:W= =___ _____
如图所示,提水桶上楼梯时,人对水桶做功,做功的距离是__m。
假如水桶重10 N,那么人对水桶做功30 J,提上去后,水桶的势能增加30 J。
做了多少功,就有多少能量发生转化。做功的过程就是能量转化或转移的过程。
当力的方向向上,物体向上运动时,因与重力的方向相反,称为克服重力做功。
Gh
mgh
3
1. 功与_______之比叫做功率,功率的计算公式是________,在国际单位制中,功率的单位是瓦特(W),常用单位还有千瓦(kW),换算关系是1 kW=1 000 W。
(1)1 W=1 J/s,1 W的物理意义:物体在1 s内做功是1 J 。
(2)公式的推导:_______和___________。
2. 功率是表示物体___________的物理量。当做功时间一定时,所做的功越多,它的功率就越_______;当所做的功一定时,做功所用的时间越短,它的功率就越_______。
3. 物体做匀速直线运动时, 。
4. 当汽车功率一定时,速度越大,牵引力越_______;速度越小,牵引力越_______。
二、功率
时间
W=Pt
做功快慢
大
大
小
大
考点1力是否做功的判断
1. (2022·乐山)下列四幅图中,力有对物体做功的是( )
D
2. (2022·广安)2022年2月,第24届冬季奥林匹克运动会在北京、张家口举行。如图所示,在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶由于 继续向前运动,此时水平冰面对冰壶的支持力 (选填“做功”或“不做功”)。在整个过程中运动员 (选填“有”或“没有”)对冰壶做功。
惯性
不做功
有
考点 2做功的两个必要因素
3. 某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且
v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是( )
A.F甲<F乙 B.W甲>W乙
C.F甲=F乙 D.W甲=W乙
C
4. (2022·杭州)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>
m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙 B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙<W丙
C
考点3功的计算
5. 如图所示,某同学用大小为100 N的推力沿斜面向上推木箱,已知斜面长5 m、倾角为30°,木箱重150 N,使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中,下列判断正确的是( )
A.木箱克服重力做功的大小为500 J
B.木箱克服斜面摩擦力做功为0 J
C.推力做功的大小为750 J
D.斜面支持力做功的大小为0 J
D
6. 现有一辆汽车以30 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车,于是紧急刹车,汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5 s,刹车后经过10 s汽车停止,在刹车后汽车的平均速度为15 m/s,g=10 N/kg。求:
(1)从司机发现情况到汽车停止这段时间,汽车运动的路程是多少?
(2)如果汽车的质量为3 t,正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍,那么,汽车在反应时间内牵引力做的功是多少?
考点4功率的概念及物理意义
7. 关于功率的说法正确的是( )
A.功率越大,做功越多
B.功率越大,做功时间越短
C.做功所用时间越少,功率越大