内容正文:
专题10 功和功率与运动和力综合
知识点一 功的计算
1 计算公式
力学中规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积,即W=FS。
2 功的单位
功的单位是焦,符号为J,1 J=1 N·m。
③计算时的注意事项
a.分清是哪个力对物体做功,即明确公式中的F;
b.公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离,必须与“F”对应;
c.F、s的单位分别是N、m,得出功的单位才是J。
知识点二 物体做功的快慢——功率
1 定义
单位时间内所做的功叫做功率,用符号“P”表示;功率是表示物体做功快慢的物理量。
2 公式:P==Fv(其中W是物体所做的功,单位是J;t是做功所用的时间,单位是s)
3 单位
功率P的国际单位是瓦特,符号是W,1 W=1J/s;常用单位还有kW,1 kW=103 W。
知识点三 功和功率的比较
功
功率
概念
力与物体在力的方向上移动的距离乘积
功与做功所用时间之比
物理意义
表示物体做功的多少
表示物体做功的快慢
符号
W
P
计算公式
W=Fs
决定因素
力F、物体在力F方向上移动的距离s
功W、做功所用时间t
单位
焦耳(J)
瓦特(W)
联系
W=Pt
1. (2023•凉山州)如图所示,从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两处等高,D为球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法不正确的是( )
A.小球在C点的机械能等于在F点的机械能
B.小球在C点的动能大于在F点的动能
C.小球从E点到F点的过程中,机械能不变
D.小球从D点离开地面到达E点的过程中,动能转化为重力势能
2. (2023•无锡)在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.皮球下落过程中动能转化为重力势能
B.皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C.形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D.形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
3. (2023•宿迁)如图甲所示,重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后,滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.9倍,方管足够长且忽略空气阻力。关于图乙中的滑块P,下列说法正确的是( )
A.滑块P受到的摩擦力等于重力
B.滑块P先加速,然后匀速
C.滑块P先加速,后减速,最后静止
D.滑块P的动能一直增大
4. (2023•广州)物体A重5N,如图1,A在水平拉力F1作用下,在水平面从M匀速直线运动到N用时3s;如图2,在A上放置一个钩码,A在水平拉力F2作用下,在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2s。
(1)在MN、PQ段,A的速度分别为v1、v2,A所受摩擦力分别为f1、f2,则v1 v2,f1 f2。(均选填“>”、“=”、“<”)
(2)A从M运动到N,F1做的功为 J、功率为 W,A所受重力做的功为 J。
5. (2023•西宁)西宁舰是我国自主研制的新型驱逐舰,其满载时排水量为7500t,吃水深度为6.5m。某次西宁舰满载时以54km/h的速度匀速航行2.5h,此过程中发动机的输出功率为9.6×106W。(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)西宁舰此次航行的路程为多少。
(2)西宁舰满载时,舰体底部受到海水的压强为多少。
(3)西宁舰满载时,受到的浮力为多少。
(4)西宁舰满载时以54km/h的速度匀速航行时,发动机的牵引力为多少。
6. (2023•湖北)如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景,相关参数如下表。执行任务过程中,该舰以恒定最大推进功率航行。(g取10N/kg)求:
排水量
1220t
吃水深度
4m
最大航速
12.5m/s
最大推动功率
12500kW
(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小;
(2)若十堰舰从静止出发,加速航行0.96km时达到最大航速,图乙是本次航行的v﹣t图像,求加速阶段的平均速度;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,十堰舰所受阻力大小。
7. (2023•武汉)智能机器正在进入我们的生活,为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成,它既可以扫地,也可以拖地。小强同学在面积为S1=27m2的空房间(矩形ABCD)内,用这台机器人打扫家庭卫生。
(1)机器人扫地过程中,若在1×103s内总